芋不同组织淀粉生物合成和代谢相关基因的差异表达分析

【目的】开展芋（Colocasia esculenta）不同组织的转录组试验,为芋基因功能和代谢调控网络的分子机制研究提供基因资源。【方法】采集播种90 d的荔浦芋1号芋球茎、叶片、叶柄和根进行生理检测和转录组测序,对不同组织的差异表达基因（DEGs）进行GO和KEGG功能富集分析,并对淀粉生物合成和代谢相关基因进行发掘和表达模式分析。【结果】芋球茎的淀粉和可溶性糖含量分别为134.85和23.92 mg/g,在4种组织中含量最高。转录组测序共获得85.41 Gb Clean data,与参考基因组比对效率为90.30%～92.56%,共33828个基因获得功能注释。不同组织间DEGs数量为5625～10562个。球茎与根、叶片和叶柄的比较组中,在生物过程中分别富集到与淀粉生物合成和代谢相关的GO功能2、5和5个;KEGG富集分析显示,在淀粉和蔗糖代谢途径分别富集到146、161和126个DEGs。通过富集分析发掘涉及淀粉生物合成和代谢相关DEGs共82个,其在4种组织中呈不同表达模式,其中ADP-葡萄糖焦磷酸化酶基因（AGPase基因）（Taro＿004018和Taro＿026553...     

苦茶全长转录组测序及基因结构分析

为进一步探究苦茶特异性状形成的遗传基础,基于PacBio对苦茶进行Iso-Seq,最终得到Polished consensus序列132 334个,其中有26 184个为已知基因的新转录本,7 115个为新基因,同时鉴定得到21 106个SSR位点;基因结构分析结果中,4 892个基因发生了可变剪切事件,其中内含子滞留...     

基于全长转录组测序的牛脂肪组织可变剪接事件分析

为探究可变剪接影响下更为复杂的脂肪沉积调控网络,明晰可变剪接事件的发生对脂肪沉积调控机制的影响,本研究基于PacBio测序平台的第三代测序技术,对夷陵黄牛腹腔脂肪、皮下脂肪、肌间脂肪进行全长转录组测序分析。共发现15 445个基因检测到50 520个可变剪接,占牛全部基因的33.4%。对这些基因进行富集分析发现,83个GO条目显著富集,这些显著富集的通路可能参与脂肪沉积网络的调控,其中16个与脂质合成及代谢相关,27条KEGG通路显著富集,其中15条与脂质合成及代谢相关。使用KOG、KEGG、NR、Swiss Prot、GO数据库对测序序列进行注释,80 756条序列共注释到69 259个基因,94 458条CDS序列及对应的pep序列。其中GO分析中15 039条序列富集到507个生物学过程条目,7 907条序列富集到214个细胞组分条目,30 672条序列富集到559个分子功能条目。KEGG数据分析富集到34条通路共49 710条序列,其中7 002条序列参与信号转导途径。以上结果表明,牛脂肪组织存在大量可变剪接事件,并且这些发生可变剪接事件的基因对脂肪沉积的调控发挥重要作用,这可...     

山羊5个组织的全长转录组构建与分析

【目的】构建山羊（Capra hircus）全长转录组,旨在改进参考基因组的功能注释。【方法】利用PacBio长读段测序技术对南江黄羊肝、脾、肾周脂肪、背最长肌和睾丸5个组织的混合样本进行高通量测序;对原始数据进行校正、聚类去冗余,最后用KEGG数据库对预测转录本序列进行功能注释。【结果】质控后获得28 432条高质量一致性全长序列,其中99.49%的序列被成功比对到山羊基因组;得到源自9 879个基因的19 115个转录本。进一步分析得到表达基因总数的41.39%发生了可变剪接;其中起始外显子可变剪接占比最高（36.47%）,外显子互斥占比最低（1.78%）。另外,144条序列未被比对到参考基因组上,这些序列的平均GC含量高达56.50%;利用KEGG数据库对其进行功能注释,揭示28个转录本与免疫系统相关。【结论】获得的测序数据全面涵盖混合样本中表达的转录本,证明了山羊基因组转录的复杂性。研究结果总体上提高了每个基因平均表达的转录本数量,证明可变剪接的广泛存在;未成功比对的转录本序列GC含量较高且许多转录本来自免疫基因的表达。     

基于全长转录组的蚕豆WRKY基因家族分析及耐盐胁迫相关候选基因挖掘

WRKY基因是植物特有的转录因子基因,能够调控植物的生长发育和胁迫响应。为了鉴定蚕豆WRKY基因家族成员,揭示其进化关系并挖掘与盐胁迫相关的候选WRKY基因,本研究在完成蚕豆全长转录组测序(9个样品)和二代转录组测序(27个样品)的基础上,利用生物信息学方法对WRKY转录因子基因进行鉴定与分析,并通过拟南芥同源基因比对挖掘盐胁迫相关的候选VfWRKY基因。结果表明,蚕豆全长转录组测序共获得53.84 Gb数据量,通过比对和校正最终获得58 885条转录本序列信息;基于蚕豆全长转录组共鉴定出113个WRKY家族成员,氨基酸数目为153～737 aa,等电点为4.84～9.87,113个WRKY家族蛋白质全部定位于细胞核中;根据拟南芥WRKY家族系统发育特征,VfWRKY基因家族可分为3组,分别为group 1(38个VfWRKY)、group 2(61个VfWRKY)、group 3(14个VfWRKY);Motif 1和Motif 3是VfWRKY基因家族的特征基序,并对应WRKY保守结构域,在进化过程中较为保守;VfWRKY基因家族主要富集在植物MAPK信号通路、植物与病原菌相互作用...     

