基于RNA-Seq的油茶种子α-亚麻酸代谢途径及相关基因分析

以油茶果实膨大期和油脂合成高峰期的种子为材料,进行转录组测序和表达谱数据库构建,并对油茶种子α-亚麻酸代谢途径相关基因进行分析。转录组测序获得油茶种子α-亚麻酸代谢非冗余基因 Unigenes序列共112条,与α-亚麻酸代谢密切相关的不饱和脂肪酸合成途径非冗余基因 Unigenes 序列94条,包含12种调控α-亚麻酸代谢主要酶基因。表达谱数据分析显示,果实膨大期和油脂合成高峰期的α-亚麻酸合成代谢途径相关基因具有不同的表达模式,参与油茶种子α-亚麻酸的合成及形成多种不饱和脂肪酸的物质转化。采用实时荧光定量 PCR方法验证油茶种子 LOX,AOS,ACOX,AOC,OPR,AACT,PLA2,HPL,DOX,MFP,FAD2,FAD3等关键基因在油茶种子油脂合成不同时期的相对表达量,结果表明各基因表达规律与表达谱数据分析结果一致。克隆、调控这些相关基因将会为提高α-亚麻酸含量的油茶育种提供依据。     

油桐种子脂肪酸代谢途径基因调控分析

为了探明油桐脂肪酸代谢机理的理论基础,以油桐优良品种葡萄桐的种子为试材,构建其转录组数据库,综合分析了转录组和表达谱的数据库,得到了与油桐脂肪酸代谢相关的非冗余基因序列共83条,涉及主要酶基因10种;同时以KEGG数据库为参考,对油桐脂肪酸代谢途径进行了分析,绘制了油桐脂肪酸代谢的路径图,揭示了油桐脂肪酸代谢途径中关键酶基因调控及催化脂肪酸代谢的基本规律。     

油桐油质蛋白Oleosin编码基因5个VfOLE转录本的克隆与表达分析

植物种子中,油脂主要贮藏在一种分散的、相对稳定的亚细胞微滴"油体"中,油质蛋白Oleosin是油体结构组成和功能调节的最主要蛋白质,在种子成熟、休眠和萌发过程中发挥重要作用。通过油桐种仁EST文库构建与测序,获得了油桐Oleosin(OLE)蛋白编码基因的5个转录本VfOLE1、VfOLE2、VfOLE3、VfOLE4、VfOLE5,完整阅读框长度分别为474、465、414、414、429 bp。通过实时荧光定量PCR技术分析了5个VfOLE转录本在油桐不同组织以及种仁成熟过程中的表达变化。结果表明,5个VfOLE转录本在成熟的种子中特异高效表达,其它组织中微弱表达;5个VfOLE表达趋势与桐酸、桐油积累趋势一致,其中在桐酸快速合成、桐油快速积累时期,VfOLE1、VfOLE2表达迅速上升并且表达量显著高于VfOLE3、VfOLE4、VfOLE5。试验结果为进一步研究VfOLE基因在桐油合成中的生物学功能提供了参考。     

基于转录组数据的油茶WRKY转录因子序列分析

为给有针对性地深入研究油茶WRKY转录因子及植物萜类物质合成的遗传改良提供科学依据,以果实膨大期和油脂转化高峰期的油茶种仁为试材构建转录组数据库,通过基因注释分析筛选出4条WRKY转录因子基因序列,然后采用生物信息学软件对其进行分析。结果表明,这4条WRKY基因与已知调控萜类代谢的植物WRKY基因功能结构域高度保守,而且分属于WRKY-1、WRKY-2、WRKY-3型,其中Unigene61424和Unigene2093所属的分支包含调控萜类代谢的WRKY基因。     

