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。     

油茶花发育转录组测序及相关基因表达分析

通过对油茶成花过程的转录组测序及其成花相关基因的表达分析,结果表明：转录组测序总共获得28448847个 reads,5742023480 bp 数据量,GC 含量为46.52%;拼接成大于200 bp 以上的 Unigenes 有94476条,N50长度为806 bp,其中1 kbp以上的Unigenes 共12643条,占Unigene总数的13.38%; Unigenes 在各数据库中功能注释数目,在 COG中有9095条,在 GO中有27201条,在 KEGG中有6431条,在 Swissprot中有24534条,在TrEMBL中有36393条,在Nr中有36400条,在Nt中有30858条;茎尖中FLC,FCA和FT基因表达量较 AP1,AP2和 PI 基因低,FT基因( ID：Unigene60063)是油茶成花的关键基因,PI 基因( ID：Unigene56059)与雄蕊发育关系紧密。     

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。     

基于转录组测序的云南紫叶子花苞片颜色相关基因表达模式研究

为给叶子花苞片颜色形成的分子机理研究提供参考,以云南紫叶子花（Bougainvillea spectabilis’Senjakala’）为研究对象,采用转录组测序技术对其始花期、转色期、盛花期和末花期的苞片进行测序,并进行荧光定量PCR验证,通过KEGG富集分析苞片颜色的代谢途径,比较每两个时期间的差异基因及表达模式,探究其苞片不同时期的代谢途径及相关基因表达模式。结果表明,甜菜碱代谢途径、类黄酮代谢途径、苯丙烷代谢途径和类胡萝卜素代谢途径参与云南紫叶子花苞片发育过程,共有145个与苞片颜色相关的单基因簇参与53种酶的合成,并对应53个相应的基因。DOD基因在甜菜碱代谢途径中大量表达,是甜菜碱代谢途径的关键基因;类黄酮代谢途径中,基因CHS、CCoAOMT、SAM-MSPI1、TC4H、CYP98A2、F3H和KCS11起正向调控作用,F3’H起负向调控作用,FLS、CHI和NAR既有正向又有负向调控作用;苯丙烷代谢途径中,基因POD、β-GC、COMT、PAL和CAD1均表达显著,是该途径的主要调节基因;基因CCD4、ZEP和AAO是类胡萝卜素代谢途径的关键基因。这些基因在苞片整个发...     

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。     

转录组在植物抗逆中的研究

逆境胁迫一直是限制植物生长发育的重要因素,对植物逆境胁迫的研究是植物研究的热点难点。转录组学的发展是研究基因转录调控的重要手段,利用转录组学技术对探究植物在非生物胁迫以及生物胁迫中基因的表达调控网络,研究参与逆境胁迫的分子机制有重要意义。对转录组学及其在植物抗逆中的研究进行总结。     

高通量测序技术及其在植物研究中的应用

随着“后基因组时代”的到来,国际学术界已经认识到发展快速低成本测序技术的重要性。在这样的背景下,高通量测序技术应运而生,其代表性技术平台有Roche的454测序技术、Illumina的Solexa测序技术和ABI的Solid测序技术。笔者通过查阅相关文献,系统回顾了第1代测序技术发展过程,详细叙述了高通量测序技术原理和方法,探讨了高通量测序技术在植物分子生物学研究中的应用。     

