热胁迫下水仙花叶片的转录组分析

为研究水仙响应高温胁迫过程中相关基因的表达及响应热应激的分子机制,本研究以漳州水仙花为材料,使用BGISEQ-500测序技术,对高温（30、35 ℃）处理及正常生长条件（15 ℃）的水仙叶片进行转录组学的测序分析。使用Trinity软件对15（对照）、30、35 ℃（高温胁迫）处理24 h的水仙叶片测序数据进行从头组装,利用BLAST软件进行基因比对注释,通过DEGseq和PossionDis检测差异表达基因,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。结果表明：本次水仙花叶片测序共获得112 160条总长度为128 733 815 bp、平均长度为1147 bp的Unigene,其N50以及GC含量分别为1770 bp和42.33%。Nr比对注释匹配度最高的物种为石刁柏,利用KOG数据库进行比对,5560条Unigene序列分布于25个功能区域。差异表达基因GO富集显示与光合系统及膜系统相关的GO term被显著富集,KEGG分析显示次生代谢物的生物合成、苯丙烷类生物合成、代谢途径、光合作用、糖胺聚糖降解、乙醛酸和二羧酸代谢、光合作用-天线蛋白、单萜类生物合成等8条代谢途径在3个比较组中均显著性富集,硫胺素代谢途径是唯一在高温胁迫条件下均显著富集的代谢途径。本研究注释了大量相关基因序列,通过本研究为改善水仙花植物的耐热性及耐热性品种的培育提供了丰富的数据资源和分子基础。     

软腐病菌侵染下菜心叶片的转录组分析

为探讨软腐病菌侵染下菜心转录组功能基因信息,采用BGISEQ-500高通量测序技术对软腐病菌侵染下菜心叶片进行转录组测序,平均每个样获得47.27 M clean reads,Q20值均大于95%,共检测到表达的Unigene为36 760个,其中已知的有35 327个,预测新Unigene有1 433个;共检测出19 549个新转录本,其长度主要集中在300~2000 nt。功能注释结果显示,有32 047个Unigene在Nr数据库获得注释,其中注释到芸薹属白菜上的Unigene最多;GO功能共注释到12 588个Unigene;KEGG数据库注释到18 583个Unigene,涉及到137个代谢通路。共获得21 776个组间差异表达基因（differential expression genes, DEGs）,其中对照与发病前期组间的DEGs有15 007个,6 137个上调表达,8 870个下调表达;发病前期与发病中期组间DEGs有13 118个,10 278个上调表达,2 840个下调表达;发病中期与发病后期组间DEGs有11 293个,1 790个上调表达,9 503个下调表达。DEGs的Ven图分析显示5 110个基因在每组间均存在差异,DEGs功能分析显示DEGs参与泛素蛋白降解途径、过氧化物酶体途径、光合碳固定途径、糖酵解途径等多种生命活动。本研究结果为深入开展菜心抗软腐病基因组学和分子生物学研究奠定基础。     

基于转录组测序的火龙果果肉不同发育时期淀粉和蔗糖代谢途径相关基因差异表达分析

采用Illumina Novaseq 6000测序技术对火龙果果肉3个时期（幼果期、转色期、成熟期）的样品进行转录组测序,对获得的Unigene进行7大数据库注释,共有3617个Unigene成功注释在所有数据库中,进一步筛选与淀粉和蔗糖代谢途径相关的5个酶基因并进行实时荧光定量PCR（qPCR）基因表达验证。结果表明：转录组测序共得到115 193条转录本和47 855条Unigene,N50为2000。GO功能富集分析结果表明,18 582个Unigene在GO功能注释中被分为生物过程、细胞组成及分子功能3大类。KOG功能分类结果表明,6203个Unigene在KOG注释中被分为25个组,其中翻译后修饰、蛋白质周转、伴侣包含的Unigene最多,共854个。KEGG代谢通路注释结果表明,6554个Unigene获得功能注释,共有119条代谢途径,其中碳水化合物代谢所占比例最高。筛选出UGP2、glgC、glgA、Cluster-12747.5831、Cluster-12747.16617等5个参与淀粉和蔗糖代谢合成途径的关键酶基因,qPCR检测表达水平与转录组测序结果一致。     

亚麻芥未成熟胚中磷脂酶基因家族的转录组学分析

为了解磷脂酶基因家族在亚麻芥胚中的表达情况,本研究基于454测序技术对亚麻芥花后10d（DAF10）和花后20d（DAF20）的胚中磷脂酶基因家族进行筛选和分析。测序结果表明,DAF10样本和DAF20样本分别获得有效序列521 507个和310 125个,序列长度主要分布在341~560 bp,序列组装分别获得25 398个和23 678个Unigene,Unigene平均长度分别为630 bp和654 bp。在此基础上,筛选两个样本全部Unigene,共获得磷脂酶基因36个,其中属于磷脂酶A1基因4个、磷脂酶A2基因9个、磷脂酶C基因10个、磷脂酶D基因13个。Pathway基因功能注释显示,PLA1的4个候选基因没有注释到任何代谢通路上;PLA2中只有候选基因Unigene19110被成功注释,它在植物中主要参与甘油磷脂代谢途径和醚酯代谢途径。PLC家族中只有4个候选成员Unigene443、Unigene8071、Unigene8213和Unigene7311被成功注释,它们除参与甘油磷脂代谢和醚酯代谢之外,还在肌醇磷酸代谢途径中发挥重要作用。而PLD家族中除Unigene18630、Unigene17966和Unigene441没有代谢通路注释信息外,其他的10个成员,也都只在甘油磷脂代谢途径和醚酯代谢途径有作用。     

