核桃种子油脂转化期转录组分析北大核心CSCD

【目的】从分子水平上探索核桃(Juglans regia L.)种子油脂转化时期的脂肪酸合成相关基因的表达模式。【方法】基于Illumina Hi SeqTM4000高通量测序平台,以新疆早实核桃‘新新2号’(J.regia‘Xinxin2’)品种种子的种仁为材料,对核桃种子油脂转化期3个不同阶段(花后60~70 d,简称G1;花后90~100 d,简称G2;花后120~130 d,简称G3)进行转录组测序比较分析。【结果】组装得到174 545条Unigene,其中G2 vs G1、G3 vs G2和G3 vs G1分别有9 408、8 316、6 398条上调表达的差异基因和11 916、10 485、5 218条下调表达的差异基因。代谢通路富集分析发现,3个阶段之间差异基因富集最显著的是脂肪酸生物合成代谢途径。随机挑选8个基因进行荧光定量验证,结果与测序数据一致,表明核桃种子油脂转化期的转录组测序结果可信度高。不同时期基因差异表达富集度最高的为脂肪酸生物合成代谢通路。在脂肪酸生物合成途径上乙酰辅酶A的羧基转移酶α亚基基因acc A、生物素羧基载体蛋白基因acc B和生物素羧化酶亚基基因acc C的表达量在G1到G3持续上升,β-酮酰ACP合酶Ⅱ基因fab F、β-酮酰-ACP还原酶基因fab G和硬脂酰-ACP去饱和酶基因FAB2的表达量在G1到G3也持续上升,并且G2与G1之间上调表达的差异基因最多。【结论】核桃种子的油脂转化在G2阶段脂肪酸合成最活跃,脂肪酸生物合成途径与油脂合成有关的accA、accB、accC、fabF、fabG、fabI和FAB2基因均呈上调表达。     

纸皮核桃内果皮硬化期差异表达基因筛选及功能预测

【目的】综合分析纸皮核桃内果皮硬化期转录本表达情况,获得3个代表样本间差异表达基因,为系统研究纸皮核桃内果皮木质化的分子机理打下基础。【方法】采用转录组测序技术对其内果皮硬化期3个样品测序,利用生物信息学方法和软件筛选样本间的差异表达基因并进行生物学功能预测。【结果】通过Trinity软件拼接得到76 814条Unigene,筛选出了609个差异表达基因,利用Gene Ontology和KEGG数据库对差异表达基因注释,发现差异表达基因显著富集在植物激素信号转导、苯丙烷类生物合成、苯丙氨酸代谢、ABC转运子合成、泛醌和其他萜类醌生物合成等途径中。【结论】筛出了纸皮核桃内果皮硬化期差异表达基因显著富集的主要代谢途径,为今后系统研究纸皮核桃内果皮木质化的分子机理打下了良好基础。     

金针菇单核体DAN3和M与其杂交双核体G1菌丝阶段基因表达差异的转录组初步分析

以金针菇(Flammulinavelutipes)单核菌株DAN3的基因组为参考,完成单核体DAN3和M及其杂交双核体G1在菌丝阶段的转录组测序与数据分析,比较两个样本间的差异基因,并对差异基因进行GO功能分析和KEGG pathway分析.结果表明:两个样本中共有显著性差异表达的基因86个,其中,在G1中呈上调、下调表达的基因数分别为41、45个,有2个基因在G1中特异表达.GO功能分析结果表明,86个差异基因中有40个基因比对上了GO功能注释,其中18个基因在G1中呈上调表达;单一生物过程和催化活性为显著性富集的功能,相关基因在G1中呈上调表达.KEGG pathway分析结果表明,22个差异基因被定位到17条Pathway,其中10个基因在G1中呈上调表达,包括赖氨酸代谢途径对应基因,3_M和G1菌丝样品中赖氨酸含量分别为1.70×103 ng/mg和1.06×103 ng/mg,说明G1中上调的基因可能与之降解相关;DNA复制是显著性富集的代谢途径,相关基因在G1中呈下调表达.     

