青海野生草地早熟禾响应干旱胁迫的代谢通路及转录调控分析

为探究青海野生草地早熟禾（Poa pratensis）响应干旱胁迫的分子机制,本研究以青海野生草地早熟禾抗旱材料‘10-202’和敏感材料‘09-61’为研究对象,采用高通量Illumina Hiseq测序技术对15% PEG-6000模拟的干旱胁迫和正常处理下的2份材料的叶片进行差异基因表达分析。结果表明：‘10-202’处理间存在3 166个差异表达基因（Different expression genes,DEGs）,上调和下调表达基因数目分别为1 979和1 187个;‘09-61’处理间共有314个DEGs,上调表达的有64个,下调表达的有250个。京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）富集分析发现,2份材料的差异基因均显著富集在淀粉和蔗糖代谢通路。运用MapMan软件对‘10-202’干旱胁迫下与转录调控相关的差异基因进行了功能注释,发现bHLH,AP2/EREPB及C2H2锌指家族转录因子在响应干旱胁迫中发挥着重要作用。本研究为后续挖掘草地早熟禾耐旱相关候选基因的克隆和功能验证奠定了理论基础。     

不同降温模式下高加索三叶草的转录组比较分析

为探讨高加索三叶草（Trifolium ambiguum Bieb.）对不同降温模式低温胁迫的响应机制,本试验以缓慢降温（Gradual cooling,GC）和骤然降温（Sudden cooling,SC）处理对其进行了胁迫处理。通过转录组测序,比较了2个低温处理组与常温对照组（CK）间的转录组差异,并筛选了抗寒相关的基因和转录因子。结果表明：与CK相比,GC组和SC组中分别有8 020个和6 289个差异表达基因（DEGs）;GC组的DEGs主要在光合作用、光合作用天线蛋白、淀粉和蔗糖代谢等通路显著富集,SC组的DEGs主要在淀粉和蔗糖代谢、倍半萜和三萜生物合成、类黄酮生物合成等通路显著富集。此外,2处理组共有的DEGs仅在淀粉和蔗糖代谢通路显著富集;一些涉及淀粉和蔗糖代谢与植物激素信号转导通路的基因在2种降温模式下均上调表达,可作为潜在的抗寒基因,如BAM3,BFRUCT1,SUS,GH3.1,SAPK2等。进一步分析发现响应低温胁迫的转录因子主要分布在AP2/ERF,ZFP,MYB等家族。     

大豆籽粒不同发育时期的转录组分析

为了从分子水平上研究大豆籽粒不同发育时期的油脂合成与累积机理,对大豆开花20 d(DD20)、30 d(DD30)、40 d(DD40)、50 d(DD50)的籽粒进行了转录组测序。通过对转录组测序数据的分析,共得到原始数据461 566 988条,经过滤获得开花后20,30,40和50 d的clean reads,分别为107 548 920,111 670 776,109 339 672和108 884 270条。DD20/DD30、DD30/DD40、DD40/DD50比较组中的差异表达基因分别为4 759,6 245和13 763个,其中上调基因分别为1 801,2 941和5 695个。差异表达基因的KEGG pathway分析中,分别得到134,133和136条代谢通路,筛选到8个与油脂合成相关的差异表达基因,ACC、FATB、GPAT、DGAT1、G3PDH、KASI、SAD和FAD2。研究结果对深入研究大豆籽粒脂质合成的调控机理及大豆高油育种具有重要参考价值。     

杨凌糖丝菌Hhs.015拮抗苹果树腐烂病菌转录组分析及抗菌机制探究

杨凌糖丝菌Hhs.015是一株稀有放线菌,能够广谱高效地拮抗病原真菌.为了研究其抗菌机理,对Hhs.015拮抗苹果树腐烂病菌Valsa mali的过程进行转录组分析.鉴定到533个差异表达基因,其中310个基因上调表达,223个基因下调表达.在此过程中,杨凌糖丝菌Hhs.015的信号传递、能量供应、细胞壁合成等功能受到...     

小鼠中年期和老年期睾丸组织转录组分析

为丰富小鼠睾丸组织转录组研究领域的基础数据,对中年期(180日龄)和老年期(360日龄)小鼠睾丸组织进行转录组测序分析,在中、老年期分别获得25 187 980个和28 840 576个可用Reads,比对到参考基因组上的Reads分别有18 861 721和22 355 657个,占总读数的74.88%和77.51%,并检测到中、老年期小鼠睾丸组织中分别有17 770和18 073个基因表达。以中年期为对照,老年期睾丸组织中下调基因122个,上调基因185个,其中可清楚注释的基因共285个。GO分析发现285个差异表达被归纳到生物过程、细胞组分与分子功能3个大类的25个小类,主要涉及膜、氧化还原过程、转运蛋白活性、生殖发育及衰老等。KEGG分析发现差异表达基因涉及139个信号通路,主要代谢通路为信号转导、脂代谢、碳水化合物代谢、内分泌系统和神经系统等生物学机制。差异表达基因中RPKM1的有57个,其所涉及信号通路主要为脂代谢、固醇类激素生成、TNF信号通路、补体系统、胰岛素和溶酶体等。     

低温条件下日本医蛭各组织基因表达转录组测序及qPCR验证

为解析日本医蛭(Hirudo nippnica Whitman)繁殖的分子机理,研究不同温度下饲养的日本医蛭各组织基因表达差异情况。利用转录组学测序检测不同温度饲养条件下日本医蛭肌肉、环带和头部组织的基因表达情况,筛选出11个差异表达基因,并对其进行qPCR验证。qPCR结果显示一种具有去饱和酶功能的膜蛋白编码基因G6,在日本医蛭环带中的表达随温度的升高而降低,与转录测序结果一致,暗示G6基因可能为日本医蛭繁殖相关的关键基因。进一步对G6蛋白进行功能域预测,结果显示其属于一种跨膜蛋白。其他10个差异表达基因的转录组测序结果和qPCR结果基本保持一致,通过蛋白功能域预测结果显示预测出假定蛋白均含有的功能结构域;通过miRNA亲和预测,非编码RNA(G13)具有高亲和miRNAs特性。研究发现了10个潜在的功能基因和一个非编码RNA基因。     

