基于转录组分析的哈茨木霉thga3基因功能研究

哈茨木霉Trichoderma harzianum Th-33的Ⅲ型Gα亚基Thga3可能参与调控木霉菌的生长、产孢、几丁质酶活性、疏水性等生物学过程。为进一步明确其功能,本研究采用Hiseq2500（Illumina）测序平台,对野生菌Th-33和thga3基因敲除突变株△thga3进行转录组测序,分析其G蛋白信号系统、细胞壁降解酶类和产孢相关基因的差异表达。与野生菌相比,△thga3有3个G蛋白偶联受体基因发生下调表达,3个几丁质酶基因以及产孢调控基因brlA下调表达,1个G蛋白信号调控蛋白RGS1上调表达。推测thga3可能通过调控brlA的表达正调控产孢;通过调控疏水蛋白基因Tha_09745的表达调控菌丝疏水性。此外,通过调控几丁质酶基因的表达、G蛋白信号网络中其他蛋白的表达,影响菌株的拮抗和重寄生能力以及其他生物学特性。本研究为进一步探索G蛋白信号途径调控木霉菌生防特性及其机制奠定了基础。     

哈茨木霉Th-33厚垣孢子形成过程的转录组变化分析

应用高通量转录组测序技术对哈茨木霉产厚垣孢子前期和中期两个不同转录本进行测序,获得12186个unigenes,平均长度为1483 bp。被注释到GO(gene ontology)数据库的unigenes有6042个。通过与KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes pathway database)数据库比对,有5151个unigenes被注释到239条KEGG代谢途径中。比较两个样本,共有差异表达基因(DEG)6329个,包括3602个上调基因,2727个下调基因。其中几丁质酶基因16个,13个上调、3个下调;几丁质合成酶基因4个,均上调;葡聚糖酶基因21个,11个上调、10个下调。KEGG富集分析显示,氨基糖和核苷酸的糖代谢途径涉及的差异表达基因最多,有23个;其次是淀粉和糖代谢途径,有14个差异表达基因参与。推测这两条代谢途径以及相关的差异表达基因可能与厚垣孢子形成有关。本研究为深入研究哈茨木霉Th-33厚垣孢子的形成机制奠定了基础。     

基于全长转录组测序的稻秆潜蝇解毒代谢相关基因筛选

为筛选水稻害虫稻秆潜蝇Chlorops oryzae潜在的解毒代谢酶基因,利用PacBio Sequel Ⅱ测序平台对稻秆潜蝇幼虫进行全长转录组测序,基于测序结果筛选稻秆潜蝇的解毒代谢相关基因谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase,GST）基因、羧酸酯酶（carboxylesterase,CarE）基因和细胞色素P450（cytochrome P450,CYP450）基因,并检测其在稻秆潜蝇不同发育阶段的相对表达量。结果表明,对稻秆潜蝇进行测序得到18 100条去冗余转录本序列,共有16 283条序列得到注释。通过比对分析共筛选出8条GST、12条CarE和28条CYP450基因序列,这些基因在稻秆潜蝇不同发育阶段的表达量具有显著差异,表明不同虫态的稻秆潜蝇其解毒代谢能力可能不同。此外,还筛选到1 452个lncRNA序列,以及176个潜在的lncRNA靶基因序列,其中4个与解毒代谢基因相关。表明筛选获得的稻秆潜蝇解毒代谢酶基因及lncRNA靶基因可用于后续该虫的潜在抗药性研究及防治药剂筛选。     

基于RNA-seq的香蕉枯萎病菌转录因子FoSwi6敲除突变体的转录组分析

丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated Protein Kinase,MAPK)信号通路转录因子FoSwi6在调控香蕉枯萎病菌4号生理小种(Fusarium oxysporumf.sp.cubense race 4,Foc4)的生理特性和致病性方面发挥着重要作用.为解析转录因子FoSwi6的转录调控机制...     