楸树雄性不育花芽转录组测序及分析

【目的】以自然突变的楸树雄性不育花芽为研究材料,分析与楸树雄性不育相关基因的表达模式,从基因的表达水平上揭示楸树雄性不育的分子机制,为楸树及木本植物的雄性不育研究提供有价值的参考。【方法】采用高通量测序技术对自然状态下楸树的雄性不育的花芽以及可育的花芽进行转录组测序,通过生物信息学对可育花芽与不育花芽的转录本进行比较分析,预测和筛选出与楸树雄性不育有关的基因。【结果】转录组测序共产生27.18 Gb数据,组装并去冗余后得到86 076个Unigene,然后将Unigene比对到7大功能数据库(NR,NT,GO,COG,KEGG,Swissprot,Interpro)进行功能注释,最终被7大数据库中任意一个数据库注释上的Unigene总数为64 600(75.05%)。将试验组(雄性不育花芽,SL)与对照组(可育花芽,FL)所测得的Unigene进行表达量的分析后,筛选出表达量有差异且可信度高的差异表达基因。在噪音分布中(差异表达倍数在2以上,可信度在0.8以上)共筛选出试验组中有6 915个基因上调表达,3 504个基因下调表达。在泊松分布中(差异表达倍数在2以上,错误发生率在0.001以下),SL-1 vs FL-1、SL-2 vs FL-2、SL-3 vs FL-3三个生物学重复中得出差异上调表达基因分别有13 979,13 513,13 055个,差异下调表达基因分别有12 170,13 807,10 411个。差异基因的GO功能分析表明,在生物过程中显著性富集的条目集群频率较高的是生殖过程、生殖发育过程、生殖系统发育、生殖结构发育,在分子功能中只有生长素流出跨膜转运蛋白活性显著性富集。差异基因KEGG通路分析中,差异基因映射到127个不同的生物途径,显著富集代谢通路中差异基因的生物途径主要为:代谢途径、次生代谢产物的生物合成、剪接体、RNA转运以及甘油磷脂及淀粉和蔗糖的代谢。在用差异基因与同源基因比对分析中,共比对出246个同源性高的Unigene,其COG功能分类多聚集在RNA加工和修饰,细胞周期控制、细胞分裂、染色体分区,转录等,同时将这些同源性高的差异表达基因映射到了丙酮酸代谢、植物激素信号转导途径中。【结论】楸树雄性不育的形成与生殖发育的多个过程、丙酮酸代谢途径、生长素流出跨膜转运蛋白活性以及油菜素内酯介导的信号转导通路密切相关。根据分析的结果和已经完成的相关细胞学观察,推测楸树雄性不育的形成可能是楸树体内丙酮酸代谢过程异常,抑制油菜素内酯的合成,使绒毡层发育异常并进一步影响到小孢子减数分裂,最终导致不育花粉的形成。     

西伯利亚杏种仁油脂积累及脂肪酸组分变化规律

【目的】采集西伯利亚杏发育期种仁,测定其单仁质量、油脂含量和脂肪酸组分,明确西伯利亚杏种仁发育特点、油脂累积特征和脂肪酸组分变化规律。【方法】以西伯利亚杏发育期种仁为试材,测定各时期种仁质量,利用索氏提取法提取西伯利亚杏发育期种仁油脂,并以气相色谱仪法测定各时期种仁脂肪酸组分及其含量,研究其种仁生长发育特点、油脂积累和脂肪酸组分变化规律。【结果】西伯利亚杏种仁发育期约为100 d,从花后10 d～66 d为种仁质量快速累积期(0.021～0.332 g),占整个发育期累积的88%,而花后66 d～101 d为西伯利亚杏种仁质量缓慢累积期(0.332～0.353 g);西伯利亚杏种仁油脂累积呈"慢—快—慢"的变化模式,可分为3个阶段,即油脂缓慢累积期(花后10～45 d)、油脂快速累积期(花后45～73 d)和油脂减缓累积期(花后73～101 d)。油脂累积过程中先后检测出油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、硬脂酸、棕榈油酸、二十碳烯酸和花生酸;随着种仁发育硬脂酸、棕榈酸、二十碳烯酸和花生酸等饱和脂肪酸含量逐渐下降,而油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸含量逐渐增长,成熟种仁中不饱和脂肪酸含量高达95%,其中油酸含量达到76.0%,亚油酸含量达到18.5%。相关性分析表明,西伯利亚杏种仁发育过程中油酸、亚麻酸、棕榈油酸含量间呈显著正相关,均呈逐渐增加趋势;棕榈酸、硬脂酸和二十碳烯酸间呈显著正相关,在种仁发育过程中呈递减趋势;油酸和亚麻酸与亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、二十碳烯酸呈显著负相关。【结论】西伯利亚杏种仁含油量高,油脂品质优,种仁生长发育期可分为快速生长期(10～66 d)和缓慢生长期(66～101 d);而种仁油脂累积呈"慢—快—慢"的"S"型变化模式,根据油脂含量的变化规律,可将西伯利亚杏种仁油脂累积过程划分为3个阶段;西伯利亚杏种仁油脂累积过程中先后出现8种脂肪酸组分。研究结果可为西伯利亚杏的栽培管理,以及进一步开展西伯利亚杏种仁油脂累积及脂肪酸组分转化机理研究提供理论支撑。     

