盐胁迫下不同甘薯品种的转录组测序分析

为了获得甘薯耐盐转录组序列信息,挖掘差异表达基因及其相关代谢途径,本文以盐胁迫处理0 d、3 d和6d的耐盐甘薯品种‘榕薯819’以及不耐盐甘薯品种‘榕薯910’的叶片为材料,借助高通量测序技术进行转录组测序分析。结果表明, 2个品种共获得157,252条Unigenes,平均组装长度为576 bp。其中有83,264条Unigenes在七大数据库中得到注释,占总数的52.95%。NR注释分类结果显示,在牵牛花(Ipomoea nil)中比对到同源序列的Unigenes最多,共43,620条,占总数的57.05%。Unigenes在KOG数据库中的注释主要富集在普通功能预测(8752个)、信号转导机制(5067个)以及翻译后修饰、蛋白转换、分子伴侣(4471个)中。差异表达分析显示,在‘榕薯819’中,盐处理3 d和6d的样品差异表达基因数分别为323个和3752个,共参与了33个GO功能分类项和302条KEGG代谢通路。在‘榕薯910’中,差异表达基因数则分别为5554个和7395个,共参与了50个GO功能分类项,涉及了329条KEGG代谢通路。以部分差异表达基因的转录组数据为基础,...     

花蕾型金银花新品育苗及其栽培

灰毡毛忍冬(L o n i c e r amacranthoides)是忍冬科忍冬属半常绿藤本植物,是一种具保健、药用、观赏及生态功能于一体的经济作物。其花蕾绿原酸含量在全国各种金银花中最高,是西南、中南地区商品金银花的主要品种之一。湖南林业科学院经多年研究,从灰毡毛忍冬选育出高产、优质     

灰毡毛忍冬转录组SSR位点分析及EST-SSR标记开发

灰毡毛忍冬(Lonicera macranthoides)为中药山银花的一种基原植物,在中国南方广泛分布,具有很高的药用价值和经济价值。本研究利用MISA工具对灰毡毛忍冬转录组74 057条Unigenes中的SSR位点进行了分析,其中15 587条Unigene共计含有SSR位点20 161个,SSR发生频率为21.05%。灰毡毛忍冬转录组SSR位点的种类从单核苷酸至六核苷酸重复均有分布,主要重复类型是二核苷酸(9 704个)和三核苷酸(5 847个),分别占SSR总数的48.13%和29.00%,主要重复单元为AG/CT (6 086)、AT/AT (3 071)和A/T(2 826),分别占SSR总数的30.19%、15.23%和14.02%。SSR位点的重复次数分布最多的是6和5次,分别有4 897和3 531个,分别占总SSR数的24.29%和17.51%。利用Primer 6.0软件设计了17 611对SSR引物,随机选出30对引物进行扩增验证,其中14对扩增条带表现出多态性,进而利用这14对引物对6个灰毡毛忍冬品种开展了遗传多样性分析。本研究结果将为灰毡毛忍冬物种鉴定、遗传多样性分析和分子标记辅助育种等提供科学依据。     

火力楠转录组测序与组织差异表达基因分析

火力楠具有重要经济价值与生态功能,但缺乏其基因组信息,限制了其分子生物学、基因功能与分子育种的相关研究。以火力楠根、茎和叶为材料,利用Illumina高通量测序技术进行转录组测序,并对得到的测序数据进行de novo组装,获得97 503条Unigenes,N50为1 010 bp、平均长度852 bp。与公共数据库进行比对,注释到NR、Swiss-Prot数据库的Unigenes分别为60 926、44 249条。将Unigenes与COG数据库比对,有42 344条Unigenes成功注释,根据功能大致分成25类;与GO数据库比对,有15 947条Unigenes获得注释,按功能可分为生物学过程、细胞组分和分子功能3大类55亚类,其中参与的生物学过程较多;以KEGG数据库参考,有26 267条Unigenes参与330条代谢途径分支,以代谢相关的途径较为集中;差异基因表达分析我们得出,根与茎的差异表达基因为2 826个,根与叶之间的差异表达基因为3 230个,这两组差异基因相对校多,除此之外茎与叶差异基因相对较少;差异基因的GO分类、GO富集以及pathway富集分析表明,主要在细胞组分、蛋白质活性、生物合成以及代谢过程等所占比例较高。这些研究结果极大地扩充了火力楠的基因资源,将有助于火力楠基因的发掘与利用、分子标记的开发及其种质资源遗传改良的研究等。     

