高温胁迫下杜鹃差异表达基因的cDNA-SCoT分析

杜鹃花为高山植物,大多不耐高温,严重制约了杜鹃花的迁地保护与园林应用,故有必要探讨杜鹃花属植物在高温逆境下的耐热机理.本研究以2年生的'胭脂蜜'(Rododendron'Yanzhimi')和'江南春早'(R.'Jiangnanchunzao')为材料,进行高温(42 ℃/30 °C)处理,在处理后2、4、8、12及2...     

茄子耐低温性差异材料的筛选及其转录组分析

茄子受低温胁迫后植株生长和果实品质受到严重影响.为了筛选茄子耐低温种质并从分子水平上揭示其与耐低温的相关性.本研究在前期预试验的基础上筛选出2份不同基因型的茄子自交系材料,研究了低温胁迫对其种子萌发和幼苗伤害的影响.并以幼苗在4℃低温处理下的叶片为材料进行转录组测序,对差异表达基因进行功能分类和富集分析.结果发现,‘C...     

水稻花色苷含量及合成结构基因的差异表达研究

水稻花色苷的生物合成受许多因素影响,而控制关键酶的结构基因是最主要的因素。针对2个红米材料和2个白米材料,采用实时荧光定量的方法,对合成水稻花色苷的结构基因( OsPAL 、 OsCHS 、 OsCHI 、 OsF3H 、 OsF3′H 、 OsDFR 、 OsANS 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT )在茎、叶及种子发育过程中的相对表达水平进行了测定。结果表明:1) OsPAL 、 OsCHS 在水稻的茎、叶和种子中表达, OsCHI 在白米恢复系蜀恢498和白米株系的组织中均有表达,是花色苷合成的组成型基因;其它基因在参试材料的茎、叶和种子中的表达量不同,具有组织特异性。2)在红米品种贵红1号和红米株系开花后7~28 d的花色苷含量逐渐增加,而白米恢复系蜀恢498和白米株系的花色苷含量逐渐下降;这些基因在红米品种贵红1号和红米株系的前中后期均有表达且表达量较高, OsCHS 在红米品种贵红1号种子发育过程中的表达量逐渐增加;这些基因在白米恢复系蜀恢498和白米株系开花后7~28 d的前中期表达量较低,后期急剧降低。表明这些基因的表达量与其花色苷的含量动态变化相同,对花色苷的积累有一定的作用。3) OsPAL 、 OsCHS 表达量与红米品种贵红1号花色苷含量呈显著正相关, OsF3H 表达量与白米株系花色苷含量呈显著正相关, OsPAL 表达量与红米株系花色苷含量呈显著正相关, OsCHI 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT 表达量与红米株系花色苷含量呈极显著正相关。研究表明,这些基因在参试材料的茎、叶和种子开花后7~28 d前中后期的差异表达,可能是造成它们着色差异的主要原因。 OsPAL 、 OsCHS 是红米品种贵红1号籽粒花色苷合成的关键基因, OsF3H 在白米株系籽粒发育过程中扮演重要的角色, OsPAL 、 OsCHI 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT 在红米株系籽粒花色苷积累中起重要作用。     

梁山慈竹高通量转录组测序及差异表达基因分析

分析梁山慈竹及其体细胞突变体的转录组,挖掘功能基因并对其差异表达基因进行筛选和分析,为梁山慈竹遗传改良提供理论依据。利用RNA-Seq技术进行转录组测序,对测序结果进行de novo拼接和功能注释;并对差异表达基因进行筛选及COG、GO、KEGG数据库中进行比对注释,此外,基于Swiss-Prot功能注释结果,分析纤维素和木质素相关功能基因的表达量差异。测序结果表明,共获得86 575 631条reads,de novo组装得到84 741条unigenes,共有49 829条被Nr、COG、GO、KEGG、Swiss-Prot注释。从梁山慈竹实生植株(对照)和体细胞突变体No.30这2个测序样本中,筛选出3 572条差异表达unigenes,757条差异表达unigenes在COG分类体系中具有详细的蛋白功能释义,2 213条差异表达unigenes在GO数据库具有功能定义,385条unigenes被注释到94条KEGG Pathways中。纤维素合成相关纤维素合酶、过氧化物酶、泛素连接酶和热休克蛋白在梁山慈竹体细胞突变体No.30中表达量升高,木质素合成相关MYB4、4-香豆酸CoA连接酶、肉桂醇脱氢酶、肉桂酰-CoA还原酶和漆酶在突变体中表达量降低。提供了全面的梁山慈竹转录组信息,获得了一批在梁山慈竹纤维素和木质素生物合成过程中有重要功能的基因序列。     