不同发育时期油桐种仁油体蛋白质组分析

[目的]对油桐种仁不同生长时期的油体蛋白进行定量蛋白质组研究,鉴定油桐种仁油体蛋白质的组成,探讨不同生长时期种仁油体蛋白质组的表达差异。[方法]采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术提取3个不同生长时期的油桐种仁油体蛋白质组,质检合格的蛋白经酶解、iTRAQ标记后进行高效液相、质谱检测。利用Mascot软件对转换的二级质谱数据进行蛋白质鉴定,通过iTRAQ定量寻找差异表达蛋白,并对差异蛋白进行GO功能注释、KEGG代谢通路和聚类分析。[结果]在3个生长时期成熟油桐种仁油体亚细胞器中共鉴定出5 632个蛋白,其中,2 639个具有催化活性,401个蛋白质参与脂肪酸及油脂的合成与代谢。在种仁成熟的3个生长时期中,共有3 430个油体蛋白的表达量发生了显著变化。油体差异蛋白的富集分析发现,具有催化活性这一分子功能的差异蛋白主要在油脂积累初期发生富集。在桐油和桐酸积累时期,参与脂肪酸代谢和油脂贮藏的酰基辅酶A氧化酶、DGA蛋白和油质蛋白(Oleosin)表达量显著上升,表明这些蛋白在调控桐油和桐酸的积累中可能发挥着关键作用。[结论]获得油桐种仁成熟过程中动态特异的油体蛋白质组表达谱,揭示油体蛋白质组的组成、主要调控桐油合成的关键酶和结构蛋白,为进一步研究油脂的合成与油体的装配等相关机制奠定了基础。     

千年桐根部黄酮类化合物生物合成对枯萎病菌侵染的响应

【目的】油桐枯萎病是一种土传的根部真菌病害,严重危害油桐主栽品种三年桐,极大地限制了其规模化栽培。而同属的千年桐具有抗枯萎病能力,其根部防御作用机制的研究可以为抗枯萎病防治和抗性育种提供思路。【方法】利用乙酸乙酯萃取法获得三年桐和千年桐根部提取物;基于高效液相色谱和串联质谱检测病原菌侵染后三年桐和千年桐根部代谢物成分;利用Illumina HiSeqTM2000、检测病原菌侵染过程中三年桐和千年桐根部基因表达变化规律和通路变化,并利用实时定量PCR试验验证基因表达规律;利用R软件包等生物信息学方法进行数据分析。【结果】1)与三年桐相比,千年桐根部提取物对油桐枯萎病菌的生长有明显的抑制作用;2)病原菌侵染后千年桐根部产生的芒柄花苷、橙皮苷等异黄酮和黄烷酮化合物是三年桐的1 000倍以上;3)病原菌侵染后千年桐根部负责黄酮类化合物生物合成的上游关键通路“苯丙烷类生物合成途径”显著富集;4)苯丙烷类生物合成途径中有4个中心基因,包括4-香豆酸CoA连接酶、β-D-木糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和过氧化物酶N1,通过实时定量PCR试验验证在病原菌侵染早期上调表达,且与其他1 625基因具有极高的相关...     

