金华猪和大约克猪分娩后21d乳腺microRNAs的预测和差异研究

microRNAs(miRNAs)是一类单链小RNAs,是重要的基因表达调控因子,通过与靶基因的3'UTR序列互补来调控基因的表达。鉴定乳腺组织的miRNAs及其靶基因,对揭示miRNA在乳腺组织基因调控中的作用十分重要。本研究分别从分娩后21d金华和大约克母猪的乳腺组织中提取小RNA并构建各自的cDNA文库,通过Illumina Genome AnalyzerⅡx测序平台对它们进行高通量深度测序。将测序初始序列经过序列类型、长度、丰度的筛选得到比对序列,然后与已有的miRNA数据库、Genome和EST数据库进行比对。将两个猪种检测到的miRNA进行品种间差异性比较,并在差异性结果中选择相对丰度较高的前10个miRNA对其进行生物信息学分析。结果发现:金华猪乳腺组织的比对序列有9672024条,大约克猪6946905条;共检测到金华猪单一序列miRNA有848个,大约克猪683个;金华猪预测的新单一序列miRNA有369个,大约克猪231个;两个猪种间差异显著的miRNA有288个(P<0.01);相对丰度较高的前10个miRNA的靶基因有1829个,这些靶基因主要参与了抗原加工和呈递、Ⅰ型糖尿病、缝隙连接...     

甜杨低温响应microRNAs的克隆与分析

MicroRNAs（miRNAs）作为一类21碱基左右的非编码小RNAs,参与植物生长发育的调控,并在植物对生物与非生物胁迫的应答过程中发挥重要作用。本研究依据miRNA高度保守特点,利用已公布的毛果杨（Populus trichocarpa）基因组序列设计引物,从甜杨（Populus suaveolens）基因组中克隆获得了12个miRNA基因座序列。序列比对结果表明,这些miRNA基因均为毛果杨低温响应miRNA基因的同源序列。同时,以低温（0℃）处理0～48h的甜杨幼苗为试材,通过半定量RT-PCR法对miRNA基因的成熟体序列在不同处理时间下的表达谱进行分析,结果显示,大多数miRNA成熟体序列在甜杨低温胁迫下的表达模式与其在毛果杨中的表达极为相似,由此可推测这些保守性miRNAs可能在甜杨和毛果杨两物种对低温胁迫的应答反应中发挥相似的功能,而miR168a、miR168b和miR475a在两物种间表达现象的差异,表明它们可能通过调控多种靶基因而发挥不同作用。本文结果将为进一步研究甜杨基因功能提供基础。     

60Co-γ射线对莲子的辐射效应及狭瓣变异株的形态分析

为了解γ射线对荷花(Nelumbo Adans.)野生型和栽培品种莲子的辐射效应及其差异,本研究利用不同剂量⁶⁰Co-γ射线对野生型荷花微山红(N. nucifera Weishan Hong)和50个栽培品种的莲子进行辐射处理。结果表明,微山红莲子的钱叶展开数量、生根效果和存活率在320 Gy处理下急剧下降,750和1 000 Gy处理严重抑制了莲子的钱叶发育,幼苗存活率分别为0.6%和0。利用线性回归方程,计算微山红野生型莲子和其他品种莲子的半致死剂量分别为192和173 Gy,即两者对⁶⁰Co-γ射线的耐受性存在19 Gy剂量差异。基于1 150粒微山红莲子的辐射处理,筛选得到1株花被片狭长的变异个体,以此培育为新品种辰山飞燕。该品种花被片宽长比均值为0.31,显著小于野生型(0.44),且其花被片数量、花密度及立叶密度也显著降低。后续荷花辐射育种及突变体筛选时,野生型和栽培品种莲子的辐射剂量范围建议分别参考150~200 Gy和130~180 Gy。本研究为荷花产业中利用γ射线大规模辐射莲子创制新种质提供了技术参考,也为荷花瓣形育种提供了良好亲本。     

