06月07 植物研究百邁客云解決方案-BMKCloud_數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的棉花數(shù)據(jù)所涉及研究方向
解決方案概述
針對(duì)植物基因組學(xué)研究，百邁客云可通過(guò)BMKCloud_數(shù)據(jù)庫(kù)模塊向用戶提供海量的植物高通量測(cè)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(guó)內(nèi)生信0基礎(chǔ)的用戶。
對(duì)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(wú)縫對(duì)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(wú)需用戶掌握任何編程基礎(chǔ)，高度集成化專(zhuān)業(yè)化的分析流程可保證用戶快速完成對(duì)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(kù)目前收錄數(shù)據(jù)9PB，覆蓋約1100個(gè)屬，常見(jiàn)作物數(shù)據(jù)收錄情況見(jiàn)下圖：
作物數(shù)據(jù).jpg)
整合公共數(shù)據(jù)庫(kù)中棉屬RNA-seq數(shù)據(jù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄本重構(gòu)（有參）并鑒定其中l(wèi)ncRNA，用于后續(xù)的棉纖維發(fā)育相關(guān)lncRNA分析
BMKCloud_數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的棉花數(shù)據(jù)所涉及研究方向：
發(fā)育調(diào)控類(lèi)：玉米產(chǎn)量 葉發(fā)育 根發(fā)育 胚乳發(fā)育 胚芽發(fā)育 花藥發(fā)育 子房發(fā)育 組織發(fā)育 光合作用 雜種優(yōu)勢(shì)……
非生物脅迫類(lèi)：干旱脅迫 淹水脅迫 寒冷脅迫 熱脅迫 鹽脅迫 低磷脅迫 氮脅迫 甘露醇脅迫 機(jī)械損傷應(yīng)答 蔗糖處理胚乳 種子中Zn積累 ……
生物脅迫類(lèi)/免疫互作類(lèi)：輪狀鐮刀霉菌侵染 禾谷鐮刀菌侵染 立枯絲核菌侵染 水稻黑條矮縮病毒侵染 蠕孢菌侵染 蟲(chóng)害應(yīng)答 玉米葉斑病 吸脹冷害 ……
其他：ncRNA鑒定 轉(zhuǎn)錄因子鑒定 基因組組裝 標(biāo)記開(kāi)發(fā) 遺傳進(jìn)化 雜種優(yōu)勢(shì) 線粒體功能研究 表觀遺傳……
文章思路
Wang M et al. ?Long noncoding RNAs and their proposed functions in fibre development of cotton (Gossypium spp.). ?New Phytol. 2015
1. 棉屬轉(zhuǎn)錄本組裝數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
1）海島棉葉、根、莖、花瓣、花藥、柱頭、開(kāi)花期0天棉鈴、開(kāi)花后10天棉鈴、開(kāi)花后20天棉鈴共9個(gè)樣本的自測(cè)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)
2）搜集SRA數(shù)據(jù)庫(kù)中，棉屬轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，共搜集得到154個(gè)來(lái)源于illumina平臺(tái)的棉屬轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。BMKCloud公共數(shù)據(jù)模塊數(shù)據(jù)搜集過(guò)程：進(jìn)入平臺(tái)公共數(shù)據(jù)模塊，輸入關(guān)鍵詞“Gossypium”，并按SRA項(xiàng)目編號(hào)進(jìn)行檢索，使用數(shù)據(jù)類(lèi)型“transcriptome”進(jìn)行過(guò)濾，最終得到104個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)，可根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源平臺(tái)在進(jìn)行進(jìn)一步手動(dòng)過(guò)濾，最后一鍵保存數(shù)據(jù)至用戶賬號(hào)用于后續(xù)分析