麻竹笋转录组测序及苦涩味物质合成基因差异表达分析

[目的]研究避光处理对麻竹笋苦涩味物质合成相关基因表达的影响。[方法]利用Illumina HiSeq~(TM)2500平台对自然生长(CK)和覆土处理(EP)2种类型的麻竹笋进行转录组测序,并对差异表达基因进行分析。[结果]转录组测序共获得36.45 Gb原始数据,经组装去冗余处理得到53 388个Unigene,将所得Unigene比对到Nr、Pfam、COG、Swissprot、GO和KEGG数据库中进行功能注释,发现共有31 462条Unigene与其它物种的基因具有同源性。对CK和EP处理所测得的Unigene进行表达量的比较分析,筛选出1 846个差异基因,其中,在EP处理中上调表达基因998个,下调表达基因848个。由KEGG代谢通路分析发现,差异基因显著地富集在32个代谢途径中,其中,包含与苦涩味物质合成相关的糖酵解途径、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸合成途径等。进一步研究发现,参与麻竹笋芳香族氨基酸、单宁合成的PFK、ENO、PPY-AT/HPP-AT、LAR等酶基因在EP处理中表达量下降,荧光定量PCR验证结果与测序结果基本一致。[结论]避光处理抑制了苯丙氨酸、酪氨酸、单宁生物合成关键酶基因的表达,可能最终影响麻竹笋苦涩味物质的合成。     

南美油藤种子发育过程的代谢组学和转录组学联合分析

【目的】南美油藤种子油中富含不饱和脂肪酸,是一种具有重要经济价值和应用前景的油料植物。目前影响南美油藤种子油脂合成的关键基因、途径及其调控机理尚未清晰。因此,对南美油藤种子的脂质代谢物的动态变化规律及重要脂肪酸代谢相关调控基因的研究,不仅能够为提高其种子油产量和改善油脂品质提供理论基础,也可为其他木本油料植物高效开发利用提供有价值的参考依据。【方法】选用不同生长阶段的南美油藤种子(形成初期、发育初期、中期、后期、成熟期)为研究对象,结合GC-MC代谢组学技术和高通量转录组测序技术,分析种子发育过程中脂质代谢物含量的动态变化规律,并根据种子不同生长阶段的差异表达基因寻找出脂质代谢物生物合成与累积的关联酶基因。【结果】脂质代谢组学分析发现,南美油藤种子中高含量的α-亚麻酸和亚油酸主要在种子成熟阶段合成与累积,是判别南美油藤种子中脂肪酸缓慢累积时期与快速累积阶段的依据。转录组学分析表明,南美油藤种子成熟阶段前后的基因表达存在显著差异。结合代谢组学与转录组学的分析结果显示,与脂肪酸生物合成和累积相关的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,基因家族的不同成员存在生物学功能的差异性和多样性。其中FAD2-3、FAD7、FATA、KAS2、LACS2、LACS8和SAD酶基因表达与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著正相关,说明7个酶基因表达对南美油藤种子油脂的合成与累积有促进作用;FAD2-2、KCS1、KCS10和LACS1酶基因与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著负相关,说明4个酶基因的表达对南美油藤种子油脂的合成与累积具有抑制作用。【结论】南美油藤种子成熟前后脂肪酸含量及差异表达基因存在显著差异,可依据种子中α-亚麻酸和亚油酸的含量变化将种子发育过程划分为脂肪酸缓慢累积和快速累积2个时期;南美油藤种子脂肪酸代谢中的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,且同一基因家族的不同成员在脂肪酸的累积过程中可能具有不同的生物学功能。研究结果可为利用分子生物学技术提高南美油藤种子油产量和改变脂肪酸组分提供备选基因和相应的理论基础。     

