杜仲幼果和叶片MVA途径基因表达差异分析

【目的】杜仲橡胶是一种多萜类物质,而甲羟戊酸(MVA)途径是合成萜类物质的重要途径之一。分析杜仲MVA途径相关基因表达的差异,预测杜仲橡胶合成的主要上游途径。【方法】在杜仲幼果和叶片转录组测序的基础上,根据基因功能注释和表达分析,确定MVA途径的系列基因,并对其进行表达差异分析。【结果】杜仲橡胶合成的MVA途径共涉及23条Unigene,分别为3条EuACOT、3条EuHMGS、8条EuHMGR、2条EuMK、1条EuPMK和6条EuMDP基因。根据转录组RPKM(Reads Per Kilo bases per Million reads)数据对基因表达差异进行分析,结果表明杜仲MVA途径中的EuACOT8、EuACOT10、EuHMGS4、EuHMGS5、EuHMGS6、EuHMGR18、EuMK3、EuMK4、EuMDP7、EuMDP8、EuMDP9、EuMDP10、EuMDP11基因在幼果和叶片中的表达量具有显著差异,其中仅EuMDP9在叶片中的表达量大于幼果,而其余基因在幼果的表达量大于叶片;EuHMGR15和EuHMGR17只在幼果中特异表达。【结论】MVA途径绝大部分基因在果实中大量表达,这与果实中杜仲橡胶含量远超过叶片的现象相吻合,推测杜仲果实MVA途径为杜仲橡胶合成的主要途径。     

HPLC法测定穿心莲中穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的含量

[目的]建立对穿心莲中穿心连内酯和脱水穿心莲内酯进行同时测定的HPLC法。[方法]采用色谱柱Alltech C18（4．6mm×250mm,5μm）;以甲醇-水（54：46）为流动相;流速1．0mL／min;检测波长225nm;柱温35℃。[结果]穿心莲内酯及脱水穿心莲内酯的线性范围分别为0．0338～2．16μg（r=0．9992）和0．0325～2．08μg（r=0．9996）,平均回收率分别为98．7％、96．5％。[结论]该方法准确、简便、灵敏度高、重复性好,适用于穿心莲中穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯的同时测定。     

青花菜花蕾转录组测序分析及蜡粉合成相关基因挖掘

【目的】对青花菜花蕾进行转录组测序分析，并挖掘与蜡粉合成相关基因，为探明青花菜花球表面蜡粉形成的分子机制提供理论参考。【方法】分别提取野生型和蜡粉缺失型青花菜花球总RNA，采用Illumina HiSeqTM 2500平台进行转录组测序，获得高质量Clean reads，采用Trinity进行序列组装后获得青花菜Unigene库，将获得的Unigene序列与Nr、Nt、KEGG、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot和GO数据库比对，获得基因功能注释信息；使用DESeq2进行差异表达分析。【结果】共获得44.68 Gb Clean data，De novo组装得到41244条Unigenes，N50长度为1847 bp。从所获得的Unigenes中筛选出8685个差异表达基因（DEGs）（上调基因5747个，下调基因2938个），共有8038个基因被注释到不同数据库，其中，5220个基因注释到Pfam数据库； 2066个基因注释到COG数据库，3866个基因注释到KOG数据库； 2580个差异表达基因被注释到75个转录因子家族中，注释最多的是MYB家族（235个）；GO数据库中6095个差异表达基因注释到细胞组分、分子功能和生物学过程三大类的52个功能分类； KEGG数据库中，1671个差异表达基因富集到138条代谢通路，其中13个差异表达基因与脂肪酸合成有关，7个差异表达基因与蜡粉生物合成途径有关。【结论】转录因子MYB家族在调控青花菜蜡粉合成中发挥重要作用。蜡粉合成过程中相关酶基因的差异表达是调控青花菜蜡粉合成的关键，尤其是野生型和蜡粉缺失突变体中特异性表达的差异表达基因，可作为后续研究青花菜花球表面蜡粉形成分子机制的对象。     

