利用转录组测序对不同贮藏温度处理玉米种子的苗期差异表达基因分析

利用常温与低温贮藏3个月的玉米杂交种种子进行标准发芽试验,取发芽7 d玉米幼苗进行转录组测序分析,通过GO、KOG、KEGG数据库分析处理差异表达基因的功能和参与的调控路径。以常温贮藏处理为参考,对转录组测序数据进行比较,低温贮藏处理共获得35个差异表达基因,其中上调基因28个、下调基因7个。在GO功能注释分析中,有26个差异基因被注释,可为分为18个功能分类。KOG功能注释分析发现,这些差异表达基因共获得19个功能注释,涉及到8个功能类别。KEGG通路分析发现,共有23个差异表达基因注释到13个代谢通路中,其中,谷胱甘肽代谢、抗坏血酸和肌醇代谢、甘油磷脂代谢等通路显著富集。低温贮藏处理玉米种子活力指数显著高于常温贮藏处理。通过两个处理转录组分析,RNA-seq数据揭示,谷胱甘肽、抗坏血酸和肌醇、甘油磷脂等中涉及的基因优先表达于低温贮藏处理中,表明LTS可以促进谷胱甘肽代谢,从而提高植物抗氧化性,同时可以提高玉米抗逆性。     

基于转录组测序的不同光学分光膜下生菜叶片的基因表达差异分析

新型光伏农业是在满足农作物生长的光照需求下进行光伏发电。为研究不同光学分光膜下生菜叶片的差异基因表达情况,以‘阿迪娜’生菜为试验材料,利用转录组测序（RNA-seq）技术分析在覆盖红蓝滤光膜（RBFF）和远红光截止膜（RICF）条件下生菜叶片的基因表达水平。结果表明,RBFF条件下有2685个基因存在差异表达,其中有1380个上调表达基因,1305个下调表达基因。RICF条件下有3264个基因差异表达,其中上调表达基因有881个,下调表达基因2383个。进一步分析发现,1498个差异表达基因在RBFF和RICF条件下均表达,1187个基因在RBFF条件下差异表达,1766个在RICF条件下差异表达。从上述差异表达基因中筛选出10个可能与光胁迫相关的基因,实时荧光定量验证转录组数据的可靠性。结果表明,大部分基因的表达情况与测序结果一致,说明转录组数据是可靠的。光响应相关基因的表达分析结果显示,RBFF覆盖下大部分基因在覆盖15 d时大量表达,达到表达高峰。RICF下的3个基因表达量较高,其余的表达量较低,大部分基因在 15~21 d时达到表达高峰。本研究为进一步挖掘生菜基因组中光响应基因以及揭示生菜对光响应的分子机制提供理论依据和数据支持。     

低氮胁迫下水稻剑叶转录因子表达变化

 利用Agilent 4×44K芯片全基因组研究低氮胁迫下,2个不同叶绿素含量水稻齐穗期剑叶的转录因子相关基因表达的变化。结果表明,低氮处理与对照相比,超绿水稻沈农196（SN196）剑叶共有53个转录因子相关基因表达发生变化（35个在转录水平下调表达,18个在转录水平上调表达）。丰锦剑叶有27个转录因子相关基因表达发生变化（21个在转录水平下调表达,6个在转录水平上调表达）。低氮胁迫响应转录因子相关基因表现出品种（系）特异性,超绿水稻SN196有48个特异响应,丰锦有22个特异响应。两个水稻品种（系）低氮胁迫响应的转录因子相关基因有5个重叠,其中1个在转录水平上调表达,4个下调表达。低氮胁迫下,水稻剑叶转录因子相关基因的表达发生变化,不同叶绿素含量水稻品种（系）既表现特异性,也存在部分重叠。两个水稻的低氮胁迫响应转录因子基因在染色体上的分布存在差异。     

