仁用杏花芽3个发育时期数字基因表达谱分析

以仁用杏‘优一’为试材,运用转录组、数字基因表达谱技术,研究了仁用杏花芽萌动期前后相关基因的表达规律。结果发现,仁用杏花芽在花芽萌动期前后进行着各种旺盛的生物合成和代谢活动,且4个开花调控途径（光周期途径、春化途径、自主途径、GA调控途径）均已启动,光周期途径在花芽萌动时发挥重要作用,涉及到了74条基因,其中有38条差异基因上调表达,29条下调表达;GA途径在花芽萌动期对花芽的生长发育调控表现为抑制作用,涉及到了60条基因,其中有13条差异基因上调,9条差异基因下调;其他两条途径于花芽萌动前作用,其中春化途径涉及到了23个基因,其中有4条差异基因上调,15条差异基因下调;自主途径涉及到了24条基因,其中有3条差异基因上调,11条差异基因下调。本研究通过数字基因表达谱分析,初步了解仁用杏花芽萌动前后的网络途径,为后期对仁用杏花芽相关开花基因的研究、探明仁用杏早花的分子机理及通过分子育种方法培育仁用杏晚花品种提供坚实的理论依据。     

‘红元宝’紫玉兰两次花芽分化差异代谢通路及关键调控基因筛选

为了探究调控‘红元宝’紫玉兰一年两次花芽分化的成花关键基因和代谢通路，对其两次花芽分化过程的前、中、后期花芽样本进行转录组和代谢组测序分析。转录组拼接后共得到43 257条Unigene，其中鉴定出35个差异表达的成花关键基因；代谢组共检测到569个代谢物。结合转录组和代谢组分析，两次花芽分化中期产生差异基因最多，共4 074个。第二次花芽分化产生的差异代谢物蔗糖（Sucrose）和3–氰基丙氨酸（3-Cyanoalanine）大幅上调，甲基丙二酸（Methylmalonic acid）大幅下调，它们在4条KEGG通路上与相应时期的差异基因的相关性值|PCC| > 0.80且P < 0.05。蔗糖与淀粉代谢通路中，差异代谢物海藻糖（Trehalose）与该通路中7个差异基因相关性值|PCC| > 0.80。通过CCA（Canonical correspondence analysis）分析：两次花芽分化的中期，筛选出存在差异转录调控机制的KEGG通路共3条，分别为ko01200碳代谢、ko00630乙醛酸和二羧酸代谢和ko02010ABC转运蛋白。从35个成花基因中随机挑选6个（MlCOL9、MlGA9、MlGAI、MlSPL4、MlSPY、MlSVP）进行qPCR验证，其表达模式与转录组基本一致，说明转录组数据可靠。研究表明：‘红元宝’紫玉兰二次花芽分化是受到光周期途径、春化途径、年龄途径和赤霉素途径的共同影响以及8条代谢通路的协同作用而产生，且代谢物蔗糖和海藻糖在其中发挥重要的作用。     

金针菇菌丝与原基差异表达基因分析

以金针菇(Flammulina velutipes)1123菌株的单孢W23基因组为参考完成其菌丝和原基转录组测序与数据分析,研究两样本间差异基因,并对差异基因进行GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析。结果表明:两个样本中共有显著性差异表达的基因3310个,其中在原基中上调、下调的基因数分别为1686、1624个,只在原基中表达的基因有26个。GO功能分析结果表明,在原基中膜封闭腔、内膜系统、细胞器腔、核糖核蛋白复合体、翻译调节器、发育过程、免疫系统过程、多细胞生物过程这8个GO基本单元中的差异基因全部呈现上调表达。Pathway功能富集分析结果表明,核糖体与DNA复制中的差异基因全部呈现上调表达,糖酵解途径中从D-葡萄糖转化成丙酮酸过程相关的11个差异基因全部呈下调表达,磷酸戊糖途径中相关的13个差异基因中有11个基因呈下调表达。     

利用转录组分析香菇子实体不分化组织

利用转录组分析香菇（Lentinula edodes）不分化组织与正常原基，探讨香菇子实体发育机制。结果表明：与正常原基相比，不分化组织中差异表达水平≥6的基因有62个（上调表达基因49个，下调表达基因13个），其中2个逆转座子核心蛋白基因上调表达，4个热激蛋白基因下调表达。GO功能富集分析结果显示，差异表达基因主要富集于细胞膜组件、细胞膜组成成分、细胞膜固有成分、胞内膜结合细胞器、膜结合细胞器这5个二级分类单元中。KEGG代谢途径富集分析结果表明，差异表达基因主要富集于精氨酸生物合成，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢，次生代谢物的生物合成，氧化磷酸化与MAPK信号通路等。     

