不同倍性桤木属植物的转录组测序和分析

本研究采用Illumina高通量测序技术对3种不同倍性的桤木属植物混合样品进行转录组测序,利用生物信息学方法开展基因表达谱的研究、功能基因的预测。测序结果组装获得85 769个Unigene,总长50 200 910 bp,功能注释到NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、COG、GO库的Unigene分别是45 172、38 673、29 181、25 096、14 968和30 675个,所有注释上的Unigene是48 204个。根据KEGG pathway数据库,对桤木转录组的Contig进行pathway生物学通路的注释和预测,共识别出25 096个Unigene具有对应的功能,并关联到128条生物学通路。SSR查找发现,从85 769个Unigene中找到8 678个SSR位点,占Unigene总数的比例为10.11%。其中,二核苷酸重复所占比例最高,达到65.87%,其次是三核苷酸重复,为28.36%,四、五、六核苷酸重复类型的数量很少,总计5.77%。SSR不同重复单元类型中,出现频率最高的为AG/CT,其次是AAG/CTT和AT/AT。     

基于Illumina HiSeq 2000测序技术对大花序桉根的转录组特性分析

大花序桉(Eucalyptus cloeziana)是中国重要用材林树种,但目前对其生物信息学研究缓慢,在一定程度上限制了大花序桉分子育种以及品种改良。采用Illumina Hi Seq TM 2000高通量测序平台对1年生大花序桉根系转录组测序和de novo组装,将得到的Unigene与公共数据库比对,同时进行转录组分析。结果显示,组装获得53 433条Unigene,其平均长度890 bp,N50长度为1 587 bp;有34 700条Unigene获得注释信息,占全部Unigene的64.94%,其中19 327条Unigene注释到KOG数据库,被分到25个类别中,共得到32 302个KOG功能注释信息;有11 197条Unigene注释到GO数据库中,共获得了54 971个GO注释功能,归于细胞组分、分子功能和生物学过程三大类;有12 181条Unigene得到KEGG注释,其中6 493条Unigene归入128条代谢途径,发现有57条Unigene参与氮代谢途径。通过软件查找获得13 290个SSR位点,二核苷酸重复类型占的频率最高,其次是三核苷酸、四核苷酸和六核苷酸,五核苷酸重复频率最低。本研究首次对大花序桉转录组进行分析,为深入开展大花序桉分子生物学研究提供基础数据来源。     

马蓝转录组中SSR位点信息特征分析

本研究利用Illumina HiSeq~(TM)2000对马蓝转录组进行高通量测序,使用软件MicroSAtellite (MISA)分析转录组中的SSR位点信息。通过组装马蓝转录组数据获得了51 381条Unigene,并对获得的Unigene进行SSR检测,共检测到8 471个SSR位点,其分布在6 782条Unigene中,出现的频率为16.49%。SSR中以二核苷酸和三核苷酸重复类型为主,其中二核苷酸以重复单元AT/TA为主,占18.14%,其余类型的重复单元相对较少。SSR所在序列功能注释结果显示在Nr和SwissProt中分别有5 932和4 285条序列被注释,同时SSR所在序列还被注释到47个GO分类,25个KOG分类和29个KEGG代谢通路中。通过设计、筛选,共获得5 819对引物组合,随机挑选的18对引物中有13对引物扩增出符合预期大小的条带。马蓝SSR出现的频率高,重复种类丰富,为研究马蓝遗传多样性、基因定位和品质改良等提供了科学依据。     

