药用植物罗布麻的转录组测序及分析

为了获得罗布麻转录组信息,研究罗布麻中功能基因的表达以及分子标记的开发,本研究采用Illumina HiSeq2000高通量测序技术对罗布麻进行转录组测序及分析。通过过滤掉低质量的读序,共获得26148138个高质量的读序,组装得到61538个Unigene序列。其中,有25296个Unigene在公共数据库中得到注释。通过KEGG分析,共发现29个Unigene参与活性成分(黄酮类)生物合成。检测出单核苷酸至六核苷酸重复类型的SSR位点13524个。本研究结果分析了参与黄酮类化合物合成的相关基因以及潜在的SSR位点,为进一步研究罗布麻次生代谢产物合成的功能基因的挖掘、分子标记的开发以及资源利用提供有用的信息。     

马蓝转录组中SSR位点信息特征分析

本研究利用Illumina HiSeq~(TM)2000对马蓝转录组进行高通量测序,使用软件MicroSAtellite (MISA)分析转录组中的SSR位点信息。通过组装马蓝转录组数据获得了51 381条Unigene,并对获得的Unigene进行SSR检测,共检测到8 471个SSR位点,其分布在6 782条Unigene中,出现的频率为16.49%。SSR中以二核苷酸和三核苷酸重复类型为主,其中二核苷酸以重复单元AT/TA为主,占18.14%,其余类型的重复单元相对较少。SSR所在序列功能注释结果显示在Nr和SwissProt中分别有5 932和4 285条序列被注释,同时SSR所在序列还被注释到47个GO分类,25个KOG分类和29个KEGG代谢通路中。通过设计、筛选,共获得5 819对引物组合,随机挑选的18对引物中有13对引物扩增出符合预期大小的条带。马蓝SSR出现的频率高,重复种类丰富,为研究马蓝遗传多样性、基因定位和品质改良等提供了科学依据。     

不同倍性桤木属植物的转录组测序和分析

本研究采用Illumina高通量测序技术对3种不同倍性的桤木属植物混合样品进行转录组测序,利用生物信息学方法开展基因表达谱的研究、功能基因的预测。测序结果组装获得85 769个Unigene,总长50 200 910 bp,功能注释到NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、COG、GO库的Unigene分别是45 172、38 673、29 181、25 096、14 968和30 675个,所有注释上的Unigene是48 204个。根据KEGG pathway数据库,对桤木转录组的Contig进行pathway生物学通路的注释和预测,共识别出25 096个Unigene具有对应的功能,并关联到128条生物学通路。SSR查找发现,从85 769个Unigene中找到8 678个SSR位点,占Unigene总数的比例为10.11%。其中,二核苷酸重复所占比例最高,达到65.87%,其次是三核苷酸重复,为28.36%,四、五、六核苷酸重复类型的数量很少,总计5.77%。SSR不同重复单元类型中,出现频率最高的为AG/CT,其次是AAG/CTT和AT/AT。     

基于高通量测序的大花序桉顶芽转录组生物信息学分析

为了获得珍贵用材树种大花序桉顶芽转录组数据及预测关键基因功能,本研究基于Illumina HiSeq X Ten测序技术获得大花序桉顶芽转录组原始数据,经Trinity组装拼接获得高质量Unigene,并与NR、Swiss-Prot、GO、KOG、egg NOG和KEGG等生物信息数据库进行序列比对和功能注释,利用MISA软件进行SSR位点搜索和分析。从大花序桉顶芽中共获得26 587条高质量Unigene,平均长度为1 279.69 bp;共有22 099条Unigene至少在一个数据库中被成功注释,其中,11 507条Unigene被注释到KOG数据库中25个功能类别,以参与一般功能基因的数量最多;GO数据库中,所注释到的14 105条Unigene分别匹配到生物功能、细胞组分和分子功能3大类50个功能基因区,其中执行生物过程所占比例最多;KEGG功能注释共发现有7 117个Unigene参与127条代谢通路,以代谢相关的基因最丰富;共有1 021条Unigene注释到转录因子数据库,分布于65个家族,其中比例最大的是bHLH和MYB家族;3 274条Unigene注释到植物抗性基因数据库,分布于13个类别,相匹配基因数量最大的是RLP和TNL。MISA软件共检测到12 366个SSR位点,分布密度为1/2.75 kb,重复基元类型丰富,标记开发潜力大。本研究利用高通量测序获得丰富的顶芽转录组信息,可以为大花序桉分子辅助育种提供丰富的资源。     

