红脚艾蒿的转录组解析

[目的]利用高通量测序技术解析红脚艾(Artemisia rubripes Nakai)的转录组信息特征.[方法]通过高通量测序平台Illumina HiSeq 2500对红脚艾进行转录组测序,通过Trinity软件de novo组装获得Unigene,并基于序列同源性对Unigene进行功能注释,得到红脚艾的转录组信息.[结果]测序数据经过质控后共获得24126043条高质量的reads,通过de novo组装获得173093个转录本,对组装的转录本去冗余后共获得85991个Unigene,平均长度为616.87 bp,N50为925 bp.共有47216个Unigene在NR、KEGG、COG、KOG、GO数据库获得功能注释,40802个Unigene在NR数据库注释,显示红脚艾与向日葵(Helianthus annuus)的单基因匹配率最高,16846个Unigene被KEGG数据库注释到130条代谢途径中,26171个Unigene被注释到25个KOG功能分类中,23203个Unigene被GO注释到生物过程、细胞组成和分子功能三大类51个功能分类,12810个Unigene被注释到25个COG功能分类中.[结论]利用高通量测序技术获得了红脚艾转录组信息特征,这些数据将为后期开展功能基因鉴定、解析化合物次生代谢途径及其调控机制奠定研究基础.     

杜仲雌雄株转录组测序数据组装及基因功能注释

以10年以上树龄的杜仲雌株当年新发枝条上的幼果、嫩芽、叶片和树皮和雄株新发枝条上嫩芽、叶片和树皮为材料,采用Illumina Hi SeqTM2000高通量测序技术进行转录组测序,获得雌株51,574,000条、雄株52,430,502条Clean Reads数据,分别包含总长度为4,641,660,000nt和4,718,745,180nt核苷酸序列数据信息;经拼接组装,获得雌株基因信息长达69,461,730nt的423,339个Contig片段,获得雄株基因信息长达94,814,201nt的542,383个Contig片段;经进一步拼接,分别获得平均长度为288nt的雌株159,434个Unigene片段和平均长度为231nt的雄株257,288个Unigene片段,共有48,761个表达序列标签(EST)。以BLAST(E-value1.0E-5)将Unigene对NR、NT、KEGG和COG数据库进行比对,获得CDS序列35,541条,再通过ESTscan分析获得CDS片段13,220条,共获得48,761条CDS片段。与NR数据库比对发现杜仲雌、雄株转录组Unigene与葡萄相似序列最多(33.8%),其次是蓖麻(11.4%)和杨树(11.2%),与拟南芥的相似序列仅2.3%;根据Unigene与COG数据库比对结果,可将有COG功能的7,571条Unigene分为24类,而根据GO数据库注释,杜仲转录组有GO功能注释的23,314条Unigene可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类55分支。与KEGG数据库比对,杜仲雌、雄株转录组17,468条Ungenes分属128类代谢通路,其中有2,399条属于次生物质代谢途径,314条参与萜类化合物生物合成途径。     

黄芩高通量转录组测序数据组装和分析

采用高通量测序技术对黄芩的转录组进行测序,获得了29 099 899条reads数据,拼接后得到53 353条Unigene;将所获得的Unigene与COG,GO,KEGG,Swiss-Prot,NR这5个公共数据库进行比对,结果发现,分别有10 756,21 950,8 101,20 339,29 288条Unigene可比对到以上5个数据库中;已注释的Unigene与COG数据库比对后按功能可分为25类;根据GO功能可分为三大类57个亚类;经过与KEGG数据库比对后按照代谢通路可分为116类;利用Get ORF软件进行ORF预测,获得长度大于300 nt的ORF共20 552个;通过SSR分析,共获得5 658个SSR标记。获得的转录组信息可为今后进行黄芩分子标记的开发和关键基因的克隆及功能分析等研究提供基础数据。     

三叶木通果实转录组测序初步分析

为了探究三叶木通果实成熟过程中基因表达情况,本实验采用Illumina HiSeq2000高通量测序技术对三叶木通6个不同时期果实进行了转录组测序,对所获得的数据进行GO和KOG注释与分类及KEGG代谢通路分析。本实验共获得Unigene 106 547条,在GO与KOG数据库中分别有27 302和12 014条Unigene注释成功,KEGG通路分析显示有11 749个Unigene参与到270条已知代谢通路中,其中包括26条乙烯合成关键酶的Unigene。本实验结果可为探究三叶木通果实成熟过程中基因表达情况以及三叶木通果实成熟基因的后续研究提供重要基础。     