利用cDNA阵列初步发掘橡胶树抗寒相关基因

通过橡胶树低温诱导全长c DNA文库,构建了1个含有11 708个Unigene的c DNA阵列。使用这些c DNA阵列对橡胶树抗寒品种93-114和低温敏感种质材料热垦501进行基因表达谱研究。结果表明,在低温诱导情况下,共有84个基因差异表达,其中52个上调表达,32个下调表达。在抗寒品种和低温敏感种质材料间的差异基因有21个,其中在93-114中上调的有12个,下调的有9个。进一步对这些基因进行了功能注释。     

温湿度变化对茶苗芽萌发基因表达的影响

利用数字基因表达谱技术研究了温湿度变化对秋插茶苗芽萌发基因表达的影响。通过保温棚处理日均温度提高约5.15℃,湿度提高5.10%,两者茶苗芽萌发具有明显差异。比较保温棚与对照芽的基因表达共筛选获得949个差异表达基因,其中503个基因受保温棚处理诱导上调表达,446个基因下调表达。对差异表达基因进行GO分类分析,在P值<0.01的情况下,有360个基因与14个GO分类匹配。其中7个GO分类与光合作用相关,P值最小的GO分类为光系统,其11个基因均表现为上调表达,说明高温高湿条件具有促进光合相关基因表达的作用。这些结果将为深入研究理解茶苗的生长机制及相关基因的克隆打下基础。     

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...     

低温胁迫下赤霉素对花生萌发特性的影响及转录组分析

低温冷害是吉林省花生全生育期的主要非生物胁迫灾害，生育后期如遇霜冻冷害，会严重影响花生的外观品质、籽仁品质和种子发芽能力。赤霉素是一种广泛存在于植物体中的一种植物激素，能够调节植物各种生长发育过程。本研究以高油酸花生品种吉花25为试验材料，在4℃条件下用赤霉素溶液(50 mg/L)低温浸种处理8 h,以水溶液低温浸种为对照(CK),28℃条件下发芽，统计24 h露白率、48～96 h的发芽率，计算72 h、96 h发芽指数和种子活力指数。对24～96 h的发芽种子进行取样，进行RNA-Seq转录组测序分析。结果表明：低温胁迫后，经赤霉素浸泡处理的花生种子24 h露白率显著高于CK,48～96 h的发芽率极显著高于CK,72 h、96 h的发芽指数和种子活力指数极显著高于CK。通过转录组测序分析可知，低温胁迫后，经赤霉素浸泡处理后的花生种子与CK相比分别有11 737、15 047、4 506、26 522个显著差异表达基因；GO功能注释将差异基因富集到50个功能组，KEGG代谢通路分析将持续差异表达的基因富集到138个代谢通路中，其中植物激素信号转导、氨基酸的生物合成、植物-病原菌互作...     

大麦根系响应湿害胁迫的转录组分析

湿害是影响大麦产量和品质的主要非生物胁迫之一。为进一步明确大麦响应湿害胁迫的应答机理,本研究以耐湿大麦品种泰兴9425为材料,利用高通量转录组测序(RNA-seq)技术,比较不同湿害胁迫时间下的基因表达差异。结果表明,湿害胁迫12 h后获得1 436个差异表达基因,而胁迫48 h后获得2 090个差异表达基因,其中共同上调表达基因286个。GO富集分析发现,涉及代谢过程、细胞膜、催化活性等的差异表达基因占比最多。KEGG富集分析发现,差异表达基因主要富集于糖酵解、类黄酮生物合成、乙烯合成等代谢通路。对7个耐湿相关的候选基因进行qRT-PCR分析,发现差异表达基因的表达量变化趋势与RNA-seq结果一致。     

