基于转录组学比较研究甜高粱幼苗响应干旱和盐胁迫的生理特征北大核心CSCD

探究甜高粱响应干旱与盐胁迫的生理学差异及其分子机制,分析甜高粱在干旱和盐胁迫下的不同基因调控机制和代谢通路,可为饲草作物甜高粱抗逆栽培和育种提供依据。以辽甜1号甜高粱幼苗为材料,使用10%的PEG-6000和0.9%的NaCl模拟中度干旱和盐胁迫,胁迫2和7 d时进行光合气体交换参数、内源激素含量、有机渗透调节物质含量和抗氧化物酶活性测定,同时对幼苗叶片进行转录组测序及生物信息学分析,采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。结果表明:与对照相比,干旱和盐胁迫均显著影响甜高粱幼苗叶片生理指标的变化,但盐胁迫对甜高粱幼苗叶片光合参数和内源激素生长素、细胞分裂素含量抑制程度均高于干旱胁迫,可溶性糖含量在干旱胁迫下显著高于盐胁迫,抗氧化物酶活性和脱落酸含量低于盐胁迫,说明甜高粱对干旱和盐胁迫响应的生理机制不同;利用转录组测序技术鉴定出甜高粱叶片在处理2 d时,干旱和盐胁迫下分别有922和2047个上调基因以及975和1714个下调基因,处理7 d时分别鉴定到157和795个上调基因以及54和722个下调基因;同时鉴定出40个干旱胁迫响应基因和493个盐胁迫响应基因,基于GO富集分析发现甜高粱幼苗在干旱和盐胁迫下响应基因均显著富集于植物逆境响应相关通路,KEGG富集分析发现,干旱胁迫响应基因显著富集于内质网加工和剪切体代谢通路,盐胁迫响应基因显著富集在植物激素信号转导代谢通路;对光合作用、植物激素信号转导、抗氧化物酶和淀粉与蔗糖代谢通路相关差异基因进行分析发现,这些差异基因的表达模式与生理指标变化趋势吻合。因此,甜高粱在转录水平上对盐胁迫的适应稳态落后于干旱胁迫,中度胁迫下甜高粱幼苗对盐胁迫的耐受性要低于干旱胁迫,可溶性糖在甜高粱幼苗抵御干旱胁迫中发挥重要作用,植物激素信号转导和抗氧化物酶活性变化的共同调控是甜高粱幼苗对抗盐胁迫的关键。     

偃麦草盐胁迫下转录组分析

为探究偃麦草（Elytrigia repens）耐盐分子机制,本试验以耐盐差异显著的E36与E42为试验材料,对180 mmol·L^-1 NaCl处理0 d和3 d的叶片进行转录组测序。结果显示：转录组测序共获得80 735个Unigene,在NR数据库中共有10个同源性较高的物种;将差异表达基因进行KEGG功能注释,其中E42盐处理3 d和0 d对比产生的差异表达基因在植物病原体相互作用、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成等方面有显著富集,E36盐处理3 d和0 d对比产生的差异表达基因在核糖体代谢、亚油酸代谢、碳代谢中具有显著富集;对E42盐处理0 d与3 d Unigenes进行对比,获得159个与耐盐相关差异表达基因,同样E36在盐处理下,获得61个与耐盐相关基因;对比代谢通路发现,E36和E42在光反应-捕光蛋白途径有明显差异;经qRT-PCR验证差异表达基因结果与转录组数据一致。偃麦草耐盐及敏盐种质在盐胁迫下光合调控、脯氨酸及过氧化物代谢在转录表达上均呈现显著差异。     

转录组揭示马卵母细胞体外成熟的重要候选基因

本研究以马GV和体外成熟的MII期卵母细胞为研究样本,进行转录组测序,旨在筛选影响马卵母细胞成熟的关键候选基因。结果表明,马卵母细胞体外成熟率为37.18%;马GV和体外成熟的MII卵母细胞具有不同的mRNA谱,其中9969个mRNA差异显著,进一步的GO和KEGG分析发现,差异表达基因（DEGs）参与了多种可能与卵母细胞减数分裂相关的生物学和信号通路。本研究提供了马卵母细胞体外成熟前后转录组的详细信息,为后续探究关键差异基因对卵母细胞成熟的影响及提高卵母细胞成熟的可行性提供理论依据。     