调控山羊乳腺脂肪酸代谢miRNAs筛选及相关pri-miRNAs克隆验证

microRNA(miRNA)是调控脂类代谢的重要分子。本研究采用数据库预测和自由能分析法,筛选与山羊(Capra hirus)乳腺脂肪酸代谢相关的miRNA,并对预测得到的miRNA进行克隆验证。预测结果表明,通过MicroCosm、TargertScan和PicTar3个在线数据库预测与山羊脂肪酸代谢相关的30个基因相对应的miRNA,预测得到50条miRNA,其中3个数据库预测一致的miRNA为13条,2个数据库预测一致的为37条。结果显示,脂肪酸合酶基因(FASN)对应4个不同的miRNA,嗜乳脂蛋白基因(BTN1A1)对应2个,而磷酸甘油酰基转移酶6基因(AGPAT6)没有预测到miRNA靶位点;FASN与BTN1A1的3’UTR上miR-103的结合位点分别有3个和2个。通过MFOLD软件对预测所得的50条miRNA靶位点两侧序列的自由能(ΔG>-20kcal/mol)进行分析,9种miRNA与调控脂肪酸代谢基因相关度较高,分别为miR-103/BTN1A1、miR-15/FASN、miR-23/LPL(脂蛋白酯酶)、miR-27/PPARγ(过氧化物酶体增殖物激活受体)、miR-29/GPR41(短链脂肪酸受体)、miR-146/BTN1A1、miR-195/FASN、miR-200/SCD(硬脂酰辅酶A去饱和酶)和miR-497/GPR41,其中miR-103/27/195分别位于BTN1A1、PPARγ和FASN的靶位点与已知物种间同源性较高,增加了这些miRNA/mRNA结合的可能性。此外,靶位点单侧和双侧ΔG小于阈值的miRNA/mRNA分别为14对和9对,其中miR-27/mRNA预测的靶基因为4个,依次为FASN、ACOX1(乙酰辅酶氧化酶基因1)、LPL和PPARγ,miR-103和miR-15的靶基因同为FASN、BTN1A1和ACOX1。以西农萨能奶山羊(Capra hirus)基因组DNA为模板,可扩增出与5条miRNA(miR-103-1/23a/27a/146b/200a)分别相对应的初级miRNA(pri-miRNA);通过序列分析和二级结构分析表明,5条pri-miRNA均包含完整的pre-miRNA序列,同时具有典型的茎环结构,能够产生相应的miRNA。与牛的同源性分析表明,除pre-miR-27a同源性为98%外(山羊pre-miR-27a3’端第11个碱基为G,而牛为A),其余4条pre-miRNA同源性均为100%。因此,本研究筛选的9种miRNA可能调控山羊乳腺脂肪酸代谢,克隆的5条pri-miRNA为其功能研究提供基础。     

基于BLAST与比较基因组学方法计算鉴定青鳉鱼的microRNA前体

microRNA（miRNA）是一类长度为18～25 nt的单链小分子RNA。它可以调控基因的表达调控。通过与目标mRNA的特定位点的结合,从而抑制蛋白质的翻译或诱导该mRNA的降解。目前鱼类miRNA方面以斑马鱼miRNA的研究较多。为发掘另一种鱼类模式生物——青鳉鱼（Oryzias latipes,medeka）的miRNA,利用BLAST同源搜索方法与比较基因组学方法,并根据成熟miRNA的序列保守性以及miRNA前体（premiRNA）的二级结构的特征,对该模式生物的pre-miRNA进行了计算鉴定与分析。通过与miRBase19中已经发布的miRNA进行比较,在青鳉鱼基因组中共找到了56条新序列。设定miRNA基因间距的阈值为5000nt,新发现的与已知的pre-miRNA共形成31个基因簇。同时,这56条新发现的pre-miRNA可以划分到33个已知的基因家族中,并分析了新发现的、保守miRNA的靶标与功能。     

