基于中麻黄萌发种子转录组的黄酮类化合物合成途径基因的挖掘

应用新一代高通量测序技术(Illumina Solexa),对中麻黄(Ephedra intermedin)同萌期的种子进行转录组测序,数据重头(denovo)组装后,共获得52 007条Unigene序列,总长为25 043 596 bp。COG功能注释、GO分类及KEGG代谢通路分析后,获得了64 751个GO功能注释,17 701个COG功能注释以及16 942个KEGG注释,并从KEGG通路中找到参与黄酮类化合物合成途径的关键基因片段283个,其中包含了查尔酮合酶基因、细胞色素相关基因和花青素还原酶等基因。中麻黄转录组测序工作的完成,极大地扩充了麻黄的基因资源,为麻黄属植物分子系统进化分析、抗性和药用功能基因的发掘与利用、遗传改良等研究奠定基础。     

穗花杉的转录组测序及其转录组特性分析

[目的]通过对红豆杉科穗花杉属的穗花杉进行转录组测序,为穗花杉的萜类合成途径和分类学研究提供支持。[方法]利用Hi Seq2500技术对穗花杉的茎叶进行转录组测序。[结果]穗花杉转录组测序共得到8.14 Gb的clean data。从头组装共获得82 884条unigene,其中有27 495条unigene被注释。此外,在82 884条unigene中共搜索到2 827个SSR位点,单核苷酸重复SSR出现频率最高(60.1%),其次为三核苷酸重复SSR(25.4%)。在穗花杉unigene中挖掘出了1个牦牛儿基焦磷酸合成酶(GPS)、1个法尼烯基焦磷酸合成酶(FPS)和5个牦牛儿基牦牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)的同源基因,同时得到紫杉二烯合成酶(TS)同源基因13个。[结论]发现了20个与萜类合成有关的unigene和2 827个SSR位点,为今后穗花杉萜类生物合成研究,特别是紫杉二烯合成酶编码基因的研究打下了基础,也为该物种系统分类地位及遗传多样性研究提供了新的遗传信息。     

基于Illumina高通量测序的泡桐转录组研究

利用新一代高通量测序技术平台Illumina Solexa对泡桐进行转录组测序和数据de novo组装,并对得到的unigene进行功能注释、分类及代谢通路分析.结果表明,N50值为2 278 bp、平均长度为1 410 bp的泡桐unigene共有188 019条,将其与NCBI的Nr和Swiss-Prot数据库比对后发现,分别有120 808条和85 880条unigene与其他物种的基因具有同源性.利用COG数据库可将有关的41 914条泡桐unigene分成25类,KEGG数据库分析发现共有43 553个unigene参与215种代谢通路.找到与木质素合成相关的泡桐unigene.     

蕨类植物芒萁幼孢子体转录组高通量测序及特征分析

[目的]采用高通量测序技术Illumina Mi Seq250获得蕨类植物芒萁的孢子体转录组数据,以期为芒萁的生长、发育、代谢调控、微进化机制分析等提供重要的分子信息。[方法]应用生物信息学方法对测序获得的大量单基因簇(Unigene)进行基因功能注释、代谢途径及微卫星分析等。[结果]本研究共获得18 463 296条序列读取片段(reads),总碱基数为4.62Gbp序列信息,经序列组装最终得到63 169个Unigene,平均单条Unigene长度为863 bp,N50为1 587 bp,其中分布在200 500 bp长度区间Unigene占总数的55.4%。数据库中的序列同源性比较表明,26 826个Unigene与其他物种的已知基因具有不同程度的同源性。芒萁转录组中的Unigene根据GO功能大致可分为细胞组成、分子功能和生物学过程3大类47个分支,其中有大量的Unigene与细胞进程、绑定活性、代谢过程和催化活性相关。将Unigene与COG数据库进行比对,根据其功能大致可分为26类。以KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将Unigene定位到257个代谢途径分支。此外,利用MISA软件检索2 6碱基微卫星,共找到13 286个SSR。在不同长度微卫星中,三核苷重复数量最多,占总数的40.41%。在各重复基序类型中出现频率最高的为AG/CT(14.45%)与AAG/CTT(12.39%)。利用重复基序开发的多态性SSR标记,可应用于芒萁不同个体的基因型分型鉴定。[结论]本研究获得了较高质量的芒萁转录组数据库,揭示了芒萁孢子体生长发育过程中表达基因的功能总体特征,可为芒萁进一步的功能基因挖掘和分子标记规模化开发奠定基础。     

基于油茶组59万条EST序列的转录组学初步分析

油茶组(Camellia Sect.Oleifera)植物是我国特有的木本油料植物,主要分布全国14个省(区),种植面积达300万hm2.茶油为油茶组多个树种种仁油的统称,其中以油茶(Camellia oleifera)最为常见,其次是浙江红山茶(C.chekiangoleosa)和短柱茶(C.brevistyla)等.     

