大麦条纹叶片突变体的表型鉴定及转录组分析

叶色是与作物的光合速率及产量紧密相关的重要性状,利用叶色突变体研究叶绿体的发育过程及调控网络,有助于揭示叶色形成的机制。本研究在农杆菌介导的大麦幼胚遗传转化过程中,获得一个具有条纹叶片的突变体(msal),该突变株具有条纹白化的叶片、茎秆,叶鞘、幼穗及幼种,其叶绿素和类胡萝卜素含量均下降。叶绿体超微结构观察显示条纹叶片突变体细胞的叶绿体数量变少,呈狭长型,结构不完整。转录组分析表明在突变体中有1004个差异基因,其中388个表达量下调,609个表达量上调。GO富集分析显示细胞组份"叶绿体"的富集频率最高,为23.0%,P值为5.74e^-07,表明"叶绿体"在转录水平上发生了改变。62个与叶绿体发育相关的差异基因在突变体中表达量均为上调,而与类胡萝卜素合成相关的差异基因表达量下调。我们推测该突变体抑制了类胡萝卜素的合成,影响了叶绿体发育,而作为补偿机制激活了叶绿体相关发育基因的表达。     

基于苦瓜转录组序列的SSR分子标记开发

为了全面了解苦瓜转录组SSR位点特征和满足苦瓜分子育种对分子标记的需求,利用MISA软件对来自苦瓜材料‘大沥-11’6个组织的59740条转录组Unigene序列进行SSR位点搜索,共检测出31066个SSR位点,出现频率(发现的SSR个数与总Unigene数之比)为52.00%,平均每2.62 kb出现1个SSR位点。在苦瓜转录组SSR位点中,基元类型主要为三核苷酸,占总SSR位点的42.17%;其次是二核苷酸,占总SSR位点的31.66%。利用Primer 3软件对搜索到的苦瓜转录组SSR位点进行引物设计,然后把获得的引物序列比对回苦瓜的参考基因组,选择上下游引物序列都是唯一比对的序列并去除重复后共获得9135对特异SSR引物。选择MC00上的232对特异SSR引物对‘谭边大顶’和‘华艺320’两个苦瓜品种基因组DNA进行PCR扩增,其中有219对特异引物可扩增出清晰的条带,有效扩增率为94.40%;有31对特异引物扩增产物表现出多态性,多态率为13.36%。本研究开发的苦瓜转录组特异SSR引物为苦瓜的种质资源分析、基因定位、分子标记辅助选择等理论与应用研究提供了引物数据参考。     

基于RNA-seq牡丹SSR标记开发及通用性分析

从牡丹花色候选基因中开发一套SSR标记,为牡丹花色分子遗传学研究和分子标记辅助育种提供帮助。本研究基于高通量转录组测序技术(RNA-seq)获得了278条涉及调控牡丹花色形成的Unigenes序列,利用SSRIT在128条Unigenes中检测到215个SSR位点,出现频率为46.04%。其中优势重复基序为二核苷酸、三核苷酸和六核苷酸重复,分别占总SSR位点的18.60%、41.86%和36.28%,优势重复基元为TC/GA和AT/TA,分别占二核苷酸重复的30.00%和27.50%。在此基础上,从中选择100对SSR引物合成,以牡丹品种基因组DNA为模板,验证其有效性和多态性。结果表明,有效引物50对(占50%),多态性引物12对(占24%)。12对多态性引物在芍药属12个不同种质内进行通用性检测,转移率范围为83.33%~100%,平均转移率为96.53%,表明牡丹SSR标记在芍药属内具有较高的通用性。利用高通量RNA-seq开发牡丹候选基因SSR标记可为牡丹功能基因挖掘、品种分子身份证构建、遗传多样性分析和分子标记辅助选择育种等提供重要的遗传资源。     

Argonaute1敲除前后尖孢镰刀菌转录组分析比较

 Argonaute蛋白(AGO)介导的沉默复合体在RNA干扰(RNAi)中起着至关重要的作用。为了探究AGO1在尖孢镰刀菌RNAi中的作用机制,本文以粘团专化型尖孢镰刀菌生理1号小种FOX-A8野生型和其AGO1缺失突变体(FOX-A8-△Ago1)的菌丝和孢子为材料,分别进行了RNA提取、Illumina HiSeq 2000高通量转录组测序、差异表达基因(DEGs)的显著富集分析;选择菌丝和孢子中的DEGs 进行实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR, qRT-PCR)验证。GO通路注释结果显示,相对于野生型菌株,AGO1缺失突变体菌丝中的醇脱氢酶(NADP⁺)、孢子中的CAMK / CAMKL / CHK 1蛋白激酶均显著上调;KEGG通路注释结果显示,相对于野生型菌株,AGO1缺失突变体菌丝中与 MAPK信号通路相关的基因、孢子中与PLD信号通路相关的基因均显著下调;另外,相对于野生型菌株,编码AGO2的基因下调,但是下调不显著。qRT-PCR检测DEGs的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性。     