马铃薯块茎创伤木栓化过程的转录组分析

马铃薯块茎受到创伤后诱发的木栓化,对块茎的愈伤和保持良好品质等方面具有重要作用。为探究马铃薯块茎创伤木栓化过程中的分子机制,本研究以‘D47’为实验材料,在马铃薯块茎创伤后0、27、54 h分别取样进行转录组测序及分析。结果表明,创伤27 h后诱导的DEGs有8 184个,其中显著上调4 829个,显著下调3 355个;与27 h相比,54 h有3 385个DEGs,其中显著上调2 259个,显著下调1 126个。GO富集分析表明,差异基因主要集中在氧化还原酶活性、氧化还原过程、生物过程、代谢过程和催化活性。KEGG富集分析表明差异表达基因主要富集在苯丙烷生物合成、苯丙氨酸代谢、谷胱甘肽代谢、植物激素信号转导、脂肪酸代谢途径。实时荧光定量PCR验证结果表明,6个DEGs的差异表达结果与转录组分析的结果基本一致,证明转录组数据的可靠性。     

基于转录组测序枣胚发育过程差异表达基因分析

为了探索枣胚发育的分子机理,本研究使用Illumina高通量测序平台对中度可育枣品种'冷白玉'四个发育时期(原胚,小球形胚,心形胚,鱼雷形胚)的幼胚进行转录组测序,共获得135 743 080条高质量Reads,Q30＞92.88％.样品间共筛选出2 333个差异表达基因,其中有19个差异表达基因是所有样品组合共有的....     

玉米自交系响应花粒期高温胁迫差异表达基因的分析

为了探明玉米重要自交系花粒期高温胁迫下转录组基因的表达差异,发掘玉米响应高温胁迫的关键基因和蛋白质,明确高温胁迫引起玉米减产的机理,从而利用分子生物学技术手段提高玉米耐高温胁迫性。首先,利用Ampha~(TM)Z30花粉活性分析仪检测高温胁迫和正常生长条件下玉米自交系昌7-2、郑58的花粉活性。然后收集花粉提取总RNA,利用Illumina Hiseq2000~(TM)高通量测序技术分别对昌7-2、郑58花粒期高温胁迫材料和正常生长条件下的对照材料进行全转录组测序,序列结果分析后获得差异显著表达基因。通过差异基因维恩图(VENN图)重叠区域分析、GO功能分类和富集统计、KEGG pathway通路分类和富集分析以及转录因子分析,获得玉米花粒期高温胁迫相关的重要差异表达基因和蛋白质。花粉活性检测结果显示,高温胁迫后和正常生长条件下,昌7-2花粉活性分别为24. 37%,42. 89%,郑58花粉活性分别为35. 57%,64. 83%。高温胁迫后在昌7-2花粉转录组中共检测到4 176个显著差异表达基因,郑58花粉转录组中共检测到5 487个显著差异表达基因。KEGG pathway通路分类和富集分析结果显示,高温胁迫后郑58的花粉转录组中有2 062个差异表达基因富集到399个相关通路上,昌7-2的花粉转录组中有1 943个差异表达基因富集到352个相关通路上。转录因子分析结果表明,共获得55个转录因子家族,其中,有45个转录因子包含10个以上差异表达基因。研究表明,通过对玉米自交系花粒期高温胁迫后花粉转录组测序获得了大量的差异显著表达基因信息,昌7-2、郑58对高温胁迫响应机制存在明显差异,热激蛋白(Hsps)、热激转录因子(Hsfs)、生长素(IAA)基因和磷脂酰基醇-4,5-二磷酸基因家族(PIP2)在响应玉米花粒期高温胁迫过程中起着重要作用。     

