白芨转录组特性分析

白芨(Bletilla striata)具有较高的药用、经济和观赏价值,但是其基因组和转录组序列未知,严重影响了其的研究开发和利用。本研究采用His4000测序平台对白芨的全株进行了转录组测序分析,共获得原始数据6.8 G,有效数据6.7 G,243 410条Unigene,经过与NR、GO、KOG及KEGG等数据库进行比较分析后,83 541条Unigene被注释到NR数据库,50 178条Unigene被注释到GO数据库,10 007条Unigene在KOG数据库获得注释,43 637条Unigene在Swissprot数据库获得注释,15 321条被注释到KEGG代谢途径中,2 021条Unigene参与了糖类代谢,1 309条Unigene参与了氨基酸合成和代谢,120条Unigene参与了萜类合成,106条转录因子与代谢相关;微卫星位点有31 958个,其中单核苷酸最多,15 709个,占49.16%,其次为二核苷酸和三核苷酸,分别有9 145个和7 104个,占28.62%和22.23%。本研究为白芨的重要功能基因挖掘、遗传育种及其研究开发提供了参考和依据。     

百合未授粉成熟雌蕊转录组测序研究

本研究旨在大量发掘百合雌蕊特异表达基因,为研究百合杂交障碍的分子机制提供依据。利用Illumina高通量测序平台,进行百合未授粉成熟雌蕊转录组测序和数据组装,并对获得的Unigene进行功能注释、分类和代谢通路分析。“干柱头”雌蕊LoP1和“湿柱头”雌蕊LoP2分别获得40792条和39708条Unigene。2个样品的Unigene通过序列拼接,去冗余处理,以及同源转录本聚类,得到44175条All-Unigene。基于NR、NT、Swiss-Prot、GO、KEGG和COG等6个数据库进行相似性比对（E值≤10-5）,依次分别有30343、21647、21281、19274、12964和22227个基因被注释。KEGG分析中,19274条AllUnigene被注释到128个代谢通路上。基因分析显示,百合未授粉成熟雌蕊已为授粉受精做好了物质、能量、信号转导以及抗病原等准备工作。     

基于高通量测序的大花序桉顶芽转录组生物信息学分析

为了获得珍贵用材树种大花序桉顶芽转录组数据及预测关键基因功能,本研究基于Illumina HiSeq X Ten测序技术获得大花序桉顶芽转录组原始数据,经Trinity组装拼接获得高质量Unigene,并与NR、Swiss-Prot、GO、KOG、egg NOG和KEGG等生物信息数据库进行序列比对和功能注释,利用MISA软件进行SSR位点搜索和分析。从大花序桉顶芽中共获得26 587条高质量Unigene,平均长度为1 279.69 bp;共有22 099条Unigene至少在一个数据库中被成功注释,其中,11 507条Unigene被注释到KOG数据库中25个功能类别,以参与一般功能基因的数量最多;GO数据库中,所注释到的14 105条Unigene分别匹配到生物功能、细胞组分和分子功能3大类50个功能基因区,其中执行生物过程所占比例最多;KEGG功能注释共发现有7 117个Unigene参与127条代谢通路,以代谢相关的基因最丰富;共有1 021条Unigene注释到转录因子数据库,分布于65个家族,其中比例最大的是bHLH和MYB家族;3 274条Unigene注释到植物抗性基因数据库,分布于13个类别,相匹配基因数量最大的是RLP和TNL。MISA软件共检测到12 366个SSR位点,分布密度为1/2.75 kb,重复基元类型丰富,标记开发潜力大。本研究利用高通量测序获得丰富的顶芽转录组信息,可以为大花序桉分子辅助育种提供丰富的资源。     

不同花色印度野牡丹转录组功能注释和分析

印度野牡丹(Melastoma malabathricum)属于野牡丹科野牡丹属,是双子叶有花植物,具有优良的观赏价值和药用价值,在未来的城乡绿化中具有较大的应用潜力和景观贡献力。本研究以粉色和白色的印度野牡丹为材料,采用RNA-seq转录组测序获得54 725条Unigene,并分别通过Nr、SwissProt、KOG和KEGG 4个数据库分别进行同源比对和功能注释,其中有11 319条Unigenes在4个数据库中都注释到了相应的功能基因。GO注释到123 355个Unigenes分为3个本体49个功能组,KEGG注释到7 880条Unigenes涉及129种代谢途径,其中部分Unigene涉及花色素合成途径、类黄酮合成途径、类胡萝卜素等合成途径。这些研究结果为后续深入开展印度野牡丹花青素等物质代谢合成途径及相关基因研究奠定基础。     