旱柳转录组测序及生物学分析

对盐敏感旱柳沿江柳和耐盐旱柳9901的杂交F_1代根部进行了RNA-Seq测序和分析,共获取了107 950条Unigene,平均长度为1 076.96 bp。通过与COG、GO等8个数据库比对,60 848个基因获得注释信息,其中38 182条Unigene在GO数据库中获得注释,24 101条Unigene在KEGG数据库中获得注释。GO和KEGG富集分析结果表明,差异表达基因主要调节核糖体代谢、植物激素信号转导等生物学功能。     

基于转录组学测序的长白落叶松材性表达基因1）

基于边合成边测序（ Sequencing By Synthesis ,SBS）技术,使用Illumina HiSeq2500高通量测序平台对长白落叶松cDNA文库进行测序。共获得非重复序列基因58683条,总长度为55283938 bp。将得到的转录本使用BLAST软件将非重复序列基因序列与NR、Swiss－Prot、GO、COG、KEGG数据库比对,通过选择BLAST参数E－value不大于10－5,最终获得29350个有注释信息的基因序列,其中19292个转录本注释GO编号,有9112个转录本在COG数据库中被注释并分为25个功能分类,同时注释到120条KEGG代谢途径。在得到注释的转录本中搜索到木质素相关基因共68条,其中与木质素合成相关基因29条,与木质素分解代谢相关基因27条;找到了147条纤维素相关基因,其中与纤维素合成相关基因103条,与纤维素分解代谢相关基因44条。     

基于转录组学测序的长白落叶松材性表达基因

基于边合成边测序(Sequencing By Synthesis,SBS)技术,使用Illumina Hi Seq2500高通量测序平台对长白落叶松c DNA文库进行测序。共获得非重复序列基因58 683条,总长度为55 283 938 bp。将得到的转录本使用BLAST软件将非重复序列基因序列与NR、Swiss-Prot、GO、COG、KEGG数据库比对,通过选择BLAST参数Evalue不大于10-5,最终获得29 350个有注释信息的基因序列,其中19 292个转录本注释GO编号,有9 112个转录本在COG数据库中被注释并分为25个功能分类,同时注释到120条KEGG代谢途径。在得到注释的转录本中搜索到木质素相关基因共68条,其中与木质素合成相关基因29条,与木质素分解代谢相关基因27条;找到了147条纤维素相关基因,其中与纤维素合成相关基因103条,与纤维素分解代谢相关基因44条。     

荸荠优良品种‘桂蹄3号’球茎发育过程转录组测序分析

【目的】开展荸荠球茎发育过程转录组测序研究,为研究荸荠球茎发育过程相关基因表达信息提供参考。【方法】运用高通量测序技术,对荸荠球茎不同发育时期进行转录组测序研究。【结果】组装共得到223 182条转录本和90 542条Unigene,平均长度为809 bp,N50为1119。组装完整性较高,效果较好。对所得Unigene进行不同数据库注释,共有50 583条Unigene成功注释到7个数据库(NR、GO、NT、Pfam、KEGG、KOG及Swiss-prot)。对差异表达基因分析,发现球茎膨大初期的差异表达基因数目最多,为最活跃阶段。GO功能富集分析结果表明,33 205个基因获得功能注释,分为分子功能、细胞组分和生物学过程等3大类和54个亚类。COG功能分类结果表明,17 743个基因分布于25个功能区域,其中碳水化合物代谢占重要地位。KEGG代谢通路注释结果表明有20 667个基因获得功能注释,共有116条代谢途径,其中淀粉-蔗糖代谢占主要作用。【结论】利用高通量转录组测序技术首次建立了荸荠优良品种‘桂蹄3号’球茎的转录组数据库,为进一步研究荸荠球茎淀粉生物合成相关基因的功能及形成的分子机制提供了数据基础。     

百合叶片磷脂酶基因家族转录组学分析

为探究磷脂酶基因家族在百合叶片中的表达情况,利用Illumina测序对百合正常叶片和叶烧病叶片进行转录组测序分析.测序共获得磷脂酶注释基因274个,分为PLA1、PLA2、PLB、PLC和PLD共5类.在KEGG、NR、COG和Swiss-prot等4个蛋白质数据库中都注释为磷脂酶基因的Unigene序列有34条,其中...     