黑果枸杞果实发育过程中转录组测序分析

【目的】研究黑果枸杞果实在不同发育阶段基因表达谱的变化情况,为进一步开展黑果枸杞果实发育过程中的分子生物学研究提供基础资料。【方法】以黑果枸杞果实发育过程中青果期、变色期和成熟期的果实为材料,利用新一代高通量测序技术平台Illumina Solexa进行转录组测序和数据de novo组装,并对得到的Unigene进行功能注释、分类及代谢通路分析。【结果】基于转录组测序数据得到N50值为1 743 bp及平均长度为1 262.65bp的黑果枸杞Unigene共有43 573条。在GO、KEGG、KOG、NR和SwissProt数据库上得到注释的Unigene总数为23 723条,占总Unigene的54.44%,有3 726条Unigene在这5个数据库中同时得以注释,但还有19 850个Unigene在这些数据库中没有得到注释。23 559条和17 212条Unigene分别在Nr和SwissProt数据库有同源比对信息。GO数据库中注释到的15 064个Unigene分为细胞组分、分子功能及生物学过程等3大类62个功能组。KOG数据库中注释到的13 128个Unigene功能系统分为25类,其中黄酮类代谢途径所属的Q类(次生代谢产物生物合成、运输和代谢)共获得了520个Unigene注释。以KEGG数据库为参考,将4 951个Unigene定位到215个代谢途径分支,其中有45个Unigene与类黄酮生物合成相关。在黑果枸杞果实转录组中发现16 815个SSR位点:最多的为单核苷酸SSR,占72.92%;最少的是6核苷酸,占0.04%。【结论】共得到43 573条Unigene,有23 723条Unigene在GO、KEGG、KOG、NR和SwissProt 5个数据库中得以注释,筛选出与类黄酮生物合成有关的Unigene 45个,这为与黑果枸杞果实品质有关基因筛选、克隆和功能分析等提供研究基础和理论依据。     

早实核桃种仁油脂积累过程中主要营养物质的变化

【目的】为早实核桃高效栽培管理提供参考。【方法】以‘中核短枝’和‘新新2号’2个早实核桃品种为研究对象,在种仁油脂转化期到成熟期每隔10 d进行取样,测定种仁中粗脂肪、粗蛋白、单宁、总酚、总糖和各脂肪酸组分含量,分析基础营养物质含量和油脂含量的变化动态及二者之间的相关性。【结果】2个早实核桃品种种仁中油脂积累的关键时期是7月下旬—9月中下旬,成熟时‘中核短枝’种仁脂肪含量为67%,‘新新2号’种仁脂肪含量为65%。在2个早实核桃品种种仁中共检测出5种主要脂肪酸组分,分别是棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸,‘中核短枝’和‘新新2号’种仁中不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量的比例分别高达89.60%和88.97%。不饱和脂肪酸的主要成分为油酸和亚油酸,‘中核短枝’和‘新新2号’种仁中油酸的占比分别为21.36%、14.09%,亚油酸的占比分别为58.38%、61.80%。在种仁油脂积累过程中,基础营养物质对脂肪积累也有重要作用,蛋白质含量与脂肪含量极显著负相关,在油脂转化期蛋白质、总糖的消耗量较大,总酚和单宁与不饱和脂肪酸合成密切相关。【结论】‘中核短枝’和‘新新2号’2个早实核桃种仁...     

