06月07 植物研究百邁客云解決方案-BMKCloud_數(shù)據(jù)庫收錄的大豆數(shù)據(jù)所涉及研究方向

解決方案概述

 

針對植物基因組學(xué)研究，百邁客云可通過BMKCloud_數(shù)據(jù)庫模塊向用戶提供海量的植物高通量測序公共數(shù)據(jù)，借助公共數(shù)據(jù)，可大幅降低研究成本，提升研究層次。數(shù)據(jù)檢索、下載、保存均在圖形化界面下完成，避免了傳統(tǒng)模式中，須在命令行界面下進(jìn)行數(shù)據(jù)下載、格式轉(zhuǎn)換等一系列繁瑣操作的限制，完全適用于國內(nèi)生信0基礎(chǔ)的用戶。

對于公共數(shù)據(jù)的下游分析，百邁客云目前已實(shí)現(xiàn)公共數(shù)據(jù)模塊與分析模塊的無縫對接，用戶可直接將已保存至用戶目錄的數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入BMKCloud_APP分析模塊進(jìn)行下游分析，該模塊同樣采用圖形化操作界面，無需用戶掌握任何編程基礎(chǔ)，高度集成化專業(yè)化的分析流程可保證用戶快速完成對數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)分析以及必要的數(shù)據(jù)深度挖掘。

 

BMKCloud_數(shù)據(jù)庫目前收錄數(shù)據(jù)9PB，覆蓋約1100個(gè)屬，常見作物數(shù)據(jù)收錄情況見下圖：

 

整個(gè)多個(gè)大豆RNA-seq公共數(shù)據(jù)，分析SWEET基因家族在大豆生殖組織與營養(yǎng)組織間表達(dá)變化規(guī)律

 

BMKCloud_數(shù)據(jù)庫收錄的大豆數(shù)據(jù)所涉及研究方向：

 

發(fā)育調(diào)控類：產(chǎn)量 蛋白含量 油含量 葉發(fā)育 花發(fā)育 根發(fā)育 種子發(fā)育……

非生物脅迫類： 熱脅迫 鹽脅迫 堿脅迫 干旱脅迫 淹水脅迫 鈣離子處理 臭氧脅迫……

生物脅迫/免疫互作類：腎形線蟲蟲害 蚜蟲蟲害 大豆疫霉菌侵染 立枯絲核菌侵染 尖孢鐮刀菌侵染 花葉病毒侵染 煙草線條病毒侵染 大豆花葉病毒侵染……

其他：ncRNA鑒定 基因組組裝 泛基因組 標(biāo)記開發(fā) 遺傳進(jìn)化……

 

文章思路

Patil G. ?et al. Soybean (Glycine max) SWEET gene family: insights through comparative genomics, transcriptome profiling and whole genome re-sequence analysis. BMC Genomics. 2015

 

 

1. 大豆中SWEET基因鑒定

 

SWEET基因家族在植物體內(nèi)的糖運(yùn)輸、免疫及生殖組織發(fā)育過程中發(fā)揮著非常重要的作用。研究者使用擬南芥、水稻中的SWEET家族基因序列，通過BLAST比對，鑒定到了大豆中的52個(gè)SWEET基因。

該步驟可非常方便的調(diào)用部署于百邁客云平臺(tái)上的BLAST小工具來完成。

 

2. 大豆中SWEET基因與其它物種的序列比較分析

 

為了了解不同物種中SWEET家族基因的進(jìn)化關(guān)系，研究者對大豆中的SWEET家族基因與其他13個(gè)物種（包括水稻、擬南芥、玉米在內(nèi)）中的SWEET基因構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。

該步驟可調(diào)用部署于百邁客云的MEGA小工具來完成。

 

 

3. 大豆中SWEET基因上游調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子分析

 

研究者提取了52個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的啟動(dòng)子序列，預(yù)測了這些啟動(dòng)子序列中存在的motif序列，并在轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫中注釋到了可與上述motif序列結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子，這些數(shù)據(jù)為之后研究SWEET基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

該步驟中的motif序列提取可調(diào)用部署于百邁客云的motif_prediction小工具來完成。

 

4. 大豆中SWEET基因不同組織中表達(dá)量變化規(guī)律分析

 

1）下載大豆RNA-seq公共數(shù)據(jù)集：
數(shù)據(jù)集1 SRA數(shù)據(jù)庫編號(hào)：PRJNA140081.
包含14個(gè)樣本，其中11個(gè)樣本為生殖組織來 源（花、豆莢、種子），3個(gè)為營養(yǎng)組織來源（葉、根、根瘤）

數(shù)據(jù)集2 GEO數(shù)據(jù)庫編號(hào): GSE29163.
包含10個(gè)樣本，其中6個(gè)樣本為生殖組織來源（花、花芽、種子），4個(gè)樣本為營養(yǎng)組織來源（根、莖、葉、幼苗）

該步驟可進(jìn)入BMKCloud_數(shù)據(jù)庫模塊按數(shù)據(jù)編號(hào)完成數(shù)據(jù)檢索及一鍵保存，保存后的數(shù)據(jù)可直接調(diào)用百邁云平臺(tái)的分析模塊BMKCloud_APP進(jìn)行后續(xù)分析。

百邁客云公共數(shù)據(jù)模塊檢索結(jié)果

 

2）對大豆所有基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄了水平定量，并從中篩選SWEET基因家族，分析該家族基因在大豆的生殖組織與營養(yǎng)組織見的表達(dá)量變化規(guī)律。

該步驟可直接將上步保存于百邁客云的公共數(shù)據(jù)導(dǎo)入BMKCloud_APP模塊中的 “有參轉(zhuǎn)錄組分析平臺(tái)”進(jìn)行分析，運(yùn)行后便可得到文章所需的結(jié)果。

百邁客云大豆有參轉(zhuǎn)錄組分析過程

 

分析結(jié)果：
1）GmSWEET21、GmSWEET24在所有樣本中均高表達(dá)

2）有23個(gè)SWEET基因在所有樣本轉(zhuǎn)錄水平非常低或者未檢測到，這些基因或許為假基因，或者需要再特殊組織特殊時(shí)期表達(dá)

3）其余的SWEET基因均在花或者種子等生殖相關(guān)組織中高表達(dá)，說明SWEET基因在生殖相關(guān)組織發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用，與之前的相關(guān)的研究結(jié)論一致。

 

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