Genome sequencing and functional genomics approaches in tomato

Tomato genome sequencing has been taking place through an international, 10-year initiative entitled the International Solanaceae Genome Project (SOL). The strategy proposed by the SOL consortium is to sequence the approximately 220Mb of euchromatin that contains the majority of genes, rather than the entire tomato genome. Tomato and other Solanaceae plants have unique developmental aspects, such as the formation of fleshy fruit, not afforded by Arabidopsis or rice. Divergent phenotypes and habitats of the Solanaceae also make the family an ideal model to explore the bases of diversification and adaptation. Current progress in genome sequencing, genetic and genomic resources, and functional genomics approaches for tomato is summarized. Given the foreseen wealth of information in the upcoming genome sequence, the role of the laboratory-grown miniature tomato cultivar Micro-Tom as a valuable functional genomics tool for plant pathology and emerging areas of biology, such as omics biology, is emphasized.     

α和β-蒎烯胁迫下松材线虫转录组特征

为研究松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)对寄主蒎烯胁迫反应的分子机制,按m(α-蒎烯)∶m(β-蒎烯)=1.0∶0.4配制α和β-蒎烯混合液,并以该混合液处理下的松材线虫为研究对象,通过高通量测序技术平台Illumina HiSeq 2000对其转录组进行测序。结果表明:α和β-蒎烯混合液对松材线虫繁殖率存在显著影响,低质量浓度时抑制松材线虫的繁殖,高质量浓度时促进松材线虫的繁殖。α和β-蒎烯混合液质量浓度为17.16 g L-1时对松材线虫的繁殖抑制效果最明显,从该质量浓度处理下松材线虫的转录组中筛选出差异表达基因146条,其中上调表达116条,下调表达30条,主要包括细胞色素酶P450基因家族、葡萄糖醛酸脱氢酶家族。GO富集生物学过程主要包括氧化还原作用、单体生物代谢过程以及血红素结合等功能分类,KEGG富集的代谢通路主要包括外源物质的P450代谢通路和药物代谢通路。松材线虫在蒎烯胁迫过程中细胞色素酶P450基因家族和葡萄糖醛酸脱氢酶家族可能发挥了关键作用。     

基因表达系列分析技术在植物基因表达分析中的应用

 基因表达系列分析技术 (SAGE)是一种以测序为基础 ,采用数字化分析手段 ,在转录物水平上研究细胞或组织基因表达模式的有效工具。该技术不仅能够全面地分析特定组织或细胞表达的基因 ,获得这些基因表达丰度的数量信息 ,还可比较不同组织、不同时空条件下基因表达的差异 ,从而发现新基因。SAGE技术在植物方面的应用相对较少 ,但进展很快。本文着重介绍了SAGE在植物基因表达分析中的应用 ,分析SAGE所存在的问题、改进方法及发展前景     

三叶木通果实转录组测序初步分析

为了探究三叶木通果实成熟过程中基因表达情况,本实验采用Illumina HiSeq2000高通量测序技术对三叶木通6个不同时期果实进行了转录组测序,对所获得的数据进行GO和KOG注释与分类及KEGG代谢通路分析。本实验共获得Unigene 106 547条,在GO与KOG数据库中分别有27 302和12 014条Unigene注释成功,KEGG通路分析显示有11 749个Unigene参与到270条已知代谢通路中,其中包括26条乙烯合成关键酶的Unigene。本实验结果可为探究三叶木通果实成熟过程中基因表达情况以及三叶木通果实成熟基因的后续研究提供重要基础。     

植原体侵染对桑树叶片转录组的影响

桑黄花型萎缩病是桑树重大病害之一,会对桑树产生多方面的影响。转录组可检测物种的整体转录活动,为此研究黄花型萎缩病桑树湖桑32叶片转录组的变化,并分析其中的关键UniGenes与代谢途径。结果获得8 265个具有差异表达的UniGenes,其中4 445个表达上调,3 820个表达下调。差异表达基因的GO功能显著性富集获得18 734个具有显著差异的对应关系,其中富集50条UniGenes以上的GO分类涉及了12个亚类。两样品的代谢通路富集分析显示,UniGenes参与的6大类41个亚类代谢通路中8个途径差异显著。与植物抗性基因数据库PRGDB比对,发现37类89个R基因表达模式发生了变化。这为进一步对该病原菌的致病机理研究提供了基础。