基于转录组测序分析NaCl胁迫下新疆野苹果叶和根糖酵解相关基因的表达

【目的】筛选新疆野苹果响应NaCl胁迫相关基因。【方法】以新疆野苹果组培苗为试验材料,对150 mmol·L~(-)处理48 h后的新疆野苹果幼苗叶片及根系进行转录组测序。【结果】与对照相比,NaCl处理48 h时,新疆野苹果幼苗叶片中差异表达基因为3 364个,其中1 745个DEGs在盐胁迫响应中上调表达,1 619个DEGs下调表达;根系中差异表达基因为3 808个,其中1 057个DEGs在盐胁迫响应中上调表达,2 751个DEGs下调表达。新疆野苹果叶片和根系中所共有的差异基因有2 095个得到注释,这些基因共涉及44个Pathway,富集最显著的Pathway主要有糖酵解/糖异生、磷酸戊糖途径、果糖和甘露糖代谢、丙酮酸代谢等。【结论】通过转录组测序和qRT-PCR验证发现,新疆野苹果受到NaCl胁迫后,在糖酵解过程中TPI、FBPase、pckA、PPDK等基因表达量发生明显变化,说明糖酵解途径在新疆野苹果应答NaCl胁迫过程中起着一定的作用。     

鹰嘴桃果实组织海绵化病害相关基因差异表达分析

【目的】明确鹰嘴桃果实组织海绵化的分子机制。【方法】对鹰嘴桃病害果海绵组织、非病害组织和健康果实组织进行转录组测序。【结果】在病害果海绵组织vs健康果实组织、非病害组织vs健康果实组织、病害果海绵组织vs非病害组织的转录组比较中，分别鉴定到4557、4446、672个差异表达基因。病害果海绵组织与健康果的差异表达基因主要富集在新陈代谢、碳水化合物代谢、能量代谢、光合作用等通路。与健康果或病害果非病变组织相比，鉴定出12个与细胞壁代谢相关的差异表达基因（PG-At1g48100、PG-QRT3、PG、6个XET2、BXL7、2个EXP-A4）在鹰嘴桃病害果海绵组织表达上调；此外，3个钙转运基因（ACA13）和2个钙传感器基因（CaM11、CML18）在鹰嘴桃病害果海绵组织表达上调。其他钙传感器相关基因的表达水平在病害果中出现不同程度的上调和下调。【结论】鉴定出12个与细胞壁代谢、3个与钙转运和23个与钙传感器相关的差异表达基因，推测钙代谢以及细胞壁代谢异常在果实组织海绵化过程中发挥关键作用。     

食用油料经济林油脂合成途径基因研究进展

油茶和核桃是我国最重要的两类经济木本油料,茶油和核桃油均富含不饱和脂肪酸,深受群众喜爱。该文综述了油茶和核桃油脂合成途径中油茶果糖二磷酸醛缩酶(Co FBA)、油茶乙酰辅酶A羧化酶(Co ACCase)、油茶硬脂酰-ACP脱饱和酶(Co SAD)、油茶脂肪酸脱饱和酶(Co FAD)、油茶甘油-3-磷酸酰基转移酶(Co DGAT)、核桃异质型乙酰辅酶A羧化酶(Jr ACCase)等基因的研究进展,并对其在分子育种中的意义进行了展望。以期为分子育种途径调节食用油料经济林油脂不同成分间比例提供理论基础。     

基于转录组研究补光对设施‘红地球’葡萄萌芽的影响

【目的】探究不同光质补光对设施‘红地球’葡萄冬芽萌发的影响。【方法】以8年生‘红地球’葡萄为试验材料,采用4种不同光质补光(红蓝光2∶1、蓝光、红光、白光)处理‘红地球’冬芽,以不补光为对照,进行生理指标测定和转录组学分析。【结果】红蓝光2∶1处理下芽萌发最快,其展叶率及可溶性糖、总蛋白和H_2O_2含量均高于其他处理。利用FPKM计算基因表达量,以差异表达倍数|log_2fold changes|≥1、P-adjust 0.05为筛选条件,共获得1423个差异表达基因,包括上调基因309个,下调基因1114个,其中红蓝光2∶1、蓝光、红光、白光处理与对照之间的差异基因数目分别为1051、880、836和325个;GO分析发现差异基因涉及代谢过程、细胞过程、结合和催化活性等。KEGG分析显示,差异基因主要富集在植物与真菌互作、植物激素信号转导、内质网蛋白加工、植物MAPK信号通路等途径;其中植物信号转导途径中生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯、油菜素内酯和茉莉酸信号转导相关基因在红蓝光2∶1处理下表达显著。根据富集结果随机选取9个差异表达基因进行qRT-PCR验证,基因的表达趋势与转录测序结果基本一致。【结论】不同光质补光均加快了葡萄芽的萌发,红蓝光2∶1可作为葡萄芽萌发的理想光质;植物激素信号转导通路中SAUR、A-ARR、GID1、PYR/PYL、PP2C基因的差异表达,是各处理葡萄芽萌发差异的重要原因。     

