[发明专利]植物转录因子互作影响的评估方法

说明书

本发明公开了植物转录因子互作影响的评估方法，构建各试验组各组织中显著表达基因的网络互作图，并筛选出其中存在高度关联的显著表达的关键基因，得到各试验组各组织中显著表达的关键基因的发生概率以及互作概率；全部试验组各组织中显著表达的关键基因的互作概率构成基因互作概率模型；筛选出模型中各试验组各组织的关键转录因子，评估重金属胁迫下化学调控剂对植物转录因子的互作影响水平。本发明植物转录因子互作影响的评估方法为污染物胁迫下外源化学调控剂对水稻幼苗生长的调控策略提供数学模型，直观、高效展现调控水平，为科研人员对污染物胁迫下外源化学调控剂对水稻幼苗生长的调控策略提供了科学有效的评估方法。

技术领域

本发明属于植物学技术领域，涉及植物转录因子互作影响的评估方法。

背景技术

铬(Cr)作为重要的工业原料，广泛用于石油精炼、皮革鞣制、纺织品制造、电镀、染料加工等工业。据统计，世界Cr年均消耗量约1250万吨，而全球工业化时期所累积的Cr产品约11054亿吨，导致环境中的Cr污染加剧。国家环保部在2014年4月17日发布的《全国土壤污染物调查公报》显示，全国土壤污染总超标率为16.1％，其中Cr的点位超标率为1.1％。植物是食物链中的生产者，也是生态系统中最重要的环节，其在污染胁迫下利用外源绿色调控剂调控植物的生长发育也是学者关注的热点问题。

脯氨酸(Pro)是一种植物体内具有多种功能的氨基酸，其在缓解生物和非生物胁迫中起到重要作用。许多研究证明：植物在逆境条件下大量累积Pro，通过维持细胞液的渗透平衡、清除羟基自由基、保护亚细胞结构、降低细胞膜过氧化程度、平衡细胞内氧化还原电势以及螯合重金属、保护蛋白质和增强各种酶活性等作用，缓解高温、干旱、高盐、强光、渗透胁迫、重金属胁迫、氧化胁迫以及各种生物胁迫等。

转录因子(TFs)是植物胁迫期间参与胁迫响应基因表达修饰的最重要的核心信号成分之一。它们可以与位于基因启动子中的短DNA序列特异性结合，并与转录起始前复合物相互作用，从而激活或抑制RNA聚合酶II。参与植物胁迫反应的TFs及其相应家族主要包括MYB、NAC、WRKY、bHLH和bZIP，它们可构成调节网络，调节植物胁迫反应中各种相关基因的表达。这些TFs构成了植物适应环境变化过程的关键要素，是胁迫环境下调节植物各类性状的首选目标。然而，从TFs相关基因的网络互作及其互作复杂度的角度评价Cr胁迫下外源Pro对水稻生长的调控策略尚不明确。

发明内容

为了达到上述目的，本发明实施例提供植物转录因子互作影响的评估方法，通过化学调控下重金属短期胁迫植物幼苗的基因互作概率模型，分析关键基因的互作概率，筛选出各试验组根组织和叶片组织的关键转录因子；根据各试验组根组织和叶片组织的关键转录因子，评估重金属胁迫下化学调控剂对植物转录因子的互作影响水平，解决了现有技术中存在的Cr胁迫下外源Pro对水稻生长的调控策略尚不明确的问题。

本发明所采用的技术方案是，植物转录因子互作影响的评估方法，包括以下步骤：

步骤1：选取化学调控剂，运用植物毒理学手段，对植物幼苗进行重金属短期胁迫；将植物幼苗分为试验组、对照组、空白组；

步骤2：计算各试验组根组织和叶片组织中参与胁迫反应的各类转录因子的基因表达变异系数；根据基因表达变异系数的阈值，筛选各试验组根组织和叶片组织中参与胁迫反应的各类转录因子中显著表达的基因；

步骤3：构建各试验组根组织和叶片组织中显著表达基因的网络互作图，并筛选出各试验组根组织和叶片组织的网络互作图中存在高度关联的显著促进表达的关键基因以及显著抑制表达的关键基因；

步骤4：根据各试验组根组织和叶片组织中筛选出的显著促进表达的关键基因个数以及显著抑制表达的关键基因的个数分别与试验组中参与胁迫反应的各类转录因子基因总数的比值，得到各试验组根组织和叶片组织中显著促进表达的关键基因的发生概率以及显著抑制表达的关键基因的发生概率；