水稻幼穗响应盐胁迫的转录组分析

盐胁迫是影响作物生长发育的重要环境因素之一。鉴定水稻耐盐新基因以及揭示其可能的机制并应用于新种质创制和新品种选育,是提高水稻耐盐性的重要途径之一。本研究以实验室自主选育的耐盐性不同的水稻品系58M和58L为材料,用0.6% NaCl处理0、6、24 h后收集水稻的幼穗,并进行转录组测序研究。结果发现,以0 h的幼穗为对照,58M品系在盐胁迫6 h后检测到表达上调基因1483个,下调基因1085个;盐胁迫24 h后上调基因937个,下调基因459个。58L品系在盐胁迫6 h后有931个基因上调,2614个下调基因;盐胁迫24 h后有930个基因上调,1299个下调基因。通过韦恩图分析发现,盐胁迫6 h后有178个基因在58M品系中上调,在58L中下调;盐胁迫24 h后有30个基因在58M品系中上调,在58L中下调。将这208个目标基因进行GO功能富集分析与KEGG pathway分析,GO分析发现,这些差异基因在生物学过程、细胞组分和分子功能3个主类中,分别占40.43%、31.56%和28.01%;KEGG Pathway分析结果表明,这些差异基因显著富集的通路包括二萜类生物合成、氨基酸糖与核苷酸糖代谢、苯丙烷生物合成、生物素代谢、代谢通路、次生代谢产物的生物合成、α-亚麻酸代谢、脂肪酸生物合成和不饱和脂肪酸的生物合成等。另外,通过对目标基因的挖掘共发现5个重要的转录因子。本研究通过水稻幼穗转录组分析,为研究幼穗耐盐分子机制提供参考。     

甘蓝型油菜杂种及其亲本的基因差异表达分析

以一个正在大面积推广的超高产甘蓝型油菜(B.napus)华油杂6号及其亲本为材料,应用拟南芥cDNA芯片,分析杂种和亲本在子叶期的基因差异表达.结果表明,杂种和母本8086A之间,有45个上调的转录本和73个下调的转录本;杂种和父本7-5之间,有105个上调表达的转录本和126个下调表达的转录本.所有这些涉及改变的转录本中,来自父本的转录本数目明显多于来自母本的转录本数目;下调表达的转录本明显多于上调表达的转录本.上调转录本中存在较多的非基础代谢基因,这些基因可能对华油杂6号子叶期杂种优势的形成起重要作用.     

玉米苗期根部比较转录组分析揭示耐盐性差异机制

以耐盐自交系郑58和盐敏感自交系昌7-2为材料,分析供试材料在无胁迫(CK)和200 mmol/L NaCl溶液胁迫下5 h的转录组数据。与无胁迫(CK)相比较,在郑58和昌7-2分别鉴定出390和421个上调、390和421个下调差异基因。对耐感材料间共同上调和郑58特有上调DEGs进行GO富集、REVIGO分析和KEGG富集分析以及重点通路分析结果表明：郑58和昌7-2间共同上调DEGs显著富集的条目包括对活性氧代谢过程的调节、内质网应激反应等GO条目;郑58特有上调显著富集含氧化合物的反应、对化学物质的反应等GO条目。共同上调DEGs仅在共单萜生物合成的代谢通路上显著富集;郑58特有上调DEGs在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成等6个通路上显著富集。在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成两个通路上分别有9和7个相关基因,耐盐自交系郑58上调的转录因子在MYB和NAC家族分布数量较多。植物激素信号转导、苯丙烷生物合成通路相关的基因以及MYB和NAC家族基因可能与玉米耐盐性密切相关。     