青蛤(Cyclina sinensis)IRAK-4基因的克隆及其组织间的表达分析

利用转录组测序获得了青蛤(Cyclina sinensis)白介素-1受体相关激酶-4(Interleukin-1 receptor-associated kinase 4,IRAK-4)基因的序列信息,利用巢式及荧光定量PCR克隆并分析了Cs IRAK-4基因在青蛤各组织中的表达情况,进一步在鳗弧菌的胁迫下检测了Cs IRAK-4基因在青蛤血淋巴中的时序表达情况。结果显示,Cs IRAK-4基因的序列全长共2 687 bp,其开放阅读框长1 926 bp,共编码641个氨基酸,Cs IRAK-4基因在青蛤的血淋巴、肝脏、外套膜、闭壳肌、性腺和鳃中均表达,其中在血淋巴中表达量最高,肝脏中表达量最低。青蛤在鳗弧菌胁迫下该基因的表达量在3 h即达到最大值,与对照组差异极显著(P0.01),证明该基因所表达的产物是青蛤重要的免疫信号通路蛋白。     

基于转录组测序数据的青稞WRKY基因家族的生物信息学分析

WRKY是植物中一类重要的转录因子,广泛调控了植物的生长发育和逆境胁迫应答。基于青稞白粉病侵染幼苗的转录组测序数据,本研究鉴定得到41个青稞WRKY转录因子,被划分为3个大组:Ⅰ组(6个)、Ⅱ组(21个)和Ⅲ组(12个)。另外,Hv WRKY40和Hv WRKY41没有分组。青稞WRKY基因进化分析的聚类结果和分组结果一致,进一步支持了我们分组的正确性。包括HvWRKY2、HvWRKY8、HvWRKY13、HvWRKY34和HvWRKY41,以及HvWRKY4、HvWRKY7、HvWRKY20、HvWRKY26和HvWRKY30在内的两组WRKY基因,表现出明显的先升高(36 h和72 h),后降低(168 h)的基因表达趋势。这些WRKY基因很可能参与了调控青稞抗白粉病的分子应答机制。青稞WRKY家族的蛋白相互作用网络中,Hv WRKY3、Hv WRKY8、Hv WRKY9属于网络中的主要中心节点。此外,Hv WRKY3、Hv WRKY8、Hv WRKY9、Hv WRKY30、HvWRKY34、Hv WRKY38、Hv WRKY39彼此之间相互作用,是蛋白互作网络的核心网络。本研究挖掘了青稞的WRKY家族成员,系统分析了家族成员的分组、家族成员的WRKY保守域特点、家族成员之间的进化关系、白粉菌侵染下的基因表达水平和家族成员的蛋白互作网络。本研究可为今后青稞的抗逆研究提供优良的候选WRKY基因。     

基于转录组测序的黑枣EST-SSR引物开发与鉴定分析

目前黑枣已有的分子标记比较匮乏,本研究基于转录组测序技术对黑枣品种进行SSR引物开发,为黑枣种质资源评价及分子标记辅助育种提供有力的技术支持。本研究对‘冀洪1号’黑枣转录组序列进行了分析筛选和开发,并利用开发出的引物进行了验证分析。结果表明:共得到52 537个Unigene序列,SSR位点总数22 327个,包含SSR的Unigene序列数为15 286条。黑枣SSR位点的重复单元中,二核苷酸重复类型的SSR最多(52.26%),其次为单核苷酸(25.84%)及三核苷酸(19.25%)。随机挑选90对EST-SSR引物进行验证,有效扩增率为77.78%(70对),多态性引物比例为18.57%(13对),对13个多态性位点进一步分析可得,共扩增了35个等位基因,PIC值介于0.233~0.677之间,平均为0.430。本研究开发出的EST-SSR分子标记,为后期进行黑枣良种的鉴别及分子育种提供了分子技术手段。     

基于RNA-seq技术的玉米SNP和InDel标记分析

高温已对玉米(Zea mays L.)生产造成了巨大危害。为了给耐高温胁迫玉米品种选育提供可用的分子遗传标记,本研究以耐高温和高温敏感的两个玉米品种为实验材料,通过花粉总RNA提取、mRNA纯化、反转录、转录组文库构建及测序等工作,对获得的转录组数据进行SNP和InDel分子标记分析。结果显示:高质量碱基数据量平均为6.69 Gb,占原始数据比例平均达94.71%;在SNP分子标记中,Homo位点平均为19450个,Hete位点平均为23598个,转换类型共52337个,颠换类型共27868个;在InDel分子标记中,Homo位点平均为1023个,Hete位点平均为1736个;SNP/InDel位点在外显子区分布最多,达到总量的58.02%,其次是基因间隔区、3'非翻译区和5'非翻译区,其余区域位点占总量比例均低于5%;SNP/InDel造成同义单核苷酸突变比例最高,平均值为60.69%,其次为非同义单核苷酸突变,平均值为36.72%,非移码替换突变为平均值1.64%,其余3种均不到1.00%;在SNP和InDel标记位点基因功能注释中,NR数据库注释最多,超过8000个,其次为KEGG和eggNOG;注释到GO和Swissprot数据库的相对较少。本研究结果为进一步标记辅助耐高温玉米品种选育提供了分子基础,也为其它植物的类似研究提供了参考。