油莎豆5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶基因CeEPSPS的克隆与分析

起源于非洲和地中海沿岸的油莎豆以适应性广、产油量高而成为我国的新型油料作物。为促进该物种的开发与利用，研究基于基因组和转录组数据对油莎豆及代表性单子叶植物的EPSPS基因进行系统鉴定。结果表明：与大多数植物类似，油莎豆仅含有1个EPSPS基因，其包含7个内含子，命名为CeEPSPS;RT-PCR分离到的CeEPSPS编码区序列为1584 bp，预测编码514个氨基酸，其N端的前70个残基为叶绿体信号肽，77～508位残基为高度保守的EPSP合酶结构域（PF00275）；与EPSP合酶结构域相比，信号肽在不同植物中变异较大；CeEPSPS成熟蛋白的理论分子量为47.32 kDa，等电点为5.49，总平均疏水指数为0.069，脂肪族指数为93.76，不稳定系数为31.73，与其他物种相近，均属于稳定的疏水型酸性蛋白；进化分析支持油莎豆划归为禾本目莎草科。序列比对和基因组测序分析结果显示，56份油莎豆种质不存在已报道的草甘膦抗性变异。qRT-PCR分析结果显示，CeEPSPS主要在成熟叶片和块茎中表达，其表达水平显著高于芽、幼嫩叶片、衰老叶片和芽茎。此外，本研究还构建了CeEPSPS的植物过...     

保护品种云茶1号茶树全长转录组测序分析

为探讨云茶1号茶树品种优异性状的遗传基础,采用Pac Bio平台进行全长转录组测序,最终获得Polished consensus序列213 389个,预测到CDS有223 120个,检测到195 062个SSR位点。在NR数据库有170 264个同源序列比对到980个物种;有103 124个在KOG数据库得到注释,根据其功能各分为26类;有65 524个得到GO注释分为细胞组分、分子功能及生物学过程等三大类的55个功能组;根据KEGG数据库,105 972个得到了注释,涉及到216个代谢途径分支,包括茶叶品质、活性物质代谢以及抗逆等相关基因等;还预测到隶属于60个转录因子家族的转录因子有5 785个。这些结果为进一步开展云茶1号茶树特异性状基因的标记性引物开发、遗传研究以及品质形成和抗逆机制研究奠定了基础。     

油莎豆块茎萌发特性的初步研究

研究不同浸泡温度、环境温度、基质及块茎大小的处理对油莎豆块茎萌发的影响，并初步分析不同来源地的油莎豆块茎萌发及幼苗生长特性。结果表明：35 ℃温水浸种，有效改善了油莎豆块茎的透水性，并显著提高块茎萌发率；环境温度为35~42 ℃时，有利于油莎豆块茎发芽，20 ℃以下的低温不利于块茎的萌发；透气性较好的沙壤土适宜油莎豆的种植，而黏质壤土则相反；在选种育苗时，应优选大粒饱满的油莎豆块茎用于催芽育苗；此外引种我国不同地区的油莎豆品种幼苗长势与地理纬度无相关规律。据上述试验结果，并结合我国海南省的环境条件，应尽快在海南进行油莎豆的南繁育种及栽培等方面的研究。     

我国油莎豆产业发展现状、潜力及对策

油莎豆（Cyperus esculentus L.）是一种粮油饲兼用、综合利用价值较高的经济作物。其地下块茎富含油脂、淀粉、糖、蛋白质、膳食纤维等营养成分,地上茎叶可作为畜禽优质饲草。作为一种原产于沙漠地区的多用途作物,油莎豆具有适应性广、生物产量大、高附加值等特性,具有较大的开发应用潜力。我国丰富的沙地等边际土地资源为油莎豆产业发展提供了坚实的基础。目前,我国油莎豆产业基础已经形成,产业链条基本具备,发展前景广阔。本文概述了油莎豆特性与用途、研究与产业发展现状,分析了我国油莎豆产业发展潜力和存在问题,提出了产业发展对策与建议,以期为我国油莎豆产业健康快速发展提供参考。     

利用抑制差减杂交分离芝麻耐湿性相关基因

为分离芝麻耐湿性相关基因,以敏感品种鄂芝2号和耐湿品种2541为实验材料,通过抑制差减杂交(SSH)构建了芝麻湿害胁迫的差减cDNA文库。在随机挑取的162个阳性克隆中,测序获得146条高质量的EST,含有106条非重复序列(Unigenes)。其中82条非重复序列与GenBank中的基因或蛋白具有较高的同源性,占全部序列的77.36%。对有功能注释的39条同源序列分析发现,其涉及植物的基础物质、能量代谢、信号转导、转录调控和解毒防御等方面,说明这些基因很可能参与到芝麻的耐湿性反应中。     