三个新疆核桃品种的转录组分析

核桃(Juglans regia L.)是新疆的重要经济树种。为研究‘新温81’(W81)、‘新温179’(W179)和‘新萃丰’(X10) 3个新疆核桃品种差异的遗传基础,我们对3种核桃仁的转录组进行了测序和分析。结果表明,所有样本与参考基因组比对后匹配率在93%以上,共有36 812个基因至少在六大数据库(NR, SwissProt, Pfam,COG, GO和KEGG)中一个数据库获得注释,占总基因数目的 84.97%。分组比对显示,W81与X10、W81与W179、W179与X10间分别有1 921、2 058和1 253个差异表达基因。通过GO功能注释显示,3个品种差异基因在生物过程、细胞组分和分子功能3大类别均有分布,且分类结果相似。KEGG代谢通路富集分析表明,W81与W179,W81与X10间的差异基因主要富集在氨基酸代谢、脂肪酸合成与降解等代谢途径,W179与X10间仅在四条代谢途径有差异基因富集。本研究为培育优质核桃品种提供了科学依据。     

转录组鉴定‘三白’石榴品种籽粒发育相关差异表达基因

为了研究石榴籽粒发育遗传机制及其在育种中的应用,以‘三白’石榴品种开花后60 d和120 d籽粒为试材,进行转录组测序分析。对表达差异基因进行GO注释及KEGG富集分析。结果分析表明,与‘三白’石榴开花后60 d籽粒相比,在开花后120 d籽粒中总共检测到8 409个显著差异表达基因;KEGG富集分析表明差异表达基因显著富集在激素信号转导及其它代谢产物的合成和代谢等18条代谢通路上;5类可变剪接类型中鉴定出了76个靶基因,其中17个为差异表达基因。定位到的差异表达基因可以为解析石榴籽粒发育以及基因克隆提供理论指导。     

粳糯谷胚乳灌浆期差异表达基因富集分析

小米直链淀粉与支链淀粉的含量是影响蒸煮和食味品质的重要性状。粳谷和糯谷在籽粒灌浆期淀粉合成的途径和成分不同。利用高通量测序技术Illumina Hiseq4000对糯谷‘公谷68’和粳谷‘赤谷4号’(灌浆期第1天和第5天)未成熟籽粒进行转录组测序。结果表明:(1)糯谷和粳谷GBSSⅠ酶活性均呈低-高-低的趋势,二者活性大小存在一定差异。糯性品种‘公谷68’灌浆期第5天与第1天筛选出665个上调差异表达基因,上调基因较下调基因多431个;粳性品种‘赤谷4号’灌浆期第5天与第1天上调基因较下调基因多97个。(2)糯谷A_2-VS-A_1比较组差异基因GO富集在生物过程和分子功能,如种子油体生物发生、17-β-酮类固醇还原酶活性等7个功能;粳谷B_2-VS-B_1差异基因GO富集在光系统Ⅰ中的光捕获、色素结合等8个功能。(3)糯谷A_2-VS-A_1差异基因KEGG主要富集于咖啡因代谢、亚油酸代谢、花青素的生物合成和黄曲霉毒素生物合成途径,粳谷B_2-VS-B_1差异基因KEGG主要富集在光合作用-天线蛋白、亚油酸代谢、咖啡因代谢、油菜素类固醇生物途径,粳糯两个比较组富集过程均包括咖啡因代谢和亚油酸代谢途径。(4)糯谷和粳谷两个比较组中分别筛选到3个(SSⅡ-3, PHO1, AS)和4个(PHO1-1, AS, AGP16, WAX)差异较大且与胚乳粳、糯性相关的基因。以Actin (Si001873)为内参基因,将上述7个差异基因进行RT-qPCR验证,与转录组结果相吻合,说明差异基因与胚乳粳糯性相关。     