基于转录组测序的红树秋茄叶片发育中差异表达基因分析

为探索秋茄(Kandelia obovata)叶片发育过程中物质合成和基因表达情况,本研究对红树叶片三个发育时期的m RNA进行提取和高通量测序,获得高质量序列(Clean reads) 64 189 053个,高质量碱基19.29 Gb,共组装获得转录本108 077个,转录本长度大于2 000 bp的为37 206个,200～300 bp的转录本11 797个, Q30均在95.00%左右。通过对红树秋茄叶片三个不同时期(初期,中期,成熟期)的差异基因进行KEGG富集分析,结果发现,差异基因主要富集在以下代谢途径：碳水化合物代谢途径(淀粉和蔗糖代谢),苯丙氨酸代谢,能量代谢途径,植物激素信号调控,生物碱合成,脂质代谢途径,昼夜节律信号转导途径。GO富集分析表明,差异基因主要富集在生物学过程(包括转录调控, DNA复制,蛋白磷酸化等),细胞组分(包括细胞核,细胞膜,叶绿体,线粒体等),分子功能(包括DNA结合,蛋白结合等),另外在秋茄叶片发育的三个时期共统计到22 333个SSR位点,占比最高的为单核苷酸,数量为12 268条,其次为三核苷酸和二核苷酸,分别6 410条和3 245条...     

cDNA微阵列鉴定差异表达基因的可靠性分析

应用马铃薯晚疫病水平抗性相关的1 009条表达序列标签(ESTs)所制备的cDNA微阵列和荧光信号Cy3,Cy5杂交系统,通过同一样品RNA的自身比较试验及与不同样品RNA的差异分析试验,对该技术的重复性和可靠性进行了验证分析。结果表明,在自身比较试验中,芯片杂交的假阳性率仅为0.79%,相关系数高达0.981 1;在差异分析试验中,同向标记、正反向标记、同一芯片内2个重复杂交结果的相关系数分别为0.966 0,0.889 5,0.980 2。研究结果证实,cDNA芯片技术具有高度的可靠性,可以鉴定出显著差异表达基因,并构建高质量的基因表达数据库,通过3次生物学重复和2次技术重复试验(采用正、反向标记)即可克服绝大部分试验误差。     

烟草叶片响应镉胁迫的差异表达基因鉴定及分析

烟草具有超富集镉的能力,严重降低烟叶品质,影响其经济价值。为了阐释烟草响应镉胁迫的分子机制,本研究采集了镉浓度为0和500μmol L^-1培养条件下的烟草叶片进行转录组测序。共获得76.94 Gb有效数据(Clean data),Q30碱基百分比均达到95.43%以上;在镉胁迫的烟草叶片中,共筛选出7735个差异表达基因,其中4833个基因表达上调,2902个基因表达下调,并通过qRT-PCR分析验证了转录组数据的可靠性。对差异转录本进行GO和KEGG富集分析,GO注释表明差异基因涉及代谢过程、应激反应、细胞结构体、催化活性和转录调节活性等;KEGG富集分析表明上调差异基因主要富集在氨基酸的生物合成、碳代谢、氧化磷酸化和柠檬酸循环等通路,下调差异基因则主要富集在光合作用、次生代谢产物的生物合成、代谢途径和植物激素信号转导途径。进一步分析植物激素信号转导通路发现,共有8条植物激素途径以不同的表达方式参与烟草对镉胁迫的响应。激素喷施烟草的实验结果表明,叶片通过调控赤霉素、油菜素内酯和茉莉酸途径以应对镉胁迫;拟南芥激素信号缺失突变体验证实验表明赤霉素、油菜素内酯、茉莉酸...     

