盐碱胁迫下羊草转录因子的转录组分析

以羊草为试材,采用罗氏454二代测序方法,研究了羊草转录因子家族在逆境胁迫条件下来自38个家族的243个转录因子表达差异模式,以期揭示WRKY、C3HL、NAC等转录因子家族差异基因数量,探讨羊草的抗逆分子机制。结果表明:羊草转录组测序片段经de novo拼接共获得104 105条Unigene序列,对照含有97个转录因子基因,盐碱处理组含有213个转录因子,其中67个转录因子为2组共表达。差异基因表达分析揭示羊草主要通过WRKY、C3HL、NAC转录因子家族的差异表达调控盐碱适应性。该研究为耐盐碱型作物培育奠定了基础。     

越橘果实转录组及R2R3-MYB转录因子分析

以‘泽西’越橘（Vaccinium corymbosum‘Jersey’）不同发育阶段的果实为试材,构建De novo转录组测序文库并进行数据分析,利用WebLogo 3、CLC Sequence Viewer 6等软件和荧光定量PCR技术对所获数据中的R2R3-MYB转录因子进行生物信息学分析和表达分析。结果表明,转录组测序共获得有效数据6.01 Gb,通过组装得到Unigene序列60 481个。功能注释结果显示,有39 612个Unigene可以注释到GO和COG等数据库上;20 869个Unigene无匹配信息。利用GO和COG分类工具可将这些序列分别划分为55个和25个功能类别,涉及信号转导和转录调控等功能。利用所获数据分析越橘R2R3-MYB基因,结果表明共得到21个R2R3-MYB。序列分析显示,这21个基因均含有完整的R2R3-MYB区域,在此区域内2（G）和4（W）等30个氨基酸保守不变。进化树分析结果显示,越橘R2R3-MYB基因分为11个亚组。其中,S4、S5和S6亚组中有6个基因涉及到花青苷生物合成。荧光定量PCR结果分析显示,这6个基因在果实发育的7个阶段均能表达,但表达模式不同,这6个基因可能对越橘果实着色具有一定作用。     

鸟巢蕨转录组高通量测序及分析

采用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq 2000对鸟巢蕨转录组（Asplenium nidus）进行测序,共获得29 254 595个序列读取片段（reads）,包含了5 908 586 517个碱基序列（bp）信息。对reads进行序列组装,共获得42 907个单基因簇（Unigene）,平均长度936 bp,序列信息达到了40.16 Mb。数据库中的序列同源性比较表明,24 993个Unigene与其他物种的已知基因具有不同程度的同源性。鸟巢蕨转录组中的Unigene根据GO功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物学过程3大类51个分支,其中有大量的Unigene与代谢进程、结合活性、催化活性和细胞进程相关。将Unigene与COG数据库进行比对,根据其功能大致可分为24类。KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将Unigene定位到116个代谢途径分支。SSR位点查找发现,从42 907个Unigene中共找到6 067个SSR位点。SSR不同重复基序类型中,出现频率最高的为AG/CT,其次是AC/GT、A/T和AGG/CCT。针对这些序列,设计了20对引物进行了扩增效率和多态性检测,其中7对引物在不同蕨类材料中表现出多态性。     

紫背天葵高通量转录组测序分析

为探讨紫背天葵(Gynura bicolor)花青素等物质合成的遗传基础,采用高通量测序技术(Illumina HiSeq 2500)对其嫩叶进行转录组测序,共获得21 387 624个序列读取片段(reads),将测序数据进行序列组装后,获得33 314个单基因簇(Unigene),其中超过1 kb的7 792个Unigene中共检测到2 387个SSR位点。对所得Unigene进行不同数据库注释,22 048和14 417个Unigene分别在Nr和Swiss Prot数据库有同源比对信息,并发现有29个Unigene与花青素合成相关;Pfam功能注释到13 909个Unigene分为5 198类相关蛋白功能区域,有12个Unigene涉及到花青素合成;GO注释到11 613个Unigene分为细胞组分、分子功能及生物学过程等3大类51个功能组,有24个Unigene与花青素合成有关;COG注释到的6 589个Unigene功能系统分为24类,而KOG注释到的13 498个Unigene功能系统分为25类;以KEGG数据库为参考,将4 466个Unigene定位到108个代谢途径分支,其中有47个Unigene与类黄酮生物合成相关。     

牡丹切花ERF转录因子基因的分离与表达分析

利用已获得的‘洛阳红’牡丹花瓣转录组数据库,筛选得到3个与植物乙烯响应因子ERF蛋白同源性较高的Unigene序列,利用RACE及RT-PCR技术,设计特异性引物对3个ERF基因最大阅读框进行扩增并测序。生物信息学分析表明PsERF1、PsERF2和PsERF3分别含有长为1 158、747和609 bp的开放阅读框,编码383、248和202个氨基酸残基,且均含有1个典型的AP2结构域。进化分析表明3个牡丹ERF转录因子分别属于ERF亚家族的B2组、B1组和B3组。利用实时定量PCR分析了3个ERF基因在牡丹乙烯敏感型品种‘洛阳红’和乙烯不敏感型品种‘雪映桃花’不同花器官（花瓣、雄蕊、雌蕊和萼片）以及不同发育级别切花花瓣中的表达情况。结果表明,PsERF1在2个品种花瓣中的表达量显著高于其他花器官,其表达量在‘洛阳红’切花发育过程中逐渐增加,而在‘雪映桃花’切花发育过程中逐渐降低,推测PsERF1可能对牡丹切花的乙烯响应具有重要的调控作用,PsERF2和PsERF3则可能同时参与了多种信号途径。     