暴马桑黄SbLSD基因克隆及差异表达分析

【目的】暴马桑黄是一种重要的药用资源,三萜是其发挥药用功效的主要成分,但是目前获取大量三萜仍然非常困难。通过对暴马桑黄三萜合成途径中的羊毛甾醇14α-脱甲基酶(lanosterol 14-alpha-demethylase,LSD)基因进行克隆及差异表达分析,以期深入了解暴马桑黄三萜合成的调控机理,进而提高三萜产量。【方法】采用PCR扩增得到LSD基因cDNA序列全长,利用生物信息学软件对该基因编码的氨基酸序列进行分析;采取同源重组方法构建原核表达载体,转入大肠杆菌BL21(DE3)后诱导表达,SDS-PAGE检测;qRT-PCR技术分析LSD基因在暴马桑黄不同发育阶段转录水平差异。【结果】暴马桑黄LSD基因cDNA全长1 662 bp,编码553个氨基酸,相对分子量为62.26 kDa,命名为SbLSD(登录号为MN864180);跨膜区和亚细胞定位预测显示SbLSD蛋白是在内质网和高尔基体发挥作用的跨膜蛋白;系统进化树结果表明暴马桑黄和灵芝的LSD蛋白同源性最高,符合物种经典分类;SDS-PAGE结果证实在62.26 kDa附近出现目的蛋白条带,说明所获得的基因可以成功表达出蛋白;从荧光定量分析结果中可以看出SbLSD基因转录水平在不同发育阶段有差异性,并且在子实体阶段该基因转录水平最高,与羊毛甾醇合成的基因变化规律相吻合。【结论】通过对SbLSD基因的分子鉴定解析,为进一步揭示该基因在暴马桑黄三萜合成途径中的功能奠定基础。     

油桐LEC1基因的cDNA克隆与序列分析

为了解LEC1(Leafy Cotyledon 1)基因对油桐油脂合成过程的调控机理,以油桐种仁转录组数据库中基因的部分c DNA序列为基础,采用RT-PCR技术从油桐种子中克隆LEC1基因的全长c DNA,并对其进行序列分析。油桐LEC1基因全长c DNA为1 152 bp,编码区为729 bp(142~870),编码243个氨基酸,5′端非编码区和3′端非编码区分别为141 bp和263 bp。该基因编码蛋白质的相对分子质量为27 025.4 Da,理论等电点为6.97;蛋白二级结构以不规则卷曲和α螺旋为主,是不具有跨膜结构的膜外蛋白。经对比发现,油桐LEC1具有典型的HAP3结构特点,在不保守的N端和C端中间有1个十分保守的结构域,与拟南芥、玉米、麻风树、黄连木等的LEC1氨基酸序列高度同源。     

油桐DGAT1基因在不同品种及种子发育阶段的表达模式

应用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR)技术,研究了油桐DGAT1在不同品种以及种子不同发育阶段的表达模式。结果表明:DGAT1在6个不同品种成熟种子中的相对表达量差异不明显,这种表达量与种仁含油率相关性也不明显。在油桐‘ZN L-F52’种子不同发育阶段中,DGAT1均有表达,在6、7、10月份表达量较低,而在8、9月份表达量高,相对表达量呈上调趋势,这与油桐种仁油脂形成规律相符合,说明该基因可能与油桐油脂合成调控有着密切的关系。     

油桐桐酸合成酶基因克隆和植物表达载体构建

α-桐酸合成酶是控制亚油酸向α-桐酸(18:3Δ9cis,11trans,13trans)转化的关键酶。本研究以发育中的油桐种子为材料,利用改良TRIzoL法提取总RNA,并根据GenBank中已经登录的α-桐酸合成酶基因FADX的序列,设计特异性引物,采用RT-PCR方法,克隆得到FADX基因全长cDNA,长度为1221bp。通过生物信息学分析结果表明,该序列5’端和3’端非编码区序列长度分别为13bp和47bp,含有一个开放阅读框(14～1174bp),编码386个氨基酸,含有典型的脂肪酸脱氢酶结构域。将所得基因经BamHI和SacI酶切后插入表达载体质粒pBI121,构建反义表达载体pBI121fadx。     

油桐种籽油脂合成及其在品种类型上的差异

油桐种籽成熟过程中,种籽的含油量和水分含量是负相关。水分的亏缺,严重影响了油脂合成。从 8月 25日至 9月 15日含油量上升23.8％,而含水量下降24.55％,桐酸含量也上升,与此同时棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸以及亚麻酸的含量下降。桐酸在总脂肪酸含量中占79.42％。脂肪酸的累积、转化最活跃时期在8月份和9月上旬,这时期油桐栽培水分供应是至关重要的。 油桐不同种和品种(类型)脂肪酸组成有明显差异,以桐酸变化幅度最大,差值达16.06％。在这些样品中,桐酸含量超过76％的有15份,均为三年桐,其中少花单生果品种(类型)占12份,千年桐桐酸含量均不到70％。从油质来说,三年桐优于千年桐。在三年桐中少花单生果品种(类型)具有桐酸含量高,亚油酸、油酸含量较低的优点。     