白芨转录组特性分析

白芨(Bletilla striata)具有较高的药用、经济和观赏价值,但是其基因组和转录组序列未知,严重影响了其的研究开发和利用。本研究采用His4000测序平台对白芨的全株进行了转录组测序分析,共获得原始数据6.8 G,有效数据6.7 G,243 410条Unigene,经过与NR、GO、KOG及KEGG等数据库进行比较分析后,83 541条Unigene被注释到NR数据库,50 178条Unigene被注释到GO数据库,10 007条Unigene在KOG数据库获得注释,43 637条Unigene在Swissprot数据库获得注释,15 321条被注释到KEGG代谢途径中,2 021条Unigene参与了糖类代谢,1 309条Unigene参与了氨基酸合成和代谢,120条Unigene参与了萜类合成,106条转录因子与代谢相关;微卫星位点有31 958个,其中单核苷酸最多,15 709个,占49.16%,其次为二核苷酸和三核苷酸,分别有9 145个和7 104个,占28.62%和22.23%。本研究为白芨的重要功能基因挖掘、遗传育种及其研究开发提供了参考和依据。     

广藿香幼叶与成熟叶片转录组数据组装及基因功能注释

为了进一步阐明广藿香中药用活性成分生物合成的分子机制,本研究以海南广藿香幼叶及成熟叶片为材料,采用BGISEQ-500高通量测序平台进行转录组测序,分别获得了63 751 826条和65 949 390条clean reads,平均读长为90 nt。De novo组装后将All-unigene分别注释到Nr、KOG、GO、KEGG、Swiss-Prot、Inter Pro数据库,对每个数据库注释的Unigene数目进行统计,共有162 509条Unigene有对应的功能信息,其中105 430条Unigene被注释到Nr数据库,显示与芝麻有69.87%的相似度;有83 369条Unigene被注释到KOG数据库,根据功能将其分为25类;有12 261条Unigene与GO数据库中的基因具有相似性,将其归为3大类中49个功能组;有79 053条Unigene被注释到KEGG的代谢通路中,分属于124类代谢通路,包括次生代谢物质生物合成、倍半萜和三萜类化合物生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、花青素生物合成等。该研究结果对广藿香药用活性成分生物合成与代谢、关键酶基因克隆以及分子标记开发等研究有一定的帮助。     

基于高通量测序的大花序桉顶芽转录组生物信息学分析

为了获得珍贵用材树种大花序桉顶芽转录组数据及预测关键基因功能,本研究基于Illumina HiSeq X Ten测序技术获得大花序桉顶芽转录组原始数据,经Trinity组装拼接获得高质量Unigene,并与NR、Swiss-Prot、GO、KOG、egg NOG和KEGG等生物信息数据库进行序列比对和功能注释,利用MISA软件进行SSR位点搜索和分析。从大花序桉顶芽中共获得26 587条高质量Unigene,平均长度为1 279.69 bp;共有22 099条Unigene至少在一个数据库中被成功注释,其中,11 507条Unigene被注释到KOG数据库中25个功能类别,以参与一般功能基因的数量最多;GO数据库中,所注释到的14 105条Unigene分别匹配到生物功能、细胞组分和分子功能3大类50个功能基因区,其中执行生物过程所占比例最多;KEGG功能注释共发现有7 117个Unigene参与127条代谢通路,以代谢相关的基因最丰富;共有1 021条Unigene注释到转录因子数据库,分布于65个家族,其中比例最大的是bHLH和MYB家族;3 274条Unigene注释到植物抗性基因数据库,分布于13个类别,相匹配基因数量最大的是RLP和TNL。MISA软件共检测到12 366个SSR位点,分布密度为1/2.75 kb,重复基元类型丰富,标记开发潜力大。本研究利用高通量测序获得丰富的顶芽转录组信息,可以为大花序桉分子辅助育种提供丰富的资源。     

外源因子处理下蓝莓不同发育阶段果实的转录组分析

采用Illumina测序技术对在醋酸钙、硫酸铵和蔗糖处理后蓝莓不同发育阶段的果实进行转录组测序,获得Clean Reads 2723731442条,经组装得到平均长度为753.65 nt的87608条Unigene。将转录组Unigene进行基因功能注释,其中39867条Unigene能被NR数据库注释,与葡萄同源序列最多,占8.58%;与GO数据库比对发现,有29661条Unigene获得注释,分别匹配到生物过程、细胞组成和分子功能三大类共59个分支;与KOG数据库进行比对,发现有21992条Unigene具有功能信息,分别涉及25类;根据KEGG数据库的注释信息进行Pathway注释,参与的代谢通路共有246条;共检测到8704个SSR位点,其中双碱基重复的SSR占78.57%。本研究为探索外源物质调控蓝莓果实生长发育、生理代谢的分子机理提供了理论基础。     