基于转录组测序的青蟹寿锦化相关基因分析

【目的】以青蟹寿及其全锦突变体qj为材料,研究多肉植物锦化变异分子机理。【方法】利用分光光度计法、转录组测序(RNA-seq),分别测量其叶绿素、类胡萝卜素含量及其相关基因的表达水平,并筛选差异显著的相关代谢途径。【结果】结果表明,qj的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量显著下降;对青蟹寿及qj叶片转录组测序分别获得44 988 938和37 271 576条Reads,经过滤拼接组装得到45 226条Unigene;所得Unigene的Nr注释分类中有26 999条,Swissport注释有20 279条,KOG注释有16 943条,KEGG注释有10 775条;筛选获得表达差异显著基因共20 305条,涉及130个途径,其中21个途径差异显著。筛选得到的叶绿素合成途径(ko00860)、天线蛋白(ko00196)和光合作用途径(ko00195)的基因表达对比分析,结果表明这3个途径的基因普遍显著下调表达。【结论】初步探索了多肉植物锦化变异的转录组信息,筛选到表达差异显著的基因及途径,为进一步研究多肉植物锦化变异机制提供了基础。     

紫花苜蓿不同发育时期次生壁合成调控的转录组分析

【目的】探讨紫花苜蓿次生壁合成的基因网络调控变化和表达模式,确定一些关键候选基因和转录因子,为紫花苜蓿次生壁加厚调控网络的分子机制研究奠定基础。【方法】对‘中苜1号’紫花苜蓿分枝期（S1）、现蕾期（S2）、初花期（S3）和盛花期（S4）的茎进行近红外光谱法测定次生壁主要物质含量和Illumina HiSeq^TM 2500高通量转录组测序。以紫花苜蓿的近缘物种蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）基因组作为参考基因组进行序列比对并组装构建转录本。利用FPKM法计算基因表达量,以Fold change（差异表达倍数）≥2或≤0.5（表达上调或下调）、FDR（false discover rate）≤0.05为筛选条件,在3个相邻时期转录组比较组合中（S2vs S1,S3 vs S2,S4 vs S3）筛选差异表达基因。通过Gene Ontology数据库和KEGG Pathway数据库对紫花苜蓿不同发育时期差异表达基因的功能和参与的代谢途径进行注释。【结果】共获得41 734个基因在紫花苜蓿不同发育时期的转录表达情况,27个功能注释与紫花苜蓿纤维素、木质素合成密切相关的基因差异表达,其变化趋势与纤维素和木质素含量测定结果基本一致,即随着生长发育时期的变化,表达水平逐渐提高。研究表明,初花期是紫花苜蓿次生壁合成调控的转折期,纤维素和木质素含量与其合成基因表达量在初花期均显著提高。MTR_2g016630（Ces）和MTR_7g103590（Ces A1）等纤维素合成酶基因表达水平在初花期显著上升,木质素合成途径中,MTR_1g064090（PAL1）、MTR_1g111240（C4H）和MTR_2g104960（CCR）基因表达量在初花期或盛花期相比分枝期上调表达倍数达到10倍以上。本研究中27个与植物生长发育相关的转录因子在紫花苜蓿不同发育时期差异性表达,其中NAC家族和MYB家族转录因子有18个,也有少量WRKY、BHLH、ERF、C3H等转录因子。【结论】获得‘中苜1号’紫花苜蓿在4个生长发育时期茎的基因表达谱数据,共获得54个差异表达基因,其中稳定上调基因24个,稳定下调基因30个。这些基因很有可能参与紫花苜蓿次生壁的合成调控。     