基于高通量测序的铁皮石斛叶片转录组分析

采用新一代高通量测序技术Illumina Hi Seq 2000对铁皮石斛(Dendrobium officinale)转录组进行测序,共获得11 153 295 000 nt数据。对测序获得数据(reads)进行序列拼接组装,共获得121 596个单基因簇,序列平均长度为660 bp,整体序列信息达到了40.16 Mb。再应用生物信息学相关数据库进行比对,结果表明,本测定获得的52 345个Unigene能够在数据库中检索到相关功能注释。通过GO数据库比对,测序获得Unigene功能分类可分为3大类57个分支,其中有大量的Unigene与细胞、催化活性、细胞部分、细胞器等相关功能。通过COG数据库比对,测序获得Unigene功能注释到25类直系同源蛋白分类中如转录、复制,重组和修复、翻译,核糖体结构和生物起源等。以KEGG数据库作为参考,依测序获得Unigene可定位到128个代谢途径分支,如脂类代谢、氨基酸代谢、碳水化合物代谢等。进一步利用软件查找SSR位点发现,从Unigene中共找到9 892个SSR位点。SSR不同重复基序类型中,出现频率最高的为AG/CT,其次是AAG/CTT、CCG/CGG和AGG/CCT。     

马尾松转录组SSR序列特征分析及其分子标记开发

为了开发马尾松SSR标记,本研究利用MISA软件对马尾松转录组测序获得的148 186条Unigene (序列总长约91 449.7 kb)进行全面分析,共搜索获得6 611个SSR位点,分布在6 003条Unigene上,SSR发生频率为4.05%,平均每13.83 kb出现1个SSR,结果发现单核苷酸重复出现的频率占总SSR的53.60%;二核苷酸为23.46%;三核苷酸为21.33%。通过对含SSR的Unigene的GO分析,显示生物过程包含的Unigene占40.60%;细胞组分包含的Unigene占35.45%,分子功能包含的Unigene占23.95%;转录组中有724个Unigene可被注释到110个KEGG通路中,其中被注释到新陈代谢的Unigene最多有312个,其次是遗传信息处理类有183个。根据含SSR的Unigene序列共设计了4 247对SSR引物,并随机挑选30对SSR引物进行PCR扩增验证,其中12对引物能够扩增出目标条带,引物的有效性为40%。本研究结果表明,马尾松转录组测序获得的Unigene序列可作为SSR标记开发的有效来源,所开发的SSR标记为马尾松的遗传图谱构建、分子标记辅助育种等研究提供丰富可靠的标记。     

猕猴桃抗溃疡病转录组分析和基因功能注释

为了发掘中国野生猕猴桃资源抗溃疡病基因,利用Illumina HiSeq测序平台对不同时间接种溃疡病菌的毛花猕猴桃进行mRNA高通量测序。结果表明,共获得68731个Unigene,其中有48414个基因注释到Nr、SwissProt、KEGG和COG/KOG数据库。KOG注释显示,通用功能预测、转录后修饰、蛋白代谢、伴侣蛋白、信号转导机制,翻译、核糖体结构和生物合成所占比例最高;GO注释表明参与生物过程的差异表达基因数目最多,细胞组分和分子功能次之;KEGG通路分析表明差异基因的富集以生物合成和代谢为主。接种后不同时间点共获得63050个差异表达基因。通过SSR位点分析,从68731个Unigene中鉴定出13652个SSRs位点;同时获得了各类型转录因子1580个;R基因3727个。本研究结果对猕猴桃抗溃疡病基因发掘和抗溃疡病新品种选育具有重要的理论指导和育种实践意义。     