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。     

基于SMRT技术的水杉全长转录组分析及基因功能注释

以水杉原生种为材料,提取其幼嫩植株的根、茎和叶的总RNA,经m RNA纯化、反转录、全长转录组文库构建等过程,再采用SMRT技术测定其全长转录本序列,运用生物信息学对获得的原始转录组数据进行分析。结果显示：提取的总RNA符合建库要求;全长转录组测序共获得了包含5 914 711个亚读段(subreads)的14.0 Gb的数据,质量控制处理后包括236 130个全长非嵌合读段(reads)和97 626个一致性reads;转录本经去冗余处理后共获得61 057个全长一致性读段(unigenes),其中有54 099个被成功注释到7个数据库中,注释比达88.60%;对水杉unigenes作CDS(coding sequence)长度分布及转录因子分析,其CDS长度范围为144～6477 nt,平均长度约为679 nt;共检测到2386个转录因子,这些转录因子可以归类为29个家族。     

尾叶紫薇全长转录组测序及微卫星标记开发

[目的]尾叶紫薇是培育香花紫薇的重要种质资源,目前花香功能基因的研究及已开发的SSR分子标记较少,无法满足分子育种研究需求.[方法]采用PacBio sequel平台对尾叶紫薇3个开花时期混样进行全长转录组测序,通过公共数据库对Unigene进行功能注释,利用MISA软件检索全长转录组的SSR位点,Primer3批量设...     

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。     

中国濒危植物金钱松转录组测序 及生物信息学分析

金钱松是中国特有的孑遗单种属裸子植物,现存的自然种群数量很少,多被引种栽培,也是著名的庭院观赏树种。迄今为止,其遗传背景和基因组信息并不清楚,对于金钱松的保护及其遗传结构研究迫切需要基因组资源。采用Illumina HiSeqTM2500高通量测序平台对金钱松叶片进行转录组测序,经de novo组装共获得70 761条Unigene,平均长度为699 bp,N50的长度为1 300 bp,Q20和Q30序列分别占96.59%和91.29%。通过对7个不同的蛋白质和功能域数据库进行比对和功能注释,有43 674条Unigene(61.72%)注释成功。在GO数据库中,有28 355条Unigene按功能被划分成3大类56个小类,以执行生物过程的类区所占比例最多。通过KEGG pathway分析,有14 623条Unigene注释成功,发现了显著性富集的32条代谢通路,以代谢相关的基因最多。在KOG数据库中,有15 931条Unigene被分配到26个基因功能大类中,其中以参与一般功能、转录、翻译、修饰及蛋白运输的基因最为丰富。此外,利用MISA软件对转录组序列进行EST-SSR位点搜索与分析,共检测到2 260条Unigene含有2 462个EST-SSR位点,分布频率为3.48%,其中有180条序列含有一个以上EST-SSR位点,83条序列含有复合EST-SSR位点,以三核苷酸重复基元类型最为丰富,占42.53%(1 047个EST-SSR),重复次数主要以5～8次为主。这些重要的转录组序列为进一步了解金钱松生物学过程的分子机制提供了有价值的信息,并为未来的功能基因组分析、分子标记开发和群体遗传学分析提供了丰富的资源。     

红肉火龙果成熟茎的全长转录组测序分析及蔗糖代谢相关基因分离

[目的]分离红肉火龙果成熟茎中表达的基因全长序列,为研究参与蔗糖合成和降解等重要代谢途径的候选基因生理功能提供基础.[方法]提取红肉火龙果成熟茎总RNA,采用基于Pacbio Sequel平台的转录组测序进行全长转录组分析.对获得的序列进行功能注释和分类,并与此前基于Illumina平台的转录组测序结果进行比较分析.[...     

8个番石榴品种的转录组测序

[目的]获得番石榴转录本数据,探讨不同番石榴品种转录本之间差异.[方法]研究通过Illumina HiSeq 2500平台对红心(HX)、彩虹(CH)、紫红(ZH)、水晶(SJ)、秀珍(XZ)、彩叶变(CYB)、彩叶(CY)和紫星(ZX)等8个番石榴品种的8～9成熟果肉进行转录组测序,通过组装及数据库比对,获得大量番石...     