海马齿根系响应盐胁迫的转录组分析

【目的】对盐胁迫下海马齿根系进行转录组测序分析,挖掘海马齿根系耐盐相关基因,为揭示海马齿耐盐的分子机制提供参考。【方法】利用Illumina测序技术对0 mmol/L NaCl （对照组）和400 mmol/L NaCl胁迫处理（盐胁迫处理组）下的海马齿根系进行转录组测序分析,从中筛选出差异表达基因,选取13个基因进行实时荧光定量PCR （qRTPCR）检测,以验证转录组数据的可靠性。【结果】在海马齿根系转录组中共鉴定出305145个转录本,平均长度为622 bp,其中,对照组有146177个长度>300 bp的转录本,盐胁迫处理组有72173个长度>300 bp的转录本;共有65535条Unigenes在Nr、GO、Swiss-Prot、COG和KEGG五大数据库注释成功,占Unigenes总数的52.36%。对照组和盐胁迫处理组共有65535个差异Unigenes,其中,有182个热休克蛋白基因。对照组和盐胁迫处理组间共有24042个差异表达基因,从中选取13个基因进行qRT-PCR检测,结果显示,9个基因表达上调,其余4个基因表达下调,与转录组测序结果一致。24042个差异表达基因中,共有10106个显著差异基因富集到129条代谢通路,其中富集程度排名前10的代谢途径为核糖体、次级代谢生物合成、RNA转运、内吞作用、剪接体、甘油磷脂代谢、内质网加工、吞噬、醚脂类代谢和植物-病原体相互作用,参与盐胁迫相关的硫代谢、脯氨酸积累、活性氧（ROS）代谢、与盐胁迫相关的钙信号通路和过氧化氢代谢等途径的差异基因上调。【结论】在盐胁迫下海马齿差异表达基因如小分子量热激蛋白基因、抗氧化酶相关基因及与离子交换相关基因发挥了重要调控作用。     

穿心莲内酯对小鼠呼吸道免疫功能的影响术

通过给肺炎模型小鼠腹腔分别注射高剂量（200mg·kg^-1·d^-1）和低剂量（100mg·kg^-1·d^-1）的穿心莲内酯,7d后,测定小鼠免疫器官和肺泡灌洗液（BALF）中相关免疫指标的变化,探讨穿心莲内酯对呼吸道免疫功能的影响。结果表明,穿心莲内酯高剂量组小鼠的脾和胸腺指数、支气管肺泡灌洗液（BALF）中分泌型免疫球蛋白A（sIgA）和干扰素-γ（IFN—γ）的含量均显著低于生理盐水组（p〈0．01）;而BALF中巨噬细胞吞噬率则显著升高（p〈0．01）。说明穿心莲内酯能增强巨噬细胞吞噬功能;并对脾、胸腺等免疫器官的生长,支气管sIgA分泌及IFN—γ表达有显著的降低,起到减缓或消退肺部炎症的作用。     

山麻鸭开产期和产蛋高峰期卵巢组织转录组分析

【目的】探明山麻鸭开产期和产蛋高峰期卵巢组织的转录组差异,丰富蛋鸭转录组数据信息。【方法】选取6份山麻鸭卵巢组织样品（开产期和产蛋高峰期各3份）,利用Illumina HiSeq^TM 2000进行高通量测序,构建山麻鸭开产期和产蛋高峰期卵巢组织转录组文库,并用测序评估、基因功能注释等生物信息学方法进行分析。【结果】经过测序获得质量不低于20的碱基比例（Q20）均高于93%;开产期获得了43 489 798条reads,4 380 847 061 bp数据量;高峰期获得了42 782 676条reads,4 307 499 083 bp数据量;分别有70.92%和72.70%的reads能比对到鸭参考基因组序列上。对开产期与产蛋高峰期转录组进行比较,发现开产期有26 808个表达基因,产蛋高峰期有27 013个表达基因,与开产期为参考,在高峰期卵巢组织中共获得1 929个差异表达基因,其中上调基因989个,下调基因940个;进一步将这些差异基因在Nr数据库进行注释,发现获得注释的基因有1 423个,其中上调基因695个,下调基因728个;COG功能注释分析发现这些差异表达基因共获得663个功能注释,涉及25个功能分类;GO 功能注释分析表明,有1 122个基因获得GO 功能注释,可以分为61个功能分类,这些分类主要涉及到分子绑定、催化活性、细胞过程、生物调节等诸多生理生化过程,其中涉及到发育繁殖生物学过程的相关注释基因有406个;KEGG分析发现共有425个基因注释到160个代谢通路中,其中GnRH信号通路、GPI-anchor生物合成、TGF-β信号通路、核糖体生物合成等通路显著富集。GnRH信号通路和TGF-β信号通路在卵巢的生理生殖活动发挥了重要作用,而GPI-anchor生物合成和核糖体生物合成,这两类代谢通路在卵巢生理生殖活动的作用尚不明确。【结论】利用高通量测序技术对山麻鸭开产期和产蛋高峰期卵巢组织的转录组进行测序和分析,揭示了山麻鸭不同生理状态下卵巢组织差异表达基因的数量,获得了差异表达基因的功能、分类和代谢通路。为丰富蛋鸭卵巢组织转录组信息,为开展蛋鸭产蛋性状相关基因的研究及分子调控机制研究奠定基础。     

