草麻黄高通量转录组分析及黄酮类代谢途径相关基因的鉴定

草麻黄（Ephedra sinica Stapf）植物富含黄酮类和生物碱类化合物,具有重要药用价值,并且适应性强,在防风固沙、改善沙漠环境等方面具有重要作用。通过对已测序草麻黄转录组的原始数据进行重新组装、拼接等生物信息学分析,共得到7 947 954个clean reads,13 389条unigene序列。经过Nr,KOGs,GO,KEGG和Swiss Prot等数据库分析后,获得10 481个Nr注释,4 533个KOG功能注释,7 121个GO功能注释,5 833个KEGG注释,8 039个 Swiss Prot注释,并利用KEGG通路分析技术发掘草麻黄中参与黄酮类化合物代谢途径相关基因,为克隆草麻黄黄酮合成关键基因、黄酮类化合物的生物合成提供重要的遗传资源,同时为其抗逆机制的研究和药用价值开发提供依据。     

冬瓜高通量转录组测序及分析

【目的】获得冬瓜转录组序列、遗传变异等信息,从中挖掘冬瓜基因数据及SSR分子标记,为冬瓜后续研究提供数据支撑。【方法】以冬瓜嫩叶为材料,利用Illumina HiSeq~(TM)2000技术对冬瓜进行转录组测序,构建数据库从中获得干净序列。经De novo拼接组装后,将获得的单基因簇(Unigene)数据在非冗余蛋白数据库(nonredundant protein database,Nr)、蛋白质序列数据库(Swiss Prot protein database,Swiss Prot)、基因本体论数据库(gene ontology,GO)、蛋白质真核同源数据库(eukaryotic orthologous groups,KOG)、东京基因与基金组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、蛋白质家族域数据库(protein families database,Pfam)6个公共数据库中进行比对,最终得到冬瓜单基因簇注释信息。利用MISA软件对转录组单基因簇进行搜索,获得单基因簇中的SSR位点。【结果】从冬瓜嫩叶中得到62 021 032条高品质序列,组装后获得40 611条单基因簇,平均长度955 bp。将所有单基因簇在Nr和Swiss Prot数据库中进行比对,结果分别比对到27 474及19 573条单基因簇;在GO数据库中,所注释到的10 659条单基因簇分别匹配到生物功能、分子功能和细胞组分3个本体的47个功能组中;与KOG数据库进行注释比对,根据其功能将注释到的单基因簇划分为25类;KEGG数据库比对注释到10 799条冬瓜的单基因簇,可分为5个大类、19个亚类、125条代谢途径;在Pfam数据库中比对到17 990条单基因簇,分属于369个类群。SSR位点搜索发现,有5 086条单基因簇包含SSR序列,获得5 474个SSR位点。【结论】利用高通量测序获得大量冬瓜转录组信息,有助于从分子水平对冬瓜进行深入研究。     

红螯螯虾转录组高通量测序及分析

【目的】为发掘和研究红螯螯虾功能基因SSR标记奠定基础。【方法】对红螯螯虾肝脏、精巢以及卵巢转录组测序选用新一代高通量测序技术Illumina Hi Seq 2000,同时借助生物信息学法展开基因表达谱探究及功能基因预测。【结果】肝脏组织获得47 629 414条clean reads,精巢组织获得47 018 968条clean reads,卵巢组织获得53 267 362条clean reads。所有reads组装后获得了67 369个Unigene。通过GO分类,16 989个Unigene被分为3个种类,即生物学过程、细胞组分、分子功能。通过COG分类,4 697个Unigene被分为25个种类。通过KEGG分类,9 842个Unigene分属331个代谢途径。【结论】通过对红螯鳌虾肝脏等3个组织转录组的测序,获得了其相关基因的表达图谱及其功能分类。     