烯效唑浸种对干旱胁迫下大麻叶片的转录组调控分析

为了从转录组水平分析烯效唑缓解干旱胁迫的分子机制,以大麻品种‘汉麻2号’为材料,试验共设清水浸种的正常供水(CK),清水浸种的干旱处理(D),烯效唑浸种的干旱处理(SD) 3个处理,干旱胁迫处理4 d,利用RNA-Seq技术对叶片进行转录组测序分析并探讨半乳糖代谢、植物激素信号转导和氮代谢通路及相关基因。结果表明,CK vs D与D vs SD比较发现,全部差异表达基因有2 423个,其中不同处理共有差异表达基因1 109个。通过GO富集分析表明,两个比较中有1 402和1 144个差异表达基因在生物学过程、细胞组分和分子功能均有分布,且分类结果相似。差异基因GO主要富集在蛋白质折叠、氧化还原过程、胞浆、叶绿体包膜、水解酶活性、氧化还原酶活性等功能。KEGG富集结果表明,差异基因KEGG主要富集在半乳糖代谢、苯丙酸生物合成、植物激素信号转导、氮代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、氨基酸的生物合成等代谢途径。本研究主要分析了半乳糖代谢、植物激素信号转导和氮代谢途径,其中半乳糖代谢中UDP糖焦磷酸化酶基因,UDP葡萄糖4-差向异构酶基因,棉子糖合酶基因,水苏糖合酶基因,β-呋喃果糖苷酶基因等,植物激素信号转导中生长素响应蛋白,脱落酸受体,蛋白磷酸酶,脱落酸不敏感蛋白等,氮代谢中高亲和性硝酸盐转运蛋白,谷氨酸脱氢酶基因,谷氨酰胺合成酶基因和碳酸酐酶基因在烯效唑处理下表达水平发生变化。本研究为深入了解烯效唑处理对大麻响应干旱胁迫的分子调控机制、关键基因克隆以及功能验证等提供研究基础和理论依据。     

低温胁迫下杜鹃杂交后代优良株系的转录组分析

为探索杜鹃抗寒的分子机制,筛选抗寒相关基因,利用人工模拟低温,以杜鹃杂交后代优良株系繁景-6℃(T)处理和25℃(CK)对照为试验材料,进行转录组测序和数据从头组装及生物信息学分析,通过组装得到Unigenes序列122 654个,功能注释结果显示,有大量Unigenes可以注释到基因本体(GO)和蛋白质直系同源数据库(COG)等数据库上,部分Unigenes无匹配信息,可能为杜鹃特有的基因序列。按GO功能分类,繁景杜鹃中的Unigenes分为细胞组分、分子功能以及生物学过程3类,包括51个分支,其中有大量的Unigenes与代谢进程、催化活性和细胞进程相关。上调差异表达基因有6 347个,下调差异表达基因4 482个。通过对转录结果中差异表达显著的4个转录因子家族中的24个基因,其中,上调12个,下调12个,在低温胁迫下的表达水平验证,发现其与转录结果基本一致,证明该转录组数据可靠。     

金花葵开花前后差异基因及代谢物分析

为深入研究金花葵花朵开花前后基因和代谢物的变化,利用转录组学和代谢组学技术相结合的方法对金花葵花蕾和花朵进行检测。结果显示,通过转录组分析鉴定了206 636个Unigenes,筛选出42 618个差异表达Unigenes,其中包括63个差异表达转录因子家族,24个转录调节因子家族。GO分析结果显示,差异表达基因主要富集于囊泡介导的逆行运输等生物学过程。KOG功能注释显示,差异表达基因功能以通用功能预测居多,其次是信号转导机制、翻译后修饰蛋白周转以及碳水化合物的转运和代谢。差异表达基因KEGG富集分析表明,差异基因主要富集于代谢、植物激素和信号转导、淀粉和蔗糖代谢等代谢通路。通过代谢组学检测,筛选到差异显著代谢物135个,主要包括脂类、氨基酸及衍生物和黄酮类等,KEGG富集分析表明,差异代谢物主要富集于甘油磷脂代谢、糖基磷脂酰肌醇(GPI)-锚定生物合成和次生代谢产物的生物合成-未分类等过程,其中,缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的降解代谢通路同时出现在了基因和代谢物KEGG代谢通路富集Top 20中。     

