甜瓜花器官发育相关基因的电子克隆及表达分析

以厚皮甜瓜（Cucumis melo）‘WI998’（纯雌系）与‘TopMark’（雄全同株）配制杂交组合获得的RIL₆群体为材料,对分离后代雌雄异花同株,雄全同株,完全花植株及纯雌株进行转录组测序,利用生物信息学分析方法,获得花器官发育相关基因序列Un16008,命名为CmTs2。该序列位于甜瓜第12条染色体上,长度1 842 bp,119 ~ 832之间存在一个包含237个氨基酸的最大开放式阅读框,成熟蛋白分子量为25 358.8 D,该蛋白不稳定系数为21.6,脂肪系数是99.11,平均亲水系数为0.078。通过Blast比对发现该基因与多种作物Tasselseeds2（TS2）基因具有高度同源性,其中与黄瓜Tasselseeds2基因同源性高达96%。通过实时荧光定量PCR检测,发现该基因在甜瓜雌雄异花同株花和叶片中表达量均高于其它性别类型植株,在纯雌株中表达量最低,说明该基因可能参与甜瓜花器官发育,尤其是雌花发育的过程。     

薰衣草CBF途径相关耐寒基因挖掘与调控网络分析

为探究薰衣草(Lavandula angustifolia Mill.)的耐冷机制,使用转录组学方法对薰衣草响应冷处理的分子调控网络进行挖掘分析。CBF转录因子和其靶基因COR形成的CBF-COR调控网络在增强植物耐冷胁迫中作用显著。本研究中共发现7个CBF基因(LaCBF)和11个COR基因(LaCOR)在冷处理下的表达具有显著差异,同时在CBF信号调控通路中发现4个上游基因LaICE1、LaCAMTA3、LaEBF1、LaCCA1对冷胁迫有响应,认为这些基因共同形成的冷信号调控网络在薰衣草抵御低温中起到了重要作用。     

人心果转录组De novo组装及奇可胶途径相关基因的分析

为了探索人心果(Manilkara zapota L.)的转录组及奇可胶合成相关的基因,使用Illumina测序平台,对人心果果实、树皮和叶片分别进行转录组测序,使用Trinity等软件进行De novo组装和注释以及计算表达量,采用实时荧光定量PCR对转录组数据进行验证。经过组装得到162 455条unigene,总长度达139 792 553 nt,平均长度达861 nt,N50达1 544 nt。通过与NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、COG和GO等数据库比对,共计89 628条unigene得到注释。以组装出来的unigene作为参考序列,在人心果转录组中共鉴别出57 362个SSR位点,果实、叶片和树皮表达的基因中分别检测到99 925、65 989和129109个SNP位点。在人心果转录组中共鉴别出105个与奇可胶合成相关的unigene,参与甲羟戊酸(MVA)途径的基因在果实和树皮中表达量较高,磷酸盐(MEP)途径中的基因则在叶片中的表达量较高,实时荧光定量PCR结果与转录组计算得到的表达量一致。初步推测MVA途径可能是奇可胶合成的主要途径。     

基于转录组denovo拼接鉴定辣椒(Capsicum frutescens)中辣椒素生物合成相关基因

辣椒素是由辣椒果实产生的一组化合物,被广泛应用于许多领域,尤其是医药行业。辣椒素生物合成途径还没有被清楚地确定。为了解更多辣椒素生物合成的知识,我们对辣椒(Capsicum frutescens L.)胎座和果皮的混合材料进行了转录组测序。并使用不同的拼接软件对各拼接参数的影响进行了评估,最终获得了转录组数据de novo拼接的最佳策略之一。我们利用Trinity软件得到共54 045条高质量unigenes(转录物)。约92.65%的unigenes与马铃薯、番茄和辣椒(C.annuum)ESTs数据库公共蛋白序列和基因组有相似性。我们预测到了3个新的结构基因(DHAD,TD,PAT),填补了由Mazourek提出的辣椒素分子合成途径中的空缺,并且以KEGG(京东基因与基因组百科全书)分析为基础,鉴定到了参与辣椒素生物合成新的候选基因。大量的SSR(简单重复序列)和SNP(单核苷酸多态性)标记在C.frutescens和C.annuum序列中被预测到,这些标记可在识别辣椒群体多态性方面提供帮助。这些数据将为辣椒素生物合成途径及相关研究提供新的思路。此外,我们的转录组de novo拼接策略也可用于其他大量类似研究中。     