人心果转录组De novo组装及奇可胶途径相关基因的分析

为了探索人心果(Manilkara zapota L.)的转录组及奇可胶合成相关的基因,使用Illumina测序平台,对人心果果实、树皮和叶片分别进行转录组测序,使用Trinity等软件进行De novo组装和注释以及计算表达量,采用实时荧光定量PCR对转录组数据进行验证。经过组装得到162 455条unigene,总长度达139 792 553 nt,平均长度达861 nt,N50达1 544 nt。通过与NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、COG和GO等数据库比对,共计89 628条unigene得到注释。以组装出来的unigene作为参考序列,在人心果转录组中共鉴别出57 362个SSR位点,果实、叶片和树皮表达的基因中分别检测到99 925、65 989和129109个SNP位点。在人心果转录组中共鉴别出105个与奇可胶合成相关的unigene,参与甲羟戊酸(MVA)途径的基因在果实和树皮中表达量较高,磷酸盐(MEP)途径中的基因则在叶片中的表达量较高,实时荧光定量PCR结果与转录组计算得到的表达量一致。初步推测MVA途径可能是奇可胶合成的主要途径。     

白榆二倍体及同源四倍体的生理特性及转录组差异分析

为了探究白榆二倍体及其同源四倍体的基因表达谱差异情况，以白榆二倍体及其同源四倍体为材料，比较二者成熟叶片的生理特征并采摘幼嫩叶片进行转录组数据分析。结果显示，与二倍体相比，同源四倍体丙二醛含量、可溶性蛋白含量及叶绿素含量增加，可溶性糖含量降低。转录组测序结果共得到2 407个差异表达基因，其中上调基因为1 076个，下调基因为1 331个。在COG蛋白质的同源注释分析得到918个差异表达基因，主要涉及21个方面。共有1 380个差异表达基因被GO注释，主要与细胞组分、代谢功能、催化活性等相关。通过KEGG通路注释发现，共有930个差异表达基因分布到5大类KEGG通路中，其中以代谢机制中差异表达基因被注释到的最多。叶绿素含量的增加使四倍体的叶片颜色变得更加浓绿，丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白的含量的增加与减少与四倍体植物在植物代谢与生长上有一定关系，经过转录组测序分析，糖酵解途径的基因表达为下调，还原性戊糖磷酸循环与光呼吸等与叶绿体有关的基因为上调。     

番茄含糖量不同的两个材料果实转录组初步分析

以高含糖量（8%）和普通含糖量（4.5%）番茄为研究材料,选取绿熟期、转色期、粉红期和红熟期的果实样品,通过转录组测序比较两种材料间的基因表达差异。分析表明,普通番茄与高糖番茄4个时期共有的差异基因有288个,其中下调的有174个,上调的有114个,转色期特有的差异表达基因数量最多。GO分析表明,差异表达基因显著富集在转色期,且富集的GO功能类也最多。KEGG分析表明,转色期富集的差异表达基因及相关通路最多,主要集中在糖、酸代谢等通路。对糖、酸代谢过程关键酶的相关基因进行聚类分析,发现有30个关键差异表达基因。     

银杏雌花芽形态分化的研究

银杏雌花芽在贵阳地区从６月初开始形态分化，持续至翌年３月完成。形态分化可分为６个时期：未分化期、分化始期、分化盛期、珠被分化期、珠心分化期和珠托分化期。     

桂花OfSVP响应环境低温对花芽分化的影响

SVP(SHORT VEGETATIVE PHASE)是植物响应环境温度调控开花的一类MADS-box转录因子。为了探究桂花(Osmanthus fragrans)中SVP基因对其花芽分化和发育的作用,研究了19和25℃处理下‘堰虹桂’桂花的花芽分化过程以及SVP基因的表达特性。结果表明,19℃处理能够显著促进‘堰虹桂’花芽分化,最为显著的是缩短花序分化期和雌蕊分化期。qRT-PCR分析发现,桂花7个SVP基因(OfSVP1～OfSVP7)在花芽不同发育阶段中均有表达,其中OfSVP4、OfSVP6、OfSVP7表达量从花序分化期开始一直呈现下降趋势,至雌蕊分化期达到最低,19℃处理的表达量一直低于25℃处理;19℃处理的OfSVP的下游基因FT、SOC1和GA20ox2的表达量基本上一直高于25℃处理,与OfSVP4、OfSVP6、OfSVP7表达呈负相关。因此,OfSVP4、OfSVP6、OfSVP7可能是桂花中响应低温促进花芽分化的关键基因,其可能通过调控FT、SOC1和GA20ox2的表达影响花芽分化进程。     