基于Illumina HiSeq 2000测序技术对大花序桉根的转录组特性分析

大花序桉(Eucalyptus cloeziana)是中国重要用材林树种,但目前对其生物信息学研究缓慢,在一定程度上限制了大花序桉分子育种以及品种改良。采用Illumina Hi Seq TM 2000高通量测序平台对1年生大花序桉根系转录组测序和de novo组装,将得到的Unigene与公共数据库比对,同时进行转录组分析。结果显示,组装获得53 433条Unigene,其平均长度890 bp,N50长度为1 587 bp;有34 700条Unigene获得注释信息,占全部Unigene的64.94%,其中19 327条Unigene注释到KOG数据库,被分到25个类别中,共得到32 302个KOG功能注释信息;有11 197条Unigene注释到GO数据库中,共获得了54 971个GO注释功能,归于细胞组分、分子功能和生物学过程三大类;有12 181条Unigene得到KEGG注释,其中6 493条Unigene归入128条代谢途径,发现有57条Unigene参与氮代谢途径。通过软件查找获得13 290个SSR位点,二核苷酸重复类型占的频率最高,其次是三核苷酸、四核苷酸和六核苷酸,五核苷酸重复频率最低。本研究首次对大花序桉转录组进行分析,为深入开展大花序桉分子生物学研究提供基础数据来源。     

基于RNA-Seq技术的甘蔗参考转录组建立及分析

本研究基于RNA-Seq技术建立了一个由3个甘蔗原始亲本和8个不同来源的甘蔗栽培品种/系构成的甘蔗参考转录组,并进行生物信息学相关分析。研究结果表明:对供试材料+1叶RNA混合样本进行转录组测序,可组装出98 945条Contig,从中找到5 806个SSR位点,其中三核苷酸重复最多、六核苷酸重复最少,CCG/CGG出现的频率最高。进一步处理Contig获得75 656条Unigene,将所有的Unigene与Nr数据库、Swiss-Prot数据库、KEGG数据库和COG数据库进行Blast,有53 951条Unigene得到注释。在Nr和KEGG注释结果基础上,对Unigene进行GO和KEGG功能分类,分别获得44个功能小组和123个Pathway注释。研究结果可为研究甘蔗在不同时空条件下的差异基因表达奠定基础。     

白芨转录组特性分析

白芨(Bletilla striata)具有较高的药用、经济和观赏价值,但是其基因组和转录组序列未知,严重影响了其的研究开发和利用。本研究采用His4000测序平台对白芨的全株进行了转录组测序分析,共获得原始数据6.8 G,有效数据6.7 G,243 410条Unigene,经过与NR、GO、KOG及KEGG等数据库进行比较分析后,83 541条Unigene被注释到NR数据库,50 178条Unigene被注释到GO数据库,10 007条Unigene在KOG数据库获得注释,43 637条Unigene在Swissprot数据库获得注释,15 321条被注释到KEGG代谢途径中,2 021条Unigene参与了糖类代谢,1 309条Unigene参与了氨基酸合成和代谢,120条Unigene参与了萜类合成,106条转录因子与代谢相关;微卫星位点有31 958个,其中单核苷酸最多,15 709个,占49.16%,其次为二核苷酸和三核苷酸,分别有9 145个和7 104个,占28.62%和22.23%。本研究为白芨的重要功能基因挖掘、遗传育种及其研究开发提供了参考和依据。     

