椰子乙酰CoA羧化酶(ACC)基因的鉴定及表达分析

[目的]克隆椰子的乙酰Co A羧化酶(ACC)基因.[方法]通过已发表的椰子转录组注释结果,鉴定潜在的椰子ACC基因.分析ACC基因在椰子果肉和嫩叶混合样转录组中的RPKM值,同时,采用实时定量PCR技术研究5个高RPKM值的ACC基因在椰子果肉发育的不同时期的表达情况.[结果]共获得21个椰子的ACC基因,这21个ACC基因在椰子果肉和嫩叶混合样品中有较高的表达量,4个ACC基因(Unigene7806、Unigene47155、Unigene7847和CL185.Contig1)在椰子果肉发育9个月时表达量最高.[结论]该研究为解析椰子脂肪酸积累的分子机制提供了前期工作基础.     

低氧胁迫下中华圆田螺的肝脏转录组学分析

为了探究低氧胁迫下中华圆田螺(Cipangopaludina cathayensis)肝脏组织基因的差异表达,本研究通过高通量测序技术,分析中华园田螺低氧胁迫组(2.5 mg/L)和常氧组(6.9 mg/L)某些基因的差异表达,并对差异基因进行生物信息学分析,进一步采用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)对关键差异表达基因进行验证。结果显示,测序共获得232 379条基因(unigenes),与对照组比较,低氧胁迫组筛到176个差异基因,包含64个上调基因和112个下调基因。GO功能注释分析显示,差异基因主要富集在生物学过程中的几丁质代谢过程和含氨基葡萄糖的复合代谢过程,细胞组分中的胶原三聚体成分,分子功能中的几丁质结合功能和糖衍生物结合功能。KEGG通路富集分析显示,差异基因主要集中于环境信息处理、遗传信息处理、代谢和生物系统这4大类通路。6个关键差异基因的RT-qPCR结果显示,热休克蛋白70B2和热休克蛋白β-6基因表达量上调,几丁质酶蛋白4、α-1胶原蛋白(XIV)、α-4胶原蛋白(XIV)、5-磷酸酶蛋白基因表达量下调,证实了转录组测序结果的可靠性。本研究发现,低氧胁迫激活了中华圆田螺适应缺氧的生理活动,并获得了低氧胁迫下中华圆田螺肝脏组织中相关功能基因的表达信息,为深入研究中华圆田螺响应低氧胁迫的调控机制提供了基础数据和理论依据。     

甘蓝白化种荚基因alb1的遗传与转录组分析

采用石蜡切片技术研究甘蓝白化种荚材料alb1的细胞学特征,结果表明白化种荚细胞形态发育异常,细胞壁畸形、细胞界限不明显。遗传分析结果表明,绿荚∶白荚的分离比为3∶1,白荚性状是由1对隐性基因控制的。利用转录组测序技术分析白化种荚突变体alb1及绿荚芥蓝TO1000的基因表达情况,筛选获得4 530个差异表达基因,其中2 569个基因上调表达,1 961个基因下调表达;这些基因主要涉及核糖体、植物激素信号转导、脂肪酸链伸长等生物学过程,植物激素信号转导对细胞形态建成尤为重要,可能是引起细胞发育畸形,出现白化种荚的重要原因。     

利用拟南芥种群间转录组和表皮毛密度差异信息筛选表皮毛相关功能基因

如何利用基因组、转录组以及代谢组学等海量信息确定基因功能,并阐述其调控机制是生命科学研究领域的核心内容之一.本研究利用种群间数量性状遗传变异与相应基因表达量差异之间的关联性,尝试一种功能基因筛选的快速方法,首先利用已经发表的拟南芥(Arabidopsis thaliana)生物信息数据,运用线性相关模型,根据拟南芥种群遗传变异导致的叶片表皮毛数量性状差异和对应种群基因表达量差异的相关性,筛选与表皮毛性状功能相关的基因,从33 554个基因中共筛选到1 747个相关基因,其中负相关基因195个,正相关基因1 552个.对筛选基因集合进行基因本体(Gene Ontology,GO)富集分析,结果表明,筛选到的基因主要富集于植物防御、先天免疫、胁迫反应、茉莉酸刺激应答、机械损伤反应和芥子油苷代谢等生物功能,特别筛选到和表皮毛发育及其防御代谢物分泌有关的基因,如诱导叶片表皮毛分化起始的MYB结构域蛋白基因MYB23,对叶片表皮毛发育具有重要影响的缺陷表皮毛因子1 (distorted trichomes 1,DIS1),参与吲哚芥子油苷合成的细胞色素P450家族蛋白基因(cytochrome P450 family 81 subfamily F polypeptide 2,CYP81F2)和MYB51.将本研究筛选基因功能富集结果与前人对表皮毛的功能研究成果做对比,证明了本研究中所用方法的可行性.因此,在与数量性状有关目的基因筛选的研究中,此方法可以作为参考,对于其他物种的数量性状研究也具有借鉴意义.     