玉木耳转录组测序及褐变相关基因的挖掘

为了从分子水平研究玉木耳褐变的机理,对褐变和未褐变的玉木耳子实体进行了转录组测序分析,共筛选到5915个差异基因,其中有924个Unigene上调表达,有4991个Unigene下调表达。通过基因本体(Gene Ontology, GO)富集分析发现,差异基因显著富集于细胞及代谢过程、单一有机体、细胞和细胞组分、细胞器和大分子复合体、结合作用和催化活性。KEGG代谢通路富集分析表明,富集程度比较显著的通路包括翻译通路、信号转导途径、内分泌系统、折叠排序及退化、运输和分解代谢通路。挑选与组织褐变相关的差异基因进行qRT-PCR表达模式验证,获得的结果与表达谱分析结果一致。     

玉木耳转录组测序及褐变相关基因的挖掘

为了从分子水平研究玉木耳褐变的机理,对褐变和未褐变的玉木耳子实体进行了转录组测序分析,共筛选到5915个差异基因,其中有924个Unigene上调表达,有4991个Unigene下调表达。通过基因本体(Gene Ontology, GO)富集分析发现,差异基因显著富集于细胞及代谢过程、单一有机体、细胞和细胞组分、细胞器和大分子复合体、结合作用和催化活性。KEGG代谢通路富集分析表明,富集程度比较显著的通路包括翻译通路、信号转导途径、内分泌系统、折叠排序及退化、运输和分解代谢通路。挑选与组织褐变相关的差异基因进行qRT-PCR表达模式验证,获得的结果与表达谱分析结果一致。     

基于转录组测序的木薯性别决定相关基因挖掘

[目的]明确木薯不同性型花的转录组差异,为深入研究木薯多开雌花和两性花及协调木薯性别比例提供理论参考.[方法]以木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾为供试材料,采用Illumina HiSeqTM 4000测序平台对其进行转录组测序,通过生物信息学对转录本进行比较分析,预测和筛选出木薯性别决定相关基因.[结果]通过转录组分析获得高质量序列(Clean reads)64189053个,高质量碱基19.29 Gb.3种花蕾的GC含量均在43.00%左右、Q30均在95.00%左右.木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾的Clean reads总数分别为42642272、42172402和43563432条,其中,参考基因组和单端的比对率均在77.00%左右、多位置比对率均小于0.80%,正、负链比对率均在39.00%左右;约有90.00%的序列定位于外显子,仅有5.00%的序列定位于内含子或基因间区.在雄蕾—雌蕾(前者是对照,后者是处理,下同)、雄蕾—两性蕾和雌蕾—两性蕾3个对比组中分别筛选到3629、2499和2492个差异表达基因(DEGs),注释到GO功能数据库中的DEGs分别为2544、1749和1807个,其中,雄蕾—雌蕾对比组的上调表达基因和下调表达基因数量均最多.以富集于生物学过程(主要为代谢过程和细胞过程)的DEGs最多,其次是分子功能(主要为结合和催化)和细胞组分(主要为细胞和细胞部分);无论是注释到GO功能数据库的DEGs,还是注释到生物学过程、细胞部分和分子功能等主要次级分类中的DEGs,均以雄蕾—雌蕾对比组最多.3个对比组中均以参与激素信号传导的DEGs最多;且又以富集于一般功能预测的DEGs最多,其次是富集于转录的DEGs,富集于复制、重组和修复及信号传导机制的DEGs也较多,但雄蕾—雌蕾对比组大部分GOG功能类别的DEGs明显多于雄蕾—两性蕾和雌蕾—两性蕾对比组,而雄蕾—两性蕾与雌蕾—两性蕾对比组间差异不明显.3个对比组的DEGs富集于50条KEGG信号通路,其中以富集于植物激素信号传导的DEGs最多,共筛选获得88个与激素信号转导相关的DEGs,其中log2FC>3的基因有26个,且大多数为生长素相关的基因.木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾间差异表达的转录因子基因有196个,log2FC>3的转录因子基因有87个,主要为ERF、bHLH、WRKY和MYB四大类转录因子基因.[结论]木薯不同性型花存在较多的DEGs,其中与生长素及ERF、bHLH、WRKY和MYB转录因子相关的基因均与木薯性别决定密切相关,可能是木薯性别分化的关键调控基因.     