吐鲁番黑羊黄体期和卵泡期卵巢microRNA差异表达分析

为研究微小RNA(micro RNA,miRNA)调控吐鲁番黑羊(Ovis aries)发情周期的机制,培育高繁殖力绵羊品种,本研究利用活体手术法分别采集3只吐鲁番黑羊卵泡期和黄体期的一侧卵巢,采用高通量测序获取miRNA数据并进行生物信息学分析,构建和分析吐鲁番黑羊卵巢miRNA在卵泡期和黄体期的表达谱及其差异表达,筛选两时期差异表达miRNA的靶基因进行基因功能注释(Gene Ontology,GO)和通路富集分析(Kyoto Encyclopedia Of Genes and Genomes,KEGG),利用qRT-PCR随机选择3个差异表达的miRNA进行表达水平的验证。获得了吐鲁番黑羊黄体期和卵泡期卵巢表达的已知miRNA 139个,其中126个在两个时期共表达,3个在黄体期特异表达,10个在卵泡期特异表达,并筛选出吐鲁番黑羊两个时期19个差异表达miRNA;GO和KEGG分析结果表明吐鲁番黑羊两个时期差异表达miRNA靶基因分别在抗原处理和提呈、内质网中蛋白质的处理、蛋白酶体、溶酶体和利什曼病5个通路中达到显著富集;qRT-PCR结果显示,选择的3个差异表达miRNA表达水平与测序结果一致。研究获得了吐鲁番黑羊黄体期和卵泡期卵巢组织中miRNA的表达谱,并筛选出差异表达的miRNA及其预测靶基因所参与的信号通路,为该品种后续的卵巢miRNA的研究提供基础资料。结合GO和KEGG分析结果推测差异表达miRNA是通过靶基因参与免疫、蛋白质加工相关通路调节吐鲁番黑羊的繁殖活动。     

甘肃高山细毛羊性成熟期卵巢组织候选miRNA的研究

为丰富绵羊mi RNA数据库和了解mi RNA对哺乳动物卵巢的调控机理,应用高通量测序技术成功构建甘肃高山细毛羊性成熟期卵巢mi RNA的c DNA文库,获得9 321 775条clean reads,鉴定出267条绵羊新mi RNAs序列,分析发现候选mi RNA首位碱基对U和A具有偏向性。候选mi RNA共预测到12 692条靶基因,GO注释表明,多达70%的基因与细胞及细胞间组分和元件有关,超过77%的基因参与了细胞过程,约78.5%的基因具有结合功能。KEGG通路分析显示约10.61%的基因与代谢通路有关。试验结果对研究绵羊卵巢mi RNA具有一定的理论价值和现实意义。     

60Co-γ射线辐射对4种百合的诱变效应

为了探究⁶⁰Co-γ射线辐射对百合的诱变效应,以卷丹百合、金百合、湖北百合、岷江百合鳞茎为试验材料,采用不同剂量(0、2、4、6 Gy)⁶⁰Co-γ射线进行辐射处理,统计分析其辐射后的出苗率、性状表现、生理生化指标及变异状况。结果表明,随着辐射剂量的增加,金百合、湖北百合、岷江百合的出苗率、株高、开花率、产量均较对照降低。卷丹百合在辐射剂量为2 Gy时与对照差异不显著;而辐射剂量为4 Gy时,4个百合品种出苗率与对照相比差异显著;辐射剂量达到6 Gy时,鳞茎均未出苗。2 Gy辐射处理对4个百合品种植株的叶绿素含量影响较小,4 Gy处理时叶绿素含量则下降;所有品种超氧物歧化酶(SOD)活性均先升高后降低,丙二醛(MDA)含量均逐渐增强。随着辐射剂量的增加,卷丹百合的可溶性糖含量先升高后降低,其他品种的可溶性糖含量逐渐增加。金百合、湖北百合、岷江百合适宜辐射剂量分别为2~4 Gy、2 Gy、2 Gy,而卷丹百合在本试验中未找到适宜辐射剂量。本研究为百合的辐射育种提供了一定的技术参考。     