亚洲百合糖代谢相关基因的表达与代谢分析

以亚洲百合‘蜂鸣’为试材,采用转录组测序、荧光定量PCR技术以及测量种球的表型和生理指标的方法,研究了亚洲百合种球膨大过程中的生理变化及种球膨大前后共11个与种球膨大相关基因的表达量,以期了解亚洲百合糖代谢相关基因及糖代谢途径。结果表明：亚洲百合种球膨大过程中过氧化氢酶(CAT)活性和过氧化物酶(POD)活性显著提高,尤其在根系发育中起重要作用的POD,活性也明显高于CAT;参与蔗糖代谢的可溶性酸性转化酶(SAI)、己糖激酶(HK)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS),负责淀粉合成的结合态淀粉合成酶(GBSS)和可溶性淀粉合成酶(SSS)活性均有显著增长且变化幅度相似。同时发掘到了与百合种球膨大相关酶8个,分别为CAT、POD、GBSS、SSS、SAI、HK、SPS、SS;相关基因11个,分别为LaSPS、LaSS、LaGBSS、LaGBE1、LaUGP、LaAGPase、LaGSK-3β、LaCAT、LaPOD、LaSAI、LaHK基因;相关代谢物4个,α-D-甘露糖1-磷酸、2-异丙基苹果酸、熊果苷和L-丝氨酸。     

辣椒素类物质生物合成途径及其相关基因研究进展

辣椒素类物质是辣椒果实胎座中产生的特异辣味代谢产物的总称。辣椒素类物质在辣椒果实中的生物合成主要有两条途径：以苯丙氨酸为前体的苯丙烷途径和以缬氨酸或亮氨酸为前体的支链脂肪酸途径。本文综述了近年来国内外学者在辣椒素类物质生物合成过程中的主要酶类基因的克隆、基因表达调控机制研究方面取得的最新进展。     

低温胁迫下枇杷不同发育阶段的花果转录组比较分析

研究比较了枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)不同发育阶段花果的低温响应机制。以花蕾、完全开放的花和花后2周左右的幼果为试验材料,–3℃低温处理12 h,以未经低温处理样品为对照,测定生理生化指标并进行转录组测序分析。低温胁迫导致细胞膜破坏,超氧阴离子产生速率、丙二醛和脯氨酸含量、抗氧化酶活性明显升高。总体上抗低温能力为花蕾>花>幼果。转录组测序分析共获得6 987个差异表达基因(DEG),对这些基因进行通路注释分析,发现大量与低温胁迫相关的代谢途径,其中碳水化合物代谢中的糖酵解/糖异生、乙醛酸和二羧酸代谢及磷酸肌醇代谢途径,氨基酸代谢中的色氨酸代谢和酪氨酸代谢途径,酯类代谢中的甘油磷脂代谢、α–亚麻酸代谢和甘油酯代谢途径,次生代谢中的异喹啉生物碱生物合成途径以及能量代谢中的硫代谢途径在3个花果发育时期低温与对照的比较组中显著富集,说明这几个途径都是枇杷花果响应低温胁迫的重要代谢途径。"苯丙烷类生物合成"途径在前两个时期比较组中富集水平较高,氨基酸代谢相关途径在幼果比较组中富集更多。另外,从低温处理相关差异表达基因中筛选到了53个AP2-EREBP基...     