睡莲叶片胎生发育转录组分析

睡莲叶片胎生现象是繁育途径的重要补充,对种群的传播、扩散和生态环境的适应性有重要作用。通过转录组测序技术筛选和分析睡莲叶片胎生现象相关的代谢路径和调控基因,为深入认识睡莲叶片胎生发育的分子机制提供参考。以叶片具有胎生现象的‘小花睡莲’（X）和叶片无胎生现象的‘蓝星睡莲’（L）为材料,利用RNA-Seq技术对叶片4个发育阶段的叶脐部分进行生物信息学分析。分析对照（L）和样品（X）叶片不同发育阶段测序结果：筛选出的差异表达基因（DEGs）中,34 909个基因（48.65%）表达上调,36 850个基因（51.35%）表达下调。DEGs分析显示,随着叶片的发育,X和L上调基因和下调基因数均呈增加趋势。对L1-vs-X1、L4-vs-X4阶段的GO和KEGG功能富集分析表明,DEGs主要富集在质膜和膜相关成分、胞外区域、细胞壁等相关的细胞组分中,涉及到代谢过程、生物合成和应急响应等;Pathway代谢通路表明,DEGs主要参与到植物激素信号转导、苯丙烷类生物合成、氨基酸类代谢、类黄酮生物合成、甘油磷脂类代谢以及细胞周期相关等过程。对DEGs进一步分析,克隆出了4个可能参与睡莲叶片胎生发育的转录因子。     

热带果蔬采后冷害研究进展

果蔬采后冷害机制及其防控是当前采后研究领域中倍受关注的科技问题。果蔬冷害发生是由内在因子和外部环境因素共同作用的结果。近年来,随着现代分子生物学技术的应用,并借鉴模式植物拟南芥的研究成果,果蔬采后冷害发生调控机理及防控技术研究取得一系列进展。本文综述了热带果蔬采后冷害发生的生理与分子机制和冷害防控技术的最新研究成果,关注能量代谢调控果蔬采后冷害作用,重点介绍了生物技术在防控果蔬冷害上的应用,并对今后研究方向作了展望。     

剑麻与烟草疫霉互作过程中的转录组研究

斑马纹病是剑麻的主要病害之一,为了挖掘剑麻斑马纹病抗病相关基因,以斑马纹病抗病品种热麻1号为材料,分别在接种0、24、36、48和72 h进行转录组测序,组装后获得103 326个转录本和70 110个Unigenes,转录本和Unigene的平均长度分别为726 bp和645 bp。其中有33 474个Unigenes被成功注释到NR,NT,KO,Swissport等7个功能数据库中。DEG分析表明,在接种24、36、48、72 h后分别有4 676、3 769、3 308、3 757个Unigenes被诱导差异表达,且PR蛋白,类黄酮生物合成、苯丙素类生物合成、过氧化物酶等基因上调表达明显,而热击蛋白、细胞色素P450和叶绿素a/b结合蛋白等基因明显下调表达。差异基因代谢通路分析表明,参与核糖体、光合作用、苯丙素类生物合成、苯丙氨酸代谢通路、植物激素信号转导途径、类黄酮生物合成途径、脂肪酸生物合成途径等代谢通路明显富集。本研究全面了解剑麻与烟草疫霉互作关系,是为剑麻斑马纹病抗病机制研究提供理论基础。     

燕麦植物激素信号转导通路中响应干旱胁迫的关键基因

植物激素信号转导通路是响应胁迫的重要通路，该通路中基因的表达调控作物的抗旱性。为挖掘燕麦植物激素信号转导通路中响应干旱胁迫的关键基因，本研究对燕麦幼苗进行不同干旱胁迫处理，取叶片进行转录组测序，分析不同处理下基因的表达。结果表明，与正常水分条件相比，轻度干旱胁迫（PEG 10%）诱导624个基因表达发生显著变化（DEGs），重度干旱胁迫（PEG 20%）诱导13 063个。GO富集分析显示，重度干旱胁迫下，DEGs主要富集在对胁迫反应的调节；KEGG分析显示，轻度干旱胁迫下，植物激素信号转导通路中1个ARF和2个CRE1基因表达显著下调，表达量较高，可能为燕麦在该通路中响应轻度干旱胁迫的基因；而重度干旱胁迫下，植物激素信号转导通路富集169个DEGs，其中生长素和脱落酸信号转导过程DEGs较多，分别占植物激素信号转导通路总DEGs的20.7%和15.9%；在8条激素信号转导过程中筛选出12个表达量较高的基因，可能为燕麦在该通路中响应重度干旱胁迫的关键基因。本研究将为今后燕麦抗旱基因的克隆和验证提供依据。     