福清山羊与努比亚黑山羊发情期卵巢组织RNA-Seq分析

【目的】 研究福清山羊与努比亚黑山羊发情期卵巢组织转录组差异表达水平,一方面为山羊繁殖性状形成的分子机制提供理论依据,另一方面为利用努比亚黑山羊杂交改良福清山羊提供可加快遗传进展的分子标记。【方法】 利用转录组测序方法对福清山羊和努比亚黑山羊发情期卵巢组织进行研究,筛选品种间的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,并对DEGs功能进行注释和若干基因荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）验证;同时通过与参考基因组比对,分析和筛选测序样品中存在的SNP/InDel。【结果】 6个样品共得到46.68Gb Clean Data,DESeq分析发现了福清山羊和努比亚黑山羊发情期卵巢组织的DEGs149个（包含25个新转录本）,其中表达上调53个,表达下调96个;初步认为输卵管素基因（oviductin,OVN）、类固醇合成快速调节蛋白基因(steroidogenic acute regulatory protein,STAR)、早期生长应答1基因(early growth response 1,EGR1)可作为福清山羊繁殖性能的候选基因。149个DEGs中的108个基因能被GO（gene ontology）数据库注释,30个DEGs能够被COG（Cluster of Orthologous Groups of proteins）数据库注释,91个DEGs能够被KEGG（kyoto encyclopediaof genes and genomes）数据库注释。KEGG通路分析表明DEGs共富集到21条信号通路中,6条通路显著富集。经过进一步的与参考基因组序列比对分析,共发掘1 506个新转录本。经qRT-PCR验证,所选基因（转录本）表达变化模式与转录组测序结果一致,表明测序结果可靠。【结论】 在转录组水平上筛选出了福清山羊和努比亚黑山羊发情期卵巢组织的149个DEGs,发掘了1 506个新转录本,初步揭示了OVN、STAR和EGR1在山羊繁殖过程中可能发挥重要作用,为进一步探索山羊繁殖性状相关机理提供参考依据。     

甲基磺酸乙酯对穿心莲种子成苗的影响

【目的】穿心莲是我国传统的大宗中药材之一，建立甲基磺酸乙酯（EMS）突变技术体系，创制表型变异丰富的突变体库，为其功能基因组学研究和育种提供新材料。【方法】通过比较分析 EMS 溶液的不同浓度和处理时间对穿心莲种子萌发及幼苗生长过程的影响，获得诱变的优化体系，并对诱变后表型有差异的突变体进行形态学方面的初步评价与鉴定。【结果】在 5 种处理中，EMS 溶液处理 4 h 的种子发芽率和成苗率显著高于对照，随着 EMS 溶液浓度的提高和处理时间延长，穿心莲种子的发芽率降低，诱变率增加，其中 0.5%EMS溶液处理 12 h 的诱变率最高；其次是 0.8%EMS 溶液处理 8 h。与对照相比，突变体植株具有明显的表型差异，包括在叶色（杂斑叶）、叶型（心型、叶裂等）、叶序（轮生叶）、株高（矮化）、分枝（顶生二枝）和花轴（无花轴）等。【结论】建立了穿心莲种子的 EMS 诱变方法，获得突变体植株，可为穿心莲基因组学的研究及新品种选育提供新材料。     

