泡桐丛枝病发生的表观遗传学

本书紧扣学科发展前沿，以白花泡桐基因组精细图谱为基础，反映泡桐丛枝病发生过程中表观遗传学的近期新研究成果，重点介绍了丛枝病发生前后，泡桐染色质三维结构的差异、丛枝病发生相关基因和DNA甲基化变化、组蛋白甲基化和乙酰化的异同，以及丛枝病发生相关ceRNA调控网络、丛枝病发生特异相关基因及其调控途径。本书对逆境条件下林木功能基因挖掘和遗传改良具有一定借鉴意义。本书可供植物病理、林学等相关专业的本科生、研究生、教师和从事相关研究的科研人员参考。

第一章绪论1
第一节植物植原体病害1
一、植原体的发现及特征1
二、植原体的分类及检测方法1
三、植原体病原研究进展2
四、植原体致病机理研究3
第二节泡桐丛枝病研究进展7
一、泡桐丛枝病概述7
二、泡桐丛枝病研究概况8
第三节表观遗传学研究进展10
一、染色质三维构象的研究10
二、m6A甲基化修饰15
三、染色质开放性21
四、DNA甲基化22
五、组蛋白修饰概述26
六、蛋白质翻译后修饰31
七、植物病害发生与ceRNA变化37
第四节研究意义40
第二章泡桐丛枝病发生模拟系统的建立42
第一节不同处理条件下泡桐幼苗形态和丛枝植原体含量变化42
一、不同处理条件下泡桐幼苗形态变化42
二、不同处理条件下泡桐幼苗丛枝植原体含量变化43
第二节泡桐丛枝病发生模拟系统的研究46
一、丛枝病幼苗形态与植原体含量变化的关系46
二、泡桐丛枝病发生模拟系统的建立46
第三章丛枝病发生与白花泡桐染色质三维结构变化的关系48
第一节植原体入侵与白花泡桐染色质三维结构变化的研究48
一、Hi-C数据处理与分析49
二、白花泡桐全基因组染色质相互作用的高分辨率3D图谱51
三、丛枝植原体入侵后白花泡桐染色质三维结构的差异53
四、染色质三维结构中A/B区室的鉴定及转换56
五、拓扑相关结构域（TAD）的鉴定58
六、染色质环的鉴定及变化59
七、白花泡桐染色质三维结构模型的构建60
第二节植原体对白花泡桐染色质结构和基因表达变化的影响62
一、植原体入侵白花泡桐后染色质结构变化与基因表达的关系63
二、联合分析受染色质结构、组蛋白修饰和转录调控变化影响的基因70
第四章丛枝病发生与泡桐m6A的变化关系74
第一节白花泡桐m6A测序数据分析75
一、m6A测序数据统计分析75
二、丛枝病苗m6A图谱构建及m6Apeak分析76
三、m6A基序的鉴定80
四、丛枝植原体对白花泡桐基因表达的影响80
五、MeRIP-qRT-PCR验证81
六、m6A修饰影响选择性剪接81
第二节丛枝病发生对m6A甲基化修饰基因的影响83
一、m6A测序与转录组测序的关联分析83
二、丛枝病发生特异相关的甲基化修饰基因分析84
三、STM、CLV2维持茎端分生组织的稳定性受m6A修饰的调控85
第五章丛枝病发生与泡桐染色质可及性的变化关系87
第一节ATAC-Seq测序数据分析88
一、ATAC-Seq测序数据统计和质量评估88
二、ATAC-seq的peak分析89
三、样本间的开放性差异分析92
第二节植原体侵入导致的泡桐染色质开放性差异调控区关联转录因子分析94
一、植原体感染导致的差异调控区分析94
二、泡桐丛枝病的发生受多种转录因子调控95
第六章丛枝病发生与DNA甲基化的变化关系97
第一节不同试剂处理对白花泡桐丛枝病幼苗DNA甲基化的影响98
一、MMS处理对白花泡桐丛枝病幼苗DNA甲基化的影响98
二、利福平处理对白花泡桐丛枝病幼苗DNA甲基化的影响107
第二节丛枝病发生与基因表达的变化关系116
一、MMS处理对白花泡桐丛枝病幼苗基因表达的影响116
二、利福平处理对白花泡桐丛枝病幼苗基因表达分析126
三、WGCNA共表达分析135
四、与丛枝病相关基因的筛选140
第三节丛枝病发生与DNA甲基化基因表达变化的关系140