基于转录组和蛋白组筛选乌骨鸡肤色性状候选基因

旨在基于转录组和蛋白组的联合分析,筛选影响乌骨鸡肤色性状的候选基因。本研究在HW1系黑羽乌骨鸡群体中选取150日龄的6只白肤个体和6只乌肤个体分为两组(white skin, WS和black skin, BS)作为试验样本,采集胸部皮肤组织,提取RNA和蛋白,进行高通量转录组测序(RNA-Seq)和蛋白组定量分析,筛选差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)和差异表达蛋白(differentially expressed proteins, DEPs),并对其进行实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证、功能富集分析和蛋白互作网络的构建与分析,进一步筛选与乌骨鸡肤色性状相关的候选基因。结果显示,转录组共鉴定到293个DEGs,蛋白组共鉴定到4个DEPs,其中重叠的基因有CRP、DCT、GPNMB。随机选择5个DEGs进行RT-qPCR验证,表达趋势与测序结果一致。富集分析表明,DEGs和DEPs显著富集在71个GO条目和4个KEGG通路中,包括黑素细胞分化、黑素体、黑素体膜和黑素原生成通路。接下来,通过Cytoscape软件的cytoH...     

利用加权基因共表达网络分析筛选天农麻鸡胴体性状候选基因

旨在通过转录组测序(RNA-Seq)与加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)筛选慢速型黄羽肉鸡天农麻鸡胴体性状相关候选基因。本研究以104只天农麻鸡为素材,在126日龄时进行屠宰,测定胸肌重等7个胴体性状,采集胸肌组织进行RNA-Seq。基于RNA-Seq数据获得基因表达矩阵后,结合表型进行WGCNA分析,确定目标模块,筛选目标模块的枢纽基因,并分别进行KEGG通路富集、蛋白质互作网络(protein-protein interaction network,PPI)构建和相关性分析。104份胸肌组织RNA-Seq质控后获得15 092个基因的表达量。与胴体表型进行WGCNA,共得到19个模块,其中4个模块与胴体性状极显著相关。功能富集结果表明,目标模块内基因主要富集在ECM-受体相互作用、黏着力等通路。以|Module membership|> 0.8、|Gene significance|> 0.2为标准筛选到58个枢纽基因,并通过PPI网络构建鉴定到5个网络节点基因,整合相关性分析确定COL1A2和SPARC为最重要候选基因。本研究通过大样本量转录组分析,发现ECM-受体相互作用等通路在天农麻鸡胴体性状调控中发挥主要作用,筛选到COL1A2和SPARC是影响全净膛率性状的重要候选基因,研究结果为鉴定选育分子标记,解析胴体性状分子机制奠定理论基础,为慢速型黄羽肉鸡育种提供重要参考。     

基于转录组数据挖掘牦牛皱胃发育代谢的关键候选基因

旨在比较不同年龄段牦牛皱胃指数测定、转录组表达谱的变化,挖掘影响牦牛皱胃发育代谢的信号通路和关键基因,为进一步探讨牦牛皱胃发育机制提供理论基础。本研究对1日龄、20日龄、60日龄、15月龄与3岁的牦牛皱胃组织进行转录组测序,对转录组数据进行质控、比对、差异表达基因筛选,并对差异表达基因进行GO功能注释和KEGG富集分析。为进一步验证测序数据的可靠性,随机选取5个差异表达基因进行qRT-PCR验证。结果显示,在发育过程中,瘤胃重的增长最快,其次是瓣胃、网胃和皱胃。转录组结果显示,以1日龄组为对照,在20日龄、60日龄、15月龄和3岁组中分别鉴定到1 310、1 715、1 931和2 199个差异表达基因,4个组共有基因565个;以前一个时间点为对照,20日龄、60日龄、15月龄和3岁组分别鉴定到1 310、861、569和597个差异表达基因,4个对比组共有基因9个。GO功能注释发现,以1日龄组为对照,20日龄、60日龄、15月龄和3岁组分别富集到1 191、2 578、1 117和2 835条显著条目,不同年龄组的前10条显著性GO条目中有共有的,也有各年龄阶段特有的条目。KEGG富...     