基于转录组分析油菜素内酯对高温胁迫下酿酒葡萄花色苷合成及果实品质的调控机制

【目的】分析高温胁迫下参与油菜素内酯调控葡萄花色苷及果实品质合成的相关基因,探讨油菜素内酯调控果实花色苷及品质合成的机制。【方法】以酿酒葡萄‘赤霞珠’为试材,转色前一周利用红外辐射器模拟高温环境,并全树喷施0.6 mg·L^-1的2,4-表油菜素内酯(2,4-Epibrassinolide,EBR),测定花色苷、总糖及相关品质指标,选择转色中期(花后70 d)的果实进行转录组测序,从分子水平阐述EBR对高温胁迫下花色苷合成的影响。【结果】从转色开始,各处理花色苷含量逐渐升高;成熟时,高温组(HT)花色苷总量显著低于对照组(CK),高温油菜素内酯组(HTE)花色苷含量高于HT组。总糖、还原糖、蔗糖变化规律与花色苷相似,HT组含量均在成熟期时低于CK组,成熟期各种糖含量为CK组>HTE组>HT组。分析3种处理下‘赤霞珠’果实基因水平的差异,通过GO和KEGG富集发现了14个与蔗糖和淀粉代谢途经相关的差异基因,其中HT和HTE处理显著上调了10个基因,显著下调了4个基因;苯丙氨酸代谢途径有11个差异基因,其中有7个参与花色苷合成的基因在HT处理中上调,有4个参...     

苯丙氨酸与UV-C对苦荞芦丁含量影响及相关基因表达分析

 【目的】克隆与苦荞芦丁生物合成相关基因序列,探讨外源前体物质及UV-C辐射条件下芦丁含量及基因表达水平的影响,为分子选育高芦丁含量荞麦品种奠定基础。【方法】基于简并引物结合3′RACE的方法,克隆苦荞芦丁合成途径相关基因;高效液相色谱（HPLC）测定持续添加外源苯丙氨酸（L-phenylalanine,Phe）前体（1、2、4 mg•L-1）1—5 d和辐射时间（1、3、5、7 h）UV-C处理条件下叶片芦丁含量的变化,qRT-PCR分析相关基因表达水平。【结果】Phe（4 mg•L-1）处理1 d,芦丁含量（26.15 mg•gFW-1）为未处理对照（12.55 mg•gFW-1）的2倍;UV-C辐射3 h,芦丁含量（17.36 mg•gFW-1）明显高于对照;克隆到3个基因FtCHS,FtF3H和FtFLS-like,qRT-PCR分析表明Phe（1 mg•L-1）处理4 d,FtCHS相对表达量为对照的4.84倍,Phe（4 mg•L-1）处理5 d,FtF3H相对表达量为对照的1.06倍,Phe（2 mg•L-1）处理5 d,FtFLS-like相对表达量为对照的3.90倍;UV-C辐射1—3 h,FtCHS、FtF3H和FtFLS-like相对表达量分别高于对照。而FtFLS-like基因,仅在UV-C辐射1 h,相对表达量升高为对照的127.71倍。【结论】添加不同浓度Phe前体及不同时间UV-C辐射,芦丁含量变化及与芦丁合成相关基因表达量存在差异,为进一步探讨芦丁生物合成途径及影响因素奠定基础。     