基于高通量测序的柚木边材转录组分析

本研究利用Illumina HiseqTM4000测序平台对柚木(Tectona grandis L. F.)边材组织进行转录组测序,获得39.65 Gb的数据。拼接组装共得到90 843个Unigene,平均长度、N50以及GC含量分别为1 415 bp,2 208 bp和41.28%。将获得的Unigene与七大功能数据库进行比对,分别有64 416 (NR:70.91%)、69 281 (NT:76.26%)、28 777 (COG:31.68%)、18 630 (GO:20.51%)、49 594 (KEGG:54.59%)、44 707 (Swissprot:49.21%)以及50 938 (Interpro:56.07%)个Unigene获得功能注释。经过GO数据库的比对分析,18 630个Unigene被注释到生物过程、细胞组分和分子功能3大类别55个亚类。与COG数据库进行比对分析,28 777个注释Unigene按功能被划分为25类。基于KEGG数据库,44 595个Unigene序列注释到6大类,21个亚类代谢通路中。根据注释结果预测出2 772个编码转录因子的Unigene,检测出26 773个SSR位点,以及39 856个SNP位点。本研究为柚木分子育种工作的开展提供数据和参考。     

外源因子处理下蓝莓不同发育阶段果实的转录组分析

采用Illumina测序技术对在醋酸钙、硫酸铵和蔗糖处理后蓝莓不同发育阶段的果实进行转录组测序,获得Clean Reads 2723731442条,经组装得到平均长度为753.65 nt的87608条Unigene。将转录组Unigene进行基因功能注释,其中39867条Unigene能被NR数据库注释,与葡萄同源序列最多,占8.58%;与GO数据库比对发现,有29661条Unigene获得注释,分别匹配到生物过程、细胞组成和分子功能三大类共59个分支;与KOG数据库进行比对,发现有21992条Unigene具有功能信息,分别涉及25类;根据KEGG数据库的注释信息进行Pathway注释,参与的代谢通路共有246条;共检测到8704个SSR位点,其中双碱基重复的SSR占78.57%。本研究为探索外源物质调控蓝莓果实生长发育、生理代谢的分子机理提供了理论基础。     

高加索三叶草SSR序列特征分析

为获得高加索三叶草转录组特征,对高加索三叶草的根茎系统进行三代转录组测序,检测到79424条Unigene,序列总长为167351.88kb,进一步分析得到48235个SSR位点,平均3.47 kb出现一个SSR.高加索三叶草转录组的SSR类型丰富,其中单核苷酸和三核苷酸重复SSR数量最多,分别占SSR总数的45.8％和22.6％,其次是复杂SSR序列占比为15.2％、二核苷酸重复占比为12.8％、四核苷酸重复占比为2.1％、六核苷酸重复占比为0.9％和五核苷酸重复占比为0.6％.本研究对高加索三叶草转录组数据SSR位点信息进行分析,为三叶草属种质资源鉴定和分子标记辅助育种提供更多的标记资源.     

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。     

百蕊草转录组测序及黄酮合成相关基因分析

本研究以正常生长和喷施硝酸银(1 mmol/L)诱导子处理的百蕊草植株作为供试材料,基于高通量测序技术(Illumina Hi-seq 2000 platform)对百蕊草植株进行转录组测序分析探讨其黄酮类代谢通路及相关基因。结果表明,通过转录组测序共获得69 503条Unigene,平均长度为1 226 bp,48 666条被注释,其中9 192条Unigene在不同数据库都成功注释。KEGG分析获得黄酮类生物合成相关差异表达的关键基因中,Unigene较多且有较高表达的基因有查尔酮合酶基因(CHS)、反式肉桂酸4-单加氧酶基因(CYP73A)、4-香豆素-辅酶基因(4CL)、邻羟基肉桂酰基转移酶(HCT),表达量相对较低的基因有苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)、黄烷酮3-羟化酶基因(F3H)、黄酮醇合酶基因(FLS)和黄酮醇葡萄糖基转移酶基因(FG3)。本研究还绘制了百蕊草素类成分的生物合成途径。此外,在百蕊草转录组中,检测到了32 008个简单序列重复(SSR)位点,长度为二碱基重复的SSR最为丰富,占34.22%;在单碱基重复和二碱基重复这两种类型中,最主要的优势重复单元分别是A/T和AG/CT。本研究结果为进一步研究百蕊草黄酮生物合成过程和关键基因克隆奠定研究基础。     