基于转录组测序挖掘奶牛乳脂代谢关键候选基因

旨在对高、低乳脂率奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)转录组测序的mRNA表达谱数据进行深入分析,挖掘影响奶牛乳脂代谢的关键候选基因。本研究采用Illumina PE150方法对乳脂率具有极端差异的荷斯坦奶牛(高、低乳脂组各4头)的BMECs进行转录组测序,以P<0.05和|log₂FoldChange|≥1.5为阈值筛选差异表达基因,并利用KOBAS在线网址进行功能富集分析,最后通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析测序结果的准确性及乳脂代谢相关差异表达基因的组织表达谱。结果表明,在高、低乳脂组之间共发现578个差异表达基因,包括332个上调差异表达基因,246个下调差异表达基因。功能富集分析共确定了包含生物学过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)的366个显著富集的GO条目(P<0.05),其中与脂代谢密切相关的GO条目有长链脂肪酸的运输、脂肪细胞分化的正向调节、乳腺肺泡发育、花生四烯酸的结合等。差异表达基因显著富集到47条KEGG通路(P<0.05),参与脂代谢的通路有15条,分别为脂肪细胞内脂解的调节、磷脂酶D信号通路、河马...     

转录组数据分析与功能基因挖掘

高通量测序技术的不断发展和应用,为挖掘重要功能基因提供了转录组分析方法,但如何利用海量测序数据准确、高效地挖掘功能基因,仍是转录组学分析方法研究的重要瓶颈。本文综述了RNA-seq数据质量控制与读段定位、基因组注释、转录本拼接、表达水平评估、差异表达分析等环节分析方法,比较了数据分析常用软件、算法和数据库等的性能和适用范围;同时,又综述了蛋白调控互作网络和加权基因共表达网络等差异表达基因的功能分析方法。转录组分析正在从只利用物种内信息挖掘差异基因,向引入其他物种参考系进行目标物种功能基因挖掘分析方向发展。结合同源基因预测候选基因法、选择信号法、极端数据法、GO注释和KEGG富集分析法及BSR-Seq(bulked segregant RNA-Seq)法等鉴定方法,使分析结果更加科学可靠。随着测序技术和数据分析方法不断进步、数据库资源不断完善,测序数据中隐含的基因表达调控和生命规律将会逐渐得到准确、深入揭示。     

基于转录组分析挖掘平凉红牛背最长肌肉质性状候选基因

旨在挖掘与平凉红牛背最长肌营养成分含量相关的候选基因,以提高肉品质。本研究选用相同饲养条件下30月龄及750 kg的40头阉牛,测定蛋白质、脂肪和水分3种常规营养成分的含量,分别挑选表型数据具有极端差异的高、低组,每组3个重复。通过主成分分析和比较转录组分析筛选具有显著因子载荷基因(significant factor loading genes, SFLGs)和差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),并进行富集分析。利用所有样本的转录组数据和表型数据进行加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA),筛选与表型相关的目标基因模块(r>0.35且P<0.05)与Hub基因(hub genes, HGs)。针对蛋白质、脂肪和水分含量3个性状分别鉴定到91、81和80个SFLGs(第一主成分PC1和第二主成分PC2)和18、85和338个DEGs,其中PC1和PC2共有的SFLGs分别有8、4和3个,具有显著因子载荷的DEGs分别有1、3和2个,富...     

不同生育期芦竹的营养价值及体外产气特征

本试验旨在探究不同生育期芦竹的营养价值及体外产气特征。采用常规分析法测定生育期分别为75、90、105、120、135d的整株芦竹、芦竹茎、芦竹叶的营养成分含量;用体外产气法测定芦竹体外发酵72h的发酵液pH、干物质消失率(DMD)、中性洗涤纤维消失率(NDFD)和酸性洗涤纤维消失率(ADFD)以及产气量(GP)和产气动态参数。结果表明:1)随着生育期的推移,整株芦竹的粗蛋白质含量逐渐降低,中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)及酸性洗涤木质素(ADL)含量呈升-降-升的波浪状变动,但总体呈上升趋势;茎、叶中的营养成分含量波动较大。2)随生育期的推移,DMD、NDFD和ADFD逐渐降低,75d与90d差异不显著(P0.05),这2者显著或极显著高于105、120d(P0.05或P0.01)。3)随着生育期的推移,最大GP呈现递减趋势,其中75d与90d无显著差异(P0.05),二者均显著或极显著低于其他生育期(P0.05或P0.01),其中105、120和135d的最大GP分别比90d低了40.22%、50.98%和51.53%;产气速度呈现相似的变化趋势。综合得出,芦竹做为牧草的最佳生育期为90d。     