利用转录组测序分析外源GA_3解除大蒜气生鳞茎休眠相关基因

利用外源GA_3打破'金乡'大蒜气生鳞茎休眠,采用高通量测序技术对休眠气生鳞茎和GA_3处理气生鳞茎进行转录组测序,分析筛选响应外源GA_3的差异表达基因,探究差异表达基因与GA_3解除气生鳞茎休眠的关系。结果表明:外源GA_3可有效打破气生鳞茎休眠;通过转录组测序得到上调差异基因4 588个,下调差异基因55 857个;28 107个差异表达基因在KEGG中获得注释,其中在代谢途径中获得注释的差异基因最多,其次为遗传信息处理途径。差异表达基因较多的富集于植物激素信号转导途径且富集结果显著;筛选出参与GA、ABA、ZR信号转导的显著差异表达基因GAI、SLR1、PP2C等,其表达情况与气生鳞茎内源激素含量的变化情况一致,推测外源GA_3可通过抑制GA信号途径负调控因子DELLA基因的表达,激活赤霉素的生物合成及信号转导过程,使气生鳞茎休眠解除,同时PYL的表达量显著降低,从而使得脱落酸含量相对降低,有利于休眠解除;qRT-PCR验证结果显示测序结果和实际结果一致。     

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox的克隆和功能分析

【目的】赤霉素3-氧化酶(gibberellin 3-oxidases,GA3ox)是赤霉素(GAs)生物合成途径中关键酶之一,对山核桃(Carya cathayensis)中CcGA3ox基因进行克隆,并进行序列分析和功能验证。【方法】以山核桃体细胞胚为材料,提取RNA,采用PCR扩增技术,克隆山核桃CcGA3ox基因编码区全长;对序列进行生物信息学分析。为验证基因功能,通过同源重组技术构建具有强启动子的35S::CcGA3ox::GFP过表达载体,以核桃体细胞胚为转化材料,利用农杆菌介导法进行遗传转化;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析山核桃CcGA3ox基因在转基因阳性核桃植株中的相对表达量。采用紫外分光光度计检测植株中叶绿素含量,并分析其差异。【结果】山核桃CcGA3ox基因开放阅读框(ORF)全长为1 116 bp,编码371个氨基酸。对CcGA3ox氨基酸序列分析发现,其含有2OG-FeⅡ-Oxy结构域。系统进化树显示,CcGA3ox与薄壳山核桃CiGA3ox亲缘关系最近,与核桃JrGA3ox亲缘关系较近。对核桃体细胞胚进行遗传转化、荧光检测及PCR验证表明,35S::CcGA3ox::GFP过表达载体被成功转入核桃体胚中。核桃阳性再生植株与对照植株相比,株高明显增高;qRT-PCR结果表明,CcGA3ox基因相对表达量显著增加。同时,过表达CcGA3ox基因可以降低核桃阳性再生植株中叶绿素含量。【结论】山核桃CcGA3ox基因在核桃生长过程中对株高调控起关键作用。     

砂糖橘和砂糖灯笼橘性状差异的转录组分析

【目的】通过比较砂糖橘和砂糖灯笼橘性状差异及利用转录组测序数据，筛选砂糖橘和砂糖灯笼橘叶、果肉、橘络、橘皮之间的差异基因，探究砂糖橘自然变异品种砂糖灯笼橘橘皮、叶中与蜡质生物合成相关的显著差异基因。【方法】分别取同一生长时期的砂糖灯笼橘和砂糖橘进行观察记录，取叶、果肉、橘络、橘皮4个组织样本，液氮速冻，设立3个生物学重复进行转录组测序。分析2个物种间的转录组测序结果，寻找关键差异基因。【结果】通过砂糖灯笼橘与砂糖橘对比，砂糖灯笼橘叶较大、卷曲，边缘性状不规则；果实偏大，果皮表面布满沟壑，存在较多点状突起，同时叶和果皮部位存在蜡质缺失。砂糖灯笼橘叶存在差异基因数量最多，其次为果肉、皮、橘络，差异基因主要参与的功能为蛋白结合、分子结合、ATP结合。砂糖灯笼橘叶、果皮分别存在12个、9个与蜡质生物合成相关的显著差异基因，其中包含5个相同的下调基因，为CER1、CER3、HHT、P45086A8、P45086A22，这些基因极有可能是导致砂糖灯笼橘表面蜡质排布不均的关键基因。【结论】砂糖橘与砂糖灯笼橘性状差异明显，转录组数据显示叶的差异基因数量最多，其中叶和果皮中存在5个表达趋势一致的相同蜡质...