转录组和代谢组在林木真菌病害防御反应中的应用研究进展

真菌病害是林木的主要生物胁迫之一,严重影响林业生态安全和经济效益。近年来随着组学技术的突破,转录组技术和代谢组技术已成功应用于林木真菌病害研究,主要包括致病和抗病关键基因的挖掘、林木防御物质的动态合成、抗病分子育种等方面,但林木如何抵御真菌病害及其两者间的互作机制仍是今后研究的热点与难点。文中通过对林木遭受真菌侵染后的转录组信息和代谢组信息进行探讨,包括类黄酮物质合成途径、植物激素信号转导、林木防御关键基因和关键代谢物、关键防御机制及功能网络等,将在理论上丰富林木响应真菌病害侵染的过程,为林木和真菌病害的互作研究奠定基础,并为林木抗性育种和化学防治提供参考;此外,基于目前转录组和代谢组在林木真菌病害防御反应方面的研究,对林木基因组研究、多组学联合研究以及病原菌组学研究等进行展望,以期为林木真菌病害研究提供新思路。     

秋茄低温胁迫转录组分析及脱落酸信号途径基因挖掘

目的 深入了解秋茄响应低温胁迫的分子机制以及培育秋茄的抗寒新品种。 方法 以耐寒红树植物‘龙港’秋茄1年生容器苗为实验材料,15 ℃处理12 h为对照组（CK）,−5 ℃处理12 h为低温组（LT）,采用 Illumina HiSeq测序平台进行转录组测序,挖掘脱落酸信号途径相关基因。 结果 转录组测序共鉴定到148个转录因子,分属于25个转录因子家族,其中,ERF、NAC、WRKY、bHLH、MYB、bZIP、HB-other和MYB-related等家族所包含的基因数量较多,分别为17、14、12、12、10、9、6和6;差异组共筛选到1 330个差异表达基因（Differentially Expressed Genes, DEGs）,其中,698（52.48%）个上调表达,632（47.52%）个下调表达; KEGG通路富集分析发现,DEGs显著富集在植物激素信号转导、苯丙素生物合成、半乳糖代谢、光合作用-天线蛋白和α-亚麻酸代谢等通路中; 脱落酸信号途径相关基因 KoPYL1、KoABF1和KoABF2上调表达,KoPP2C1和 KoABF3下调表达,且这些基因表达情况与qRT-PCR验证结果一致。 结论 ERF、NAC、WRKY、bHLH、MYB、bZIP、HB-other和MYB-related等家族转录因子对秋茄响应低温胁迫起重要调控作用。植物激素信号转导、苯丙素生物合成、半乳糖代谢、光合作用-天线蛋白和α-亚麻酸代谢等是秋茄响应低温胁迫的重要KEGG通路。脱落酸信号途径中的KoPYL1、KoPP2C1、KoABF1、KoABF2和KoABF3基因可作为后期研究秋茄响应低温胁迫的重要候选基因。     

