根瘤菌侵染早期大豆根系的转录组分析

为了解析共生早期根瘤菌与宿主植物根组织信号交互调控作用,深入了解根瘤菌侵染早期根系的基因调控网络以及进一步解析豆科植物如何进化形成与根瘤菌共生的分子机制,本研究对根瘤菌侵染12 h后大豆的根组织材料进行转录组测序分析,对受显著调控的基因进行GO和KEGG显著性富集分析,采用qRT-PCR方法验证候选基因的表达情况,并通过构建进化树和绘制表达聚类图分析候选基因的进化及功能特征.研究共鉴定出488个在共生早期受根瘤菌侵染显著调控的基因.GO富集结果显示,上调基因中富集了参与损伤应答功能的基因,而下调基因的功能主要富集在细胞壁生物合成调控途径.KEGG通路富集分析显示,参与植物与病菌互作、植物激素转导和MAPK信号通路的基因在上调基因中富集,而编码ABC转运蛋白以及植物节律相关的蛋白基因在下调基因中富集.其中对损伤应答富集基因的分析鉴定出可能在大豆中参与根瘤菌侵染早期调控的损伤诱导短肽(Wound-Induced Peptide,WIP)家族.转录组和qRT-PCR结果显示16个WIP基因在根瘤菌侵染后受到不同程度的诱导表达.对大豆WIP家族基因序列的进化分析结果以及表达聚类分析结果均显示,受根瘤菌诱导表达的WIP基因亚家族的序列和表达均表现出与拟南芥同源的WIP基因亚家族不同的特性.     

孕穗期水稻不同功能叶的发育蛋白质组学分析

 从蛋白质组学角度对杂交水稻汕优63孕穗期4个叶位功能叶片蛋白质组变化进行了研究,以揭示水稻孕穗期叶片蛋白质组的表达差异。4个不同时期功能叶片蛋白质经双向电泳得到分离,应用Imagemaster 2D Elite 5.0软件对所得到的双向电泳图谱进行分析比较,共得到差异表达蛋白质点23个,差异表达蛋白质点经质谱分析,有14个得到鉴定。对鉴定出的蛋白功能进行研究,结果表明:差异表达的蛋白质大部分(9个)为参与光合作用和呼吸作用的蛋白质;其次为与蛋白结构及功能调控相关的蛋白质(3个),表达量表现为随叶位上升而上调;其余为参与氨基酸代谢的蛋白质(2个),表达量在较低叶位叶片中无显著规律,在剑叶中的表达量显著上调。蛋白质是细胞功能执行者,受细胞功能或细胞环境变化的影响,因此,上述蛋白质发生变化的原因应与水稻不同叶位叶片生长发育特性有关。     

基于iTRAQ技术的黄曲霉胁迫花生蛋白质组分析

以花生抗黄曲霉品种J11为研究对象,利用蛋白质组测序技术(iTRAQ)分析了黄曲霉侵染胁迫条件下,花生蛋白质组表达变化情况,共鉴定到1382个蛋白质,其中84个蛋白质的表达发生变化,包括74个上调表达与10个下调表达。综合GO与KEGG分析的结果,发现黄曲霉侵染主要影响花生的代谢通路,且诱导植株抗性机制的运行。此外,本研究从生物信息学角度,对花生Ahhevamine-A基因进行了深入分析。本研究结果可为筛选新的抗黄曲霉花生种质提供理论依据。     

DAC对玉米DNA甲基化影响及基因表达量变化的研究

以5-氮杂-2脱氧胞苷(DAC)处理相应对照玉米幼苗叶片为材料构建转录组测序文库,采用Illumina测序平台进行测序,对差异表达基因进行GO功能分类和KEGG通路分析.最终筛选到差异基因1072个,其中,上调表达基因为646个,下调表达基因为426个.将差异基因富集的生物过程和信号通路进行GO分析,发现主要集中于细胞...     