香榧转录组测序及生物信息学基础分析

香榧具有重要的经济价值,但其基因组信息相对匮乏,限制了其分子生物学和基因功能的研究。本文以不同组织的香榧作为研究对象,采用新一代高通量测序技术平台Illumina Hi Seq?2000对香榧转录组进行测序和数据分析,共得到37,349,086个reads片段,总碱基数为4.35 G。利用组装软件,对获得的高质量序列进行组装,共得到104,636个Unigene,平均长度为784 nt,N50为1,702。将Unigene序列与公共数据库进行比对,28,766个Unigenes获得了注释。其中26,856个Unigene在NR蛋白数据库中获得注释,24,003个Unigenes在NT数据库中获得注释,21,401个Unigene在Swiss-Prot蛋白数据库中获得注释,16,137个Unigene在COG数据库中获得注释,11,410个Unigene在GO数据库中获得注释。根据KEGG注释信息,18,564个Unigene被划分到256个代谢途径中。SSR位点搜索发现,在4,217个Unigene中含有4,706个SSR位点。分析所获得的转录组数据,将为香榧功能基因的克隆,基因的表达,指纹图谱构建和分子标记辅助选育奠定基础。     

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RNA-Seq技术的黄连根茎与须根转录组分析

采用RNA-Seq技术，对黄连根茎与须根进行转录组分析，经过trinity软件组装得到130 592条Unigenes，平均长度为700 bp，其中68 976条Unigenes在NR、GO、KEGG、eggNOG、Swiss-Prot和Pfam数据库获得基因注释信息，仅占全部Unigenes的52.82%。39 572个Unigene被注释到GO数据库的生物学进程、细胞组分和分子功能三大类的52个小类中；参与KEGG的5大类代谢通路，34个代谢路径，共搜索到24 999个SSR位点，单核苷酸、两核苷酸和三核苷酸为黄连根部SSR的主要重复基序。黄连根茎与须根的差异表达基因有13 496个，在黄连须根中上调的差异基因有8 375个，下调的有5 121个。两者差异基因GO富集分析表明，跟次生代谢相关进程的前5项为次生代谢进程、次生代谢物生物合成过程、生物碱代谢过程、异喹啉生物碱生物合成过程和异喹啉生物碱代谢过程。在细胞组分分类中，膜结构、细胞壁和外封装结构为差异基因富集的前三；在分子功能分类中，跟氧化还原酶活性相关条目占差异基因富集显著的前四。在KEGG数据库中，共有3 749个差异基因定位到125个代谢途径中，其中，24个差异基因注释到异喹啉生物碱生物合成，在关联的8条KEGG通路中，筛选得到11个关键酶基因；同时，有39个差异基因注释到络氨酸代谢途径中，在关联的21条KEGG通路中，筛选得到10种关键酶基因。黄连根部转录组数据的获得为研究黄连异喹啉类生物碱的合成及黄连根茎与须根代谢差异奠定了基础。     

杜鹃花叶片转录组测序数据组装及功能注释

采用2代 Illumina Hi-Seq 测序技术对2年生杜鹃花白凤4号(Rhododendron pulchurum cv. BaiFeng 4)扦插苗叶片的转录组进行测序,获得了213 723 424条 Clean reads数据,经过质控和De novo。组装共获得平均长度为930 nt的53 568个Unigenes。与Nr、Swiss-Prot、KOG、KEGG四大数据库进行BLAST信息比对(E-value≤10^-5),共获得28 877个注释基因。与Nr数据库序列同源性比较发现,杜鹃花与葡萄(Vitis vinifera)具有较高的同源性,而与其他物种的同源性较低。杜鹃花转录组的Unigenes在KOG数据库比对上30 508个注释,分为25类。在GO数据库比对上17 218个Unigenes,其中与抗逆有关的Unigenes有11 928个。在KEGG数据库的132条代谢通路中富集了6 475个杜鹃花Unigenes,其中注释到植物激素生物合成代谢途径和信号转导途径的有384个。同时,有1 062个Unigenes被注释为转录因子,有8 738条SSR标记被挖掘。     

大竹蛏高通量转录组测序数据组装和分析

为进一步开发大竹蛏Solen grandis的基因资源,采用2代Illumina Hi-seq测序技术对大竹蛏的鳃组织进行了转录组测序,构建了转录组数据库,获得338 483 476条Clean Reads数据;拼接组装后获得190 856条Unigene数据,平均长度为1147 bp;与NR、NT、KO、Swiss Prot、PFAM、GO、KOG等数据库进行Blast信息比对(E-value为10-5),共获得63 337个注释基因;与NR数据库比对发现,大竹蛏转录组基因序列与长牡蛎Crassostrea gigas具有较高的同源性,为53.3%;将大竹蛏转录组的Unigene的功能通过与KOG数据库进行注释比对划分为25类;GO数据库注释可分为三类,即细胞组分、生物过程和分子功能,共包括65个分支;KEGG分析发现,大竹蛏转录组数据中按照代谢通路可分为92类,利用Blast蛋白库比对和Estscan软件进行ORF预测,获得长度大于300 nt的ORF共50 681个;通过SSR分析,共获得73 089个SSR标记。本研究中获得的转录组信息可为今后进行大竹蛏分子标记的开发和关键基因的克隆及功能分析等研究提供基础数据。     