南美油藤种子发育过程的代谢组学和转录组学联合分析

【目的】南美油藤种子油中富含不饱和脂肪酸,是一种具有重要经济价值和应用前景的油料植物。目前影响南美油藤种子油脂合成的关键基因、途径及其调控机理尚未清晰。因此,对南美油藤种子的脂质代谢物的动态变化规律及重要脂肪酸代谢相关调控基因的研究,不仅能够为提高其种子油产量和改善油脂品质提供理论基础,也可为其他木本油料植物高效开发利用提供有价值的参考依据。【方法】选用不同生长阶段的南美油藤种子(形成初期、发育初期、中期、后期、成熟期)为研究对象,结合GC-MC代谢组学技术和高通量转录组测序技术,分析种子发育过程中脂质代谢物含量的动态变化规律,并根据种子不同生长阶段的差异表达基因寻找出脂质代谢物生物合成与累积的关联酶基因。【结果】脂质代谢组学分析发现,南美油藤种子中高含量的α-亚麻酸和亚油酸主要在种子成熟阶段合成与累积,是判别南美油藤种子中脂肪酸缓慢累积时期与快速累积阶段的依据。转录组学分析表明,南美油藤种子成熟阶段前后的基因表达存在显著差异。结合代谢组学与转录组学的分析结果显示,与脂肪酸生物合成和累积相关的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,基因家族的不同成员存在生物学功能的差异性和多样性。其中FAD2-3、FAD7、FATA、KAS2、LACS2、LACS8和SAD酶基因表达与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著正相关,说明7个酶基因表达对南美油藤种子油脂的合成与累积有促进作用;FAD2-2、KCS1、KCS10和LACS1酶基因与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著负相关,说明4个酶基因的表达对南美油藤种子油脂的合成与累积具有抑制作用。【结论】南美油藤种子成熟前后脂肪酸含量及差异表达基因存在显著差异,可依据种子中α-亚麻酸和亚油酸的含量变化将种子发育过程划分为脂肪酸缓慢累积和快速累积2个时期;南美油藤种子脂肪酸代谢中的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,且同一基因家族的不同成员在脂肪酸的累积过程中可能具有不同的生物学功能。研究结果可为利用分子生物学技术提高南美油藤种子油产量和改变脂肪酸组分提供备选基因和相应的理论基础。     

基于高通量转录组测序筛选马尾松抗松材线虫病相关基因

目的 研究马尾松抗松材线虫病相关基因,为解析马尾松抗性机理和高抗马尾松早期选择提供理论依据。 方法 对高抗和易感2种马尾松基因型接种松材线虫,在接种后第1、15和30天取样进行转录组高通量测序,通过对高抗和易感马尾松差异基因识别以及富集分析,以筛选与抗松材线虫病相关的组成型差异基因。 结果 对高抗和易感马尾松接种松材线虫后的转录组进行比较,在接种后第1、15和30天分别获得2 866、679和1 657个差异基因,且在接种松材线虫后不同时间点间,共有差异基因相对较少。对差异基因进行GO富集分析,结果显示：在接种后第1、15和30天,最显著的生物学进程是氧化-还原过程,而GO项刺激反应、转录调节以及香叶基二磷酸代谢过程也显著富集。对这几类GO项相关基因进一步分析,发现接种后3个时间点GO项刺激反应中共包括26个R基因,除了2个R基因外,其它R基因表达皆为组成型,在接种松材线虫和对照间差异不显著,而GO项转录调节中仅2个差异基因被nr注释为 ERF 转录因子,其余为未知基因。接种松材线虫后, ERF 转录因子在高抗马尾松上的表达量始终高于易感马尾松上的表达量,且在接种松材线虫和对照间表达量变化不显著,也为组成型基因表达。GO项香叶基二磷酸代谢过程中, GGPPS 3个基因也在高抗马尾松上具有更高表达量,为组成型基因表达。这些基因中 TIR-NBS-LRR 基因（c65785.graph_c0）、 ERF 转录因子（c78073.graph_c0）和3个 GGPPS 基因在高抗马尾松中表达量较高,而在易感马尾松中表达量较低,甚至为0,可作为开发分子标记的候选基因用于鉴定抗性马尾松。 结论 高抗和易感马尾松在接种松材线虫后第1天其表达量差异达到显著水平的基因最多,其中, LRR 基因、 ERF 转录因子和 GGPPS 与马尾松的抗性相关,部分 TIR-NBS-LRR 基因、 ERF 转录因子和 GGPPS 有望被开发为鉴定高抗马尾松的分子标记。     