基于桑葚转录组测序的SSR位点分析

采用转录组测序技术对三个时期的桑葚进行转录组测序,建立桑葚的EST数据库。基于生物信息学方法分析桑葚转录组数据库的简单重复序列位点。从51895条Unigenes中共检索出23641条Unigenes含有44867个简单重复序列位点,共计252种基序类型。在所有基序类型中,以A/T与AT/AT型出现次数最多。单核苷酸基序类型与二核苷酸基序类型出现频率最高,共计75.69%。基序长度以10~20 bp为主,重复次数集中5~18次。设计27149对引物,随机选择20对引物,通过PCR验证,在4个桑树品种中展现出良好的重现性与通用性。桑葚转录组SSR位点类型丰富,具备开发出适宜于果桑选育的分子标记的潜力。     

转录组在植物抗盐育种中的应用

盐胁迫是影响植物种子萌发、生长发育以及开花结实的主要非生物胁迫之一,能够导致农业生产力降低甚至造成植物死亡。植物在盐胁迫下的响应策略一直是抗盐分子机制的研究热点。转录组不仅可以更好地研究植物盐胁迫条件下的基因结构和基因功能,而且能发掘抗盐基因。目前,基于转录组技术的种质资源鉴定及精确育种已广泛地应用于植物抗盐育种研究工作中。本综述总结了转录组技术在植物抗盐育种上的应用,浅谈不同植物材料对盐胁迫的响应,为植物抗盐育种提供理论基础。     

休眠期后板栗混合花芽的转录组分析

板栗是中国重要的木本粮食作物,具有极高的经济价值,但板栗雄花比例远远高于雌花,是限制板栗产量的主要因素。为了从分子水平上探讨板栗雌雄花的发生机制,本研究利用高通量测序技术对休眠期后板栗的两种混合花芽的转录组进行比较分析。总计获得了3 772个差异表达基因,其中2 173个基因上调,1 599个基因下调。这些差异基因经过GO分类和KEGG pathway富集分析分别归类于47个GO term和251条代谢途径。从转录组数据中获得了春化、光周期、赤霉素(GA)等途径的开花相关基因,还鉴定多个开花相关内源激素途径的基因。将基因VIN3,GAI,ELF3,GID1的qPCR检测结果与其转录组测序结果进行比对,发现虽然两种检测结果在差异倍数上存在差别,但4个基因的表达量的总体变化趋势一致,说明转录组测序结果有较高的可信性。本研究结果为揭示板栗雌雄花性别比例调控机制和花期人工调控提供了一定的科学参考。     

基于油楠(Sindora glabra)转录组测序的SSR分子标记的开发

油楠(Sindora glabra)作为极具开发潜力的能源植物,在分子水平上的研究仅局限于ISSR分子标记。本研究利用Trinity软件对油楠转录组数据进行组装,共得到总长为48307806 bp的283998条Unigenes。利用MISA软件寻找到97443个含有SSR的重复基元。SSR位点中主要重复序列为单核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR位点的67.68%和22.56%,其次是三核苷酸,占8.54%。利用Primer 3.0设计引物,并从中随机选择200对引物进行PCR扩增,其中有13对扩增出清晰条带,多态性高,重复性好。油楠SSR分子标记的开发对于研究其遗传多样性、重要性状基因定位及分子标记辅助选择育种等起到重要的推动作用。     

木薯叶芽和花芽的转录组差异分析

本研究以木薯花芽与叶芽为材料,通过Illumina HiSeqTM4000测序平台对其进行转录组测序,结果获得高质量序列45 010 506个、碱基数13.46 Gb,GC含量在43.5%以上、比对效率在78%以上。筛选得到3 782个差异表达基因(DEGs),其中上调2 409个、下调1 373个。DEGs涉及的主要功能有一般功能预测,翻译,复制、重组与修复,信号传导机制,次生产物合成、运输与代谢,翻译后修饰、蛋白质周转和分子伴侣,氨基酸运输与代谢,碳水化合物运输与代谢。DEGs显著富集的KEGG通路主要有植物激素信号传导、苯丙烷类生物合成、淀粉和蔗糖代谢、苯丙氨酸代谢、氨基酸的生物合成和碳代谢。获得植物开花相关基因47个,其中39个上调表达、8个下调表达。研究结果在一定程度上解析了木薯花芽分化的分子机制,并为后续的深入研究提供了基础数据。     

亚麻(Linum usitatissimum)铅胁迫转录组初步分析

亚麻的不同器官具有多种商业价值。随着土壤重金属污染情况日益加剧,有必要对亚麻响应重金属污染的分子机理进行研究。本研究采用二代测序技术,对亚麻在铅胁迫下地上部位样品进行转录组分析。通过对原始测序数据进行质量控制,并利用HISAT软件等对处理后数据拼接到亚麻参考基因组,获得了高质量Unigenes和拼接结果。对Unigenes进行序列比对、功能注释和分类、序列变异分析。结果显示,本次测序结果共获得43471条Unigene,并且这些Unigenes的大部分(89.6%)都完全比对到参考基因组的预测外显子区域。对测序结果的KOG和KEGG分析结果表明亚麻在铅胁迫条件下可能影响的通路信息。最后,对测序结果进行转录因子预测和序列变异分析,为后续针对亚麻响应重金属胁迫的相关研究提供了候选分子资源。