淹水胁迫下不同活力玉米种子定量蛋白质组研究

以高活力玉米自交系J002和低活力玉米自交系196为试验材料,采用TMT标记定量蛋白质组学技术,对不同活力玉米种子萌发期进行淹水胁迫72 h处理,比较蛋白质表达的差异。结果表明,共鉴定到203个差异蛋白,其中,上调蛋白169条,下调蛋白34条。通过对差异表达蛋白的功能富集分析和KEGG代谢通路富集分析发现,高活力种子在萌发过程中核糖体蛋白的合成量要高于低活力种子。在缺氧胁迫下,高活力种子的ROS清除剂如POD、SOD、APX等丰度均高于低活力种子。KEGG通路分析表明,高活力种子激活了糖酵解代谢、丙酮酸代谢等更多的代谢途径来获得能量。鉴定出一些丰度具有巨大差异的热激蛋白HSPs,由此可以推断,高活力种子具有更好抗性的分子机制。     

干湿交替诱导水稻根表铁膜形成的基因表达谱分析

【目的】干湿交替（AWD）是水稻种植过程中最重要的管理方式，能够提高水稻根系活力、增强抗逆性。研究发现，AWD能明显促进水稻根表铁膜的形成。然而，AWD诱导水稻根表铁膜形成的基因表达谱尚未见报道。【方法】采用砂培试验，研究了长期淹水（CK）、干湿交替（AWD）、长期淹水加Fe2+（CK+Fe）和干湿交替加Fe2+（AWD+Fe）四个处理下水稻根系基因的差异表达谱。【结果】AWD处理与CK处理相比，水稻根系有506个差异表达基因（DEG）上调表达，有687个DEG下调表达；AWD+Fe处理与CK+Fe处理相比，有308个DEG上调表达和179个DEG下调表达；CK+Fe处理与CK处理相比，有728个DEG上调表达和1175个DEG下调表达；AWD+Fe处理与AWD处理相比，有1252个DEG上调表达和1189个DEG下调表达。维恩 图分析发现，共计有3822个DEG参与了AWD诱导水稻根表铁膜形成过程。基因功能（GO）分析表明，在生物过程中共有270个DEG参与了氧化还原反应过程，分子功能中共有165个DEG与氧化还原酶功能有关。生物通路富集分析（KEGG）结果表明，细胞器类、信号刺激类、光合作用类、生物合成类和代谢类等生物通路参与了AWD诱导水稻根表铁膜的形成过程。AWD和根表铁膜形成过程发现有38个共享DEG，这些基因的蛋白注释与水稻抗病性、抗旱性、细胞壁和细胞膜、氧化还原、蛋白激酶和转运、新陈代谢过程有关。与CK处理相比，AWD处理诱导了氧化还原反应过程相关的基因达102个，占总DEG数的8.25%。AWD处理促进了水稻根系过氧化物酶、脂肪酸氧化酶和乙醇酸氧化酶等相关基因的上调表达。与CK处理相比，AWD处理提高了水稻根系活力和根表铁膜数量，分别为22.9%和45.7%。实时荧光定量PCR验证结果与转录组分析结果基本一致，其相关系数达到0.90。【结论】综上所述，AWD明显诱导了氧化还原反应过程中的相关基因大量表达，增加了根系氧化力，促进根表铁膜的形成；过氧化物酶、脂肪酸氧化酶和乙醇酸氧化酶等相关的基因可能是AWD诱导水稻根表铁膜形成的重要基因。     

条锈菌侵染慢锈性小麦品种川麦107后的蛋白质组学分析

为了在基因和蛋白表达水平上研究小麦的慢条锈性机制,运用双向电泳技术分析了条锈菌侵染的2个小麦品种(川麦107和80-8)的对照和发病14 d叶片的差异表达蛋白,从2-D图谱上找到9个差异表达蛋白,其中点P5是在接种并发病的川麦107中新诱导出的一个差异蛋白质.通过基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术(MALDI-TOF-MS)获得6个蛋白质的肽指纹图谱(PMF),数据库搜索鉴定出2个蛋白质.这2个蛋白质是磷酸核酮糖激酶(Phosphoribulokinase,PRK)和脱氢抗坏血酸还原酶(Dehydroascorbate reductase,DHAR).     