杭州地区不同需冷量甜樱桃品种休眠阶段花芽转录组分析

为探究中国南方暖湿地区甜樱桃适栽品种花芽休眠阶段的分子调控机制，以杭州地区种植的2个不同需冷量甜樱桃品种‘布鲁克斯’和‘萨米脱’为材料，分别于休眠前期（S1）、内休眠期（S2）和萌芽前期（S3）采集花芽，通过转录组测序比较2个品种间的基因表达差异。分析表明，S1、S2和S3时期分别获得343、671和1 588个差异表达基因，其中S3的差异基因数最多。GO分析表明，细胞组建、细胞代谢过程、刺激响应以及转运蛋白活性相关的基因在3个时期品种间均表现出显著差异。KEGG分析表明，S3富集的差异基因数及相关代谢途径最多，主要集中在糖代谢和蛋白质合成加工相关途径以及植物—病原互作、植物激素信号转导等途径，表达趋势分析显示部分差异基因可能参与调控甜樱桃花芽休眠状态的转换。通过转录因子预测分析，筛选到包含9个转录因子家族的42个差异表达转录因子，其中AP2/ERF、MYB、WRKY、C2H2、C3H和MADS-box家族的13个转录因子在S2的表达量显著高于S1和S3，表明这些转录因子可能参与了甜樱桃花芽休眠期的调控。     

基于转录组水平的枣疯病发病机理研究

为探究枣树感染枣疯病植原体后的发病规律和内在机制,以‘木枣’健康与感病植株为材料,连续测定现蕾后10~60 d叶片中玉米素、生长素、脱落酸、赤霉素、水杨酸等内源激素的含量以及过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等抗氧化保护酶的活性;通过转录组测序,筛选感病诱发的差异表达基因,并利用qRT-PCR技术对相关基因的表达模式进行验证。结果表明:感病植株中玉米素含量在现蕾后30 d时开始显著升高,水杨酸含量在现蕾后50 d时开始显著升高,过氧化氢酶活性呈降低趋势但在现蕾后60 d时显著升高。以现蕾后20~30 d的叶片进行转录组测序分析,共筛选到1 669个差异表达基因,其中1 114个基因在感病植株中上调表达,555个下调表达。差异表达基因的GO功能富集主要包括生物进程、代谢进程及催化活性,KEGG代谢通路主要为次级生物代谢。在差异表达基因中发现了15个与激素和保护酶代谢相关的基因,经qRT-PCR验证,ZjNCED、ZjGA20、ZjPAL、ZjPOD2和ZjPOD5在转录水平上的表达与对应的激素含量和保护酶活性变化趋势一致,表明这些基因的表达调控对感病后植株的内源激素含量和抗氧化保护酶活性的动态变化具有重要作用。枣疯病植原体感染枣树引起基因表达改变、激素和保护酶的代谢紊乱可能是导致枣树发育畸形的原因。     

K+/H+逆向转运体基因PpeKEA在桃开花期的表达及对钾肥施用的响应

从‘霞晖8号’桃花中克隆并鉴定了6个K+/H+逆向转运体基因PpeKEA,在转录水平分析其在桃花发育不同时期的表达模式及对钾肥施用的响应,明确关键基因并验证其功能。结果表明,钾肥施用显著增强盛花期桃花的鲜样质量,提高花朵钾素富集水平。PpeKEA1 ~ PpeKEA6在桃花开放不同时期的表达水平存在差异,均在盛花期达到最高,其转录水平对施用钾肥的响应不同;PpeKEA1在整个桃花开放不同时期的表达量较高,钾肥处理显著增强其在花蕾膨胀期和初开期的表达并抑制其在败落期的表达量;表达载体pDR196-shortKEA1能赋予酵母菌感受态细胞AXT3突变体适应高钾环境而正常生长,说明PpeKEA1的C端区域具有调节桃花组织内K+转运和平衡的功能。本研究表明PpeKEA1是一个桃花开放过程中调节K+平衡的K+/H+逆向转运体,并可能在桃树钾素营养的动态平衡中起着重要作用。     