外源CaCl2缓解NaCl胁迫下酸枣幼苗叶和根转录组测序分析

【目的】研究CaCl₂缓解酸枣盐胁迫的分子机制。通过转录组测序分析,为研究CaCl₂缓解酸枣盐害分子机制提供参考。【方法】研究以水培酸枣幼苗为材料,150 mmol/L NaCl和150 mmol/L NaCl + 10 mmol/L CaCl₂分别处理6 h,利用高通量测序技术对酸枣幼苗叶片和根系进行了转录组测序与组装,对获得的所有Unigene在GO、KEGG数据库中进行功能注释。【结果】 与对照组相比,在外源CaCl₂处理下酸枣幼苗叶片上调和下调的差异表达基因分别7 365个和1 247个,根系分别有762个和4 861个。【结论】GO数据库比对,酸枣幼苗叶片富集了43个GO条件,根系富集了42个GO条件,叶片和根系均是催化活性被富集到差异基因最多;KEGG数据库比对,差异基因主要涉及植物病原互作、MAPK信号通路-植物、植物激素信号转导、苯丙醇生物合成、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化等。     

贵紫麦1号籽粒色素形成相关基因的差异表达

【目的】探明贵紫麦1号小麦灌浆期变紫后和变紫前2个时期籽粒的转录组差异,发掘影响贵紫麦1号花青素合成的关键基因和关键酶,丰富小麦籽粒色素转录组数据信息,为转录因子的克隆及表达提供参考。【方法】利用Illumina Hiseq 2000TM高通量测序技术对贵紫麦1号籽粒变紫前和变紫后2个时期进行转录组测序、文库构建及建库质量评估,对测序结果进行信息学分析。采用TTM对read count数据进行标准化处理,随后用DEGseq进行差异分析,设定q-value＜0.005且|log2 (fold change)|＞1为阈值。通过筛选分析,获得两者间差异表达基因,按照无参转录组分析方法,对差异表达基因进行BLAST搜索,Nr数据库比对,GO功能富集及KEGG pathway分析,找出与花青素相关的关键基因和关键酶,并结合qRT-PCR验证所找到的关键基因及关键酶在不同时期的表达水平,掌握这些关键基因的信息。【结果】测序结果表明,贵紫麦1号变紫后和变紫前分别获得13.36 G和12.69 G的clean bases,clean reads为106 906 108条和101 547 534条,占原始序列的93.73%和94.90%。通过Trinity软件对所得clean reads进行拼接,共获得170 396条转录本,长度为119 020 625。拼接clean reads后获得119 572条Unigenes。在BLAST搜索中,119 572个高质量独特序列中有86 004条（71.92%）Unigenes与现有基因模型具有至少1个显著匹配。在Nr数据库比对结果鉴定了至少5种具有与来自节节麦、乌拉尔图小麦、二穗短柄草、大麦、小麦等已知基因同一性且序列相似性高的Unigenes。KOG数据库比对结果显示,注释成功的基因按KOG的26个group进行分类,注释在一般功能基因,蛋白质翻译后修饰与转运、分子伴侣及翻译、核糖体结构与生物合成等类别基因所占比重较大,分别为15.79%、14.51%和10.54%。643个差异基因中,236个呈上调趋势,407个呈下调趋势。GO注释表明,按照基因参与的生物过程、所处的细胞组分、具有的分子功能下一层级分类,共44个分类,差异基因显著富集在碳水化合物代谢过程（GO:0005975,16.03%）、应激反应(GO:0006950,10.83%)和水解酶活性分子功能(GO:0016787,34.84%)等类别中。KEGG pathway富集分析可知,353个差异基因富集到153条相关通路上,其中淀粉与蔗糖代谢、苯丙素生物合成、类黄酮生物合成等通路富集显著。类黄酮生物合成途径相关基因共66个,2条相关上调表达Unigenes,涉及查尔酮酶、隐色花色素双加氧酶2个关键酶基因,log2(fold change)分别为3.4164和2.1258。对所得关键基因进行qRT-PCR验证,证实查尔酮酶、隐色花色素双加氧酶在贵紫麦中1号中表达量呈明显上调趋势,与转录组测序分析结果一致,测序结果可靠度高。【结论】比较分析贵紫麦1号籽粒变紫后和变紫前2个时期转录组测序结果,获得大量Unigenes数据及差异表达基因相关信息,明确类黄酮代谢途径中2个关键酶基因（CHS和ANS）在调控贵紫麦1号籽粒花青素合成过程中作用显著。     