RNA-seq揭示碱性盐(NaHCO3)对细叶百合鳞茎基因表达的影响

本研究旨在揭示细叶百合在盐碱逆境中的基因表达表达情况,为合理利用盐碱地和大面积种植百合提供理论基础。以一年生的细叶百合鳞茎为材料,经过20 mmol/L NaHCO₃处理24 h后,用Illumina HiSeqTM2000测序平台进行转录组测序。共测得56828个mRNA的注释信息,其中,55433个Unigene被注释到Nr数据库,26973条Unigene被注释到KOG数据库,23610条Unigene被注释到GO数据库,13142条Unigene被注释到KEGG数据库的五大类中。共鉴定出390个差异表达基因。选取了9个与盐碱胁迫密切相关的基因进行qPCR验证,9个基因的表达结果与转录组的结果基本趋于一致。通过细叶百合在碳酸盐(NaHCO₃)逆境下的转录组对比数据,提供了许多的基因表达通路和表达量的差异,为合理利用盐碱地和大面积种植百合提供理论基础。     

不同花色印度野牡丹转录组功能注释和分析

印度野牡丹(Melastoma malabathricum)属于野牡丹科野牡丹属,是双子叶有花植物,具有优良的观赏价值和药用价值,在未来的城乡绿化中具有较大的应用潜力和景观贡献力。本研究以粉色和白色的印度野牡丹为材料,采用RNA-seq转录组测序获得54 725条Unigene,并分别通过Nr、SwissProt、KOG和KEGG 4个数据库分别进行同源比对和功能注释,其中有11 319条Unigenes在4个数据库中都注释到了相应的功能基因。GO注释到123 355个Unigenes分为3个本体49个功能组,KEGG注释到7 880条Unigenes涉及129种代谢途径,其中部分Unigene涉及花色素合成途径、类黄酮合成途径、类胡萝卜素等合成途径。这些研究结果为后续深入开展印度野牡丹花青素等物质代谢合成途径及相关基因研究奠定基础。     

基于高通量测序的野百合转录组分析

本研究基于新一代高通量测序技术平台Illumina Hi SeqTM4000对野百合进行转录组测序,对物种的转录组序列进行统计,并将得到的数据进行de novo组装,结果共获得47 605条Unigenes,总长度为33 972 306 bp,平均长度为713 bp,N50为1 204 bp。将获得的Unigenes与Nr、Swiss-Prot、KEGG以及KOG数据库进行比对,结果显示,分别有28 104、17 739、11 984及14 682条Unigenes成功注释。通过与KOG数据库进行比对,可分为25个不同的功能注释。与GO数据库进行比对,结果显示,共有33 254条Unigene获得注释,这些功能注释分为三大类50个功能亚类。其中,生物过程最多。以KEGG数据库参考,共有11 984条Unigenes参与133条代谢途径分支,以代谢相关的通路较为集中,找到了与花青素合成关键酶的Unigenes。本研究极大地丰富了野百合的基因资源,为进一步开展野百合功能基因及分子标记育种等方面的研究提供了一定理论支持与依据。     

