[发明专利]一种基于基因对共表达模式动态关联解析玉米籽粒类胡萝卜素代谢调控机制的方法

权利要求书

1.一种基于基因对共表达模式动态关联解析玉米籽粒类胡萝卜素代谢调控机制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）通过玉米基因组数据库maizeGDB下载类胡萝卜素代谢通路中的关键基因13个；

（2）收集玉米自交系授粉后15天的籽粒转录本测序获得基因表达量数据，提取上述13个关键基因的表达量数据；

（3）动态关联分析LA模型的建立；

所述动态关联分析为建立动态关联分析模型，所述动态关联分析LA的数学定义如下：

LA(X， Y|Z)=Eg'(z) 公式1

所述X， Y和Z表示玉米籽粒基因的表达量；

其中，所述X，Y和Z均为类胡萝卜代谢通路里13个关键基因的表达量，假设X，Y，Z是均值为0，方差为1的连续随机变量，则X，Y的相关性表示为E(XY)；LA描述条件期望时，即当Z=z，g(z)=E(XY|Z=z)，g(z)检测的是当Z=z时，XY基因对的共表达模式；g(z)的导数表示为g'(z)，用于共表达模式变化的期望测定；LA的数学定义如下：

当Z符合标准正态分布时，LA值可简单的表示为LA(X， Y|Z)=E(XYZ)；

则LA(X， Y|Z)表示为：E(XYZ)=(x₁y₁z₁+x₂y₂z₂+...+x_my_mz_m)/m 公式2；

LA用来反应基因对共表达模式的动态变化，即当Z基因表达量较高时，XY基因对的表达量呈正相关（co-regulated），E(XY|Z=1)为正数；当Z基因表达量较低时，XY基因对的表达量呈负相关（contra-regulated），E(XY|Z=0)为负数，因此基因对的表达调控模式由正相关（co-regulated）转变为负相关（contra-regulated），LA值记为正；相反，基因对的表达调控模式由负相关（contra-regulated）转变为正相关（co-regulated），LA值记为负；

（4）利用动态关联分析鉴定通路中关键基因之间的调控关系；

所述玉米籽粒类胡萝卜素代谢通路中的关键基因为ZDS1，PDS1，PSY1，lcyB，lcyE，HYD1，HYD4，CYP97A，crtRB1，CYP97C，ZEP2，ZEP1，VDE；

所述玉米自交系分成了两组：一组为热带，一组为亚热带、温带，小组内采用完全随机区组法，设2 个重复，每个自交系每个重复播种1 行；所有材料均进行自交，收获未成熟的授粉后15天的籽粒，每个自交系的两个重复各取3-4 穗，每穗取1-2 粒籽粒，混合提取籽粒总RNA，随机选择368 个样品用于RNA-seq。