盐胁迫对枸杞属2种植物幼苗生理指标的影响

以枸杞属的黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)和宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)幼苗为试验材料,采用不同浓度NaCl溶液进行胁迫,对其叶片相对含水量、叶绿素含量、质膜透性、丙二醛(MDA)含量及渗透调节物质的积累特征进行研究。结果表明:50和150mmol·L^-1 NaCl浓度下,2种植物叶片相对含水量较对照增加,而随着盐胁迫程度的加重,叶片相对含水量迅速下降;盐处理组中2种植物叶绿体各光合色素含量显著高于对照,且随盐浓度升高而增加,但Chl a/Chl b比值在低盐时增加,而后随胁迫程度的加重快速下降;叶片质膜透性和各器官MDA含量随胁迫浓度的增加呈逐渐升高趋势,且在中、高盐胁迫下,黑果枸杞各器官中的MDA含量显著低于同浓度胁迫下的宁夏枸杞;在对照及盐处理组,2种植物脯氨酸和可溶性糖含量在各器官中的分布规律为根>茎>叶,同时,盐处理组中2种植物各器官中的脯氨酸和可溶性糖含量随着盐胁迫浓度的增加呈逐渐增加趋势,其中,同一盐浓度下,黑果枸杞叶片中积累的脯氨酸含量显著低于宁夏枸杞,而茎及根中的含量却显著高于宁夏枸杞。相对而言,黑果枸杞比宁夏枸杞具有更强的耐盐能力。     

盐胁迫对新麦草种子萌发特性和生理特性的影响

采用浓度为0%、0.3%、0.%、0.9%、1.2%、1.5%、1.8%的NaCl、Na₂CO₃、NaHCO₃单盐胁迫新麦草种子,通过种子萌发特性和生理特性的变化,研究其萌发时的耐盐能力和不同盐分对其危害程度,为新麦草(Psathyrostachys juncea(Fisch.) Nevski)在盐碱地的建植提供参考.结果表明:3种盐胁迫对新麦草种子的发芽率、发芽势、根生长速度和幼苗生长速度的影响差异明显.相同浓度下,Na₂CO₃胁迫时发芽率和生长速度受到显著抑制(P<0.05),MDA的积累量大.可溶性糖、CAT、POD、SOD在Na₂CO₃浓度为0.%时达到最大值;NaCl胁迫时MDA的积累量最小,发芽和生长受到的影响较小,可溶性糖和CAT在NaCl浓度1.5%时达到最大值,POD和SOD在浓度1.2%时达到最大值;NaHCO₃胁迫时受到的抑制介于中间.综合分析,3种盐对新麦草种子萌发影响的强弱顺序为:Na₂CO₃＞NaHCO₃＞NaCl.     

5份不同来源扁蓿豆幼苗期的耐盐性比较

为探讨不同地区扁蓿豆(Medicago ruthenica)耐盐性的生理生化机制,采用盆栽法模拟盐碱地条件,观测不同盐浓度对扁蓿豆幼苗各生理指标的影响。结果表明,随着盐浓度的增加,扁蓿豆叶片内脯氨酸、丙二醛相对含量和细胞膜透性均不断增加,叶片含水量下降。5份供试扁蓿豆中,来源于乌兰察布市四子王旗的扁蓿豆耐盐性最强,而来源于通辽市大青沟自然保护区的扁蓿豆耐盐能力最弱。     

根施甜菜碱对盐胁迫下桑树幼苗生理生化反应的影响

为探讨桑树的耐盐性栽培措施,对盐胁迫下桑树幼苗根施外源甜菜碱,调查不同处理下幼苗生长发育及相关生理指标的变化。结果表明,根施2.5~10.0 mmol/L甜菜碱,可以提高盐胁迫(100 mmol/L NaC l)下桑树叶片的叶绿素、可溶性糖和脯氨酸含量,保持叶片含水率,调节K+/Na+离子平衡,减少丙二醛含量,从而减轻盐胁迫对桑树生长的抑制作用;根施甜菜碱浓度以2.5~5.0 mmol/L较为合适。     

羊草早期幼苗在盐、碱生境下生长与生理适应性的研究

为明确羊草早期幼苗在盐、碱生境下的适应机制,混合两种中性盐( NaCl∶Na2SO4=9∶1)与两种碱性盐(Na2CO3∶NaHCO3=9∶1)分别模拟不同强度的盐、碱胁迫条件,测量羊草幼苗在两种胁迫下的生长与生理指标变化.结果表明:与盐胁迫相比,羊草幼苗在碱胁迫下的生长量、鲜重及含水量下降幅度更大.盐、碱胁迫均造成幼苗Na+浓度与Na+/K+升高,K+浓度下降,碱胁迫下这三种指标变化幅度均大于盐胁迫.盐胁迫下,羊草幼苗大量积累Cl-,有机酸含量变化不大;碱胁迫下,Cl-、NO-3与H2PO-4均呈下降趋势,而有机酸则大量积累.另外,脯氨酸与可溶性糖含量随盐、碱胁迫强度的增加而增加,且碱胁迫下积累量更大.碱胁迫由于其高pH值对羊草早期幼苗生长的抑制作用更强,Cl与有机酸积累特征的差异表明,羊草早期幼苗在盐、碱生境下具有不同的生理适应策略.     