热胁迫下水仙花叶片的转录组分析

为研究水仙响应高温胁迫过程中相关基因的表达及响应热应激的分子机制,本研究以漳州水仙花为材料,使用BGISEQ-500测序技术,对高温（30、35 ℃）处理及正常生长条件（15 ℃）的水仙叶片进行转录组学的测序分析。使用Trinity软件对15（对照）、30、35 ℃（高温胁迫）处理24 h的水仙叶片测序数据进行从头组装,利用BLAST软件进行基因比对注释,通过DEGseq和PossionDis检测差异表达基因,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。结果表明：本次水仙花叶片测序共获得112 160条总长度为128 733 815 bp、平均长度为1147 bp的Unigene,其N50以及GC含量分别为1770 bp和42.33%。Nr比对注释匹配度最高的物种为石刁柏,利用KOG数据库进行比对,5560条Unigene序列分布于25个功能区域。差异表达基因GO富集显示与光合系统及膜系统相关的GO term被显著富集,KEGG分析显示次生代谢物的生物合成、苯丙烷类生物合成、代谢途径、光合作用、糖胺聚糖降解、乙醛酸和二羧酸代谢、光合作用-天线蛋白、单萜类生物合成等8条代谢途径在3个比较组中均显著性富集,硫胺素代谢途径是唯一在高温胁迫条件下均显著富集的代谢途径。本研究注释了大量相关基因序列,通过本研究为改善水仙花植物的耐热性及耐热性品种的培育提供了丰富的数据资源和分子基础。     

转Pi9抗稻瘟病基因水稻株系的比较转录组分析

【目的】在转录水平上解析Pi9基因介导的稻瘟病抗性调控机理,为培育抗病水稻品种提供理论依据。【方法】向水稻品种日本晴(NPB)及其转Pi9抗稻瘟病基因株系(NPB/Pi9)接种稻瘟菌。分别于接种后0 h、12 h、24 h、36 h提取叶组织样品,选取12503个水稻基因定制基因芯片,进行水稻基因转录组分析,并通过qRT-PCR对部分差异表达基因进行验证。【结果】NPB/Pi9在接种后12 h、24 h和36 h的基因表达量分别与其接种0 h表达量比较,共检测到7754个差异表达基因;相应地,感病水稻NPB在以上时间点共检测到7385个差异表达基因;在接种后36 h,NPB/Pi9的差异表达基因数目显著多于NPB。比较NPB/Pi9和NPB相同时间点的基因表达量,共获得4065个差异表达基因,其中接种后36 h的差异表达基因显著多于接种后0 h、12 h或24 h。因此,NPB/Pi9的稻瘟病防御反应更强烈。对NPB/Pi9与NPB相同时间点的差异表达基因进行GO和KEGG分析,细胞外区域、植物对刺激应答、转录调控、氧化还原、离子结合、次生代谢和植物激素相关的GO分类在接种后呈显著富集,苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成和植物激素信号途径的KEGG通路在接种后显著富集。与效应分子触发的免疫反应(ETI)相关的水杨酸信号途径、几丁质酶,以及与病原相关分子模式触发的免疫反应(PTI)相关的胞外区域、对刺激的应答、木质素合成等,均在抗感水稻之间差异表达。而且PTI/ETI共有的WRKY转录因子、MAPK激酶、茉莉酸和乙烯信号途径等发生差异表达。综上所述,NPB/Pi9和NPB的差异表达模式与ETI和PTI相关,两者相互联系并在Pi9介导的稻瘟病抗性中发挥作用。【结论】与日本晴比较,抗病基因型NPB/Pi9对稻瘟病防御反应更强烈。转录因子、激酶、NBS-LRR基因、几丁质酶、水杨酸、茉莉酸和乙烯信号途径,以及植物次生代谢在Pi9介导的稻瘟病抗病反应中发挥重要作用。     

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。