日本蛇根草转录组数据的功能注释及SSR标记开发

日本蛇根草(Ophiorrhiza japonica)具有很好的观赏价值和药用价值,但基因组信息相对缺乏,导致其分子生物学和基因功能的研究受到限制。为了获得和挖掘日本蛇根草的基因数据和功能,本研究利用日本蛇根草RNA-seq转录组数据进行分析,总共产生8.48 GB数据;对所有单基因在KEGG通路数据库进行分析,共有131 913个单基因被分配给KO (KEGG orthology),并定位到20个二层通路129个不同的通路。Unigene功能注释,获得GO分类条目134 644条Unigenes;获得COG注释Unigenes 67 961条,其中通用预测Unigenes最多。在28 483条单基因簇中获得37 070个简单重复序列(SSR),出现频率为16.25%,发生频率为12.49%,其平均长度为20 bp。通过设计进行筛选获取20 379对SSR引物,随机筛选50对引物进行验证证明SSR引物具备有效性,日本蛇根草SSR位点具有较高的多态性潜能,对遗传多样性的鉴定具有潜在的开发价值。综上所述,本研究提供了有价值的基因研究和分子研究的信息来源,将为功能基因的克隆、基因表达、分子标记开发和遗传多样性研究提供帮助。     

滇白前种子转录组测序及功能注释

采用高通量测序技术平台Illumina Novaseq 6000对滇白前种子进行转录组测序,共获得平均长度为753.9 bp的43 663个Unigenes。注释到六大功能数据库(NR,COG,Pfam, Swiss-Prot, GO, KEGG)上的Unigene总数为29 177个。滇白前Unigenes比对到NR数据库共有26 688条,与甜菜、藜麦、栓皮栎、菠菜有较高同源性;25 657条Unigenes在COG数据库得到26 500个注释,分为23类;19 942条Unigenes在GO数据库得到79 481个注释,按功能分为细胞组分、分子功能和生物过程三大类,分别有13、16、23个亚类,其中参与的生物过程较多;11 527条Unigene富集在KEGG数据库的101条代谢通路中,代谢相关的通路占比最大。同时,有527个Unigenes被注释为转录因子;有3 995条SSR标记被挖掘。利用高通量测序获得滇白前转录组信息,有助于从分子水平对滇白前进行深入研究。     

基于高通量测序的金钗石斛叶转录组数据分析

本研究采用Illumina Hiseq4000对金钗石斛(Dendrobium nobile)叶转录组进行测序,共获得5.6 Gb数据。组装并去冗余后得到61 998个Unigene,其总长度,平均长度,N50以及GC含量分别为53 773 338 bp、867 bp、1 482 bp和43.09%。将Unigene比对到七大功能数据库进行注释,最终分别有34 250(NR:55.24%),28 010(NT:45.18%)、22 029(Swissprot:35.53%)、13 384(COG:21.59%)、25 754(KEGG:41.54%)、7 731(GO:12.47)以及25 407(Interpro:40.98%)个Unigene获得功能注释。在KEGG数据库中,注释上的与碳水化合物代谢、萜类和黄酮类化合物代谢、以及多糖合成相关的Unigene分别有2 819个、706个和559个。根据注释结果共检测出34 096个CDS,未注释上的Unigene使用ESTScan预测后获得2 108个CDS。检测出7 165个SSR分布于6 264个Unigene中,其中在不同重复基序类型中,出现频率最高的为AG/CT,其次是AAG/CTT、AT/AT和AGG/CCT。同时,预测出1 234个编码转录因子的Unigene。该转录组测序分析为金钗石斛次生代谢和转录组方面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。