广藿香幼叶与成熟叶片转录组数据组装及基因功能注释

为了进一步阐明广藿香中药用活性成分生物合成的分子机制,本研究以海南广藿香幼叶及成熟叶片为材料,采用BGISEQ-500高通量测序平台进行转录组测序,分别获得了63 751 826条和65 949 390条clean reads,平均读长为90 nt。De novo组装后将All-unigene分别注释到Nr、KOG、GO、KEGG、Swiss-Prot、Inter Pro数据库,对每个数据库注释的Unigene数目进行统计,共有162 509条Unigene有对应的功能信息,其中105 430条Unigene被注释到Nr数据库,显示与芝麻有69.87%的相似度;有83 369条Unigene被注释到KOG数据库,根据功能将其分为25类;有12 261条Unigene与GO数据库中的基因具有相似性,将其归为3大类中49个功能组;有79 053条Unigene被注释到KEGG的代谢通路中,分属于124类代谢通路,包括次生代谢物质生物合成、倍半萜和三萜类化合物生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、花青素生物合成等。该研究结果对广藿香药用活性成分生物合成与代谢、关键酶基因克隆以及分子标记开发等研究有一定的帮助。     

基于高通量测序的南酸枣转录组分析

以南酸枣雌株叶片和成熟果实为材料,利用Illumina Hi Seq TM 4 000测序平台对其转录组进行测序,共获得14.15 G有效数据,通过序列拼接组装得到46 936条Unigene,平均长度为1 287 bp。36 299条Unigene(77.33%)在7大数据库(NR,NT,KO,Swiss-Prot,PFAM,GO和KOG)中得到注释,其中与GO数据库比对上的26 014条Unigene可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类53分支,注释到KOG数据库中的8 459条Unigene依据功能可分为25类。与KEGG数据库比对,6 225条Unigene分属5大类246条代谢通路中。南酸枣叶片和果实转录组中共发现5 631个差异表达基因,包括1 930个上调基因和3 701个下调基因。本研究获得的转录组数据将有助于开展南酸枣功能基因挖掘与利用、分子辅助育种和其种质资源遗传改良等方面的研究。     

基于Illumina HiSeq 2000测序技术对大花序桉根的转录组特性分析

大花序桉(Eucalyptus cloeziana)是中国重要用材林树种,但目前对其生物信息学研究缓慢,在一定程度上限制了大花序桉分子育种以及品种改良。采用Illumina Hi Seq TM 2000高通量测序平台对1年生大花序桉根系转录组测序和de novo组装,将得到的Unigene与公共数据库比对,同时进行转录组分析。结果显示,组装获得53 433条Unigene,其平均长度890 bp,N50长度为1 587 bp;有34 700条Unigene获得注释信息,占全部Unigene的64.94%,其中19 327条Unigene注释到KOG数据库,被分到25个类别中,共得到32 302个KOG功能注释信息;有11 197条Unigene注释到GO数据库中,共获得了54 971个GO注释功能,归于细胞组分、分子功能和生物学过程三大类;有12 181条Unigene得到KEGG注释,其中6 493条Unigene归入128条代谢途径,发现有57条Unigene参与氮代谢途径。通过软件查找获得13 290个SSR位点,二核苷酸重复类型占的频率最高,其次是三核苷酸、四核苷酸和六核苷酸,五核苷酸重复频率最低。本研究首次对大花序桉转录组进行分析,为深入开展大花序桉分子生物学研究提供基础数据来源。     