番石榴果实品质评价及黄酮类化合物合成相关基因挖掘

【目的】综合评价番石榴Psidium guajava不同品种间的果实品质差异并挖掘黄酮类化合物合成的关键基因。【方法】对番石榴6个品种的11个果实品质指标进行测定,并结合主成分分析方法综合评价其品质差异,运用转录组测序技术比较各品种间的差异表达基因(Differentially expressed gene, DEG),通过GO和KEGG富集分析,挖掘黄酮类化合物合成的DEG,利用实时荧光定量PCR (Quantitative real-time PCR,qRT-PCR)研究DEG在不同品种间的特异性表达。【结果】6种番石榴试材中‘金斗香’和‘胭脂红’品质最优,得分较高,‘水晶’和‘西瓜红’较低,‘珍珠’和‘红宝石’居中;‘金斗香’和‘胭脂红’的类黄酮质量分数较高,分别为9.76和10.05 mg/g,是‘水晶’(5.74 mg/g)的1.5倍以上,显著高于其他品种(P>0.05)。转录组测序分析显示,‘金斗香’和‘胭脂红’的DEG聚为一类,其余4种的DEG聚为一类。黄酮类化合物的生物合成途径中CHS、FLS、CYP73A、CYP98A3、DFR、E2.1.1.104、E1.14...     

高粱苗期耐盐性转录组分析和基因挖掘

【目的】探究高粱耐盐胁迫响应机制,挖掘高粱耐盐胁迫基因,为高粱耐盐育种提供理论基础。【方法】 以高粱感盐品种L甜和耐盐品种石红137为供试材料,采用水培试验。待高粱植株长至三叶一心期,使用2%NaCl溶液对幼苗进行盐胁迫,分别设置0（对照）、1和24 h处理,每个处理3次重复。测定不同处理样品株高、根长、干物重、Na ⁺含量和叶绿素相对含量（SPAD值）,并依托Illumina HiSeq 2000平台进行转录组测序分析。利用FPKM方法计算基因表达量,在差异表达基因检测过程中,将差异表达倍数（fold change）≥2且FDR<0.001作为筛选标准。通过Gene Ontology和KEGG Pathway数据库对参与高粱不同时间盐胁迫差异表达基因进行分析注释。 【结果】 盐胁迫处理对高粱株高、根长、干物重等性状无显著影响,对钠离子含量和SPAD值影响显著。石红137株高、根长、钠离子含量和SPAD值均高于L甜。转录组测序结果鉴定得到已知基因26 628个,新基因866个。石红137中的差异基因数目高于L甜。石红137中,0 h VS 1 h、0 h VS 24 h、1 h VS 24 h三组的差异基因数目分别为375、4 206和3 750个。感盐品种L甜中,0 h VS 1 h、0 h VS 24 h、1 h VS 24 h三组的差异基因数目分别为167、2 534和1 612个。GO分析共获得25个功能注释,分别为光合作用、细胞物质代谢、翻译过程以及激素合成等与盐胁迫相关的差异表达基因。KEGG分析发现盐胁迫1 h表达差异基因富集在植物激素信号转导途径,涉及脱落酸（abscisic acid,ABA）、生长素（auxin,AUX）、细胞分裂素（cytokinin,CTK）、赤霉素（gibberellins,GS）、乙烯（ethylene,ETH）过程等共71个基因。盐胁迫24 h表达差异基因富集于光合作用相关途径,涉及Lhca、Lhcb、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase,PPC）、磷酸核酮糖激酶（phosphorylribonucleic kinase,PRK）等20个基因。类黄酮生物合成代谢途径差异可能是引起石红137和L甜的耐盐能力差异的原因之一,花青素还原酶（anthocyanidin reductase,ANR）和黄酮醇合成酶（flavonol synthase,FLS）参与类黄酮生物合成途径。【结论】 高粱的盐胁迫过程是一个复杂的生物过程,依赖于多个基因在复杂网络中的平衡表达。盐胁迫条件下,高粱应对环境刺激受到激素信号转导和光合作用的控制。类黄酮生物合成途径在耐盐品种中起到了重要作用。     