miR-486对绵羊骨骼肌卫星细胞增殖及PI3k-Akt信号通路相关基因表达的影响

【目的】明确miR-486对绵羊骨骼肌卫星细胞增殖及PI3K-Akt信号通路相关基因表达的影响,为揭示miR-486对绵羊骨骼肌发育的调控机制打下基础。【方法】以巴什拜羊1日龄羔羊后肢骨骼肌卫星细胞为研究对象,通过转染miR-486 mimics和miR-486 inhibitor致使绵羊骨骼肌卫星细胞中miR-486水平上调或下调,探究miR-486对骨骼肌卫星细胞增殖速度及PI3K-Akt信号通路中PTEN、GSK3b、PRKCα、Raf-1、MAPK1、PKN1、Casp9和SGK1等8个相关基因表达变化的影响。【结果】空白对照及转染miR-486 mimics、miR-486 mimics negative control和miR-486 inhibitor negative control的绵羊骨骼肌卫星细胞均表现出典型的S形增殖曲线,但各处理间的细胞增殖速度存在明显差异。当绵羊骨骼肌卫星细胞中miR-486水平上调可促使细胞进入快速增殖状态,而miR-486水平下调可使细胞保持静止状态。实时荧光定量PCR检测结果表明,当绵羊骨骼肌卫星细胞中miR-486水平上调时,可引起PTEN、Raf-1和MAPK1基因相对表达量极显著下调（P<0.01,下同）,PRKCα和PKN1基因相对表达量极显著上调,SGK1基因相对表达量显著上调（P<0.05）;而GSK3β和Casp9基因相对表达量在不同处理组绵羊骨骼肌卫星细胞间的差异均不显著（P>0.05）,可能在维持绵羊骨骼肌卫星细胞基本生命活动中发挥作用。【结论】miR-486通过调控PI3K-Akt信号通路相关基因的表达而参与绵羊骨骼肌卫星细胞生长发育及增殖,为深入研究miR-486对绵羊骨骼肌发育的调控机理及优质肉羊品种培育打下了理论基础。     

UV-C对葡萄果实发育过程中黄烷醇类多酚积累及隐色花色素还原酶表达的影响

【目的】阐明葡萄果实发育过程中,植株接受UV-C照射对果实中黄烷醇类多酚积累的作用。【方法】以5年生赤霞珠葡萄为试材,定期对植株进行UV-C照射,分别采用分光光度计法、Western Blot和Real time PCR法对黄烷醇类多酚积累及其生物合成关键酶LAR表达进行分析,从底物、酶活性、蛋白质含量及基因转录水平阐明UV-C对Vv lar1、lar2基因表达的影响。【结果】葡萄果实发育过程中,UV-C照射并未改变果实中黄烷醇类多酚的积累规律,但诱导黄烷醇类多酚积累,特别是在幼果期,UV-C照射明显诱导果实中黄烷醇类多酚的积累。UV-C照射诱导葡萄果实LAR酶活性升高,LAR1、LAR2蛋白含量增加,Vv lar1、Vv lar2转录增强。【结论】UV-C能够诱导Vv lar1、Vv lar2转录,合成新LAR1、LAR2蛋白,LAR酶活性增强,导致黄烷醇类多酚在葡萄果实中积累。     