草莓应答炭疽菌侵染的转录组分析

本研究以栽培草莓为材料,用炭疽菌对植株进行侵染,对健康草莓和患病草莓进行转录组分析(RNA-seq),共得到86 988个序列以及2 127个差异表达基因。利用GO数据库对差异表达基因进行了聚类分析,结果发现差异表达基因主要聚类在光合作用、氧化还原过程、氧化还原酶活性、碳固定过程以及糖代谢过程等方面。同时,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,炭疽菌侵染主要影响了光合作用、倍半萜和三萜生物途径、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢和植物激素信号转导等途径中关键基因的表达水平。挑选了20个差异表达基因进行qRT-PCR,结果有19个基因的表达趋势与转录测序结果一致。本研究获得的草莓应答炭疽菌侵染转录组数据信息,将有助于丰富草莓抗炭疽病的调控机制。     

稻曲病菌有性生殖中光诱导基因的转录组分析

稻曲病菌(Villosiclava virens)能够以菌核的形式安全越冬并在来年萌发产生子囊孢子,成为稻曲病菌的重要初侵染源;而菌核产生子实体的过程需要光的诱导。为了探索光诱导的分子机制,本文对不同光照处理条件下稻曲病菌菌核萌发过程的转录组学进行了比较分析。结果发现,与黑暗条件下菌核的萌发相比,光照处理后542个基因显著差异表达,其中上调359个,下调183个。GO富集分析发现,DEGs显著富集于糖基水解酶活性、细胞壁生物合成、氧化还原酶活性等。KEGG分析发现,DEGs显著富集于脂质代谢、氨基酸代谢、次生代谢产物合成等代谢通路。DEGs中子实体独有基因组氨酸激酶为光感受器,其响应光信号引起下游基因的表达,同时,与有性生殖过程相关的水通道蛋白和甲基转移酶蛋白编码基因表达活跃,共同调控了菌核萌发产生子实体过程。     

青杨天牛幼虫响应低氧胁迫的转录组分析

为探究青杨天牛Saperda populnea幼虫低氧适应的分子机制,分别对青杨天牛幼虫进行常氧（21%氧浓度）、中度缺氧（14%氧浓度）和重度缺氧（7%氧浓度）处理,采用高通量测序技术对低氧胁迫下青杨天牛进行转录组测序与组装、功能注释与分类、差异基因筛选与分析,采用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qPCR）技术对转录组测序结果进行验证。结果表明,与常氧处理相比,14%和7%氧浓度处理下青杨天牛幼虫显著差异表达基因数分别为31个和1 525个。低氧胁迫后青杨天牛幼虫的显著差异表达基因功能主要富集到跨膜转运蛋白活性、细胞或亚细胞组分运动、微管运动等。低氧胁迫后青杨天牛幼虫差异表达基因代谢通路主要富集到氮代谢、蛋白质消化吸收、昼夜节律和环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate,cAMP）信号通路等。qPCR检测结果与转录组测序结果一致,表明转录组测序结果可靠。     

L-半胱氨酸对稻曲病菌菌丝生长的抑制作用及其转录组分析

 分别应用3个稻曲病菌菌株ZJ09、XS14、XS1214,以及马铃薯蔗糖琼脂(potato sucrose agar,PSA)固体培养基、马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextrose agar,PDA)固体培养基、TB₃固体培养基和马铃薯蔗糖(potato sucrose,PS)液体培养基,进行固体或液体培养,实验结果表明补充0.250~0.500 g·L^-1 L-半胱氨酸对稻曲病菌菌丝生长具有明显的抑制作用,作用强度随L-半胱氨酸浓度提高而增加。分别采集未补充L-半胱氨酸和补充0.250 g·L^-1 L-半胱氨酸的PSA固体培养基平板上培养6 d的两组ZJ09菌丝进行转录组测序,得到2 138个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中985个被L-半胱氨酸上调表达,1 153个被L-半胱氨酸下调表达。针对转录组测序结果获得的6个DEGs进行了RT-qPCR验证。GO富集结果显示,DEGs在细胞组分、分子功能和生物过程3个类别中均有富集,说明L-半胱氨酸抑制菌丝生长机制复杂。KEGG通路注释结果表明,L-半胱氨酸抑制菌丝生长可能主要与其影响内质网中蛋白质的加工有关。分析DEGs功能后还发现,L-半胱氨酸显著削弱菌丝中几丁质合酶D、细胞分裂控制蛋白6(cell division control protein,CDC6)及细胞分裂控制蛋白48(CDC48)编码基因的表达,推测可能与其对稻曲病菌菌丝生长的抑制作用有关。     