刺五加转录因子基因的挖掘

以刺五加嫩叶为试材,采用二代测序方法Illumina HiSeq 4000进行转录组测序和生物信息学方法,找出其转录因子,并随机挑选4个不同家族的转录因子,针对6个生长时期和3个器官的样本,使用实时荧光定量PCR确认转录因子的正确性。结果表明:刺五加转录组共计8.34Gb,拼接得到77 087条Unigenes,有485个转录因子,分类于36个家族。通过qRT-PCR分析,Unigene 49771、Unigene 22314、Unigene 13139和Unigene18837在不同生长发育时期和器官中表达差异极显著(P0.01)。     

茶儿茶素合成关键酶基因CsANS和CsLAR的功能鉴定

以‘英红9号’茶树[Camelliasinensis(L.)O.Kuntze]为材料,克隆了儿茶素合成途径的两个关键酶基因CsANS和CsLAR,并利用原核表达、亚细胞定位以及转基因表达分析对其功能进行鉴定。结果表明,CsANS和CsLAR开放阅读框（openreadingframe,ORF）分别长1068和1029bp,与TPIA数据库中来源于‘舒茶早’的对应基因同源性均高达99%。CsANS和CsLAR可溶性蛋白均能在原核表达系统诱导获得,并经GST标签成功纯化。本氏烟草叶片的瞬时表达结果显示,CsANS和CsLAR编码的蛋白定位于细胞质和细胞核。利用农杆菌介导的遗传转化方法在茶愈伤组织中超表达CsANS和CsLAR,结果显示其均能显著促进总儿茶素的合成,其中CsANS主要促进顺式儿茶素（EC和EGCG）含量的增加,而CsLAR主要促进反式儿茶素（C、GC、CG和GCG）的积累。推测在‘英红9号’茶树中CsANS的功能主要是促进顺式儿茶素的合成,而CsLAR更利于反式儿茶素的合成。     

辣椒素生物合成相关基因研究进展

辣椒素是一种仅在辣椒属植物中合成的十分重要的次生代谢产物,其生物合成受遗传和环境的双重影响。辣椒中辣椒素含量的高低决定辣度的大小。辣椒素类物质是由香草基胺与C9-C11支链脂肪酸合成,前者来源苯丙氨基酸途径,后者来源于缬氨酸或亮氨酸。参与辣椒素合成途径中目前已知的酶有:苯丙氨酸裂解酶(PAL)、肉桂酸水解酶(Ca4H)、对香豆酸水解酶(C3H)、咖啡酸转甲氧基酶(COMT)、氨基转移酶(pAMT)、支链氨基酸转移酶(BCAT)、β-酮脂酰-ACP合酶(KAS)、酰基运载蛋白(ACL)、酰基-ACP-硫酯酶(FAT)、去饱和酶、酰基CoA合成酶(ACS)和辣椒素合成酶(capsaicin synthase,CS)等。目前,参与辣椒素类物质生物合成的PAL、Ca4H、COMT、pAMT、KAS、ACL、FAT、ACS和CS基因已经克隆出来,相应功能也做了初步的研究。综述了辣椒素生物合成相关基因的克隆和特性研究的最新进展,并探讨了辣椒素基因研究存在的问题和今后研究的方向。     

利用转录组挖掘羊肚菌继代菌丝退化相关基因的初步探讨

继代培养7代羊肚菌（Morchellaesculenta）菌丝体,计算不同代数的菌丝生长速度,再分别收集第一代（M 1）和第六代（M 6）菌丝体,通过转录组测序,GO功能注释和富集与KEGG通路富集,得到关键差异基因,最后选取7个与退化相关的关键差异基因cel1、lac2、cah、png1、zpr1、did2和Hsp31,采用荧光定量PCR测定基因相对表达量,以验证转录组分析结果的可靠性。结果表明：当继代培养至第7代时,羊肚菌菌丝不能生长;M 6与M 1相比,共得到575个关键差异基因,其中表达上调198个,表达下调377个;GO富集表明,关键差异基因主要富集在活性氮代谢过程、硝酸盐代谢过程、硝酸盐同化和从头合成次黄嘌呤核苷酸的生物过程;KEGG通路富集表明,关键差异基因主要富集在磷酸戊糖途径、泛酸和乙酰辅酶A生物合成、硒化合物代谢、生物素代谢和精氨酸生物合成通路;7个关键差异基因的相对表达量与转录组测序分析结果一致。     