油莎豆生长素受体TIR1基因家族鉴定及响应盐胁迫和外源IBA的表达分析

特色油料作物油莎豆（Cyperus esculentus L.）地下块茎可积累大量油脂，且具有适应性广和抗逆性强等特点，是研究植物抗逆性和地下营养器官富集油脂的优异材料。运输抑制剂响应蛋白1(transport inhibitor response protein 1,TIR1)作为生长素受体可调控植物生长发育和响应非生物胁迫。然而，油莎豆CeTIR1的相关研究鲜有报道。本研究基于油莎豆转录组数据筛选鉴定出4个油莎豆TIR1基因（CeTIR1-1、CeTIR1-2、CeTIR1-3和CeTIR1-4），并采用RT-PCR技术克隆到4个CeTIR1成员的ORFs。生物信息学分析表明，4个CeTIR1蛋白含有典型的F-box蛋白结构域、AMN1超结构域和Transp＿inhibit结构域。CeTIR1s序列长度、编码蛋白相对分子量和等电点等理化性质差异较小。4个CeTIR1分别与禾本目莎草科、木犀科及十字花科的植物来源的TIR1s在进化上亲缘关系较近。基因表达分析显示，油莎豆CeTIR1基因在不同组织表达水平差异显著，均在块茎组织中高表达，在根和叶组织中表达量较低。盐胁迫处理下油莎豆幼苗抗...     

转录组测序筛选野生大豆糖代谢途径干旱相关基因及其表达差异分析

野生大豆较栽培大豆有更广的遗传多样性，在组学水平整体分析其基因表达模式对筛选抗旱关键基因、 解析干旱胁迫响应调控网络和促进分子育种具有重要意义。本研究采用高通量测序技术对PEG6000模拟干旱胁 迫处理第0 h、6 h、12 h、24 h和48 h的30d苗龄野生大豆RNA进行转录组测序，获得了1796条糖代谢途径相关序 列。淀粉和蔗糖代谢途径通路注释的差异基因最多，半乳糖代谢途径次之；在获得的109个差异表达基因中，干旱 胁迫处理第12 h差异表达基因最多；对以上109个差异表达基因构建蛋白质相互作用网络，以节点度>10为标准筛 选中心节点，共获得8个关键基因。为进一步研究野生大豆干旱胁迫下的糖代谢相关基因奠定了基础。     

不同干燥工艺下脱皮油莎豆干燥特性及品质研究

采用先湿法脱皮再干燥的方式可以简化油莎豆榨油前工序，提高榨油效率。为探究最适合的干燥工艺，本文以湿法脱皮油莎豆为研究对象，探究其薄层热风干燥特性，对比分析不同干燥工艺下脱皮油莎豆品质及所制取油脂的品质变化规律，以期为油莎豆产业化发展提供支持。本实验分别将油莎豆在自然干燥以及热风温度为50℃、60℃、70℃，风速0.8 m/s条件下进行干燥，再测定油莎豆的色泽、硬度、复水性以及脱皮油莎豆所制取油脂的品质。实验结果显示，样品干燥后亮度值、泛红度降低，硬度升高；热风50℃样品复水性最好，自然干燥次之，热风70℃下样品复水性最差；热风干燥条件下，随着风温的升高，所制得的油莎豆油的酸价及过氧化值均呈增加趋势，但是远低于国家标准中对食用植物油的要求。     

Sprouting Characteristics of Yellow Nutsedge ( Cyperus esculentus L.) Tubers

研究不同浸泡温度、环境温度、基质及块茎大小的处理对油莎豆块茎萌发的影响,并初步分析不同来源地的油莎豆块茎萌发及幼苗生长特性.结果表明:35℃温水浸种,有效改善了油莎豆块茎的透水性,并显著提高块茎萌发率;环境温度为35～42℃时,有利于油莎豆块茎发芽,20℃以下的低温不利于块茎的萌发；透气性较好的沙壤土适宜油莎豆的种植,而黏质壤土则相反；在选种育苗时,应优选大粒饱满的油莎豆块茎用于催芽育苗;此外引种我国不同地区的油莎豆品种幼苗长势与地理纬度无相关规律.据上述试验结果,并结合我国海南省的环境条件,应尽快在海南进行油莎豆的南繁育种及栽培等方面的研究.     

