Список использованных сокращений ...................................................................................................4
Введение................................................................................................................................................5
Современное состояние проблемы ...................................................................................................5
Актуальность исследования .............................................................................................................5
Цель и задачи.....................................................................................................................................7
Научная новизна ................................................................................................................................7
Теоретическая и практическая значимость....................................................................................8
Методология работы........................................................................................................................9
Положения, выносимые на защиту ..................................................................................................9
Апробация результатов .................................................................................................................. 10
Личный вклад автора ...................................................................................................................... 10
Глава 1. Обзор литературы.................................................................................................................. 11
1.1 Ячмень и его экономическая значимость............................................................................. 11
1.2 Геном ячменя ........................................................................................................................... 13
1.3 Биология пластид .................................................................................................................... 14
1.4 Альбинизм растений................................................................................................................ 19
1.5 Меланизм растений ................................................................................................................. 23
1.6 Методы транскриптомных исследований ............................................................................ 26
1.6.1 Платформы для секвенирования второго поколения.................................................. 27
1.6.2 Ход эксперимента RNA-seq.............................................................................................. 34
1.6.3 Биоинформатическая обработка данных RNA-seq....................................................... 36
Заключение по обзору литературы и постановка задачи исследования ................................ 55
Глава 2. Материалы и методы............................................................................................................. 57
2.1 Биологический материал........................................................................................................ 57
2.2 Биоинформатический анализ библиотек коротких прочтений......................................... 61
2.2.1 Фильтрация библиотек .................................................................................................... 63
2.2.2 Картирование библиотек и подсчёт уровней экспрессии ............................................ 64
2.2.3 Поиск дифференциальной экспрессии генов................................................................. 65
2.2.4 Резюме биоинформатической обработки ....................................................................... 66
2.2.5 Функциональный анализ ДЭГ ........................................................................................ 69
2.2.6 de novo реконструкция транскриптома.......................................................................... 70
2.2.7 Анализ de novo сборки транскриптома .......................................................................... 73
Глава 3. Результаты.............................................................................................................................. 77
3.1 Анализ транскриптома почти изогенной линии ячменя i:BwAlm в сравнении с Bowman
.......................................................................................................................................................... 77
3.1.1 Предобработка библиотек коротких прочтений ........................................................... 77
3.1.2. Картирование библиотек ................................................................................................ 78
3
3.1.3 Поиск дифференциальной экспрессии генов................................................................. 79
3.1.4 Анализ терминов генной онтологии............................................................................... 83
3.1.5 Анализ метаболических путей, содержащих гены с дифференциальной экспрессией
...................................................................................................................................................... 83
3.1.6 Экспрессия генов пластома ............................................................................................. 84
3.1.7 Экспрессия генов района Аlm ......................................................................................... 85
3.1.8 Реконструкция транскриптома de novo.......................................................................... 87
3.2 Анализ транскриптома почти изогенной линии ячменя i:BwBlp в сравнении с Bowman
.......................................................................................................................................................... 92
3.2.1 Предобработка библиотек коротких прочтений ........................................................... 92
3.2.2 Картирование библиотек ................................................................................................. 94
3.2.3 Поиск дифференциальной экспрессии генов................................................................. 95
3.2.4 Анализ терминов генной онтологии............................................................................... 98
3.2.5 Метаболические пути ....................................................................................................... 99
3.2.6 Экспрессия генов пластома ........................................................................................... 101
3.2.7 Экспрессия генов района Blp......................................................................................... 102
3.2.8 Реконструкция транскриптома de novo........................................................................ 102
Глава 4. Обсуждение ......................................................................................................................... 107
4.1 Методология обработки данных RNA-seq .......................................................................... 107
4.1.1 Оценка качества библиотек коротких прочтений...................................................... 107
4.1.2 Сравнение конвейеров биоинформатической обработки данных............................ 108
4.1.3 Сравнение конвейеров de novo реконструкции транскриптома ............................... 109
4.2 Транскриптомный анализ линии i:BwAlm......................................................................... 110
4.2.1 Функциональный анализ дифференциально экспрессирующихся генов................ 110
4.2.2 Анализ de novo реконструированного транскриптома............................................... 120
4.3 Транскриптомный анализ линии i:BwBlp .......................................................................... 124
4.3.1. Функциональный анализ ДЭГ ..................................................................................... 124
4.3.2 Анализ de novo реконструированного транскриптома............................................... 128
Заключение........................................................................................................................................ 131
Выводы .............................................................................................................................................. 133
Список использованной литературы ................................................................................................ 134
Дополнения ....................................................................................................................................... 155