转录组与代谢组联合解析红花槭叶片中花青素苷变化机制

【目的】红花槭秋彩叶的形成,与叶片中花青素苷的含量密切相关。本文旨在揭示红花槭中花青素苷的生物合成机理,为其叶色的定向改良提供理论依据。【方法】为解析花青素代谢物积累和基因表达水平的变化,以转色期同时具有绿叶、红叶和黄叶的红花槭特殊单株为材料,用超高效液相色谱串联质谱和高通量RNA测序的方法分别进行代谢组和转录组分析。【结果】1)在红叶-绿叶、黄叶-绿叶、红叶-黄叶3个比较组中,代谢组正离子模式下分别检测出1 377、1 793、1 098个差异积累代谢物,负离子模式下分别检测出789、699、6 778个差异积累代谢物:红叶与绿叶相比,矢车菊素苷衍生物、天竺葵素苷元和飞燕草素苷元及其衍生物含量大幅上升;黄叶与绿叶相比,矢车菊素苷衍生物、飞燕草素苷及其衍生物含量增加,而天竺葵素苷及其衍生物减少。2) 3个比较组中,转录组测序分别检测出28 536、43 017、27 110个差异表达基因:红叶与绿叶相比,花青素苷合成通路中89. 5%的基因表达量增加;黄叶与绿叶相比,花青素苷合成通路中66. 7%的基因表达量增加。3)红花槭花青素苷的生物合成中,有29个差异积累的相关代谢物和48个差异表达基因。4)差异代谢物和基因的网络互作分析显示,ANR和LAR基因正向调节类黄酮产物而逆向调节花青素苷衍生物,ANS和UFGT基因正向调节花青素苷衍生物而逆向调节类黄酮产物。【结论】当红花槭叶片秋季变色时,花青素苷通路中大量基因的表达量上调,同时矢车菊素-3-(6″-乙酰半乳糖苷)和矢车菊素-3-阿拉伯糖苷含量大幅上升,此为红花槭叶片变色的主要驱动因子。     

沙埋对白刺表型可塑性的影响

[目的]为研究沙埋对白刺形态、生物量分配及光合特性的表型可塑性的影响,[方法]对扦插白刺,进行0、5、10、15 cm沙埋处理,待生长季结束后,收集数据进行统计分析。[结果]表明:随着沙埋深度的增加,(1)株高、15 cm基径呈减小趋势,不定根长与不定根直径呈先增大后减小的趋势。当沙埋深度为0、5、10、15 cm时,植株的株高依次为62.82、55.90、52.38、49.24 cm,15 cm处基茎依次为2.79、2.48、2.39、2.07 mm,叶面积依次为477.81、214.38、247.90、112.91 cm~2,叶片数依次为700.2、334.40、344.00、216.20片,不定根数依次为6.40、3.80、2.80、3.40根,不定根长依次为10.19、11.54、13.92、7.62 cm,不定根直径依次为1.51、1.95、1.65、1.19mm;(2)枝与叶生物量、总生物量呈减小趋势,而地下部分生物量呈先增大后减小的趋势,地上生物量/地下生物量呈先减小后增大的趋势。当沙埋深度为0、5、10、15 cm时,植株的枝生物量依次为6.29、4.20、3.09、2.75 g,叶生物量依次为3.93、2.52、3.31、1.28 g,总生物量依次为10.81、7.53、7.41、4.30 g,地下部分生物量依次为0.59、0.81、0.59、0.28 g,地上生物量/地下生物量依次为17.32、8.30、10.85、14.39;(3)净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的日均值呈依次增加的趋势,如沙埋深度为0、5、10、15 cm时,净光合速率的日均值依次为8.06、9.39、9.72、11.25μmol·m~(-2)·s~(-1),蒸腾速率的日均值依次为5.56、6.70、6.77、7.61 mmol·m~(-2)·s~(-1),气孔导度的日均值依次为0.28、0.31、0.31、0.36 mol·m-2·s-1。(4)沙埋深度5.10 cm白刺的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量与对照组0 cm的差异不显著,当沙埋深度为15 cm时,叶绿素含量显著增大,但叶绿素a/b值的变化不显著。[结论]白刺形态、生物量分配以及叶绿素含量对不同沙埋深度的可塑性较强,当沙埋深度为15 cm时,光合指标对沙埋才会产生显著差异。     