国兰叶色突变体叶片差异表达基因分析

中国兰春剑‘隆昌素’（Cymbidium longibracteaturn）及其叶色突变体‘叶艺隆昌素’是研究兰花叶色突变形成机制的良好材料。采用IlluminaHiseq2500对两种材料的叶片进行denovo转录组测序,以此鉴定与叶色突变性状形成相关的差异表达基因。结果表明,色素合成、叶绿体发育相关基因可能是导致‘隆昌素’与‘叶艺隆昌素’叶片性状差异的原因。     

基于RNA-seq的黄肉猕猴桃类胡萝卜素合成相关基因的表达分析

【目的】探讨黄肉猕猴桃发育过程中果实类胡萝卜素合成途径中相关差异基因的功能。【方法】以黄肉型中华猕猴桃‘金丰’果实为试材,在前期RNA-seq测序的基础上,利用实时荧光定量PCR技术检测其类胡萝卜素合成过程中相关差异基因的表达水平。【结果】Unigene23885、CL10798、Unigene11266、CL1511四个基因相对表达量较高,其他基因表达量相对较低;相关性分析结果显示,类胡萝卜素含量与Unigene11266、Unigene23885、Unigene2673三个基因相对表达量显著相关,与基因Unigene23823、Unigene12775相对表达量呈极显著相关。聚类分析结果显示,基因Unigene23885和Unigene11266、基因CL1511和CL10798分别被聚为一类,其表达模式非常接近且与其他基因明显不同,并在类胡萝卜素合成中高水平表达,基因CL10467与其距离最近。【结论】综合相关性分析和聚类分析,基因Unigene11266、Unigene23885可能是类胡萝卜素合成的关键基因,且较其他基因而言,基因CL10467、Unigene12775、CL10798、CL1511、Unigene2673与其关系更密切。     

辣椒MYB基因家族的鉴定及与辣味关系分析

利用生物信息学方法从辣椒全基因组数据库中筛选出172个MYB转录因子,并对其序列特征、染色体定位、进化关系、蛋白质保守基序和基因结构等进行综合分析,同时通过辣椒果实不同发育阶段胎座组织转录组测序筛选与辣味可能相关的MYB基因。结果表明,辣椒MYB有1R、2R（R2R3）、3R、6R等类型,其中R2R3型居多,结构域分析表明其具有典型的W型R2R3保守基序;获取20个motif元件并进行位置分析,发现同一支MYB蛋白具有相似的结构特征;进一步与拟南芥聚类得到37个类群,推测具有多种生物学功能。转录组测序发现,CaMYB98、CaMYB168等12个MYB表达量符合‘黄魔王’辣椒果实胎座组织在不同发育期的辣椒素含量变化规律,推测其可能通过特异位点的结合来上调或下调相关蛋白的表达,从而达到对辣椒素代谢路径的调控,可作为辣味调控的重要候选基因进一步研究。     

植物花青素生物合成相关基因研究进展

花青素是一种水溶性色素,是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一。它是植物二级代谢产物,具有重要的营养和药用作用。综述了植物花青素生物合成途径及生物合成途径中关键酶的研究现状和发展趋势,为今后进一步研究花青素提供参考借鉴。     

杜仲转录组基因密码子使用偏好性分析

以杜仲转录组数据为试材,采用CodonW和SPSS软件相结合的方法,研究了杜仲基因密码子组成和长度对基因表达量的影响,以期为将来改造外源基因及利用基因工程技术改良杜仲提供理论基础。结果表明:杜仲转录组中基因的表达量与G3s、C3s、G+C和GC3s含量均呈极显著正相关(P0.01),与A3s含量、T3s含量、单条基因总密码子数(L_aa)和有效密码子数ENC均呈极显著负相关(P0.01),与Aro含量呈显著负相关(P0.05),表明高表达基因的密码子使用偏好性较强,且偏好于使用以G/C结尾的密码子;ENC与C3s、G3s、G+C和GC3含量均呈极显著负相关(P0.01),与A3s、T3s、Aro含量呈极显著正相关(P0.01);确定了15个杜仲最优密码子,分别为AAC、AAG、ACC、AGG、AUC、CAC、CAG、CCG、CUC、CUG、GCC、GGC、GUC、UAC和UCC。果实和叶片特异表达基因在氨基酸Leu、Ile、Ser、Pro、Thr、Asn、Glu和Cys密码子的使用上存在差异。     