抗氟苯虫酰胺小菜蛾差异表达基因及其通路

【目的】随着氟苯虫酰胺等双酰胺类杀虫剂的广泛应用,小菜蛾（Plutella xylostella）对该类药剂的抗性愈发突出。研究旨在从转录组水平研究小菜蛾对氟苯虫酰胺的抗性机制,明确小菜蛾对氟苯虫酰胺产生抗性的关键基因及通路,为揭示小菜蛾对氟苯虫酰胺的抗性机制打下基础。【方法】以室内筛选的小菜蛾抗氟苯虫酰胺品系（Rh28）、田间抗性种群（Rz36）和敏感品系（S）为材料,通过转录组测序技术（RNA-Seq）,获得抗性小菜蛾品系/种群在转录水平上的差异表达基因及抗性显著上调表达基因,采用基因本体（GO）显著性富集分析及京都基因与基因组百科全书数据库（KEGG）富集分析,确定差异表达基因具有的主要生物学功能及其参与的主要生化代谢和信号转导途径。【结果】通过将不同抗性品系/种群与敏感品系的RNA-Seq数据对比,获得数量不等的差异表达基因。将差异基因富集的生物学过程（biological process）和信号通路（pathway）进行GO分析,发现其主要集中于对刺激物的反应（response to stimulus）、催化活性（catalytic activity）和代谢过程（metabolic process）等条目中;而KEGG分析发现,差异基因主要集中于代谢通路（metabolic pathway）中,基因数量占比最高,为17.84%。通过统计分析进一步获得了抗性显著上调表达基因,并对其中218个基因开展了GO分析,其仍然主要集中在代谢过程、对刺激物的反应和生物调节（biological regulation）等条目中;通过对抗性显著上调基因进行KEGG分析,发现其仍主要集中在代谢通路中,其中谷胱甘肽-S-转移酶、细胞色素P450解毒酶及参与昆虫多种生理反应的热激蛋白（Hsp）超基因家族等基因的表达量均显著上调。通过聚类热图分析发现,显著表达上调的基因较多集中在内质网上蛋白质的加工（protein processing in endoplasmic reticulum）、酪氨酸代谢（tyrosine metabolism）、咖啡因代谢（caffeine metabolism）和Wnt信号通路（Wnt signaling pathway）中。【结论】获得了小菜蛾抗氟苯虫酰胺差异表达基因及抗性显著上调表达基因,其主要富集于代谢过程、应激反应及对刺激物的反应等条目中,这些基因的相互协同调控是小菜蛾对氟苯虫酰胺产生抗性的重要机制。     

红橘响应褐斑病菌侵染的转录组学分析

【目的】 明确红橘（Citrus reticulata Blanco, cv. Hongjv）接种褐斑病致病菌——链格孢菌橘致病型（Alternaria alternata tangerine pathotype）后基因种类和表达量在转录水平的变化规律,确定红橘响应该致病型侵染的关键基因。【方法】 采用链格孢菌橘致病型接种红橘离体叶片,28 h后选取感病叶片和未接种叶片提取RNA,进行转录组高通量测序,然后利用生物信息学分析,以甜橙基因组为参考,以|log₂ fold change|≥1,q-value≤0.01为阈值选取感病和健康红橘叶片转录组的差异表达基因,应用GO数据库对差异表达基因（differentially expressed gene,DEG）进行功能分类,KEGG分析代谢途径,MapMan软件分析生物胁迫信号通路相关基因的表达变化。采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。【结果】 红橘接种链格孢菌橘致病型28 h后产生大量与胁迫相关的差异表达基因,获得上调差异基因5 173个,下调差异基因6 555个。GO功能分类显示差异基因主要与蛋白结合、膜、氧化还原过程等相关。通过KEGG富集和MapMan软件分析发现,红橘在受链格孢菌橘致病型胁迫的过程中基础代谢被严重破坏。乙烯、水杨酸和生长素等寄主防御相关的植物激素信号转导途径多个基因表达出现差异,其中乙烯起主导作用,乙烯受体ETR 3个成员被不同程度激活,下游激酶和乙烯响应因子均上调,生长素大部分关键信号基因、绝大部分生长素响应因子ARF和水杨酸合成途径的基因均下调表达。同时,黄酮醇、花青素、萜类化合物和生物碱合成相关基因受该菌诱导显著变化,萜类合成中大部分基因下调,而黄酮类合成相关上调基因数量和表达趋势均强于表达下调基因,有抗虫和抑菌作用的硫代葡萄糖苷基因呈上调趋势。进一步研究发现,大量参与抗逆过程的转录因子如WRKY、bZIP、ERF、MYB、NAC被诱导激活,其中大部分WRKY和bZIP转录因子受该菌正向调控,超过50%的ERF家族基因表达上调;在转录因子调控下,PTI及ETI响应基因如受体激酶、R蛋白、NBS抗病蛋白等大量表达,多个PR家族抗菌蛋白基因上调表达,22个抗氧化保护酶系统POD成员基因受到活性氧信号激发大量表达。以上结果表明链格孢菌橘致病型侵染对寄主内部生理状态产生显著影响。选取了19个与植物抗病相关基因进行qRT-PCR分析,其基因表达趋势与测序数据一致。【结论】 获得了红橘响应链格孢菌橘致病型侵染的差异表达基因及显著上调表达基因,其主要富集于代谢过程、应激反应及转录调控等条目中,这些基因的相互协同调控是红橘对该致病型产生防御反应的重要机制。     