外源因子处理下蓝莓不同发育阶段果实的转录组分析

采用Illumina测序技术对在醋酸钙、硫酸铵和蔗糖处理后蓝莓不同发育阶段的果实进行转录组测序,获得Clean Reads 2723731442条,经组装得到平均长度为753.65 nt的87608条Unigene。将转录组Unigene进行基因功能注释,其中39867条Unigene能被NR数据库注释,与葡萄同源序列最多,占8.58%;与GO数据库比对发现,有29661条Unigene获得注释,分别匹配到生物过程、细胞组成和分子功能三大类共59个分支;与KOG数据库进行比对,发现有21992条Unigene具有功能信息,分别涉及25类;根据KEGG数据库的注释信息进行Pathway注释,参与的代谢通路共有246条;共检测到8704个SSR位点,其中双碱基重复的SSR占78.57%。本研究为探索外源物质调控蓝莓果实生长发育、生理代谢的分子机理提供了理论基础。     

莲瓣兰花朵转录组及MADS基因家族挖掘

莲瓣兰是我国珍贵的兰花野生资源,具有很高的观赏价值,然而其相关的分子生物学研究尚属空白。为揭示莲瓣兰花朵形成的分子机制,应用高通量测序技术对莲瓣兰花朵进行转录组分析。原始数据经过生物信息学分析后,共获得57 011条Unigene;所获得的Unigene与Nr,Swiss-prot,COG和KEGG等数据库进行搜索比对后,发现Unigene的注释总量为24 049条,约32 962条Unigene没获得注释,这些没获得注释Unigene基因可被认为是莲瓣兰新的转录本和特异基因。36条CDS基因被注释为MADS-box基因,构建系统进化树后并对31条MADS-box基因进行了聚类,其中23条为与花型发育相关的ABCDE类基因,8条为与开花时间相关的MADS基因,同时发现PI、AP3和AGL6基因表达量较高,该试验为研究兰属的花发育以及开花机理的研究提供一定的理论依据。     

基于高通量测序的野百合转录组分析

本研究基于新一代高通量测序技术平台Illumina Hi SeqTM4000对野百合进行转录组测序,对物种的转录组序列进行统计,并将得到的数据进行de novo组装,结果共获得47 605条Unigenes,总长度为33 972 306 bp,平均长度为713 bp,N50为1 204 bp。将获得的Unigenes与Nr、Swiss-Prot、KEGG以及KOG数据库进行比对,结果显示,分别有28 104、17 739、11 984及14 682条Unigenes成功注释。通过与KOG数据库进行比对,可分为25个不同的功能注释。与GO数据库进行比对,结果显示,共有33 254条Unigene获得注释,这些功能注释分为三大类50个功能亚类。其中,生物过程最多。以KEGG数据库参考,共有11 984条Unigenes参与133条代谢途径分支,以代谢相关的通路较为集中,找到了与花青素合成关键酶的Unigenes。本研究极大地丰富了野百合的基因资源,为进一步开展野百合功能基因及分子标记育种等方面的研究提供了一定理论支持与依据。     

基于高通量测序的露地菊(Chysanthemum×grandiflora)盐胁迫转录组分析

为揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,本研究以盐胁迫处理的露地菊及其对照为材料,使用Illumina Hiseq2500高通量测序平台对转录组进行测序,分别获得了60370448和71415448条Clean reads,通过序列拼接组装得到45591条Unigene,平均长度724 bp。有37675条Unigene在七大数据库(COG,GO,KEGG,KOG,Pfam,Swiss-Prot,NR)中得到注释。通过比对露地菊盐胁迫处理组和对照组样品间Unigene的表达量及在各数据库中的注释情况,统计得到:有4143条差异表达基因获得注释;有2441条差异表达基因在GO数据库中获得功能注释;注释到COG数据库中的2281条差异表达基因依据功能可分为25类;有1062条差异基因映射到KEGGPathway数据库中,涉及了199个代谢通路,包括核糖体途径、植物激素信号传导途径、淀粉蔗糖代谢、碳代谢、氨基酸的生物合成等。本研究获得的转录组数据将有助于揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,及相关抗性基因的挖掘和分子辅助育种等方面的研究。     