耐辐射Belnapia菌株的分离和辐射后蛋白质组学分析

从西藏土样中分离得到一株具有较强辐射抗性的革兰氏阴性菌株F-4,其16S rDNA序列与Belnapia属菌株具有很高的相似性。结合表型特点,初步将其鉴定为别尔纳普氏属(Belnapia)菌株。在UV和γ-射线辐照后,菌株F-4的D10分别为300J·m-2和4000Gy,远高于辐射敏感的E.coli K12。为研究菌株F-4在蛋白质组水平对辐射的响应机制,将对数早期的F-4细胞置于1000Gyγ-射线辐照下,并在5h复苏培养后,对其可溶性蛋白进行了提取、双向电泳分析和MALDI-TOF/TOF质谱鉴定。结果表明,辐射后32个蛋白质的表达出现3倍以上的变化,其中24个蛋白质上调,8个蛋白质下调,涉及蛋白质折叠加工、能量代谢、氨基酸代谢、辅酶代谢和一些功能未知途径。本试验为研究细菌辐射抗性机制提供了一些启示。     

基于SSR标记的鸢尾杂交和诱变育种材料遗传多样性分析

为加快路易斯安那鸢尾育种的进程,以5个路易斯安那鸢尾品种为试验材料,开展杂交和⁶⁰Co-γ辐射诱变育种。基于短茎鸢尾和暗黄鸢尾的基于表达序列(EST)开发的微卫星标记(SSR)标记,选择其中14对SSR标记用于路易斯安那鸢尾品种、杂交后代和诱变材料共40份材料的遗传多样性分析。结果表明,5个路易斯安那鸢尾品种的杂交后代均与母本的遗传差异小;而5个路易斯安那鸢尾品种经诱变后获得了与其亲本遗传差异大的诱变材料,5个品种的成活率均随着⁶⁰Co-γ辐射剂量的成倍增加而显著降低,不同品种在2.5、5、10、20和40 Gy剂量处理下成活率分别为20.77%~24.99%、13.33%~17.89%、10.11%~15.71%、3.33~10.14%和1.11%~2.77%,可通过组培快繁观测其表型性状。本研究利用路易斯安那鸢尾组培苗开展⁶⁰Co-γ辐射诱变育种,并筛选出10对适用于路易斯安那鸢尾品种、杂交后代和诱变材料的SSR标记,可为路易斯安那鸢尾杂交育种、辐射诱变育种和基于SSR标记的种质鉴定提供理论依据。     

氮素敏感时期水稻分蘖芽的转录分析

  【目的】  氮素影响水稻分蘖芽的发育,从而影响水稻株型和产量。探究水稻分蘖芽在氮素敏感时期的基因表达情况,揭示氮素对水稻分蘖芽调控的可能途径。  【方法】  以水稻品种‘日本晴’为试验材料,萌发后用1/2MS培养基培养一周,之后用2.5 mmol/L的氮素溶液培养,待幼苗长至三叶期,进行0和2.5 mmol/L氮素溶液处理,培养至五叶期。对不同氮素浓度下分蘖芽的生长进行分析,确认水稻材料的氮素敏感时期,并于根茎结合处取样,提取RNA,进行氮素敏感时期水稻分蘖芽的转录组分析,包括差异表达基因的挖掘以及GO功能富集分析、KEGG通路分析、蛋白互作网络分析。  【结果】  缺氮条件下,水稻分蘖芽生长受到抑制,转录分析结果显示,不同供氮条件下842个基因存在显著的表达差异,其中586个基因缺氮时上调,256个基因缺氮时下调。GO功能富集分析发现绝大多数差异表达基因属于胞内 (cell)、胞内成分 (cell part) 和细胞器 (organelle) 的类别。在差异表达基因的KEGG通路分析中,植物激素信号传导途径是最显著富集的通路,氮代谢途径次之,说明植物激素通路和氮代谢通路在水稻分蘖芽的生长过程中具有重要作用。差异表达基因主要涉及生长素、细胞分裂素、脱落酸、水杨酸、茉莉酸等相关激素的合成代谢途径以及参与氮代谢的硝酸还原酶。蛋白互作分析推测硝酸还原酶可能会与植物激素相互作用。  【结论】  通过对氮素敏感时期水稻分蘖芽相关基因的转录分析,发现缺氮条件下,激素信号传导途径和氮代谢途径中相关基因的表达量均受到影响。其中,与硝酸还原酶和植物激素脱落酸合成相关的基因表达量上调,而影响分蘖芽生长的细胞分裂素和生长素基因表达均下调。     