山药品种苏蓣8号抗炭疽病基因的转录组测序与表达分析

为深入研究炭疽病抗病机制提供候选基因,从分子水平探索炭疽菌侵染对山药炭疽病基因转录水平的影响。苏蓣8号是高感炭疽病品系024经组培诱变所育成的高抗炭疽病山药新品种,为挖掘苏蓣8号炭疽病抗性基因,采用胶孢炭疽菌菌株4-2分别接种苏蓣8号和品系024,以未接种苏蓣8号的叶片为对照,利用转录组测序技术分析抗感材料在接种炭疽菌后不同时间点的差异表达基因。结果表明,抗感材料接种24,48,72,96 h共同差异表达基因个数分别为197,132,187,313个,去除各接种时间点共同差异表达的基因数,共获得711个差异表达基因。GO功能富集显示,差异基因主要与响应生物刺激、防卫反应、细胞壁代谢和氧化还原过程等有关。KEGG富集分析表明,生长素、茉莉酸和乙烯等防御相关的植物激素信号转导途径多个基因表达出现差异,其中5个生长素早期响应基因、茉莉酸和脱落酸合成关键酶基因均上调表达,乙烯响应因子ERF036下调表达,可能负向调控山药炭疽菌的侵染;参与次生代谢产物修饰的多个细胞色素P450基因、泛素连接酶及植物甾醇合成酶、防御素和凝集素基因上调表达;WRKY类、MYB类和TIFY类转录因子正向或负向调控抗病...     

狭叶薰衣草叶片转录组耐寒相关差异表达基因分析

以生长在哈尔滨地区的狭叶薰衣草(Lavandula angustifolia Mill.)为试材,采用高通量转录组测序的方法,研究了田间不同温度(26.67℃, F; 32.07℃, S;-0.76℃, T)对薰衣草叶片基因差异表达的影响,以期挖掘与耐寒相关的功能基因,探讨薰衣草耐寒的分子机制。结果表明,温度对薰衣草差异表达基因具有显著影响,温差越大导致基因差异表达变化越大,差异表达基因与环境因子CCA分析表明温度是诱导基因差异表达的首要因素。在KEGG富集通路中显著富集的有植物与病原体互作通路、MAPK信号通路和昼夜节律通路,在这些通路中,基因Pti5、SUGT1、WRKY25、GI、FKF1等均响应植物低温胁迫并显著表达,且昼夜节律调控对薰衣草耐寒起到重要作用。利用STRING蛋白质互作数据库筛选出KEGG通路中的抗寒相关枢纽基因有FKF1、GI、CRY2等。从转录因子家族中鉴定出1 137个转录因子,隶属于51个转录因子家族,参照拟南芥数据库筛选出的枢纽基因AT4G30825、AT4G17020、AT1G55750均来自bZIP家族,且在KEGG通路中响应低温后表达量普遍升高。通...     

基于RNA-seq的番茄青枯病响应基因鉴定与表达分析

为了挖掘番茄青枯病抗性基因,对青枯菌侵染前后的不同番茄自交系进行转录组测序(RNA-seq)。结果发现,在12个样本中共获得75.02 Gb的高质量数据,以差异倍数(FC)≥2且错误发现率(FDR)<0.01为标准,在抗、感番茄中分别获得970,695个差异表达基因(DEGs),共计1 312个,占基因总数的3.71%。其中,上调基因数目分别为457,450个,共计693个;下调基因数目分别为513,245个,共计621个。这些DEGs中,有836个材料特异DEGs。通过GO和KEGG注释,这些DEGs主要分为代谢、调控、响应、结合和催化等47个功能组和DNA复制、次生物质合成、植物-病原物互作、信号转导等88个代谢通路,涉及4个NBS类抗病基因、6个植病互作基因、11个植物激素信号转导基因、22个防御反应基因、32个蛋白激酶、65个转录因子和多个其他重要功能基因,表明这些基因在响应Rs方面扮演着重要角色。启动子分析发现,这些基因含有多个防御与胁迫响应相关元件。选取50个代表基因进行RT-qPCR验证,发现超过1/2的基因表达变化趋势与RNA-seq结果一致。Solyc02g08...     