基于高通量测序的金钗石斛叶转录组数据分析

本研究采用Illumina Hiseq4000对金钗石斛(Dendrobium nobile)叶转录组进行测序,共获得5.6 Gb数据。组装并去冗余后得到61 998个Unigene,其总长度,平均长度,N50以及GC含量分别为53 773 338 bp、867 bp、1 482 bp和43.09%。将Unigene比对到七大功能数据库进行注释,最终分别有34 250(NR:55.24%),28 010(NT:45.18%)、22 029(Swissprot:35.53%)、13 384(COG:21.59%)、25 754(KEGG:41.54%)、7 731(GO:12.47)以及25 407(Interpro:40.98%)个Unigene获得功能注释。在KEGG数据库中,注释上的与碳水化合物代谢、萜类和黄酮类化合物代谢、以及多糖合成相关的Unigene分别有2 819个、706个和559个。根据注释结果共检测出34 096个CDS,未注释上的Unigene使用ESTScan预测后获得2 108个CDS。检测出7 165个SSR分布于6 264个Unigene中,其中在不同重复基序类型中,出现频率最高的为AG/CT,其次是AAG/CTT、AT/AT和AGG/CCT。同时,预测出1 234个编码转录因子的Unigene。该转录组测序分析为金钗石斛次生代谢和转录组方面研究提供了一定的理论参考。     

台湾金线莲转录组特性研究

台湾金线莲(Anoectochilus formosanus)是我国传统的珍贵药材,素有"金草"、"神药"等美称,具有很高的药用价值、观赏价值和经济价值。台湾金线莲的全草入药,且挥发油中也含有多种药用成份。本研究采用Illumina Hi Seq 2000高通量测序技术,对其全草进行转录组分析,共获得原始数据5.3 Gb,有效数据4.4 Gb,Unigene有173 513条,Unigene平均长度为680 bp;通过与其他核酸、蛋白质数据库的Blast比对,58 451条得到Nr功能注释,21 386条得到COG功能分析,45 812条GO功能解释。KEGG代谢途径研究发现,130条Unigene与黄酮类物质有关,114条Unigene与生物碱有关,441条Unigene与萜类物质有关。搜索发现21 195个微卫星位点,其中单核苷酸最多有13 126个,占61.93%,其次分别是三核苷酸和二核苷酸,分别占17.4%和15.61%。     

药用植物罗布麻的转录组测序及分析

为了获得罗布麻转录组信息,研究罗布麻中功能基因的表达以及分子标记的开发,本研究采用Illumina HiSeq2000高通量测序技术对罗布麻进行转录组测序及分析。通过过滤掉低质量的读序,共获得26148138个高质量的读序,组装得到61538个Unigene序列。其中,有25296个Unigene在公共数据库中得到注释。通过KEGG分析,共发现29个Unigene参与活性成分(黄酮类)生物合成。检测出单核苷酸至六核苷酸重复类型的SSR位点13524个。本研究结果分析了参与黄酮类化合物合成的相关基因以及潜在的SSR位点,为进一步研究罗布麻次生代谢产物合成的功能基因的挖掘、分子标记的开发以及资源利用提供有用的信息。     

猕猴桃抗溃疡病转录组分析和基因功能注释

为了发掘中国野生猕猴桃资源抗溃疡病基因,利用Illumina HiSeq测序平台对不同时间接种溃疡病菌的毛花猕猴桃进行mRNA高通量测序。结果表明,共获得68731个Unigene,其中有48414个基因注释到Nr、SwissProt、KEGG和COG/KOG数据库。KOG注释显示,通用功能预测、转录后修饰、蛋白代谢、伴侣蛋白、信号转导机制,翻译、核糖体结构和生物合成所占比例最高;GO注释表明参与生物过程的差异表达基因数目最多,细胞组分和分子功能次之;KEGG通路分析表明差异基因的富集以生物合成和代谢为主。接种后不同时间点共获得63050个差异表达基因。通过SSR位点分析,从68731个Unigene中鉴定出13652个SSRs位点;同时获得了各类型转录因子1580个;R基因3727个。本研究结果对猕猴桃抗溃疡病基因发掘和抗溃疡病新品种选育具有重要的理论指导和育种实践意义。     