小麦品种西农979抗赤霉病基因的转录组测序鉴定

小麦品种西农979对赤霉病具有较好的抗性。为了发掘西农979的抗赤霉病基因,本研究采用禾谷镰刀菌菌株BN-8分别接种抗病品种西农979与感病品种周麦18,取接种前西农979颖壳及接种后12、24和96 h的西农979与周麦18颖壳进行转录组分析,筛选抗感赤霉病差异表达基因,并对其进行GO功能注释及KEGG富集分析。结果表明,接种后12、24和96 h各出现14、1 978和142个差异表达基因,共计2 122个基因。这些基因经GO功能注释分类分成3大类43个亚类,主要涉及代谢过程、细胞过程、应激反应、生物调控、细胞部件、细胞、催化活性、结合、转运活性等。KEGG通路分析结果显示,内质网中的蛋白质加工通路中差异基因最多,有48个;其次是光合作用—天线蛋白通路及淀粉和蔗糖代谢通路,各含41和30个差异基因;显著富集的通路有光合作用—天线蛋白、内质网中的蛋白质加工、萜骨架的生物合成等。植物激素信号转导通路中发现27个差异基因,参与脱落酸和茉莉酸等路径;植物-病原体互作通路中发现19个差异基因,编码钙结合蛋白、WRKY转录因子、抗病蛋白等。此外,还筛选到UDP-葡萄糖基转移酶基因等脱毒相关蛋白基因。     

盐胁迫下木炭对小麦幼苗根系蛋白表达的影响

为明确木炭对小麦盐胁迫的缓解效应,以冬小麦品种临汾6339为材料,对小麦幼苗分别进行盐和木炭单因素处理及二者复合处理,应用蛋白质双向电泳与质谱联用技术对小麦根系差异表达蛋白进行了分析。结果表明,相对盐处理,在盐和木炭复合处理的小麦根系中共检测到丰度变化在2倍以上的差异表达蛋白点12个。经过MALDI-TOF-TOF分析及数据库检索,被鉴定的12个蛋白点按其功能大致可归为5类。其中,第Ⅰ类为与能量代谢相关的蛋白质,包括ATP合酶和ATP酶;第Ⅱ类为与糖代谢相关的蛋白质,包括磷酸甘油醛异构酶、磷酸丙糖异构酶、6-磷酸葡糖酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶以及乌头酸水合酶;第Ⅲ类为与氨基酸代谢相关的蛋白质,如半胱氨酸合成酶;第Ⅳ类为与遗传物质有关的蛋白质,如染色体的结构蛋白;第Ⅴ类为未知功能蛋白质。     

一个抗病性增强的水稻类病变突变体的蛋白质组学研究

水稻类病变突变体chl1具有抗病性增强的类病变表型,对水稻白叶枯病和稻瘟病都具有很强的抗性。利用蛋白质组学技术分析chl1与其野生型之间的差异表达蛋白,探讨chl1类病变表型的形成和抗病反应的分子机制。利用荧光双向差异凝胶电泳(two-dimensional fluorescence difference gel electrophoresis,2D-DIGE)技术和质谱分析,chl1中共鉴定到70个差异表达的蛋白点,包括46个上调蛋白点和24个下调蛋白点。这些蛋白点参与不同的生物过程,包括防御相关、光合作用、氧化还原、氨基酸/蛋白质代谢、分子伴侣、碳水化合物代谢。对这些差异表达蛋白进行生物信息分析,推测它们所在的复杂调控网络可能参与chl1叶片细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)及其抗病性的调控。     

大豆响应低磷胁迫的数字基因表达谱分析

以Os PT6转基因T5代大豆为材料,以其受体亲本东农50为对照,对低磷胁迫处理下的根系c DNA文库进行数字基因表达谱分析,共筛选得到33个差异表达基因。以受体亲本为对照,在Os PT6转基因大豆中上调表达的差异基因有21个、下调表达的差异基因有12个。GO功能显著性富集分析表明,有25个差异表达基因在蛋白、核酸等生物大分子代谢、次生代谢和酶活性调节等过程中表现为富集。KEGG代谢通路分析表明仅有1个过氧化物酶超蛋白家族基因参与到苯丙合成、苯丙氨酸代谢和次生代谢产物合成等次生代谢途径中。综合分析表明:通过光合作用相关酶类活性的调节控制光合作用速率从而影响次生代谢途径可能是大豆适应低磷胁迫的主要途径。以上结果为大豆响应低磷胁迫相关分子机制的深入研究和功能基因的筛选奠定了基础。     