胶孢炭疽菌侵染不同抗性葡萄叶片的转录组学分析北大核心CSCD

【目的】通过转录组测序筛选葡萄由胶孢炭疽菌侵染引起的差异表达基因,以进一步分析葡萄抗炭疽病分子机制。【方法】用胶孢炭疽菌侵染不同抗性葡萄的叶片,以清水处理叶片为对照,设置0、24、48、72 h 4个时期取样。采用RNA-seq分析两者间的差异表达基因,挑选出抗病候选基因,并利用qRT-PCR进行验证。【结果】共对42个样品进行转录组测序,每个样品平均数据量为6.65 Gb。KEGG富集分析中差异表达基因主要集中在植物与病原体互作、类黄酮生物合成和MAPK信号途径;转录因子家族分析从MYB、AP2-EREBP、bHLH、NAC和WRKY家族中筛选出12个在抗病株系中高表达的差异表达基因;WGCNA得到抗病相关模块MEdarkgreen。综合各项分析,挑选出9个差异表达基因进行q RT-PCR验证,其中8个基因的表达趋势同转录组测序结果一致。【结论】获得了葡萄响应胶孢炭疽菌侵染的差异表达基因,显著富集在植物与病原体相互作用、类黄酮生物合成和MAPK信号途径等3个通路,并筛选出8个抗病候选基因,包括MLO蛋白,WRKY、ERF转录因子等。     

枣AP2/ERF转录因子鉴定及其响应枣疯病植原体表达分析

利用生物信息学方法,从植物转录因子数据库和NCBI数据库中分别得到175和164个候选的枣AP2/ERF转录因子序列,使用DNAMAN软件进行序列比对、去除重复序列,采用SMART软件预测蛋白结构域发现,枣基因组中包含有145个AP2/ERF基因,其中ERF、AP2、RAV亚家族分别含有116个、23个、5个,另有1个独立基因。预测枣AP2/ERF转录因子氨基酸数量在111 ~ 692之间,分子量在12 446.87 ~ 76 154.10之间,pI在4.31 ~ 10.11之间。鉴定出的145个AP2/ERF转录因子,105个分别定位到12条染色体上,40个未能定位。在此基础上,利用嫁接病芽方法将枣疯病植原体转至健康枣植株,通过转录组测序和qRT-PCR手段,分析了AP2/ERF转录因子对枣植原体侵染的响应,在植原体侵染枣的6个不同时期,枣AP2/ERF表达数量和表达量均不相同,共有48个差异表达基因,其中ZjAP2*9、ZjERF49和ZjERF91是响应枣疯病植原体最为重要的AP2/ERF转录因子。     

喀西茄WRKY基因的分离及其受黄萎病诱导的表达分析

利用已获得的喀西茄（Solanum aculeatissimum）接种黄萎病前后的根部转录组数据库,前期筛选得到了4个与植物WRKY转录因子蛋白一致性较高的Unigene序列。系统进化分析表明,这4个转录因子均含有典型的WRKY结构域,分别属于WRKY蛋白家族的第IC类、IIa类和III类。利用实时荧光定量PCR技术分析了这4个WRKY基因在喀西茄不同组织（根、茎和叶）以及接种黄萎病后根部不同时期的表达情况,结果表明,Unigene6502和Unigene20920在根部的表达量显著高于茎部和叶片,而CL1273.Contig2和CL3641.Contig1在叶片的表达量显著高于根部和茎部。这4个WRKY基因在喀西茄根部接种黄萎病菌后具有不同的表达模式,Unigene6502和Unigene20920接种后呈先上调后下调的表达模式,CL1273.Contig2和CL3641.Contig1分别呈上调和下调的表达模式。     

杭州地区不同需冷量甜樱桃品种休眠阶段花芽转录组分析

为探究中国南方暖湿地区甜樱桃适栽品种花芽休眠阶段的分子调控机制，以杭州地区种植的2个不同需冷量甜樱桃品种‘布鲁克斯’和‘萨米脱’为材料，分别于休眠前期（S1）、内休眠期（S2）和萌芽前期（S3）采集花芽，通过转录组测序比较2个品种间的基因表达差异。分析表明，S1、S2和S3时期分别获得343、671和1 588个差异表达基因，其中S3的差异基因数最多。GO分析表明，细胞组建、细胞代谢过程、刺激响应以及转运蛋白活性相关的基因在3个时期品种间均表现出显著差异。KEGG分析表明，S3富集的差异基因数及相关代谢途径最多，主要集中在糖代谢和蛋白质合成加工相关途径以及植物—病原互作、植物激素信号转导等途径，表达趋势分析显示部分差异基因可能参与调控甜樱桃花芽休眠状态的转换。通过转录因子预测分析，筛选到包含9个转录因子家族的42个差异表达转录因子，其中AP2/ERF、MYB、WRKY、C2H2、C3H和MADS-box家族的13个转录因子在S2的表达量显著高于S1和S3，表明这些转录因子可能参与了甜樱桃花芽休眠期的调控。     

调控黄瓜苦味基因Bi的AP2/ERF家族转录因子

从华北型黄瓜‘9930’中克隆了黄瓜苦味形成的关键基因Bi的启动子序列,通过酵母单杂交技术对黄瓜叶片cDNA文库进行筛选,寻找可以调控Bi表达的转录因子。通过对筛选结果的测序及比对,发现有7种转录因子重复出现,包括2个AP2/ERF家族、3个bZIP家族、1个WRKY家族转录因子和1个E3泛素类COP1蛋白。其中AP2/ERF家族转录因子CsERF（登录号：Csa7M448110）重复出现6次,出现概率高于其他转录因子。利用烟草瞬时表达系统,CsERF对Bi启动子的结合及激活作用得到了进一步验证。初步证明CsERF可以结合到Bi的启动子并激活其转录,推测其很可能就是黄瓜叶片中调控苦味形成的关键转录因子。