橡胶树白粉菌侵染过程转录组学分析

为明确橡胶树白粉菌Erysiphe quercicola参与致病过程相关基因的表达情况,基于RNA-Seq测序技术对橡胶树白粉菌侵染过程进行转录调控研究,通过对病原菌孢子（0 h）及3个侵染时期（接种1、3和30 d）的转录组进行比较,筛选差异表达基因并对其进行功能注释分析,同时对不同侵染阶段的基因表达趋势进行聚类分析。结果表明,相比于病原菌孢子,3个侵染时期（接种后1、3和30 d）分别有198、458和27个差异表达基因。基因功能富集分析发现氧化还原酶相关基因在侵染1 d阶段显著富集,可能参与病原菌侵染前期对活性氧的防御。基因表达趋势聚类分析显示不同侵染阶段的基因共分为51种表达类型,其中编码候选效应蛋白基因集中分布在侵染1 d后上调表达的6个类型当中。表明橡胶树白粉菌侵染过程相关基因具有明显的功能倾向性和表达趋势特征。     

基于转录组数据的印度谷螟微卫星位点分析

基于印度谷螟转录组测序数据筛选其功能微卫星(EST-SSR)分子标记,设计该虫的微卫星(SSR)引物并验证其适用性。用MicroSAtellite微卫星搜索软件查找印度谷螟转录组中微卫星的数量、重复次数以及所有微卫星的位置信息,采用Primer Premier 5软件设计SSR引物,并进行PCR验证。结果表明含EST-SSR的序列3 173个,占总搜索序列的8.52%,平均每13kb中就出现1个EST-SSR。共发现192种微卫星类型,其中重复单元为单碱基、二碱基和三碱基的比例较高,依次是28.21%、39.84%、25.43%。除单碱基重复单元外,出现频率最高的是AT/AT,有593次。在66对印度谷螟EST-SSR引物中,有28对PCR扩增成功。这说明基于印度谷螟转录组数据开发微卫星标记是可行的,本研究获得的印度谷螟EST-SSR位点为今后开展该虫的种群遗传学研究提供了基础数据。     

基于转录组测序解析干旱胁迫对祁连山黄参基因表达的调控

以栽培2个月的黄参为试材,设置对照（土壤相对含水量70%~80%）和适度干旱胁迫（土壤相对含水量55%~60%）处理,利用高通量转录组测序BGISEQ-500平台,对测序结果进行基因功能注释、差异表达基因(DEGs, differentially expressed genes)筛选。结果表明：(1)获得的68193条Unigene中,分别有34230(50.20%)、34170(50.11%）、31727(46.53%)、27701(40.62%)、27092(39.73%)和22793(33.42%)个Unigene分别被分配到NCBI非冗余蛋白(NR)、eggNOG(基因的进化谱系, Evolutionary genealogy of genes: Non\|supervised Orthologous Groups)、基因本体(Gene ontology,GO)、Pfam (Protein family)、SwissProt (Reviewed protein sequence database)和KEGG (Kyoto encyelopedia of genes and genomes)六大功能数据库。(2)DEGs分析显示,黄参块状根和叶中分别有10674个和13402个DEGs;GO富集结果表明,根和叶中的DEGs功能部位中的分布基本一致,主要富集在生物过程、DNA的复制和翻译调控、氧化还原过程、蛋白质磷酸化、防御响应等;KEGG富集分析表明,根中DEGs显著富集在苯丙烷类生物合成、半乳糖代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌相互作用、植物激素信号转导等途径,叶中DEGs则主要富集在半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成、戊糖、葡萄糖醛酸转换、植物激素信号转导等途径,说明淀粉和蔗糖代谢、半乳糖代谢、苯丙烷类生物合成途径、植物激素信号转导途径在黄参应对干旱胁迫中起重要作用。干旱胁迫影响黄参不同器官中差异基因的表达,为解析黄参耐受干旱的生物学途径、黄参药效成分的生物合成和分子机制提供了理论依据。     