兔眼越橘新梢转录组测序与分析

为研究兔眼越橘新梢中基因转录和抗氧化物代谢相关通路的基因表达,利用Illumina Solexa技术和生物信息学方法对兔眼越橘品种‘粉蓝’新梢进行转录组测序分析。结果表明,测序数据组装后共获得64 185条单体序列;将其与COG、KEGG、GO、NR和Swiss-Prot数据库比对后发现,共有37 900条单体与葡萄、桃、番茄、蓖麻、毛果杨、草莓等物种的基因具有同源性;基于COG数据库分析后可见,12 559条序列可归属其中,而转录类、复制-重组-修复类、翻译后修饰-蛋白质周转-分子伴侣类位居前列;基于KEGG数据库分析发现,19条抗氧化相关代谢通路中,黄酮类、苯丙素类代谢通路是活跃通路,叶酸类、类胡萝卜素、二苯乙烯类、二芳基庚酸类、姜酚、二萜类化合物的合成通路是部分支路活跃,而其他抗氧化相关通路基本无法产生预期功能成分。     

c-GMP诱导对盐胁迫下番茄的转录组分析

以市场常见的番茄为材料,采用Illumina高通量测序技术对NaCl胁迫、c-GMP诱导以及两者组合处理下番茄幼苗进行转录组测序。结果表明:共获得83.35 Gb的原始数据,Q30碱基百分比在90.91%及以上,分别将各样品的原始读数与指定的参考基因组进行序列比对,比对效率从88.03%到92.74%不等。同时将得到的31 734条序列注释到不同的数据库(GO、KEGG、KOG、NR、Pfam、Swiss-Prot和egg NOG),通过GO数据库,将其划分到细胞组分、分子功能以及生物学过程三大注释类别下的51个亚功能组中,通过COG数据库与KEGG数据库将其分别注释到25个类别与128个代谢通路。在NaCl胁迫、c-GMP诱导以及两者组合处理下共发现SNP位点127 944个,其中仅有22.6%的SNP位点位于非编码区。差异基因结果显示,c-GMP能诱导盐胁迫下更多基因的表达。该转录组测序数据可靠,结果覆盖面广,为番茄c-GMP诱导盐胁迫下基因挖掘与功能研究提供了理论依据。     

榛子正常发育与败育子房差异蛋白谱对比分析

目的筛选参与调控榛子子房败育的候选蛋白,为榛子遗传改良研究提供科学依据。方法以平欧杂交榛‘达维’的正常发育与败育子房为材料,进行蛋白样品的同位素标记相对和绝对定量iTRAQ(isobaric tags for relative and absolute quantification)技术分析。对鉴定到的所有蛋白进行COG(Cluster of orthologous groups of proteins)功能分类,预测鉴定蛋白的功能。随后依据蛋白定量结果,筛选差异表达蛋白,进而开展GO(Gene ontology)功能富集与KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)代谢路径富集分析以明确其分子功能和重要生物代谢路径。最后,主要从显著性富集路径中筛选可能参与子房败育调控的差异表达蛋白。结果蛋白鉴定共获得317068个二级谱图,特有多肽14267条,蛋白3538个。R、O、J、G和C类中的蛋白数量为最多,分别占有COG功能注释的蛋白总数的19.36%、9.97%、7.80%、7.67%和6.76%。共鉴定到249个差异表达蛋白,其中上调、下调表达蛋白分别为180和69个。GO富集分析结果表明,差异表达蛋白主要执行结合与催化分子功能。KEGG富集分析共找到11个显著性富集路径,最为显著的路径包括:苯丙素生物合成(ko00940),光合作用(ko00195),代谢路径(ko01100),光合作用-天线蛋白(ko00196),次生代谢产物生物合成(ko01110)。初步筛选获得可能参与调控榛子子房败育的候选蛋白37个。结论榛子败育子房的形成与光合作用、碳水化合物运输与代谢、能量合成与转换、花粉管生长与DNA甲基化等相关,本研究为深入解析榛子子房败育的分子机制提供了科学依据。