2. 運(yùn)行l(wèi)ncRNA_APP鑒定lncRNA
1）進(jìn)入BMKCloud APP界面，選擇lncRNA分析 平臺(tái)，打開(kāi)任務(wù)投遞界面
2）分別從用戶目錄中導(dǎo)入棉屬轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)
3）選擇文庫(kù)類(lèi)型
4）選擇海島棉參考基因組v1.0
5）選擇差異表達(dá)分析相關(guān)參數(shù)
6）任務(wù)提交運(yùn)行
3. lncRNA _APP運(yùn)行結(jié)果
4. lncRNA表達(dá)量特征分析
5. 棉纖維發(fā)育相關(guān)lncRNA分析（棉纖維起始相關(guān)）
1）隨機(jī)挑選20個(gè)傾向在海島棉棉鈴中高表達(dá)的lncRNA，通過(guò)RT-PCR觀察它們分別在lint纖維fuzz纖維均正常發(fā)育陸地棉野生株（TM-1、Xuzhou142、YZ1）、lint纖維fuzz纖維均缺失陸地棉突變株（XZ142WX、XinWX）、lint纖維正常發(fā)育fuzz纖維缺失陸地棉突變株（n2、GZnn、GZNn）的轉(zhuǎn)錄水平
2）結(jié)果發(fā)現(xiàn)，編號(hào)為L(zhǎng)INC02在開(kāi)花期0天左右轉(zhuǎn)錄水平在lint纖維正常發(fā)育株中顯著高于lint纖維缺失株；在開(kāi)花期5天左右轉(zhuǎn)錄水平fuzz纖維正常發(fā)育株中顯著高于fuzz纖維缺失株；而上述兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別為兩種棉纖維起始（initiation）時(shí)間點(diǎn)，因此，文章認(rèn)為編號(hào)為L(zhǎng)INC02的lncRNA與棉纖維的initiation有關(guān)
6. 棉纖維發(fā)育相關(guān)lncRNA分析（棉纖維延伸、次級(jí)細(xì)胞壁生成階段相關(guān)）
1）為了鑒定與棉纖維“伸長(zhǎng)”、“次級(jí)細(xì)胞壁生成”階段相關(guān)的lncRNA，對(duì)lncRNA組裝階段得到開(kāi)花期10天與開(kāi)花期20天的棉屬lincRNA（720個(gè)）與mRNA（6858個(gè)）進(jìn)行WGCNA分析，該分析可調(diào)用BMKCloud平臺(tái)小工具WGCNA來(lái)完成。
2）WGCNA分析共將上述基因劃分為17個(gè)模塊，其中模塊16與模塊12分別表現(xiàn)為D亞基因組、A亞基因組偏倚表達(dá)，模塊16也在oxidation -reduction生物途徑上有顯著 富集，這一途徑一般認(rèn)為與棉纖維的發(fā)育相關(guān)。
7. 棉纖維發(fā)育相關(guān)lncRNA分析（聯(lián)合miRNA數(shù)據(jù)分析）
1）下載海島棉纖維起始、伸長(zhǎng)、次級(jí)細(xì)胞壁生成3個(gè)階段7個(gè)樣本的小RNA測(cè)序公共數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)SRA數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目編號(hào)PRJNA284336。
2）使用上述公共數(shù)據(jù)鑒定海島棉中的microRNA及各自的前體序列。該步驟可將在BMKCloud平臺(tái)目錄下保存的PRJNA284336項(xiàng)目數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入BMKCloud 小RNA分析平臺(tái) 完成。
3）通過(guò)對(duì)小RNA前體序列與lncRNA序列進(jìn)行同源比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷l(xiāng)ncRNA來(lái)源的microRNA，該步利用部署于BMKCloud平臺(tái)的BLAST小工具完成。
4）其中l(wèi)ncRNA來(lái)源的microRNA miR397，其靶基因LAC在木質(zhì)素合成過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用，而一般認(rèn)為，microRNA的來(lái)源lncRNA對(duì)其合成有負(fù)調(diào)控作用，因此認(rèn)為miRNA397的來(lái)源lncRNA參與了棉纖維的發(fā)育過(guò)程。