杧果叶片响应胶孢炭疽病菌侵染的转录组分析

为探讨杧果抵御胶孢炭疽病菌的分子机制,分别以感病和未感病的‘贵妃杧’叶片为材料开展转录组测定和分析。本研究以‘贵妃杧’幼嫩叶片为材料,胶孢炭疽菌接种杧果叶片24 h后,转录组分析(RNA-seq)感病和未感病叶片之间的基因表达差异,共得到序列46 733个,110个差异表达基因中,67个基因表达为上调,43个基因表达为下调。利用GO数据库对差异表达基因进行聚类分析,发现差异表达基因主要聚类在细胞及细胞组分、代谢过程、催化活性等方面。利用KEGG数据库对差异表达基因影响的通路进行注释后发现,胶孢炭疽菌侵染主要影响了牛磺酸和牛磺酸代谢、淀粉、蔗糖代谢等途径中关键基因的表达水平。Autophagy-related protein 8C-like等11个基因的RT-qPCR验证与RNA-seq数据一致,且这些基因在6、12、24 h均能迅速响应胶孢炭疽菌的侵染。另外,三羧酸循环(TCA)过程中琥珀酸脱氢酶的4个亚基也参与了胶孢炭疽菌侵染杧果的过程。本研究从转录组水平上分析了杧果响应胶孢炭疽菌侵染过程中的一些关键基因,也从胶孢炭疽菌的角度分析了琥珀酸脱氢酶4个亚基参与了胶孢炭疽菌的侵染过程,有助...     

出芽短梗霉菌株PA-2侵染藜叶片的转录组分析

藜(Chenopodium album)是一种极具竞争力的一年生世界性杂草。为了探究出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)菌株PA-2侵染藜的分子机制,利用RAN-seq技术分析PA-2侵染藜叶片0 (CK)、1 (T1)、3 (T3)、5(T5)、7 (T7) d的转录组差异。基于转录组数据组装,共得到69 404条Unigene,其中50.13%的序列在KEGG、NR、COG以及SwissProt四大数据库中得到注释。利用GO数据库对差异表达基因进行分析,结果发现差异表达基因主要富集在质体、类囊体、叶绿体、细胞膜以及氧化还原酶活性等方面。利用KEGG数据库对差异表达基因影响的通路进行注释后发现,PA-2侵染主要影响了植物MAPK信号通路、植物病原体相互作用、苯丙烷生物合成和植物激素信号转导等途径中关键基因的表达水平。经PA-2处理后,通过转录组测序筛选出与叶绿体相关的差异基因主要集中在光系统Ⅱ(PSⅡ),分别是psbY、psbB以及psbO基因,其次是与碳固定过程紧密相关的3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPB)和果糖二磷酸醛缩酶(FBA3)的基因,影响叶绿体膜流动性...     

棉花色素腺体发育相关基因GhNAC201的克隆与表达分析

为了探究GhNAC201在棉花色素腺体发育中的作用,应用RT-PCR的方法克隆了有腺体棉花中棉所12中GhNAC201基因的编码区序列,并进行生物信息学分析。利用荧光定量PCR对有腺体和无腺体棉花材料不同生育时期、不同组织部位和不同激素处理下GhNAC201基因的表达情况进行分析。结果显示,GhNAC201编码区为948 bp,编码315个氨基酸。GhNAC201蛋白分子量为36.8 ku,理论pI 5.97,二级结构预测存在27.94%的α-螺旋、5.40%的β-转角、18.10%的延伸链和48.57%的无规则卷曲。三维结构预测表明,GhNAC201的26-190氨基酸与水稻胁迫应答NAC1蛋白序列高度匹配,模型维度为X:55.229?,Y:36.150?,Z:46.112?。GhNAC201在30-163氨基酸处存在1个NAM结构域,预测有5个苏氨酸、6个丝氨酸和4个酪氨酸磷酸化位点位于NAM结构域内。亚细胞定位预测GhNAC201可能位于分泌通路或除线粒体、叶绿体之外的其他亚细胞结构。不同物种中GhNAC201同源蛋白序列的相似性较高,存在5个高度保守的基序。GhNAC201与亚...