晋麦47幼苗叶片水分胁迫差异表达蛋白的鉴定与分析

为了从蛋白质水平进一步揭示小麦抗旱机理,以旱地小麦品种晋麦47为试验材料,采用蛋白质双向电泳技术,结合质谱鉴定技术,研究幼苗在正常供水与水分胁迫(-0.5 MPa的PEG-6000溶液处理48h)后叶片蛋白质组表达谱间的差异,分析水分胁迫差异表达的蛋白种类及其功能.研究发现,在正常供水和水分胁迫处理两种条件下,幼苗叶片蛋白的双向电泳图谱均可重复检测到850个蛋白点;31个蛋白点在两种供水水平间表达量存在显著差异,其中17个蛋白点在水分胁迫处理下表达量明显增加,14个蛋白点表达量明显减少.对这些蛋白点进行肽指纹图谱分析,并利用Mascot软件在NCBInr数据库搜索,最终有26个蛋白点被成功鉴定;其中,未知功能蛋白7个;已知功能蛋白19个,主要涉及能量、代谢、抗病与防御、细胞结构、转录与翻译以及信号转导等功能类别.结果表明,小麦体内的多个代谢及调控途径参与了对干旱的应激反应.最后,本文还对鉴定到的差异蛋白点与水分胁迫的关系进行了分析和讨论.     

水稻抗病基因介导的抗白叶枯病反应中蛋白质表达谱的比较分析

采用双向电泳 质谱分析技术,比较分析了水稻在接种白叶枯病菌 （Xanthomonas oryzae pv. oryzae）1、4、8、24、72 h 后蛋白质表达谱的差异。通过比较接种白叶枯病菌和对照之间、接种不同白叶枯病菌生理小种之间的表达差异,鉴定了72个差异表达的抗病相关蛋白点,对其中部分点的蛋白质进行了电离子喷雾二级质谱学分析鉴定,确定了11个抗病反应中差异表达的蛋白质。     

小麦条锈菌鉴别寄主中4抗条锈性的转录组学分析

为解析中4的抗条锈性分子机制,通过转录组测序,以侵染0 h为对照,分析条锈菌侵染12、24和48 h后差异基因的表达情况。结果共获得5 151个持续上调表达差异基因,其中,4 482个基因获得定位信息（A、B、D染色体组各占30.75%、35.27%、33.98%）,669个为新基因（无法确定其染色体位置）。GO功能注释分类将这些基因分成3大类46个亚类,主要涉及催化活性、转运活性、细胞部件、细胞、细胞器、代谢过程、细胞过程、单有机过程等;KEGG通路分析结果显示,获得定位信息的上调表达差异基因主要涉及剪接体、苯丙氨酸代谢、过氧化物酶体、半乳糖和氨基酸代谢等通路;新基因主要涉及糖的合成与代谢、氨基酸的代谢等通路。植物与病原菌互作通路共发现33个持续上调表达差异基因,编码抗病蛋白、MLO类蛋白、NAC和WRKY转录因子等。本研究结果为进一步解析中4抗条锈病的作用机制奠定了基础。     

低温-干旱交叉胁迫对东农冬麦1号地下茎蛋白表达的影响

为给寒地冬小麦抗逆性的分子育种提供依据,采用蛋白质双向电泳及质谱技术,对不同低温-干旱交叉胁迫下抗寒品种东农冬麦1号地下茎的蛋白质表达进行了比较分析。结果表明,在pH 4~7范围内,在东农冬麦1号地下茎蛋白表达图谱中发现25个蛋白点在低温-干旱交叉作用下的表达量与单独低温胁迫下有明显差异,其中9个蛋白点在干旱-低温交叉作用下表达量上调,16个下调。对差异蛋白点进行质谱分析,并通过数据库检索进行蛋白质鉴定,得到完整的肽指纹图谱,其中逆境诱导蛋白占26%,代谢相关蛋白占38%。     

水稻矮缩病毒Pns6和P8蛋白在病毒侵染水稻原生质体后的表达

【目的】为明确水稻矮缩病毒(Rice dwarf virus, RDV) Pns6和P8蛋白在病毒侵染水稻原生质体后的表达动态,【方法】利用PEG介导的病毒侵染原生质体体系,通过免疫荧光和电镜技术分析Pns6、P8蛋白以及病毒粒体在水稻原生质体中的定位;同时,通过Western blot和实时荧光定量PCR分析Pns6和P8蛋白及其RNA在水稻原生质体中的积累量。【结果】病毒接种水稻原生质体48 h后,Pns6蛋白在细胞质中可以形成类似于病毒原质(viroplasm)的点状内含体,P8蛋白也大量的表达。同时,病毒粒体在水稻原生质体中也形成内含体状的结构。病毒接种水稻原生质体12 h后,均可检测到Pns6和P8蛋白的表达,并且在36 h后达到最高值。病毒接种水稻原生质体后,Pns6 RNA在24 h时表达量达到最高,P8 RNA在36 h时表达量达到最高。【结论】RDV侵染水稻原生质体后,Pns6和P8蛋白均有表达,并且病毒也可能通过形成病毒原质来完成病毒在寄主细胞的复制和装配。     