江西铅山红芽芋和青秆芋的转录组比较分析

为探究江西铅山红芽芋和江西铅山青秆芋之间的分子差异,以江西铅山红芽芋(HYY组)和江西铅山青秆芋(QGY组)的试管苗为试验材料进行转录组分析。结果表明:HYY组Clean reads为41 298 676,GC含量为53.09%;QGY组Clean reads为45 551 860,GC含量为51.17%。HYY组和QGY组表达量FPKM的对数值在0～2,表达量密度在0～0.7。HYY组和QGY组表达的共有基因数为14 038,HYY组单独表达的基因数为17 843,QGY组单独表达的基因数为18 634。HYY组和QGY组表达量的相关系数为0.035,样本间相关性较差。HYY组和QGY组共产生差异表达基因32 555个,与QGY组比较,HYY组上调基因15 887,下调基因16 668。GO富集分析显示,差异基因主要注释到多糖代谢过程、基因沉默、果胶分解代谢过程、碳水化合物代谢过程、生长素激活的信号通路、细胞外区、膜的固有成分、膜的组成成分、膜部件、凋亡细胞、作用于糖基键水解酶活性、水解O-糖基化合物的水解酶活性、蛋白质二聚活性、DNA结合、氧化还原酶活性对二酚及其相关物质的作用等功...     

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。     

基于三色堇全长转录组的MYB基因家族鉴定

在全长转录组水平鉴定三色堇(Viola×wittrockiana Gams.)梦蝶品种MYB转录因子家族成员,对其序列特征、进化关系、蛋白质保守基序等生物信息学特征进行鉴定,为三色堇MYB基因功能研究提供参考。鉴定结果表明,三色堇含有121个MYB,包含61个1R-MYB、57个R2R3-MYB与3个3R-MYB类转录因子;保守基序预测得到20个motif,其中motif2分布频次最高(15.2%),motif20分布频次最低(0.3%);利用WebLogo分析鉴定出三色堇R2R3-MYB类转录因子保守结构域含有W型R2R3保守基序;通过三色堇与拟南芥的同源性与进化关系对三色堇基因功能进行预测,得到30个亚群,其中22个亚组能聚集到拟南芥亚群中,可推测这些VwMYB基因具有相似的功能。本研究结果可为三色堇MYB基因的功能挖掘提供理论基础。     

基于第二代转录组、第三代全长转录组测序条件下草石蚕基因表达特性的初步研究

以宁夏贺兰县地方草石蚕（Stachys sieboldii）品种为试材,探讨应用第三代测序技术获得草石蚕全长转录本信息,应用第二代测序技术获得3个不同发育阶段草石蚕叶片和块茎的转录组信息,对测序结果进行转录组水平分析,筛选特有差异基因,并进行GO和KEGG富集分析,开展草石蚕基因表达特性的初步研究。结果表明,第三代测序后Polymerase read的数据量为50.82 G,FLNC序列的reads数为525 593个转录本;在KEGG等7大数据库的基因功能注释中均注释成功的转录本数目为6 857个,至少有1个数据库注释成功的转录本数目为14 078个;与NR数据库比对注释后,草石蚕与同为唇形目的芝麻（Sesamum indicum）基因序列相似性最高,相似基因个数为9 149个;与GO数据库比对注释后,生物学过程、细胞成分与分子功能中注释到基因个数最多的分别是新陈代谢过程5 093个、细胞2 004个、键联结合6 645个;与KEGG数据库比对注释后,在细胞转化、环境信息处理、遗传信息处理、新陈代谢和有机系统功能中注释到基因数最多的分别是运输和分解代谢409个、信号传导729个、转化...     

马氏珠母贝(Pinctada fucata)血细胞全长转录组测序与分析

[目的]开发马氏珠母贝(Pinctada fucata)基因组资源,挖掘功能基因。[方法]以马氏珠母贝血细胞为试材,利用单分子实时技术(single-molecule real time, SMRT)进行全长转录组测序,并对所获得unigenes进行功能注释和基因结构分析。[结果]共获得277 064条全长非嵌合序列和82 381个基因。经过比对nr、SwissProt、KEGG和KOG数据库进行注释和功能分类后,共得到59 621个注释基因。同时,在8 493条基因中共发现11 219个SSR位点,其中以二核苷酸重复基元类型最高(50.9%)。生物信息学分析鉴定得到20 013个lncRNA、2 004个转录因子、10 522个可变剪切分析位点。[结论]使用SMRT技术能够深入挖掘马氏珠母贝全长转录组数据,为进一步探讨马氏珠母贝功能基因的挖掘、免疫响应及遗传机制的研究提供可靠的基因组资源。     

葡萄牙牡蛎外套膜转录组测序及壳色基因挖掘

采用Illumina高通量测序平台对黑壳与金壳葡萄牙牡蛎(Crassostrea angulata)外套膜组织开展转录组测序研究,其中黑壳组总计产出5 857 718 092 nt数据,筛选后的干净阅读子58 004 560个;金壳组产出6 727 447 326 nt数据,干净阅读子66 614 854个。将发掘的新基因与COG、GO、KEGG、Swiss-Prot、NR数据库进行序列比对,最终得到各数据库注释的新基因数量分别为147、397、203、567、1 347个。通过对差异表达基因的序列进行生物学功能注释和聚类分析以及利用已知贝壳基质蛋白序列进行搜索,鉴定出14条可能与壳色表达有关的贝壳基质蛋白基因,其中5条下调基因可能与金壳基因表达相关。