西藏青稞品种喜马拉雅8号低温处理的SSH-cDNA文库构建及分析

为进一步研究青稞低温抗性相关基因,以喜马拉雅8号为材料,通过抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)的方法,构建青稞低温环境下的cDNA文库,并通过nr及KEGG数据库对筛选得到的高质量EST序列进行功能注释。结果发现,对随机挑选的281个阳性克隆进行测序,获得209条高质量ESTs序列,其中有117条序列能够在GenBank库中比对到同源性较高的基因或蛋白。对上述117条序列进行GO功能注释及KEGG代谢路径分析,发现其涉及到植物的基础物质、能量代谢、光合作用、信号转导等方面,说明这些基因可能参与了青稞对低温的抗性反应。     

油莎豆块茎油脂积累相关基因CeWRI1的克隆与功能分析

起源于非洲的油莎豆是迄今唯一已知在块茎中高水平积累油脂的新型草本油料作物。基于我国当前食用植物油和生物柴油原料供给紧张的局面,挖掘参与油莎豆块茎油脂积累的关键基因具有重要的理论意义和应用价值。WRI1（WRINKLED1）隶属于AP2/ERF转录因子家族,是一类被证实在油料种子发育过程中控制碳源由糖向油分配的关键基因。本研究采用RT-PCR技术从油莎豆的块茎中分离到一个WRI1同源基因（CeWRI1）,该基因的编码区为1116 bp,预测编码371 AA,其理论分子量为41.58 kDa,等电点为5.76,总平均疏水指数为-0.750,不稳定系数为60.75,细胞核定位,这与其转录调控功能是一致的。与拟南芥WRI1类似,序列分析显示CeWRI1含有2个保守的AP2结构域（PF00847）、1个VYL基序和1个14-3-3/BPM结合基序;相比AP2结构域和N端,其C端序列的变异较大,但包含与蛋白降解相关的PEST基序。qRT-PCR分析显示,CeWRI1在叶片、叶鞘、根、匍匐茎和块茎等主要组织中都有表达,且其在起始期、膨大初期、膨大中期、膨大晚期和成熟期等不同发育时期块茎中呈现先降后升的J型表达趋势,表达丰度最高的为成熟期,最低是膨大中期,这与油脂的积累模式大体一致。在烟草中的功能分析显示,CeWRI1的异源瞬时过表达可显著提高叶片的油脂（甘油三酯）含量,这进一步证实该基因具有油脂调控功能。上述结果表明CeWRI1是调控油莎豆块茎高水平积累油脂的关键基因之一,这不仅为进一步揭示油莎豆块茎油脂积累的调控机制奠定了坚实的基础,也为后期的品种改良提供了宝贵的基因资源。     

芝麻EST-SSR引物的开发与应用

为丰富芝麻EST-SSR引物,本研究从实验室构建的高油芝麻品系中芝14号的不同种子发育期cDNA文库中获得45 569条表达序列标签（expressed sequence tags,EST）,通过前处理得到总长17.428Mb的无冗余EST共32 421条。利用MISA和SSR finder软件包工具对EST序列进行SSR位点查找,在这些序列中发现有1 688条Unigene,共有1 949个SSR。共226个序列含2个或2个以上SSR位点。这些SSR中出现频率最高的重复基序类型为三核苷酸(74%)。为开发芝麻EST-SSR引物,探讨EST-SSR用于芝麻品种遗传差异研究的可行性,用12份不同含油量品系材料评价其中34对与油脂代谢相关的基因SSR引物,全部成功扩增,共有3对引物获得多态性条带。结果表明,芝麻EST-SSR 标记开发效率较高,是芝麻SSR标记开发的重要措施,对于芝麻品种的鉴定与遗传多样性分析具有很高的应用价值。       

基于瓠瓜转录组测序的EST-SSR标记的开发及其应用

为丰富瓠瓜分子标记库、开发瓠瓜SSR标记、寻找有效的瓠瓜种质资源鉴定方法,利用MISA软件对瓠瓜转录组测序获得的87 518条unigene序列进行筛选,共检测出11 029个SSR位点,发生频率为9.85%,分布距离为平均每8.3 kb有1个SSR 位点。其中只包含1个SSR位点的unigene 序列有6759条,其发生频率为7.72%;有1858条unigene序列含有2个及2个以上的SSR位点,发生频率为2.123%;有920条unigene序列属于混合形式的SSR标记,频率为1.051%。瓠瓜转录组中优势重复基序为单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR位点的55.51%、25.41%和17.07%。A/T、AG/CT和AAG/CTT分别是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的优势重复基元,分别占总SSR重复类型的98.22%、55.39%和39.86%。用Primer 3.0共设计出8617对SSR引物,利用6对条带清晰、多态性稳定的SSR引物构建了36个品种的指纹图谱,部分位点具有高度的一致性,说明基因来源范围较小。聚类分析显示,在相似系数为0.68时将36个瓠瓜品种分为6类。其表明我国瓠瓜品种资源遗传多样性非常狭窄,利用现有瓠瓜资源开展品种选育潜力有限,应加强对野生特异种质的引进与发掘利用。利用瓠瓜转录组数据进行SSR标记开发,获得的SSR位点能为其遗传多样性分析和遗传图谱构建提供更丰富可靠的标记选择。     