猕猴桃抗溃疡病转录组分析和基因功能注释

为了发掘中国野生猕猴桃资源抗溃疡病基因,利用Illumina HiSeq测序平台对不同时间接种溃疡病菌的毛花猕猴桃进行mRNA高通量测序。结果表明,共获得68731个Unigene,其中有48414个基因注释到Nr、SwissProt、KEGG和COG/KOG数据库。KOG注释显示,通用功能预测、转录后修饰、蛋白代谢、伴侣蛋白、信号转导机制,翻译、核糖体结构和生物合成所占比例最高;GO注释表明参与生物过程的差异表达基因数目最多,细胞组分和分子功能次之;KEGG通路分析表明差异基因的富集以生物合成和代谢为主。接种后不同时间点共获得63050个差异表达基因。通过SSR位点分析,从68731个Unigene中鉴定出13652个SSRs位点;同时获得了各类型转录因子1580个;R基因3727个。本研究结果对猕猴桃抗溃疡病基因发掘和抗溃疡病新品种选育具有重要的理论指导和育种实践意义。     

RNA-seq揭示碱性盐(NaHCO3)对细叶百合鳞茎基因表达的影响

本研究旨在揭示细叶百合在盐碱逆境中的基因表达表达情况,为合理利用盐碱地和大面积种植百合提供理论基础。以一年生的细叶百合鳞茎为材料,经过20 mmol/L NaHCO₃处理24 h后,用Illumina HiSeqTM2000测序平台进行转录组测序。共测得56828个mRNA的注释信息,其中,55433个Unigene被注释到Nr数据库,26973条Unigene被注释到KOG数据库,23610条Unigene被注释到GO数据库,13142条Unigene被注释到KEGG数据库的五大类中。共鉴定出390个差异表达基因。选取了9个与盐碱胁迫密切相关的基因进行qPCR验证,9个基因的表达结果与转录组的结果基本趋于一致。通过细叶百合在碳酸盐(NaHCO₃)逆境下的转录组对比数据,提供了许多的基因表达通路和表达量的差异,为合理利用盐碱地和大面积种植百合提供理论基础。     

荔枝(Litchi chinensis Sonn.)叶片白化变异体遗传和转录组分析

为了解荔枝叶片白化变异体遗传特点,本研究以白化变异体比例较高的‘玉谭蜜荔’白化变异体苗与正常苗为试验材料,测定叶片叶绿素含量,并观测叶绿体结构差异,最后通过高通量测序技术对苗期叶片进行转录组测序分析。结果表明:‘玉谭蜜荔’种子实生苗中白化变异体的比例约为8.59%;白化苗叶片色素含量极低,仅为正常苗的0.519%;叶绿体的结构松散,基粒片层结构较少或缺失。对高通量测序数据进行组装和注释,共获得Unigene 42 782条,平均长度987 bp,比对到Nr、KOG、KEGG、Swiss-prot四大数据库中,超过64%的Unigene序列获得注释,差异分析表明在细胞色素合成、光系统亚基合成蛋白、采光复合物a/b结合蛋白相关序列表达显著下调。本研究为该变异体的基因定位鉴定提供了一定的遗传基因注释信息。     

长瓣兜兰花2个不同时期转录组分析

为了更好地认识长瓣兜兰,并开发其园艺价值,以长瓣兜兰花器官为材料,利用RNA-seq技术对长瓣兜兰花蕾和花朵进行转录组测序。结果表明,共获得95 659条unigene。将unigene比对到NR、KOG、Swissprot、KEGG等数据库进行注释,共发现有61 629条unigene得到注释,占全部unigene的64.43%。长瓣兜兰转录组unigene在CDD、KOG、NR、NT、PFAM、Swissprot、TrEMBL、GO、KEGG等数据库中被注释的基因数目分别为33 589、28 405、45 568、56 635、23 870、52 141、44 973、54 934、4 893。注释结果显示,长瓣兜兰与油棕同源的序列最多。GO注释中可将其分成3大类71个小组,KOG数据库注释可将其分成25个功能类别;根据KEGG注释和通路富集结果,共有4 893条unigene参与了23类327个代谢途径。经MISA软件对unigene进行SSR检测,发现在95 659条unigene中有7 613条有SSR,共搜索到8 160个SSR位点,其长度范围分布在10～230 bp之间,平均长度为66.95 bp。SSR丰富度最高的是二核苷酸,占比为33.72%,其次为一核苷酸和三核苷酸,分别占比32.12%和26.11%。本研究通过对长瓣兜兰进行转录组测序,获得了大量基因序列,了解了长瓣兜兰花器官基因的大致表达情况,为长瓣兜兰花器官发育相关基因的发掘与利用、SSR分子标记的开发以及其基因组的测序与组装提供了参考,也为后续在分子生物学层面对长瓣兜兰开展深入研究奠定基础。     