基于中麻黄萌发种子转录组的黄酮类化合物合成途径基因的挖掘

应用新一代高通量测序技术(Illumina Solexa),对中麻黄(Ephedra intermedin)同萌期的种子进行转录组测序,数据重头(denovo)组装后,共获得52 007条Unigene序列,总长为25 043 596 bp。COG功能注释、GO分类及KEGG代谢通路分析后,获得了64 751个GO功能注释,17 701个COG功能注释以及16 942个KEGG注释,并从KEGG通路中找到参与黄酮类化合物合成途径的关键基因片段283个,其中包含了查尔酮合酶基因、细胞色素相关基因和花青素还原酶等基因。中麻黄转录组测序工作的完成,极大地扩充了麻黄的基因资源,为麻黄属植物分子系统进化分析、抗性和药用功能基因的发掘与利用、遗传改良等研究奠定基础。     

云南金花茶转录组序列分析及功能注释

【目的】深入研究云南金花茶优良性状、基因功能和基因分布特征,可为云南金花茶乃至山茶属植物功能基因的探索以及该物种的遗传保护提供基础生物信息学理论参考。【方法】采用Illumina Hi Seq 2000技术,对云南金花茶叶片进行转录组测序及相关数据分析,在对测序数据整理、de novo组装后,获得Unigene序列,继而利用相关生物信息学数据库进行序列比对。【结果】组装后,共获得95 979条Unigenes,其中N50(拼接转录本不小于总长50%的长度)为1 660 nt,平均长度为1 124 nt,Q20和Q30序列(处理后质量高于20和30的碱基)分别占96.39%和91.28%。经比对,在Nr、Nt、Swiss-Prot中能得到注释的Unigene分别为58 830、43 623、44 315条。在GO中,有41 905条(43.66%)Unigenes注释224 129个GO功能,将其分为3个大类和56亚类,所占比例最多的为生物过程这一类功能。在KOG中,有23 499条(24.48%)Unigenes注释26 430个KOG功能信息,将其分为26个基因功能大类,其中表达量较高的分别是一般功能基因和翻译后修饰、蛋白质转化、伴侣功能的相关基因。另外,共有23 214条(24.18%)Unigenes在KEGG中得到注释,根据其涉及的相关通路可将其归为19个亚类,其中以代谢通路较为丰富。此外,利用相关数据库和ESTScan软件对云南金花茶转录组Unigene进行CDS比对和预测,共预测到26 428条CDS,其长度集中在100～500 nt,占总CDS的82.10%。【结论】云南金花茶所含基因信息丰富,利用分析得到的所有注释信息可以更深层次地探索其基因组信息和基因分布情况。     

基于RNA-Seq的油茶种仁萜类功能组分代谢调控研究

油茶是我国重要的木本食用油料植物,而茶油不仅不饱和脂肪酸含量高,而且富含微量生物活性物质。为给油茶及其他植物萜类代谢机理的阐述提供理论参考,从而为油茶分子设计育种提供科学依据,以油茶果实膨大期和脂肪酸合成高峰期的种仁为材料,采用高通量RNA-Seq技术对油茶种仁萜类功能组分代谢的2个不同时期转录组进行了比较分析。结果表明:涉及油茶种仁萜类功能组分代谢调控的基因序列共有68条,包含13类关键酶基因,但是大部分基因在果实膨大期和脂肪酸合成高峰期的差异不显著。文中根据分析结果绘制了油茶种仁萜类物质代谢途径,揭示了调控油茶种仁萜类功能组分代谢过程中的基因作用规律。