白刺幼苗芽库及枝系构型对不同氮添加水平的响应

[目的]研究不同氮添加梯度下白刺幼苗芽库组成及空间结构的差异,探讨了幼苗的养分限制、氮素利用以及根系和插穗的品质与芽库的关联,阐明了白刺芽库响应氮素有效性所采取的适应性策略。[方法]本研究通过盆栽控制实验,对唐古特白刺幼苗的芽库特征进行了测量分析。[结果]氮添加显著增加了白刺幼苗芽和营养枝数量,显著降低了休眠芽和休眠枝数量,并对二级枝和三级枝出芽率具有明显促进作用;随着氮添加量的递增,营养枝有从基部向顶端移动趋势;氮平衡指数与白刺幼苗出芽强度、分枝强度、二级枝和三级枝出芽率均呈二次非线性正相关关系;植株氮含量、氮积累量和地下部分形态特征分别与芽和营养枝数量呈正相关关系,与休眠芽和休眠枝数量呈负相关关系。[结论]氮添加影响幼苗芽库容量。随着氮添加水平的提高,各指标多数在N3和N4处理达到最大值后逐渐降低,因此6个氮添加水平中36 mmol·L-1和48 mmol·L-1是白刺幼苗最适氮添加量。氮添加对幼苗芽库内组分的相对位置产生了不同影响趋势,所以白刺幼苗可以通过改变芽库容量和空间分布来响应养分有效性变化。     

山东稀有植物小果白刺天然群体表型变异研究

[目的]研究山东小果白刺的表型变异程度及变异规律。[方法]采用方差分析、相关分析、聚类分析等分析方法,对山东小果白刺5个群体种实和叶片的10个表型性状进行了比较分析。[结果]群体内变异是山东小果白刺表型变异的主要来源;各性状群体间表型分化系数的变幅为20.20%60.70%,平均值为40.71%;所有性状的变异系数平均值为9.34%,各器官的表型变异程度有叶片大小(8.99%)﹥种子大小(7.74%)﹥果实大小(6.77%)和种子形状(10.22%)﹥叶片形状(6.70%)﹥果实形状(4.35%);小果白刺10个表型性状间大多呈显著或极显著的相关关系;5个小果白刺群体被聚合成2类。[结论]山东小果白刺种实及叶片表型性状在群体间和群体内存在丰富的表型变异,其地理变异规律遵照随机变异模式。该研究结果为小果白刺种质资源的保存提供了依据。     

荒漠植物白刺叶片气孔性状对模拟增雨的响应

为研究荒漠植物气孔性状对气候变化的响应以及对植物固碳能力的影响,根据内蒙古磴口多年平均降水量和植物生长规律,设计2个增雨时段(生长季前期与后期),每个时段设计2个增雨梯度(50%与100%),对天然白刺灌丛进行增雨实验,利用数码图像显微镜处理系统,研究叶片气孔大小、气孔密度及气孔导度等气孔性状对增雨的响应。结果表明:与对照相比,各增雨处理可以增加气孔长度、宽度与气孔导度,但孔密度减小,且叶片下表皮密度大于上表皮。相同增雨季节,100%处理对气孔大小、气孔密度及气孔导度的影响均高于50%处理,2个梯度间差异不显著;气孔大小与气孔导度对生长季前期增雨响应更敏感,气孔密度对不同生长季节增雨响应不明显;气孔性状之间存在一定的协调性。在未来降雨增加的条件下,荒漠植物可以通过改变气孔性状(扩大气孔)通路来提高固碳能力。     

云南干热河谷地区余甘子转录组分析

[目的]对云南干热河谷地区余甘子转录组特征进行描述,旨在为余甘子微卫星标记的开发和功能基因的挖掘提供较全面的背景信息。[方法]采用Illumina Hiseq 4000测序平台对余甘子叶片进行转录组测序,对原始数据进行过滤、de novo组装及聚类去冗余等处理后,再与公共数据库进行比对,对Unigenes进行基本功能注释、CDS预测、TF编码能力预测及R-Gene预测等分析。[结果]本研究共获得10. 52 Gb的Clean reads,Q20、Q30分别为98. 47%、95. 28%。组装并去冗余后获得76 881条Unigenes,平均长度、N50分别为713、1 257 nt。通过与NR、COG、KEGG和Swiss Prot数据库进行比对,44 768条Unigenes获得功能注释。余甘子转录组Unigenes根据COG功能注释信息大致分为25类;按GO功能注释信息划分为生物学过程、细胞组分和分子功能3大类47亚类;参考KEGG注释信息,可归为6大代谢通路、21类代谢途径,其中约3/5为代谢相关通路。根据以上注释结果共检测出42 953个CDS,其余未比对上的Unigenes用ESTScan预测后得到2 058个CDS。同时,预测到56个TF家族以及18种RGene。[结论]本研究获得的余甘子转录组Unigenes序列的组装质量较高、完整性较好、基因丰富、功能多样,极大地扩充了余甘子基因信息库,为今后余甘子乃至叶下珠属植物功能基因挖掘、抗性机理分析、分子标记开发、分子辅助育种等研究提供了重要的基础数据。     

