百山祖冷杉叶片转录组分析

[目的]百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)是我国大陆东南部唯一的一种冷杉属植物,自然分布于浙江省西南部庆元县境内海拔1750 m左右的狭小避风谷地,现仅存3株,为中国的特有植物.百山祖冷杉是国家一级重点保护野生植物,被认为是第四纪冰川期冷杉从高纬度的北方向南方迁移的结果,对研究植物区系演变和气候变迁等具有重要科学价值.在百山祖冷杉发现近60年来,针对其所在植物群落的基本特征、生境特征对植物的影响、物种之间的竞争,人工繁殖(扦插、育苗、子代鉴定)、物种鉴定、生境特征对植物的影响、育苗和保护以及植物生长与环境的关系等诸多方面开展了大量的研究,但对百山祖冷杉环境胁迫方面的研究鲜有报道.为了深入了解百山祖冷杉基因信息及功能,逆境胁迫相关通路及关键代谢物,开发微卫星分子标记,采用新一代高通量测序技术平台Illumina Hiseq 2000对百山祖冷杉转录组信息进行分析.[方法]转录组是特定细胞或组织在特定时间或状态下转录出来的所有RNA的集合.通过对转录组的研究可以揭示生物体的基因表达、研究结构变异及发现新基因等.转录组分析的研究方法、研究平台发生着日新月异的变化,同时生物信息学分析的内容也在逐渐完善.RNA-Seq作为一种新的转录组研究手段,利用新一代测序技术能够更为快速、准确地为人们提供更多的生物体转录信息.通过高通量测序平台Illumina Hiseq对百山祖冷杉进行转录组测序,利用Trinity软件对所得到的数据组装形成转录本、对所有转录本进行功能注释,并对SSR位点进行开发.[结果]经测序和分析,共获得7.02 Gb Clean Data,组装得到73103条转录本序列和41228条Unigene.将所得的数据与7大公共数据库进行比对,有27738条Unigene获得注释,占所有Unigene的67.28％.其中注释到Nr数据库的数量最多为27418,在GO数据库得到注释的Unigene有16020条,在KEGG数据库中涉及126条代谢途径.此外通过SSR分析,共得到1794个SSR位点,获得100条SSR引物.[结论]这些转录组测序数据分析扩充了百山祖冷杉的基因资源,将为其遗传背景、基因功能提供基础数据,有助于百山祖冷杉基因的发掘与利用、高效分子遗传标记开发、百山祖冷杉遗传多样性研究及其母树与子代亲缘关系分析,为百山祖冷杉的就地保护和迁地保护措施提供参考依据.这些潜在的多态性SSR的开发为百山祖冷杉遗传多样性分析、图谱构建提供了丰富的候选分子标记.研究进一步完善了百山祖冷杉的基因信息,为百山祖冷杉逆境胁迫研究提供依据.     

基于高通量测序的天目铁木转录组分析

天目铁木为中国特有的珍稀濒危植物,5株原生株分布在浙江西天目山。随着环境条件的不断恶化,对濒危植物的保护变得尤为重要,从20世纪80年代初开始对天目铁木开展研究,然而到目前为止对于天目铁木分子生物学和基因功能方面的研究仍旧较少。为了获得天目铁木的基因数据和初步了解基因功能,本研究利用Illumina Hiseq高通量测序平台对天目铁木转录组进行测序,经Trinity软件组装得到58386条Unigene。利用BLAST软件将得到的Unigene与Nr、Swiss-Prot、Go等7大公共数据库进行同源比对。最终有36884条Unigene获得注释。另外利用MISA软件对所得到的Unigene进行SSR位点的发掘,共得到7670个SSR位点。利用高通量测序技术获得的天目铁木转录组信息将为后续该物种功能基因、基因表达、SSR分子标记等研究打下基础,同时能更好地指导天目铁木的保护、遗传多样性研究以及扩繁工作等。