渗透胁迫下烟草根系基因的表达谱分析

 【目的】了解干旱胁迫下烟草的抗旱机制。【方法】采用拟南芥基因芯片检测PEG渗透胁迫（-1.2 MPa）48 h后烟草根系中基因表达的变化。【结果】在31 182个基因微矩阵点中,有效差异表达（ratio 值≥2或≤0.5）的基因有126个,其中上调79个,下调47个。上调基因主要是根系中一些受渗透胁迫诱导参与信号转导的激素（主要是ABA）响应蛋白基因、钙信号响应蛋白基因及蛋白激酶基因。而下调表达的基因则主要是一些与烟株生长发育相关的赤霉素响应蛋白类基因和根系中参与蛋白质降解的泛素连接酶类基因。【结论】通过分析这些特异表达基因,揭示出烟草植株体在非生物环境胁迫条件下的一些响应机制,为阐明烟草抗旱的分子生物学机理提供了有价值的信息。     

茉莉酸在玉米地上部与地下部系统性诱导防御反应中的作用

 【目的】研究外源茉莉酸处理玉米地上部（或地下部）是否会系统性地影响到地下部（或地上部）的防御作用,探讨对玉米防御反应的影响是否与玉米的茉莉酸信号途径相关。【方法】以“高油115”玉米为材料,采用化学物质分析和基因表达分析方法,通过茉莉酸合成途径抑制剂水杨苷异羟肟酸（salicylhydroxamic acid, SHAM）预处理的对比实验,研究茉莉酸在玉米地上部与地下部诱导防御反应中的作用。【结果】外源茉莉酸处理玉米地上部能系统地影响到地下部防御物质的含量及防御相关基因的表达,处理地下部也能系统性地影响地上部。茉莉酸处理地上部以及茉莉酸处理地下部对玉米叶片防御反应的诱导均强于根系,而茉莉酸处理地上部对玉米同一部位的诱导作用强于茉莉酸处理地下部。茉莉酸处理地上部是通过激活茉莉酸自身合成来诱导叶片Bx1、Bx9、PAL、PR-1、MPI、FPS和TPS基因的表达、增加叶片丁布含量及降低咖啡酸含量的,同时系统诱导根系Bx6、Bx9、PAL和PR-2a基因表达、增加香豆酸和咖啡酸含量以及降低丁香酸含量则与激活地上部茉莉酸自身合成相关。茉莉酸处理玉米地下部对根系Bx6、PR-2a和MPI基因表达的诱导以及总酚含量的降低也是通过激活茉莉酸自身合成来实现的,对地上部（叶片）防御相关基因Bx6、Bx9、PAL、FPS和TPS表达的间接诱导作用以及丁布、香豆酸、咖啡酸和丁香酸的增加作用则与激活地下部茉莉酸自身合成相关。【结论】外源茉莉酸处理地上部能系统影响到地下部的防御反应,反之亦然;茉莉酸对玉米的诱导防御以叶片为主;茉莉酸处理地上部对玉米的诱导作用强于地下部处理;茉莉酸处理玉米的地上部或地下部,对处理部位防御作用的影响主要是通过激活玉米体内茉莉酸自身合成起作用的;茉莉酸处理玉米对非处理部位防御作用的影响则与激活处理部位茉莉酸自身合成相关。