石蒜鳞茎膨大过程中内源激素相关基因的差异表达研究

石蒜(Lycorisradiata)鳞茎自然膨大过程很慢,严重制约其商业化生产的发展,研究鳞茎膨大过程中内源激素的变化规律,能够为利用外施生长调节剂调控石蒜鳞茎的膨大提供理论依据。本研究通过构建同一遗传背景下的石蒜鳞茎膨大过程材料,研究鳞茎膨大过程中4种内源激素:生长素(IAA)、细胞分裂素(CK)、赤霉素(GA)以及脱落酸(ABA)含量的变化,并通过转录组测序的方式,研究此过程中内源激素合成及信号转导基因表达的变化。结果表明:内源GA能够负调控石蒜鳞茎的膨大,而内源IAA和CK正向调控,但IAA的作用时期可能更多集中于鳞茎膨大早期,且可能通过调控CK的合成及信号转导过程来发挥作用,内源ABA可能在石蒜鳞茎膨大的调控过程中作用不大。另外,还发现茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)相关基因在石蒜鳞茎膨大过程中表达上调,暗示JA和SA的调控作用可能与石蒜鳞茎的膨大呈正相关。     

梨BAHD家族基因的鉴定及石细胞分化相关成员的筛选

[目的]在全基因组水平鉴定梨酰基辅酶A依赖型酰基转移酶(BAHD)家族基因,系统分析其在果实发育过程中的生物学功能,并筛选出与梨果实石细胞分化相关的BAHD家族成员.[方法]以Pfam转移酶家族蛋白质结构模型(PF02458)和模式植物HCT基因为参考,通过BAHD家族的保守基序HXXXD和DFGWG来鉴定梨BAHD家...     

番茄红素生物合成相关基因及其基因工程研究进展

番茄红素是一种重要的天然色素,它主要来源于植物果实和微生物中。随着番茄红素代谢途径的阐明和生物合成相关基因的克隆,使得运用基因工程技术提高番茄红素产量成为可能。本文对番茄红素生物合成相关基因的最新研究进展及其在微生物和植物基因工程中的应用情况进行了综述,并探讨了今后进一步提高番茄红素产量的研究方向。     

黄肉苹果转色期前后类胡萝卜素合成相关差异表达基因鉴定

为了了解黄肉苹果种质成熟时富集类胡萝卜素的分子机制,以黄肉种质‘东北黄海棠’为材料,选择转色期前后(盛花后90 d和115 d)两个发育时期的果实进行RNA-seq测序,分析两个样本差异表达基因,并利用实时荧光定量PCR技术验证获得的类胡萝卜素合成相关差异表达基因的表达水平。结果获得两个样本显著差异表达基因共3 056个,与盛花后90 d果实比较,成熟期果实中有1 270个基因上调表达,1 786个基因下调表达。对这些表达差异基因进行了Pathway富集分析,结果显示差异表达基因涉及类胡萝卜素、苯丙氨酸以及类黄酮等代谢途径,其中类胡萝卜素代谢途径基因有3个上调,4个下调。通过对这7个差异表达基因进一步的qRT-PCR及聚类分析,发现一个新的候选基因MdCCD4b,该基因与菊花以及桃等CCD4聚为一类,与其他作物功能已知的CCD4一样,其表达水平与黄肉种质中类胡萝卜素积累呈负相关,推测黄肉种质果实成熟后类胡萝卜素的富集与MdCCD4b基因显著下调有关。