高通量测序技术在植物转录组研究中的应用

新一代高通量测序技术相比于传统测序技术具有周期短、准确性高及成本低等优点,目前已广泛应用到植物转录组的研究中。对已完成全基因组测序的物种进行转录组测序,可得到基因表达差异、基因结构优化、可变剪接、单核苷酸多态性等分析结果并发现新基因。对无参考基因组的物种进行转录组测序,通过de nove从头组装,最终拼装出该物种的单一基因序列转录组数据集,为植物分子生物学的研究提供更多数据依据。     

显齿蛇葡萄组织培养的研究

以显齿蛇葡萄茎、叶为外植体,研究了植株再生的条件.结果表明,茎段培养宜以MS、MT培养基为基本培养基,叶宜以BM培养基为基本培养基.茎段最适培养基为MS+TDZ 0.07 mg/L,腋芽萌发率为100%.茎外植体在L6培养基上诱导出的愈伤组织,转至L4、L12、L10培养基上诱导出了胚状体.叶诱导不定芽的最适培养基为BM+TDZ 0.1 mg/L+IBA 0.5 mg/L,诱导率可达45%.     

不同基质对显齿蛇葡萄扦插繁殖的影响

为提高显齿蛇葡萄的扦插生根率,确定最优的扦插基质,研究了5种不同配比基质对显齿蛇葡萄扦插的影响,以生根率和生根质量等影响因子评价其扦插效果。结果表明:不同基质中,显齿蛇葡萄扦插苗的叶鲜重、叶干重、根鲜重、根干重、生根数、根长和叶绿素含量等指标均有差异,扦插效果最好的基质配方是菜土∶稻壳灰=1.0∶1.0(体积比),效果最差的基质配方为菜土∶珍珠岩∶食用菌渣=1.0∶0.5∶1.0。     

显齿蛇葡萄的化学成分及药理作用研究进展

显齿蛇葡萄为药食两用植物,具有疏风解毒、祛瘀消肿、止血止痛功效,对显齿蛇葡萄的化学成分(黄酮类、酚类、甾体类、多糖类、挥发油类等)、药理作用及其机制(抗氧化、抑菌、抗炎镇痛、抗癌、抗病毒等)进行综述,以期为其临床应用及全面开发利用提供依据。     

施肥对扶芳藤产量及养分吸收特性的影响

田间试验表明,不同施肥处理均可提高扶芳藤产量,增幅为58%～87%;增施氮肥能显著提高扶芳藤对氮素的吸收,而增施磷、钾肥,扶芳藤吸收磷、钾素的增幅不高;每生产1000kg鲜扶芳藤需吸收N 4.088～5.672kg、P2O51.573～1.802kg、K2O 2.544～4.517kg;扶芳藤对养分的吸收基本保持平缓均衡的趋势,在养分供给上可根据实际情况均衡施肥,就能保持扶芳藤正常生长。     

不同产地短葶飞蓬中总黄酮含量的比较

[目的]研究了不同产地短葶飞蓬中总黄酮含量异同。[方法]以紫外分光光度法（UV）对云南省9个不同地点的野生短葶飞蓬含量进行测定,并对结果进行方差分析。[结果]短葶飞蓬中总黄酮单株最高含量达18.539%,最低含量为3.653%;腾冲芒棒乡1平均含量最高,禄劝县雪山乡最低。同一产地点不同植株间含量差异明显,最大变异系数为25.6%,最小变异系数为9.7%。不同产地短葶飞蓬间总黄酮含量方差结果显示,F=19.467,P=0.000 1〈0.01,LSD最小显著差数多重比较表明,不同地点短葶飞蓬中总黄酮含量差异性显著。[结论]短葶飞蓬中总黄酮含量的高低是内在遗传和外在生长环境共同作用的结果,该研究结果可为云南短葶飞蓬良种选育提供依据。     

湖南省显齿蛇葡萄资源调查研究

文献、标本研究与野外调查,考察湖南省显齿蛇葡萄Ampelopsis grossedentata（Hand.-Mazz.）W.T.wang分布、生态与资源量。发现显齿蛇葡萄分布于海拔50~1 000 m荒坡、路旁、灌丛,其中海拔400 m左右山坡路旁、灌丛分布较为集中,湘南丘陵低山资源量最大;民间用其叶在沸水中略烫或搓揉后晒干,泡水做茶饮用或擦洗,用于保健与防治疾病。湖南省显齿蛇葡萄野生资源丰富,民间应用广泛,具有较大开发利用价值。     