羊栖菜硫酸多糖诱导下的人红白血病HEL细胞差异表达基因分析

为探讨人红白血病HEL细胞经羊栖菜硫酸多糖(SFPS Ⅱ)处理后基因表达谱的变化,本研究用SFPS Ⅱ作用HEL细胞24 h,应用转录组技术筛选差异表达基因,分析差异基因富集的GO功能和KEGG信号通路,并通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对部分差异表达基因进行验证。结果表明,SFPS Ⅱ处理HEL细胞后,HEL细胞活力降低,呈浓度依赖性,但对正常人胚肺成纤维细胞MRC-5几乎无毒性。与对照组相比,共有1 248个基因差异表达,其中219个上调,1 029个下调。GO分析显示,差异表达基因主要改变DNA构象、硫酸盐转运及对肿瘤坏死因子和外在凋亡信号反应等生物学功能。KEGG信号通路分析显示,显著富集的通路与Rap 1信号通路等癌症和免疫密切相关。试验随机选择16个显著差异基因,并通过RT-qPCR进行确认,发现SFPS Ⅱ诱导HEL细胞后,导致表达差异基因与肿瘤生物学进程和通路显著相关。本研究结果为揭示羊栖菜硫酸多糖抗肿瘤机制的提供了理论依据。     

长江中下游地区粳稻稻瘟病基因型与苗瘟抗性分析

稻瘟病是对水稻威胁最严重的病害之一。为明确抗性基因与稻瘟病抗性之间的关系,通过对153份粳稻审定品种或试验品系中的12个稻瘟病抗性基因进行分子检测,结果表明,Pib基因在供试材料中占比最高,达到77.12%,其次为Pita、Pi54和Pb1,分别达到41.83%、36.6%和36.6%,Pikm、Pik、Pia、Pid3、Pi5、Pid2和Pizt基因的出现频率在11.76%~24.18%之间,供试材料中未发现Pi25基因分布。利用安徽省不同生态区的稻瘟病优势生理小种混合菌株对153份供试材料进行苗期人工接种鉴定,结果显示,抗病(0Pi5和Pia基因对苗瘟抗性贡献较显著,“Pi5+Pia”基因组合效应增强,携带“Pi5+Pia+Pik+Pikm”基因组合的材料,抗性更强;此外,“Pita+Pik+Pikm+Pb1”基因组合亦表现出较好的苗瘟抗性。这些结果表明,“Pia+Pi5”、“Pia+Pi5+Pik+Pikm”和“Pita+Pik+Pikm+Pb1”基因组合对改良安徽粳稻品种稻瘟病抗性具有潜在的应用价值。本研究结果对水稻抗性育种具有重要指导意义。     

高海拔生境下怀玉山高山马铃薯和怀玉山本土农家薯块茎的转录组分析

为探究高海拔生境下怀玉山高山马铃薯的适应机制,本研究以怀玉山高山马铃薯(麻籽洋芋)和怀玉山本土农家薯的采后块茎为试验材料进行转录组分析。结果表明,怀玉山高山马铃薯上调的差异基因956个,下调的差异基因2 262个,总数为3 218个;怀玉山高山马铃薯和怀玉山本土农家薯与叶绿素结合、光系统Ⅰ、光合作用和光捕获、光系统Ⅱ、血红素结合、氧化还原酶活性等光合系统相关的GO term富集显著;怀玉山高山马铃薯和怀玉山本土农家薯与光合作用-天线蛋白、丙烷合成、光合作用、苯丙氨酸代谢等Pathway也富集显著,说明怀玉山高山马铃薯和怀玉山本土农家薯在怀玉山高海拔生境下主要是涉及到光合作用基因的差异表达。本研究结果为怀玉山高山马铃薯适应高海拔生境相关基因的挖掘与应用提供了一定的理论参考。     