NaCl胁迫下柳树的转录组测序与初步分析

从组学水平分析盐胁迫下柳树内在分子机制,为柳树耐盐研究及耐盐基因的挖掘利用提供理论依据。本研究通过转录组测序技术对‘盐柳1号’(Salix psammophila’Yanliu No.1’)和‘渤海柳1号’(Salix matsudana’Bohailiu No.1’)经150 mmol/L NaCl胁迫处理后的叶片和正常叶片(对照)进行高通量转录组测序,并对获得的unigene进行从头组装和注释分析。结果表明:转录组测序共获得183987条Unigenes,平均长度为1080.18 bp,分别有120130条、140813条、98066条、88425条、47982条、83732条Unigenes被注释到NT、NR、COG、SwissProt、KEGG、COG和GO数据库,共有149864条(81.45%)Unigenes得到注释。在GO功能注释中,共得到55个GO功能小类,在KEGG代谢通路分析时,获得了135条KEGG通路。该转录组测序数据质量高,结果覆盖面广,为柳树耐盐基因挖掘和研究提供了一定的理论参考。     

基于高通量测序的芍药属杂交种胚转录组分析

为了研究牡丹、芍药远缘杂交胚败育的分子机理,本研究使用BGISEQ-500平台对牡丹、芍药杂交种胚转录组进行测序,通过测序,共得到了92.02 Gb数据。通过拼接组装去冗余后得到了86 195个Unigene,平均长度为1 189 bp。86 195个Unigene在七大功能数据库中进行注释,最终分别有49 172 (NR:57.05%)、38 352(NT:44.49%)、36 477 (Swiss Prot:42.32%)、38 905 (KOG:45.14%)、37 993 (KEGG:44.08%)、26 832 (GO:31.13%)以及37 758 (Pfam:43.81%)个Unigene获得功能注释。同时还检测出21 998个SSR分布于17 567个Unigene中,其中二核苷酸和三核苷酸这两种重复类型分别有5 628个和2 906个。在17 567个Unigene中预测出1 671个编码转录因子。不同发育时期的胚转录组数据中共筛选出13 974个差异表达基因,其中上调基因有8 647个,下调基因有5 327个。该转录组测序分析为寻找牡丹、芍药远缘杂交胚败育相关基因提供了一定的理论参考。     

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。     

生长素参与淡黄花百合珠芽发育调节

百合是一类重要的经济/观赏植物,包含百合属的多个物种或杂交品种。珠芽繁殖是多种百合的重要营养繁殖途径,但其发育的分子机制少有研究。本研究利用转录组测序技术对来自淡黄花百合(Lilium sulphureum) 5个部位的混合样本进行测序获得6.64 Gb数据,组装得到51 450个Unigene,32 784个Unigene在NR等功能数据库中得到注释(其中487个与生长素代谢及信号转导相关基因同源)。利用表达谱测序技术分别对5个组织样品进行测序共得到46 897个Unigene,其中337个与生长素代谢及信号转导相关基因同源的Unigene在珠芽源器官、发育早期或后期珠芽之间差异表达。结果表明淡黄花百合珠芽发育早期依赖于活跃运输、低失活及逐渐增强的自主合成提高内部生长素含量,后期伴随珠芽内生长点分化形成其自主合成和失活代谢变得更加活跃;生长素浓度的变化引起大量信号转导相关基因表达量发生变化从而调节珠芽的发育。本研究结果为进一步探究生长素在珠芽发育过程中的调节作用提供了依据。     

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。     

六种新疆特色梨果的转录组分析

梨是新疆地区栽培面积和产量较大、品种资源丰富的一类特色果树,具有重要的产业地位。为促进新疆特色梨从传统育种向现代育种方式发展,迫切需要开展功能基因的挖掘。本研究以轮台句句梨、南果梨、香梨、鸭梨、圆黄、红茄等6种新疆特色梨果为材料,进行了无参转录组学分析,获得1021868070条高质量Clean read数据,总碱基数为152530521446 bp。Clean read经De novo组装后获得78827条Unigene。采用六大公共数据库作同源比对,注释到50542个Unigene。对Unigene作GO和KEGG功能分类,获得49个功能群和130个通路,确定了绿原酸合成途径的部分候选基因,并检测到17416个SSR位点。本研究为新疆特色梨果功能成分绿原酸合成分子机理研究和遗传多样性分析提供了科学依据。     