盐胁迫对青绿苔草生长及生理特性的影响

为探究青绿苔草(Carex leucochlora)对盐(NaCl)胁迫的生理适应机制,本试验以青绿苔草‘四季’为材料,采用盆栽试验,研究不同浓度(0,50,100,200和300 mmol·L^-1)NaCl胁迫对其生长和生理特性的影响。结果表明：不同浓度NaCl胁迫对青绿苔草生长抑制作用不同。低浓度盐(50 mmol·L^-1)对青绿苔草生长影响不显著,但胁迫8 d以上,叶片相对电导率显著提高。高浓度盐(≥100 mmol·L^-1)显著抑制青绿苔草生长,随着盐浓度提高和胁迫时间的延长,青绿苔草叶片相对含水量、叶绿素含量呈下降趋势;枯叶率、叶片相对电导率、丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量则呈升高趋势;超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)和过氧化物酶(Peroxidase, POD)活性呈先升高后降低的趋势。根据主成分分析和生物量下降50%时盐浓度建立回归方程确定青绿苔草耐盐临界浓度为231.29 mmol·L^-1。综上,青绿苔草在低盐或短期高盐胁迫...     

碱茅属植物抗盐性与抗盐机制的研究进展

本文主要概括了甘肃草原生态研究所的有关研究结果认为：碱茅（Ｐｕｃｃｉｎｅｌｌｉａｔｅｎｕｉｆｌｏｒａ）种子萌动（相对发芽率达５０％）时的硫酸盐盐渍度２．５～２．７ｇ／１００ｍｌ，ＮａＣｌ为１．６～１．８ｇ／１００ｍｌ，Ｎａ２ＣＯ３为０．９～１．２ｇ／１００ｍｌ。碱茅的抗盐机制为：（１）对Ｎａ＋、Ｋ＋的选择性吸收与运输；（２）渗透调节适应；（３）合成积累有机物质的保护作用等多途径。小花碱茅叶片无盐腺组织，纠正了将其划为泌盐植物的观点。在灌溉条件下建植的Ｐ．ｔｅｎｕｉｆｌｏｒａ－Ｐ．ｃｈｉｎａｍｐｏｅｎｓｉｓ草地，有改良耕层土壤的作用，土壤盐分的下移灌水起主导作用；减少返积盐（向上返盐），草起主要作用。     

饲用黑麦、小黑麦品种苗期耐盐性评价及盐胁迫下的生理响应

通过苗期土培法,采用盐胁迫下的存活率、标准差系数赋予权重法和耐盐指数法以3个小麦品种为对照,分别对1个饲用黑麦(Secale cereale)、31个小黑麦(Triticosecale wittmack)材料的耐盐性进行了综合评价,并对盐胁迫下的生理反应进行了初步研究。结果表明:盐胁迫明显抑制了植株的生长,各项评价指标(存活率、株高、分蘖数、绿叶数、地上生物量、地下生物量)与材料的耐盐性存在显著的相关性,可作为耐盐性的评价指标;试验筛选出‘冀饲2号(JS-003)’,‘JS-004’,‘NTH2086’,‘NTH2179’和‘NTH1048’5个饲用小黑麦材料耐盐性较强,‘冬牧70’,‘AM01’,‘MX01’,‘JS-001’,‘JS-001-1’,‘JS-001-2’6个材料耐盐性相对较差;在此基础上,进一步探讨了盐胁迫下的生理反应,丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白、酶活性均随着盐胁迫浓度的增加呈现先升高后降低的趋势,且不同材料间变化幅度不同。所采用的生理指标反映了材料间的耐盐性差异,可作为耐盐性评价的指标。     

獐毛耐盐的生理变化与响应(简报)

獐毛(Aeluropus littoralisvar.sinensis Debeaux)为禾本科獐毛属植物,该属共有5种,我国有1个种和1个变种,分布在江苏省的为獐毛变种^[1]。