甲基营养型芽胞杆菌WM7低温响应转录谱分析

为从分子水平揭示甲基营养型芽胞杆菌WM7低温响应机制,采用高通量测序技术对低温和常温培养的菌体进行转录组测序分析,对部分差异表达显著基因进行RT-qPCR验证。结果表明,共检测到2 029个差异表达基因,其中1 519个低温上调,510个低温下调。GO和KEGG分析显示,1 199个差异表达基因归属细胞组分、分子功能和生物过程3个部分,683个基因参与到225个代谢途径中,其中涉及基因最多的是磷酸戊糖途径、嘌呤和氨基酸合成途径。菌株低温响应主要与脂肪酸代谢、ABC转运体、转录调控、信号转导、碳氮代谢等途径相关。此外,检测到大量差异表达的未知功能基因,多个基因差异表达倍数均大于50倍。本研究从基因表达方面阐述了甲基营养型芽胞杆菌WM7低温响应机制,为全面揭示其低温生长机制奠定了理论基础,提供了基因信息。     

双价抗虫节水抗旱稻新材料旱恢3CA的创制

绿色超级稻的育种目标是少打农药、少施化肥、节水抗旱和优质高产。为培育“少打农药,节水抗旱”的资源节约型、环境友好型水稻品种,本研究以T1C-19、T2A-1作为cry1C^*和cry2A的基因供体,与节水抗旱稻恢复系旱恢3号品种杂交,利用分子标记辅助选择技术对目标基因进行筛选,最终获得同时含有cry1C^*和cry2A基因的稳定株系。通过PCR以及对Cry1C^*和Cry2A蛋白的定性和定量检测,结合正常管理田间农艺性状考察及不防治螟虫田间管理的抗虫性鉴定,筛选出双价抗虫节水抗旱稻新恢复系旱恢3CA。结果显示,对照旱恢3号与旱恢3CA在农艺性状上无显著差异,但早恢3CA高抗稻纵卷叶螟。本研究结果为培育既节水抗旱又抗虫的水稻新品种奠定了材料基础。     

基于RNA-seq的谷子萌芽期抗旱相关基因挖掘与分析

为了明确响应干旱胁迫的关键基因,解析谷子抗旱机制,本研究以谷子抗旱品种山西2010和干旱敏感品种K359*M4-1为材料,应用RNA-seq技术对两个品种干旱胁迫前后萌发期种子进行转录组测定。结果表明,在山西2010和K359*M4-1中分别鉴定出2 300个和3 652个差异表达基因(DEG),包括编码类锌诱导的促进因子、类萌发素蛋白、蛋白磷酸化酶、转运蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)、转录因子、过氧化物酶等基因。通过对鉴定到的DEG进行GO和KEGG代谢途径富集分析,发现山西2010和K359*M4-1中的DEG分别富集在52个和21个生物学过程。KEGG 富集分析发现,DEG主要富集在淀粉和蔗糖代谢, 植物激素信号转导,光合作用-天线蛋白,苯丙素生物合成,角质、亚氨酸和蜡生物合成,次生代谢物生物合成等途径。本研究结果为挖掘谷子抗旱关键基因、解析谷子抗旱机制奠定了基础。     

基于iTRAQ技术的不同耐热性水稻花药差异蛋白分析

为从蛋白质水平揭示耐热与热敏感水稻花药响应高温胁迫的分子机制,本研究以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,采用iTRAQ技术对高温和适温条件下水稻花药进行差异蛋白质组学分析。结果表明,在996高温-996适温、4628高温-4628适温、996高温-4628高温和996适温-4628适温4个比较组中,共筛选到957个差异表达蛋白,其中上调表达蛋白398个,覆盖率达20%以上的蛋白占鉴定总蛋白的50.96%。GO分析显示,抽穗开花期花药差异蛋白主要集中于代谢过程和细胞过程,在细胞组成方面主要分布于胞内部分、细胞器和细胞,分子功能主要涉及催化活性、绑定等。花药差异蛋白通路分析显示,来源于bZIP和DOF家族的2个转录因子差异表达,DOF家族基因上调,bZIP家族基因下调;18个HSPs基因中大部分表达上调;与植物激素和信号传导相关基因大部分表达下调;10个活性氧(ROS)相关基因中5个表现为上调;与次生代谢相关基因大部分下调。本研究结果为揭示水稻花药高温胁迫的应答分子调控机制提供了一定的理论基础。     

