黄瓜共表达基因模块的识别及其特点分析

？共表达网络分析是利用海量生物学数据研究基因与性状关系的重要方法。本研究利用黄瓜(cucumissativusl.)10份不同组织的转录组数据计算各个基因在不同组织中表达丰度，去除在10个组织中表达量最大值小于5的基因，然后利用r语言中的权重共表达网络分析(weightedgeneco-expressionnetworkanalysis,wgcna)软件包构建了共表达网络，获得1134个共表达模块，一共16924个基因。去除模块内基因之间相关系数平均值小于0.9的模块，最后得到839个共表达模块，一共11844个基因。由于不同组织细胞转录本产生的差异，导致不同组织产生结构和功能上的差异，在839个模块中，有323个与组织特异性相关联的模块，涉及5784个基因。利用r语言中的topgo软件对特异性模块进行go(geneontology)富集分析，结果表明，10个组织中除了卷须，有9个组织的特异性模块存在功能富集，富集的这些生物学过程(biologicalprocess)大多与组织结构和功能存在一定的关系。此外还发现一些模块中存在基因簇现象，一般有2~5个基因，其中2个基因成簇的现象最为普遍。成簇基因在染色体上的物理距离在25kb以内。黄瓜苦味合成代谢相关模块在叶和茎中分别有3和1个，共有10个已经发表的相关基因，这些模块在苦味合成的前体——萜类的生物合成途径富集存在。以上10个基因中有7个在模块m107中，而且这7个基因分布在模块m107中的两个基因簇中，说明功能相关的基因经常在染色体上相邻分布。本研究结合了转录组和网络分析的方法，发现了许多重要的共表达基因模块，为黄瓜基因的共表达分析提供了非常重要的研究基础和数据支持。