云南不同地点短葶飞蓬中野黄芩苷含量比较

[目的]比较云南不同产地短葶飞蓬中野黄芩苷的含量,为短葶飞蓬的良种选育及GAP栽培提供依据。[方法]用HPLC法测定短葶飞蓬中野黄岑苷的含量,色谱条件为：岛津Shim-pack VP-ODS液相色谱柱（150.0 mm×4.6 mm,5μm）;流动相甲醇-0.1%磷酸水溶液（40∶60,V/V）;流速1.0 ml/min;检测波长335 nm;柱温25℃;进样量10μl。[结果]8个产地的短葶飞蓬中野黄芩苷的含量差异较大,昭通巧家药山短葶飞蓬野黄芩苷含量最高（2.628%）,昆明双龙镇短葶飞蓬野黄芩苷含量最低（1.597%）。[结论]该方法精密度、重现性好,适于短亭飞蓬中野黄岑苷含量的测定,为云南短葶飞蓬的良种选育及GAP栽培提供了依据。     

灯盏花组培快繁与植株再生

[目的]建立较为系统的灯盏花组培体系,培育、壮大和发展灯盏花这一独具特色和优势的产业。[方法]以灯盏花（Erigeron breviscapus）的叶片为外植体,用不同浓度的激素6-BA、2,4-D、KT和NAA对其进行愈伤组织的诱导和再生植株的研究。[结果]诱导愈伤组织最佳的培养基是MS＋KT0．5mg／L＋2,4-D10mg／L和MS＋2,4-D0．5mg／L＋6-BA0．5mg／L,诱导率为100％;二者相比,前者长出的愈伤组织较为紧密,而后者松散性好;MS＋6-BA0．5mg／L＋10％香蕉汁是诱导芽最佳的培养基,达87％;加入0．3mg／L NAA的1／2MS培养基对生根最有利,生根率达83％。[结论]生长素与细胞分裂素的合理配比有利于快速构建灯盏花培养体系。     

青花菜花蕾转录组测序分析及蜡粉合成相关基因挖掘

【目的】对青花菜花蕾进行转录组测序分析,并挖掘与蜡粉合成相关基因,为探明青花菜花球表面蜡粉形成的分子机制提供理论参考。【方法】分别提取野生型和蜡粉缺失型青花菜花球总RNA,采用Illumina HiSeqTM 2500平台进行转录组测序,获得高质量Clean reads,采用Trinity进行序列组装后获得青花菜Unigene库,将获得的Unigene序列与Nr、Nt、KEGG、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot和GO数据库比对,获得基因功能注释信息;使用DESeq2进行差异表达分析。【结果】共获得44.68 Gb Clean data,De novo组装得到41244条Unigenes,N50长度为1847 bp。从所获得的Unigenes中筛选出8685个差异表达基因（DEGs）（上调基因5747个,下调基因2938个）,共有8038个基因被注释到不同数据库,其中,5220个基因注释到Pfam数据库; 2066个基因注释到COG数据库,3866个基因注释到KOG数据库; 2580个差异表达基因被注释到75个转录因子家族中,注释最多的是MYB家族（235个）;GO数据库中6095个差异表达基因注释到细胞组分、分子功能和生物学过程三大类的52个功能分类; KEGG数据库中,1671个差异表达基因富集到138条代谢通路,其中13个差异表达基因与脂肪酸合成有关,7个差异表达基因与蜡粉生物合成途径有关。【结论】转录因子MYB家族在调控青花菜蜡粉合成中发挥重要作用。蜡粉合成过程中相关酶基因的差异表达是调控青花菜蜡粉合成的关键,尤其是野生型和蜡粉缺失突变体中特异性表达的差异表达基因,可作为后续研究青花菜花球表面蜡粉形成分子机制的对象。