滇东南濒危植物长梗杜鹃转录组微卫星特征分析

[目的]全面了解滇东南特有濒危植物长梗杜鹃转录组SSR位点的分布及序列特征,为长梗杜鹃的保护和合理开发利用提供遗传学资料,为同属植物及近缘种SSR标记的开发及遗传研究提供便利。[方法]利用Illumina Hiseq 4000高通量测序平台对长梗杜鹃叶片进行转录组测序,再通过MISA软件对测序所得Unigenes进行SSR位点的发掘和分析。[结果]发现含SSR的序列17 354条,共得到23 192个SSR,出现频率为31.30%,平均每3 kb出现1个SSR。二碱基和三碱基重复为长梗杜鹃SSR主要重复单元类型,分别占SSR总数的69.25%和15.07%,187种重复基元中,所占比例最高的是(AG/CT)n(62.01%),其次是(A/T)n(12.34%)、(AC/GT)n(4.52%)和(AAG/CTT)n(4.23%)。在SSR和CDS的交集基因中,共发现15 908个SSR位点,其中2 792个位于编码区,出现频率为0.076 SSR/kb,而非编码区为0.344 SSR/kb,在基因编码区中出现频率最高的是三碱基重复(1 356,48.57%)。在不同长度重复单元中,二碱基重复SSR长度变异程度最高,其次是单碱基重复。长梗杜鹃SSR的频率和长度呈显著负相关(P0.01),相关系数为-0.566。[结论]长梗杜鹃转录组SSR位点的出现频率高、分布密度大、基元类型丰富、重复次数较高、长片段较多,具有较高的多态性潜能,用于遗传分析的潜力很大,能满足该物种的保护遗传学研究。     

麻竹笋转录组测序及苦涩味物质合成基因差异表达分析

[目的]研究避光处理对麻竹笋苦涩味物质合成相关基因表达的影响。[方法]利用Illumina HiSeq~(TM)2500平台对自然生长(CK)和覆土处理(EP)2种类型的麻竹笋进行转录组测序,并对差异表达基因进行分析。[结果]转录组测序共获得36.45 Gb原始数据,经组装去冗余处理得到53 388个Unigene,将所得Unigene比对到Nr、Pfam、COG、Swissprot、GO和KEGG数据库中进行功能注释,发现共有31 462条Unigene与其它物种的基因具有同源性。对CK和EP处理所测得的Unigene进行表达量的比较分析,筛选出1 846个差异基因,其中,在EP处理中上调表达基因998个,下调表达基因848个。由KEGG代谢通路分析发现,差异基因显著地富集在32个代谢途径中,其中,包含与苦涩味物质合成相关的糖酵解途径、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸合成途径等。进一步研究发现,参与麻竹笋芳香族氨基酸、单宁合成的PFK、ENO、PPY-AT/HPP-AT、LAR等酶基因在EP处理中表达量下降,荧光定量PCR验证结果与测序结果基本一致。[结论]避光处理抑制了苯丙氨酸、酪氨酸、单宁生物合成关键酶基因的表达,可能最终影响麻竹笋苦涩味物质的合成。     

短期NaCl胁迫对西伯利亚白刺幼苗Na~+、K~+分配和平衡的影响

[目的]为探究西伯利亚白刺盐适应机制。[方法]以1年生西伯利亚白刺水培幼苗为材料,研究不同浓度NaCl(0、200、300 mmol·L-1)胁迫24 h后根系Na~+、K~+离子流的动态变化(利用扫描离子选择微电极技术,SIET)及植株各器官中Na~+、K~+含量的静态变化(利用电感耦合等离子体光谱仪,ICP-OES)。[结果]表明:(1)短期NaCl胁迫显著提高了西伯利亚白刺根、茎、叶中Na~+含量,其中,叶中Na~+含量是根中的3倍以上;西伯利亚白刺根、茎、叶中K~+含量保持稳定或上升;(2)盐胁迫下,西伯利亚白刺根、茎、叶中K~+/Na~+呈下降趋势,其中,在200、300 mmol·L-1NaCl胁迫下,根中K~+/Na~+差异不显著;(3)离子流结果显示,NaCl胁迫显著提高了西伯利亚白刺根系Na~+的外流;对照和200 mmol·L-1NaCl胁迫下,K~+净流量分别为156、159 pmol·cm-2·s-1,差异不显著;300 mmol·L-1NaCl胁迫显著提高了K~+的内流,净流量为-370 pmol·cm-2·s-1。[结论]综合分析认为,西伯利亚白刺通过叶片对Na~+区隔,加强根系对Na~+的外排和K~+内流,进而维持植株根系K~+/Na~+的相对平衡,以此适应盐渍环境。     