基于转录组测序的油梨 EST-SSR 引物开发

利用转录测序技术,开发油梨表达序列标签-简单重复序列（EST-SSRs）,为 SSR 标记在油梨种质资源鉴定、 品种选育及遗传连锁图谱构建奠定基础。采用 Illumina 二代测序的技术,共获得 37 639 条无冗余的序列,对其进行 SSR 搜索,共获得 6 419 条简单序列重复（SSR）。利用 Primer 3.0 软件设计 SSR 引物,并以 11 份油梨种质筛选多态性引物。 基于转录组序列开发出的 EST-SSR 的分布频率为 17.05%。在油梨 EST-SSR 中,单核苷、二核苷和三核苷的重复占主 导,占总数的 99.07%。单、二、三核苷酸重复单元分别占总 SSR 的 37.47%、31.80%和 29.80%;出现频率最高的二核 苷酸重复基元是 AG/CT,占总数的 29.15%,出现最高的三核苷酸重复基元为 AAG/CTT,占 12.01%。随机选择 315 个 SSR 位点合成引物,经 11 份油梨种质筛选鉴定,227 对引物可扩增获得产物,有效扩增率为 72.06%;其中 34 对引物 表现出良好多态性,占有效引物的 12.78%,占总引物的 10.79%。在 34 对多态性引物中,每对引物扩增等位基因数 2~12 个。利用高通量测序开发 SSR 引物有较好的实用性,开发获得的 34 个具有多态性的油梨 SSR 标记可用于研究油梨及 其相关近缘物种的遗传变异。     

基于转录组测序的油梨 EST-SSR 引物开发

利用转录测序技术,开发油梨表达序列标签-简单重复序列（EST-SSRs）,为 SSR 标记在油梨种质资源鉴定、品种选育及遗传连锁图谱构建奠定基础。采用 Illumina 二代测序的技术,共获得 37 639 条无冗余的序列,对其进行 SSR搜索,共获得 6 419 条简单序列重复（SSR）。利用 Primer 3.0 软件设计 SSR 引物,并以 11 份油梨种质筛选多态性引物。基于转录组序列开发出的 EST-SSR 的分布频率为 17.05%。在油梨 EST-SSR 中,单核苷、二核苷和三核苷的重复占主导,占总数的 99.07%。单、二、三核苷酸重复单元分别占总 SSR 的 37.47%、31.80%和 29.80%;出现频率最高的二核苷酸重复基元是 AG/CT,占总数的 29.15%,出现最高的三核苷酸重复基元为 AAG/CTT,占 12.01%。随机选择 315 个SSR 位点合成引物,经 11 份油梨种质筛选鉴定,227 对引物可扩增获得产物,有效扩增率为 72.06%;其中 34 对引物表现出良好多态性,占有效引物的 12.78%,占总引物的 10.79%。在 34 对多态性引物中,每对引物扩增等位基因数 2~12个。利用高通量测序开发 SSR 引物有较好的实性,开发获得的 34 个具有多态性的油梨 SSR 标记可用于研究油梨及其相关近缘物种的遗传变异。     

基于转录组测序的火龙果果肉不同发育时期淀粉和蔗糖代谢途径相关基因差异表达分析

采用Illumina Novaseq 6000测序技术对火龙果果肉3个时期（幼果期、转色期、成熟期）的样品进行转录组测序,对获得的Unigene进行7大数据库注释,共有3617个Unigene成功注释在所有数据库中,进一步筛选与淀粉和蔗糖代谢途径相关的5个酶基因并进行实时荧光定量PCR（qPCR）基因表达验证。结果表明：转录组测序共得到115 193条转录本和47 855条Unigene,N50为2000。GO功能富集分析结果表明,18 582个Unigene在GO功能注释中被分为生物过程、细胞组成及分子功能3大类。KOG功能分类结果表明,6203个Unigene在KOG注释中被分为25个组,其中翻译后修饰、蛋白质周转、伴侣包含的Unigene最多,共854个。KEGG代谢通路注释结果表明,6554个Unigene获得功能注释,共有119条代谢途径,其中碳水化合物代谢所占比例最高。筛选出UGP2、glgC、glgA、Cluster-12747.5831、Cluster-12747.16617等5个参与淀粉和蔗糖代谢合成途径的关键酶基因,qPCR检测表达水平与转录组测序结果一致。