槟榔黄化病叶片差异表达蛋白筛选与鉴定

以相同品种,树龄、长势一致的黄化病槟榔和健康槟榔叶片为试材,采用TCA(三氯乙酸)/丙酮法制备蛋白质样品,结合双向电泳-质谱结合技术,分析病原菌-槟榔互作后差异表达蛋白。结果表明,双向电泳SDS-PAGE胶中黄化病槟榔叶片与健康叶片平均蛋白质点数分别为1081个和960个,其中差异明显的点34个。选择5个差异蛋白点进行质谱(MALDI-TOF-MS)鉴定,并进行数据库查询,结果鉴定了2个蛋白质,分别为核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶和蕈状支原体高同源蛋白,这些蛋白质可能参与了槟榔黄化病发生和发展过程。另外3个蛋白点在数据库中未检索到同源性和匹配率较高的蛋白质,认为是未知蛋白。     

基于RNA-Seq技术的向日葵油酸形成的转录组学分析

本研究以高油酸材料J9和低油酸材料NK244为研究对象,在授粉后20d取材,采用RNA-Seq技术对其进行转录组学研究。经比较分析,2个材料共鉴定到差异表达基因（DETs）5 447个,其中上调表达基因2 709个,下调表达基因2 738个。对DETs进行生物信息学分析,GO信息分析表明,有2 218个DETs富集到57个功能条目,其中上调表达基因主要涉及催化活性、异构酶活性、碳水化合物结合、DNA结合、脂结合、碳水化合物过程、脂代谢过程和脂肪酸生物合成等;下调表达基因主要涉及蛋白激酶活性、ATP结合、蛋白磷酸化、tRNA氨酰化的蛋白质翻译和纤维素生物合成过程。KEGG分析中799个差异表达片段被显著富集在28个通路,主要为碳水化合物代谢通路和脂代谢通路。本研究为向日葵油酸调控机理研究提供了一定理论依据,为向日葵品质育种与种质创新提供理论参考。     

水稻育秧肥的壮秧效应及其蛋白质组学分析

 通过比较育秧肥和化肥作基肥的早稻秧苗质量的差异,及在这两种育秧条件下水稻叶片的蛋白质组表达差异,揭示了育秧肥的壮秧机理。结果表明,育秧肥具有促进秧苗分蘖和发根,使秧苗矮壮,提高秧苗叶绿素含量和光合生产能力,提高秧苗综合素质等作用。经双向电泳分离,获得了18个不同处理下发生差异表达的蛋白质。经质谱分析,其中16个蛋白质得到鉴定,包括9个参与光合作用的蛋白质,3个与蛋白质合成密切相关的蛋白质以及3个与抗性相关的蛋白质和1个未知功能蛋白质。      

水稻齿叶矮缩病毒Pns10蛋白在水稻原生质体内的表达

【目的】水稻齿叶矮缩病毒(Rice ragged stunt virus,RRSV)Pns10蛋白在介体昆虫细胞内可形成类似病毒原质(viroplasm)的内含体,是RRSV侵染介体所必需。然而Pns10蛋白在水稻寄主中是否具有类似功能及其表达情况如何未见报道。【方法】利用大肠杆菌系统表达Pns10蛋白,免疫家兔制备多克隆抗体;通过水稻原生质体病毒侵染体系,利用免疫荧光技术分析Pns10蛋白在水稻原生质体内的分布情况,利用实时定量PCR技术和Western blot技术分别检测Pns10 RNA和Pns10蛋白在水稻原生质体内的积累情况。【结果】将Pns10基因克隆到Gateway系统原核表达载体p DEST17中,IPTG诱导表达成功后,制备融合蛋白抗血清。Western blot检测显示,该抗血清可检测感病水稻叶片中的Pns10蛋白。病毒侵染水稻原生质体后,Pns10蛋白可形成类似病毒原质的内含体;Pns10 RNA在病毒接种8 h后开始积累,24 h后达到最大值,随后开始下降;Pns10蛋白在24 h后开始表达,之后维持较高水平,60 h后略有下降。【结论】成功获得了Pns10抗血清;Pns10在水稻原生质体内成功表达,可形成类似病毒原质的内含体,并且Pns10 RNA的表达先于其蛋白的表达。