扁秆荆三棱不同组织混合样品的转录组分析

扁秆荆三棱是一种常见的稻田杂草,旨在补充其转录组信息,为相关防治工作提供支持。基于高通量测序技术,在Illumina Solexa HiSeq 2000平台上对扁秆荆三棱的茎、叶、根茎和球茎的混合样品进行转录组分析。经拼接组装共获得了59 788个Unigene,序列的平均长度842 bp,N50为1 402 bp。将获得的Unigene与5个通用公共数据库(NR、 Swiss-Prot、 KEGG、 GO、 KOG)进行比对(Evalue1e-5),35 221条Unigene获得了基因注释,占总Unigene的58.91%。在12 823个Unigene中共搜索到9 698个SSR位点,其中二核苷酸和三核苷酸的重复类型占所有SSR位点的95.93%。通过KEGG pathways分析,共有13 141个Unigene参与了291个代谢通路,获得了扁秆荆三棱淀粉合成功能相关Unigene 60个,根茎生长功能相关Unigene 14个。其中赤霉素相关基因、核糖体代谢通路等反映了地下根茎网络系统的扩张趋势以及活跃的能量需求,淀粉合成基因则说明其球茎中的营养储备开始于地下系统扩张的早期,这些发现为深入研究地下根茎网络调控机制,或杂草防治或湿地保护等实践工作提供了参考。     

白刺花种子转录组分析

为探索白刺花(Sophora viciifolia)硬实形成的相关机制,采用Illumina Hi Seq TM 2000高通量测序技术对白刺花种子转录组进行测序,利用Trinity软件将数据组装形成转录本,对所有转录本进行Nr(NCBI nonredundant protein sequences)、Nt(NCBI nucleotide sequences)、Pfam(protein family)、KOG/COG(eu Karyotic ortholog groups/clusters of orthologous groups)、Swiss-Prot(A manually annotated and reviewed protein sequence database)、KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)和GO(gene ontology)分类和功能注释、Pathway注释,并对种子形成的代谢通路中的相关基因进行了分析。转录组共获得了333 339 724条初始序列,总长为335 557 bp,初始序列组装获得序列片段的平均长度与N50值分别为282 bp和537 bp;与KOG功能注释、GO分类及KEGG代谢通路分析后,获得了44 840个GO功能注释、46 126个KOG功能注释以及89 494个PFAM注释:并从KEGG通路中找到有色氨酸代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸的代谢途径的编码基因片段分别有66和37个。     

云南火焰兰高通量转录组测序分析

云南火焰兰(Renanthera imschootiana Rolfe)是濒临灭绝的附生植物,关于其分子水平的研究少有报道。为了获得云南火焰兰相关基因组基础信息,本研究通过Illumina HiSeqTM4000技术对云南火焰兰叶片进行转录组测序,并利用相关生物信息学数据库对其进行序列比对和数据分析。分析结果表明:共获得77 888条功能基因(Unigenes),其N50为1 348 bp,平均长度为805 bp,Q20和Q30序列分别占98.04%和94.32%。经比对,在Nr、KEGG、KOG、Swiss-prot、GO等数据库中能得到注释的Unigene分别为31 298、29 356、14 852、15 697、17 645条。在GO数据库中,共得到24 473个GO功能,将其分为3个大类和47个亚类,以生物过程这一类别所注释的基因数最多;KOG功能注释信息有17 743个,将其分为25个基因功能大类,其中基因数目较多的分别是一般功能基因和信号传导机制的相关基因;在KEGG中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突出。此外,对云南火焰兰转录组Unigene进行CDS比对和预测,共预测到2 317条CDS,其大小主要集中在200～500 bp,占总CDS的79.41%。本研究可为云南火焰兰乃至火焰兰属植物功能基因的挖掘、利用以及遗传育种等方面的工作提供一定的科学依据。