一、DNA甲基化对基因表达的影响141
二、DNA甲基化差异基因的功能分析142
三、基于转录组和DNA甲基化组的丛枝病相关基因的筛选142
四、qRT-PCR验证145
五、BS-PCR验证147
第七章丛枝病发生与组蛋白修饰变化的关系150
第一节丛枝病发生与组蛋白甲基化的关系150
一、植原体入侵对白花泡桐形态和组蛋白甲基化修饰的影响150
二、ChIP-Seq数据处理与比对统计152
三、组蛋白甲基化修饰的全基因组分布模式154
四、丛枝病发生和恢复过程中组蛋白甲基化修饰水平的动态变化157
五、丛枝病发生和恢复过程中基因表达水平的动态变化166
六、组蛋白甲基化修饰对基因表达的影响168
第二节丛枝病发生与组蛋白乙酰化的关系172
一、植原体入侵对白花泡桐组蛋白乙酰化修饰的影响173
二、ChIP-Seq数据处理与比对统计173
三、组蛋白乙酰化修饰的全基因组分布模式174
四、丛枝病发生和恢复过程中组蛋白乙酰化修饰水平的动态变化177
五、组蛋白乙酰化修饰对基因表达的影响182
第三节丛枝病发生与组蛋白甲基化和乙酰化修饰酶的变化分析186
一、PfHM基因家族的鉴定186
二、PfHM基因在染色体上的分布193
三、PfHM基因家族系统进化和保守结构域分析195
四、PfHM基因在其他物种中的同源基因分析201
五、PfHM基因响应植原体入侵的表达模式203
第八章丛枝病发生的蛋白质组学研究207
第一节泡桐丛枝病发生与定量蛋白质组测序207
一、定量蛋白质组学基本信息207
二、蛋白质功能分析208
第二节泡桐丛枝病发生相关蛋白质的筛选209
一、转录组与蛋白质组关联分析209
二、非编码RNA与蛋白质组关联分析212
三、响应植原体入侵的差异蛋白质鉴定213
第九章丛枝病发生的非组蛋白修饰变化研究218
第一节白花泡桐丛枝病发生与磷酸化218
一、磷酸化位点、肽段及蛋白质的鉴定218
二、泡桐磷酸化蛋白功能分析219
三、磷酸化位点motif分析及序列二级结构分析220
四、保守磷酸化蛋白鉴定222
五、蛋白激酶预测222
六、差异磷酸化蛋白及磷酸化位点鉴定224
七、丛枝病发生相关磷酸化蛋白鉴定225
第二节泡桐丛枝病发生与乙酰化228
一、泡桐总蛋白乙酰化Westernblot检测228
二、乙酰化位点、肽段及蛋白质的鉴定229
三、泡桐乙酰化蛋白功能分析230
四、乙酰化位点motif及序列二级结构分析232
五、保守乙酰化蛋白鉴定235
六、响应丛枝植原体侵染的差异乙酰化蛋白鉴定236
第三节泡桐丛枝病发生与巴豆酰化240
一、总蛋白巴豆酰化Westernblot检测240
二、巴豆酰化位点、肽段及蛋白质的鉴定241
三、巴豆酰化蛋白功能分类、motif及二级结构分析242
四、保守巴豆酰化蛋白的鉴定245
五、差异巴豆酰化修饰蛋白的鉴定245
六、蛋白磷酸化、乙酰化和巴豆酰化修饰相互作用249
第十章丛枝病发生与泡桐ceRNA变化关系254
第一节丛枝病发生与ceRNA表达谱分析254
一、白花泡桐转录本表达谱255
二、泡桐miRNA表达谱260
三、白花泡桐lncRNA表达谱266
四、白花泡桐circRNA表达谱272
第二节丛枝病发生特异相关ceRNA研究280
一、丛枝病发生特异相关RNA的鉴定281
二、白花泡桐丛枝病发生特异相关ceRNA网络的构建及分析296
三、白花泡桐丛枝病发生特异相关ceRNA的qRT-PCR验证303
四、miR156f及其靶基因PfSPL3的功能验证304
第三节丛枝病发生与特异相关miR156f的分子功能分析304
一、miR156f与PfSPL3的关系305
二、miR156f的模拟靶标306
三、丛枝病发生特异相关miR156f靶基因SPL3互作蛋白306
四、PfSPL3调控基因预测312
参考文献314