白羊草转录组和差异性表达分析

[目的]获得白羊草(Bothriochloa ischaemum)转录组数据库和差异表达基因。[方法]选取对照组和干旱胁迫组作为受试材料,采用Illumina HiSeq 4000进行转录组测序,并进行系统的生物信息学分析。[结果]共获得25.23 Gb数据(118580条Unigenes)。将所得到的Unigenes与基因库数据进行比较,对Unigenes进行功能注释,共50070条Unigenes获得功能注释。白羊草转录组中的Unigene根据GO功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物学过程三大类共54个分支。将Unigene与KOG数据库进行比对,根据其功能大致可分为25类。KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将Unigene定位到116个代谢途径分支。通过差异性分析发现,差异性表达基因共3987条,其中上调基因占39.45%,下调基因占60.55%,相差较大。[结论]本研究首次对白羊草转录组进行了分析,为白羊草分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据库资源。     

虎眼万年青鳞茎转录组特性分析

虎眼万年青具有很高的药用价值和经济价值,鳞茎是其主要的药用和繁殖器官,然而虎眼万年青鳞茎的分子生物学信息严重缺乏成为制约其研究生产的瓶颈。为获得虎眼万年青鳞茎的转录组信息,应用高通量测序技术对虎眼万年青鳞茎进行测序分析。采用His4000测序平台共获得8.2 G原始数据,经过整理分析后,获得7.6 G有效数据和121 223条Unigene;经过与NR、GO、COG及KEGG等数据库进行比较分析后,56 374条Unigene获得NR数据库的注释,39 263条Unigene获得GO数据库的注释,12 388条Unigene获得COG功能注释,5 405条Unigene参与了新陈代谢途径,2 477条Unigene参与了次生代谢途径,166条Unigene参与了萜类的合成,195条Unigene参与了生物碱的合成,295条Unigene作为转录因子参与新陈代谢过程调控。研究结果为采用生物技术手段提高虎眼万年青的药用成分的含量及改善其园艺性状提供了分子数据。     

莲瓣兰花朵转录组及MADS基因家族挖掘

莲瓣兰是我国珍贵的兰花野生资源,具有很高的观赏价值,然而其相关的分子生物学研究尚属空白。为揭示莲瓣兰花朵形成的分子机制,应用高通量测序技术对莲瓣兰花朵进行转录组分析。原始数据经过生物信息学分析后,共获得57 011条Unigene;所获得的Unigene与Nr,Swiss-prot,COG和KEGG等数据库进行搜索比对后,发现Unigene的注释总量为24 049条,约32 962条Unigene没获得注释,这些没获得注释Unigene基因可被认为是莲瓣兰新的转录本和特异基因。36条CDS基因被注释为MADS-box基因,构建系统进化树后并对31条MADS-box基因进行了聚类,其中23条为与花型发育相关的ABCDE类基因,8条为与开花时间相关的MADS基因,同时发现PI、AP3和AGL6基因表达量较高,该试验为研究兰属的花发育以及开花机理的研究提供一定的理论依据。     

马尾松转录组SSR序列特征分析及其分子标记开发

为了开发马尾松SSR标记,本研究利用MISA软件对马尾松转录组测序获得的148 186条Unigene (序列总长约91 449.7 kb)进行全面分析,共搜索获得6 611个SSR位点,分布在6 003条Unigene上,SSR发生频率为4.05%,平均每13.83 kb出现1个SSR,结果发现单核苷酸重复出现的频率占总SSR的53.60%;二核苷酸为23.46%;三核苷酸为21.33%。通过对含SSR的Unigene的GO分析,显示生物过程包含的Unigene占40.60%;细胞组分包含的Unigene占35.45%,分子功能包含的Unigene占23.95%;转录组中有724个Unigene可被注释到110个KEGG通路中,其中被注释到新陈代谢的Unigene最多有312个,其次是遗传信息处理类有183个。根据含SSR的Unigene序列共设计了4 247对SSR引物,并随机挑选30对SSR引物进行PCR扩增验证,其中12对引物能够扩增出目标条带,引物的有效性为40%。本研究结果表明,马尾松转录组测序获得的Unigene序列可作为SSR标记开发的有效来源,所开发的SSR标记为马尾松的遗传图谱构建、分子标记辅助育种等研究提供丰富可靠的标记。