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。     

基于苦楝转录组测序的SSR分子标记开发

【目的】基于转录组测序数据开发苦楝SSR标记,为苦楝种质资源的选育、评价和遗传改良提供理论基础和科学依据。【方法】利用Illumina Hi Seq~(TM)2500平台对苦楝叶片进行高通量测序,分别利用Trinity、MISA软件对转录组数据进行拼接组装、序列检索及SSR分布类型和特征分析。采用Primer 3软件设计合成100对SSR引物,分别用2%琼脂糖凝胶电泳和PAGE凝胶电泳进行初步筛选和多态性筛选。【结果】共获得Unigenes 20 077条,平均长度为1 431.82 bp,N50为1 955 bp;对Unigenes进行SSR位点的发掘和分析,发现4 116条Unigenes序列中含有5 469个SSR位点,SSR的发生频率为20.50%,平均分布距离为8.74 kb;单、二、三核苷酸重复单元分别占总SSR的50.23%、24.43%和22.11%; SSR重复单元以6～10次重复的最多,占总数的51.27%。筛选出16对多态性引物并进行PCR扩增,共检测到56个等位基因片段,平均每个位点含3.5个,平均有效等位基因数为2.31个,平均Shannon多样性指数I为0.861,平均多态性信息含量PIC为0.507。【结论】苦楝转录组SSR位点具有较高的出现频率和分布密度,基元类型和重复次数相对较高,具有高多态性的潜能,可以进行有目的的引物设计和开发。开发的16对SSR引物在苦楝上可检测到较高的多态信息含量,进一步丰富了楝科现有SSR标记数据库资源,可为楝科植物在基因组水平上的遗传多样性分析和分子辅助育种等提供参考。     

适于转录组测序的枣不同器官总RNA提取方法筛选

为获得适用于转录组测序的枣花、结果枝和果实的总RNA提取方法,以中秋酥脆枣为材料,比较分析了Ambiogen和Autolab 2种总RNA提取试剂盒和基于Autolab试剂盒改良的CTAB法的总RNA的提取效果。结果表明:3种方法提取RNA的OD260/OD280差别不大,但用2种试剂盒提取的RNA有降解,其中Ambiogen试剂盒提取的花、结果枝和果实3个器官的RNA质量浓度分别为126、284和222 ng/μL;Autolab试剂盒提取的RNA质量浓度分别为307、402和266 ng/μL;基于Autolab试剂盒改良的CTAB法提取的RNA质量浓度分别为401、417和296 ng/μL。与2种试剂盒相比,基于Autolab试剂盒改良的CTAB法提取出来的RNA完整性好、纯度和浓度高,能够满足转录组测序的要求。     

泡桐属植物同工酶分析

本文通过对 8种泡桐的 1a生枝条韧皮部的过氧化氢酶 (CAT )、a -淀粉酶 (a -AMYZ)、乙醇脱氢酶 (ADH)、苹果酸脱氢酶 (MDH)等四种酶系统的聚丙烯酰胺凝胶电泳 (PAGE) ,进行同工酶酶谱分析 ,并讨论了泡桐属种间的亲缘关系。     

泡桐单板条层积材工艺研究

以泡桐单板为原料,通过正交试验,研究单板条宽度、施胶量、热压时间、热压温度对泡桐单板条层积材力学性能的影响。试验结果表明:单板条宽20 mm、施胶量13%、热压温度130℃、热压时间20 min为其最佳工艺参数。     

泡桐研究的回顾与展望

本文系统回顾了河南泡桐研究的历史进程和所取得的主要研究成果,并对泡桐研究的关键问题提出了建议。     

泡桐木改性处理技术研究综述

介绍了对泡桐木变色的不同看法;对现有的防止泡桐木变色和变色后泡桐木处理人法的优缺点加以概述;对泡桐材改性方面的最新研究──泡桐木表面强化技术和泡桐木的阻燃研究技术作厂介绍;分析厂泡桐木改性发展的趋势。     

泡桐单板染色因素对色差的影响

本文采用酸性大红染料对木材进行染色试验,以染液组成的染色工艺为试验因素,用正交方法对木材色差和上染率进行观测和分析。试验结果表明,Ｎａｌ是使泡桐单板染色差增加的第一作用因素,最佳浓度是１．５％。处理温度是第二作用因素。５０℃的温度对色差和上染率都是有利的。表面活性剂是第三作用因素,最佳浓度是０．１％。最佳染色时间４ｈ,作用因素居第四位。乙酸最佳作用浓度２％,是第五作用因素。染料浓度变化对色差没有造     

泡桐属植物亲缘关系研究

泡桐是中国本土树种,并且也是我国重要的速生用材树种,对于木材资源的供给、经济水平的提高,生态环境的改善等方面都至关重要。但是目前泡桐系统地位及种间系统发育关系较为复杂,尚不明确,其野生资源尚未得到有效保护和开发。以前研究所得结果参差不齐且仍存在一定的争议,需采用更加有效的分类方法对泡桐属植物进行更加深入的分析。