基于马尾松干旱转录组的抗旱功能SSR位点分析

[目的]了解马尾松干旱胁迫转录组序列的功能分布和SSR位点分布特征,并探索与干旱关联的SSR位点。[方法]对马尾松幼苗进行持续干旱胁迫,选取干旱10、15、25 d及正常供水对照的马尾松针叶样品,通过总RNA提取、Illumina测序、raw reads去冗、Trinity拼接获得unigenes。利用Blast比对,对Unigene序列进行GO、KOG、KEGG功能注释及分类;利用Misa软件进行SSR位点批量搜寻,primer 3. 0软件进行规模化SSR引物设计;利用GOSeq(1. 10. 0)、KOBAS(v2. 0. 12)软件对差异表达的含SSR位点Unigene进行GO、KEGG显著性富集分析。[结果]马尾松转录组194 821个Unigene中,101 806个Unigene获得注释,包含64 943个GO功能注释、35 880个KOG功能注释及30 882个KEGG注释。搜寻到6 728个SSR位点,分布于6 367个Unigene中,SSR出现频率为3. 45%;重复类型以单、三、二核苷酸为主,分别占总SSR的35. 82%、33. 03%和25. 22%;重复基序以A/T、AT/AT、AG/CT、AGC/CTG、AAG/CTT为主;基序长度以10 20 bp的短序列SSR为主;基序重复次数以5～10次重复占优势;批量设计13 338对SSR引物。422个含SSR位点Unigene具有差异表达; KEGG富集分析发现,有11个含SSR位点的差异Unigene参与了光合作用、植物激素信号传导及类胡萝卜素合成等3个与干旱响应相关的代谢途径。[结论]从较高质量的马尾松转录组中获得101 806个具有注释的Unigene;从6 367个Unigene中挖掘出6 728个SSR位点; 422个含SSR位点的差异表达Unigene中筛选出11个与干旱关联的SSR功能位点,为抗旱功能基因定位及马尾松抗旱分子机制研究奠定基础。     

基于cpDNA rps16序列分析兰考泡桐与白花泡桐和毛泡桐的遗传关系

【目的】通过测序法分析兰考泡桐与白花泡桐和毛泡桐在叶绿体rps16序列上的遗传差异,旨在分析三者之间在叶绿体基因上的变化特点和规律,探讨其种间的遗传关系。【方法】选取兰考泡桐、白花泡桐和毛泡桐各15个样本,对其提取的DNA用PCR扩增获得特异片段,并将其纯化与测序。利用软件Clustal X 2.0对所得序列进行排序;运行MEGA 4软件,进行多序列比对,分析其序列特征,并计算出K2P遗传距离。【结果】(1)对获得的rps16序列进行测定分析,得兰考泡桐序列长度分别为932 933 bp;白花泡桐序列长度为932 bp;毛泡桐序列长度分别为916918 bp。对所得rps16序列进行排序后的长度为938 bp,平均GC含量为34.31%。3个种所代表的个体之间共有10个变异位点,占整个序列长度的1.07%。其中有9个变异位点属于碱基插入或缺失类型,占变异位点总数的90%,占整个序列长度的0.96%。有1个变异位点属于碱基替换类型,占整个变异位点总数的10%,占整个序列长度的0.11%。(2)整个rps16片段的序列共有10个变异位点,其中兰考泡桐与白花泡桐在总的变异位点上,具有一致的碱基位点9个,占总变异的90%。而兰考泡桐与毛泡桐相比,没有相同的碱基。【结论】根据三种泡桐的rps16序列的序列特征和变异位点的分析,表明在叶绿体遗传方面,兰考泡桐具有与白花泡桐更多相似的遗传物质,其亲缘关系较近。综上所述,推测兰考泡桐与白花泡桐可能来自同一母系遗传。