建兰花发育相关B、C和E类MADS-box基因的表达分析

开花植物中B、C和E类MADS-box基因控制花雄蕊和雌蕊的合成。以具有高度进化蕊柱（雄蕊和雌蕊合生）的建兰为材料,从已有转录组中搜索到14个B、C和E类基因,包括GLO、DEF、AG、SEP和AGL6类基因,并进行实时荧光定量表达分析,发现CeDEF1和CeAGL6-1在萼片和花瓣中大量表达,唇瓣中微量表达;CeDEF3、CeDEF4和CeAGL6-3则在唇瓣和蕊柱中大量表达,在萼片和花瓣中几乎不表达;CeAG1和CeAG2主要在蕊柱中表达;而且CeDEF3、CeDEF4、CeAG1、CeAG2和CeAGL6-3在蕊柱突变体‘新品梅’的蕊柱状花瓣中的表达量比‘铁骨素’花瓣中高很多,说明这几个基因在建兰蕊柱的形成过程中可能扮演关键角色。     

荔枝APETALA1（AP1）同源基因cDNA全长克隆及其表达研究

 应用RT-PCR方法克隆得到荔枝AP1同源基因cDNA全长,命名为LcAP1（基因登录号：JN214349）。LcAP1基因开放阅读框738 bp,编码245个氨基酸,推测蛋白质分子量为28.39 kD,等电点为9.69。序列分析显示,LcAP1基因编码的蛋白在1 ~ 61氨基酸含有1个MADS盒结构域,在89 ~ 179氨基酸有1个K盒结构域。蛋白质二级结构预测表明,LcAP1基因编码的蛋白有3个α螺旋,2个β折叠区,8个β转角。同源分析表明,LcAP1基因在不同植物中的一致性为72% ~ 82%。半定量RT-PCR分析表明,在‘三月红’荔枝花芽分化期,LcAP1基因在成熟叶、幼叶、老茎、嫩茎、花芽和花梗中均表达,在花芽中表达最多。     

依据显微结构及光合特性探讨蝴蝶兰花芽分化的时期

以蝴蝶兰‘大辣椒’为试验材料，对花芽分化进程及期间光合特性和碳水化合物、可溶性蛋白及激素含量的变化进行研究。结果表明：花芽长度为0、2、4、8、16和24 cm时，分别处于花芽分化初始期、花序原基分化期、花原基分化期、萼片原基分化期和花瓣原基分化期（16和24 cm）。蝴蝶兰叶片的净CO2吸收速率在花芽发育前期（0 ~ 4 cm）没有显著变化，花芽8 cm时显著降低。花芽中的碳水化合物和可溶性蛋白的含量显著高于叶片，碳水化合物在花芽长度为4 cm时达到稳定水平，可溶性蛋白含量在花芽8 cm时达到叶片与花芽的平衡；赤霉素（GA）的含量在花芽2 cm时达到最大值，生长素（IAA）含量在花芽4 cm时显著升高，玉米素（ZT）含量在花芽8 cm时显著降低，而ABA含量在花芽发育的过程中并没有显著变化。由此可知，当蝴蝶兰花芽开始分化萼片原基（8 cm）时，光合生理及生化物质基本达到一个相对稳定的水平，此阶段的蝴蝶兰花芽已彻底完成成花分化。     

开花整合子SOC1 花期调控的分子机制

植物经过长期的发育进化,形成了一套复杂而精细的基因调控网络,以确保植株能在最佳
时间开花。开花时间是由一系列特定的基因在特定的时空环境下表达及相互作用所决定的。植物开花调
控的分子机理是最近研究的热点之一。本文综述了开花整合子SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF
CONSTANS1（SOC1）的功能,以及与其他相关调控信号之间的作用关系：SOC1 作为一个MADS 转录因子,
它能够整合来自四条开花调控途径（光周期途径,自主途径,春化途径,赤霉素途径）的开花信号,促进
开花。它的上游基因CO、FT、SPL 以及赤霉素信号可以上调SOC1 的表达,但SVP、FLC 却下调SOC1
的表达;SOC1 和AGL24 之间能形成正反馈回路,同时SOC1 和AGL24 蛋白还可以相互作用激活下游基
因LFY 的表达,调节下游花器官特征基因,实现花期调控。