金纹细蛾发生与气象因子的关系初探

通过在苹果园悬挂金纹细蛾性引诱剂,观测其发生量,并同时记录温湿度、风速、降雨量等气候因子,研究得出湿度与发生量呈显著相关。在3月份其越冬代发生比较整齐,数量少,是防治的重点时期。     

基于基因混池测序技术的小麦条锈菌对三唑酮抗性位点相关分析

为探究小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici对三唑类杀菌剂产生抗药性的相关机理,以小麦条锈菌抗药性菌株YQ324与敏感性菌株贵1-2在转主寄主堆花小檗Berberis aggregata上构建的有性遗传群体为材料,通过离体叶段法对F₁代杂交及F₂代自交后代的夏孢子群体进行三唑酮敏感性生物学测定,并在F₂代夏孢子群体中筛选20株抗药性菌株和20株敏感性菌株分别构建DNA抗、感池。在对抗、感混池进行高通量测序之后,通过质量检测和数据分析得到2个极端混池中的变异信息。根据ΔIndex为1的筛选标准在小麦条锈菌中鉴定出67个与三唑酮抗性显著相关的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）位点;利用SNPEff软件对这些SNP位点引起氨基酸非同义突变所在的基因序列进行功能注释,最终在pcontig_030上筛选到Pst104E_09436和Pst104E_09437这2个基因作为小麦条锈菌对三唑酮抗性相关的候选基因。     

山西苹果茎痘病毒遗传多样性分析

苹果茎痘病毒是苹果安全生产的巨大威胁,严重影响苹果产量和质量。探讨苹果茎痘病毒(Apple stem pitting virus, ASPV)在山西省的分布、变异和多样性,可为制定可持续的病毒管理策略提供理论依据。从山西省11个地区采集苹果叶片样品进行RT-PCR检测。结合在线数据库,利用相关软件对文中研究获得的序列进行系统发育、遗传多样性、重组以及种群遗传分化等分析。RT-PCR检测结果显示从山西省11个地区采集的409份苹果叶片样品中,ASPV的检出率为36.33%(临漪)至55.37%(平遥)。选择15个ASPV检测为阳性的样品,分别克隆其CP基因并与22个不同的ASPV分离物进行核苷酸和氨基酸一致性分析,发现37个ASPV分离物的核酸一致率为70.27～96.31%,氨基酸一致率为37.04～96.64%,其中,Shanxi-2与JX673826.1的核酸一致率最高,为90.86%, Shanxi-2与MN617853.1的核酸一致率最低,为70.40%。基于CP的进化树分析结果显示37个ASPV分离物被划分为2个进化群体。遗传多样性分析结果表明ASPV种群发生了收缩,且在两个...     

河北省苹果果实黑点病的症状与病原研究初报

为明确河北省苹果果实黑点病的症状类型及其对应的病原菌,本研究对河北省6个市的果园进行了病害调查和样品采集,并对引起不同症状类型的病果进行了病原菌的分离和鉴定.结果表明,河北省的套袋苹果黑点病可以分为四大类型,分别是萼洼黑点型、果面黑点型、果面晕斑型和梗洼褐斑型.除了果面晕斑型为单一病原侵染之外,其他类型的病斑均分离获得...     

渭北旱地苹果园生草小气候效应研究

采用定位观测的方法,对渭北旱地苹果园生草气温、相对湿度等小气候因子进行了测定,同时以清耕果园为对照进行同步观测。结果表明,生草调节了苹果园近地层的大气温度、增加相对湿度,调节土壤温度;在牧草的不同发育阶段上述调节作用不同,且调节程度与草种的种类关系密切,旱地苹果园种植白三叶调节小气候效果优于种植黑麦草。