棉花纤维发育早期RNA-Seq转录组分析

 为了揭示棉花纤维发育早期基因表达变化情况,本研究以纤维长度存在显著差异的两个陆海回交近交系NMGA-062（32.58 mm）和NMGA-105（27.06 mm）为材料,利用Illumina HiSeq^TM 2000对0、3 DPA（Days post anthesis）的胚珠及10 DPA的纤维进行RNA-Seq测序。六个文库进行拼接,共得到长度大于200 bp的Unigene 98464个,总长度约为88.2 Mb。对10 DPA的纤维转录组数据进行差异表达分析,共筛选到1931个差异表达基因,1536个Unigene上调,395个Unigene下调。GO（Gene ontology）功能显著性富集和Pathway显著性富集分析发现,差异表达基因富集在脂质转移活性（Lipid transport activity）分子功能组和脂质代谢通路（Lipid metabolism pathway）,由此推测脂类相关基因可能在纤维伸长发育过程中起重要作用。通过对棉纤维发育10 DPA基因转录水平差异比较分析,为深入开展纤维伸长相关功能基因的克隆和功能验证提供了丰富的资源,并为揭示棉花纤维伸长的机制打下了坚实的基础。     

不同浓度乙酸处理北美冬青(Ilex verticillata)叶片的转录组分析

为探究乙酸提高北美冬青抗旱能力的分子机制,通过对CK (清水)、T1 (20 mmol/L乙酸溶液)、T2(40 mmol/L乙酸溶液)处理后的北美冬青叶片进行转录组测序及分析。通过组装共得到120 421条Unigene序列,共计73.75%的序列在相关数据库中得到注释;通过3个组差异表达基因比较得到以下结果:与CK相比,T1处理后的北美冬青叶片有10 229个基因表达量上调,559个基因表达量下调;T2分别有10 959个上调和938个下调;T1相比较T2有3 524个上调,4 287个下调。GO富集分析显示差异基因主要涉及结合、催化活性、转运活性、细胞成分的组织与生物发生、细胞定位、生物调节细胞、细胞分离及细胞器等。KEGG分析表明在使用乙酸溶液处理后,北美冬青植株内的乙烯、水杨酸、油菜素内酯等植物激素信号增强。综合以上分析结果,北美冬青可能通过代谢调节、物质能量准备及有害自由基的清除等途径提高处理植株应对干旱胁迫的能力,其中激素通路信号提高倍数最强的乙烯途径值得深入研究。     

基于高通量测序技术的杭白芷(Angelica dahurica)根转录组数据分析

为获得杭白芷转录组信息特征,本研究利用Illumina HiSeqⅩTen测序平台对杭白芷根进行高通量转录组测序,获得高质量序列(Clean reads)47742445条,Trinity denovo组装后得到47044条Unigenes,平均长度1164.20 nt。BLAST分析显示分别有32208(68.46%)、23049(48.99%)、10479(22.27%)、17883(38.01%)、28201(59.95%)、20731(44.07%)、55(0.12%)条Unigenes在数据库NR、Swiss-Prot、KEGG、KOG、eggNOG、GO、Pfam中获得注释,可归为GO分类的生物过程、细胞组分和分子功能3大类57分支,涉及205个KEGG代谢通路,其中包括27个次生代谢通路。蛋白编码框序列32303个,高等植物转录因子58个家族,借助MISA软件发现10020个SSR,其中二碱基重复最丰富,有4336个,出现频率为43.27%;五碱基重复SSR最少仅占0.37%。本研究获得了大量基因序列信息以及SSR信息,为今后开展相关分子机制研究提供了数据资源和理论基础。     

大丽轮枝菌侵染陆地棉早期的转录组分析

【目的】旨在深入挖掘大丽轮枝菌致病相关基因。【方法】运用转录组测序技术比较分析了强致病力大丽轮枝菌Vd991在侵染陆地棉品种Coker 312早期阶段的基因表达情况。【结果】对Vd991侵染前后的转录组数据进行差异表达分析,共筛选到979个差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),其中376个上调,603个下调。通过基因注释和功能分类发现,这些DEGs涉及细胞增殖与生长、产孢、碳水化合物结合、蛋白激酶活性调节、裂解酶活性、水解酶活性等功能。对上调DEGs进行基因本体(Gene ontology,GO)功能富集分析,发现共有277个GO词条达到显著富集水平(P0.05),涉及生长速率正向调控、核苷酸合成、解旋酶活性等功能;京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析表明,上调DEGs参与53个代谢通路,包括嘧啶代谢、嘌呤代谢等。【结论】在早期侵染过程中,大丽轮枝菌细胞增殖相关基因表现活跃。上述分析为进一步揭示大丽轮枝菌的致病机理提供了有价值的参考。