与甜瓜性别分化相关植物激素生物合成途径分析

甜瓜性别分化是由多因素构成的一个复杂的网络系统调控,受到多种环境因素及激素水平的影响。本研究利用甜瓜(Cucumis melo L.)WI 998×TopMark 构建重组自交系群体,通过第二代高通量测序技术对F2S6群体中雌雄异花同株及全雌系植株的转录组测序,比较差异表达基因,分析与性别差异表达相关的植物激素合成途径。结果显示,雌雄异花同株获得77376 条 Unigenes,平均长度为 435 bp;全雌系转录组测序获得 80 825 条 unigenes,平均长度为 509 bp。比较雌雄异花同株与全雌系转录组,发现共有 8966个基因差异表达,4 296 个基因下调,4 670 个基因上调。对差异基因进行基因本体论(GO)功能分类,发现2 352 条 Unigenes 归入到生物学过程,4 107 条 Unigenes 归入到细胞学过程,2 507 条 Unigenes 归入到分子功能。差异表达基因共参与 121 个 Pathway,发现赤霉素(gibberellin, GA)合成途径中 GA3 - 氧合成酶(GA3-ox)(MU3674)、GA7- 氧化酶(GA7-ox)(MU36987)、GA2- 氧化酶(GA2-ox)(MU13098/MU13099)、GA20-氧化酶(GA20-ox)和 GA2- 氧化酶(GA2-ox)(MU33020)等基因差异表达;共有 38 个基因在脱落酸(abscisicacid, ABA)合成途径中差异表达,其中 19 个上调,19 个下调;油菜素内酯(brassinolide, BR)合成途径中,MU22012 (cytochrome P450),MU26893 (cytochrome P450) 基因上调 ,MU56098 (cytochrome P450,CYP724B3),MU76596(CYP724A1)下调。本研究还发现参与甜瓜性别表达,分别与赤霉素、脱落酸、油菜素内酯及玉米素等多种激素合成、信号传导等代谢途径相关。研究结果为分析甜瓜决定性别分化的可能机理,为下一步研究甜瓜性别修饰基因的克隆,提供重要依据。     

海藻糖对转C4型PEPC水稻种子萌发耐旱性的影响

为揭示海藻糖参与高表达转玉米C₄型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因(C₄-PEPC)水稻(Oryza sativa)(简称PC)在干旱胁迫下种子萌发的生理机制,本研究以PC及其未转基因野生型受体Kitaake(简称WT)种子为材料,研究外施不同浓度海藻糖联合干旱处理下,其种子活力、萌发过程中可溶性糖和脯氨酸含量、α-淀粉酶活性,以及α-淀粉酶、PEPC、糖信号、部分海藻糖相关基因的表达。结果表明,干旱处理均显著抑制了两材料的发芽率,并且抑制了芽的生长;外施低浓度海藻糖可缓解干旱对种子萌发的抑制,与WT相比,PC对海藻糖更加敏感,当海藻糖浓度为0.5 mmol·L^-1时已表现出明显的缓解效应,且较10 mmol·L^-1海藻糖对WT的缓解效果更佳。外施0.5 mmol·L^-1海藻糖联合干旱处理可以维持水稻的种子活力、种子内渗透调节物质含量以及α-淀粉酶活性,尤其有益于PC。外施0.5 mmol·L^-1海藻糖通过上调PC内依赖钙信号的CBL1-OsSnRK3.1/3.23基因的表达,激活OsK1a-OsMYBS1/2-OsAmy3/8途径;同时诱导OsTPP1/7合成海藻糖,上调蔗糖和葡萄糖含量,进而增强糖代谢,维持种子萌发。此外,海藻糖也上调了SAPK8/9/10和C₄-PEPC的转录水平,使PC在芽期表现耐旱。本研究结果为改善直播稻田的发芽率和“C₄稻”的创制提供了新线索。