剑麻与烟草疫霉互作过程中的转录组研究

斑马纹病是剑麻的主要病害之一,为了挖掘剑麻斑马纹病抗病相关基因,以斑马纹病抗病品种热麻1号为材料,分别在接种0、24、36、48和72 h进行转录组测序,组装后获得103 326个转录本和70 110个Unigenes,转录本和Unigene的平均长度分别为726 bp和645 bp。其中有33 474个Unigenes被成功注释到NR,NT,KO,Swissport等7个功能数据库中。DEG分析表明,在接种24、36、48、72 h后分别有4 676、3 769、3 308、3 757个Unigenes被诱导差异表达,且PR蛋白,类黄酮生物合成、苯丙素类生物合成、过氧化物酶等基因上调表达明显,而热击蛋白、细胞色素P450和叶绿素a/b结合蛋白等基因明显下调表达。差异基因代谢通路分析表明,参与核糖体、光合作用、苯丙素类生物合成、苯丙氨酸代谢通路、植物激素信号转导途径、类黄酮生物合成途径、脂肪酸生物合成途径等代谢通路明显富集。本研究全面了解剑麻与烟草疫霉互作关系,是为剑麻斑马纹病抗病机制研究提供理论基础。     

烟草疫霉侵染前后剑麻叶片转录组学研究

为克隆剑麻受斑马纹病病原菌烟草疫霉侵染后的应答基因,以病原菌侵染前后的剑麻H.11648叶片为材料,构建剑麻转录组Unigene数据库;组装得到非冗余Unigene 131 422个,其中,500~1 000 bp的Unigene占总数65.39%,Unigene的数量随其长度递减。GO分类分析发现:在得到的所有Unigene中,注释到生物过程的基因最多(152 835);细胞组分其次(129 197);参与分子功能的最少(47 420)。KEGG代谢通路分析将剑麻转录组unigene分成128类,其中,参与生化代谢通路的Unigene最多,有9 354个,占总数27.09%;参与植物-病原互作代谢通路的基因有1 795个,占总数5.2%。基因表达丰度RPKM值显示上调基因9 415个,下调基因28 980个,其中参与病原互作的基因占680个。     

保护品种云茶1号茶树全长转录组测序分析

为探讨云茶1号茶树品种优异性状的遗传基础,采用Pac Bio平台进行全长转录组测序,最终获得Polished consensus序列213 389个,预测到CDS有223 120个,检测到195 062个SSR位点。在NR数据库有170 264个同源序列比对到980个物种;有103 124个在KOG数据库得到注释,根据其功能各分为26类;有65 524个得到GO注释分为细胞组分、分子功能及生物学过程等三大类的55个功能组;根据KEGG数据库,105 972个得到了注释,涉及到216个代谢途径分支,包括茶叶品质、活性物质代谢以及抗逆等相关基因等;还预测到隶属于60个转录因子家族的转录因子有5 785个。这些结果为进一步开展云茶1号茶树特异性状基因的标记性引物开发、遗传研究以及品质形成和抗逆机制研究奠定了基础。     

青稞转录组SSR位点及其基因功能分析

为了探讨青稞转录中SSR位点信息及其所在基因的生物学功能,使用MISA软件分析青稞转录组中SSR的分布频率和重复基元的基本类型,通过BLASTX对含有SSR的Unigene与nr、COG、Swiss-Prot和KEGG等公共数据库进行比对和功能注释。结果表明,在青稞转录组拼接得到的58 065个Unigene中发现9 576条序列中含有11 930个SSR位点,SSR发生频率为16.49%,平均每6.63kb出现1个SSR位点,共有119种重复基元(motif)。青稞转录组SSR出现频率最高的是三核苷酸重复基元(64.19%),其次是二核苷酸重复基元(24.05%)。AG/CT和AGG/CCT、CCG/CGG、AGC/CTG分别是二核苷酸重复和三核苷酸重复中的优势重复基元。在转录组中SSR重复次数以5~12次为主,基序长度主要集中在12~25bp,平均长度为21.15bp。9 576个含SSR的Unigene与nr、COG、Swiss-Prot和KEGG等公共数据库进行BLASTX比对,分别得到7 987、5 559、5 588和2 077个注释。通过基因功能注释发现青稞转录组中含SSR的序列主要与生物的基础代谢相关。     

南亚实蝇转录组及嗅觉相关基因的初步分析

南亚实蝇Bactrocera tau (Walker),是葫芦科、茄科蔬菜和多种热带、亚热带果树上的主要害虫,抗逆性强,繁殖速度快,防治难度大。为挖掘可用于生物防治的分子靶标和探讨副信息素类引诱剂对其作用的分子基础,本研究采用Illumina HiSeq2500 PE125 bp测序技术对其混合样进行转录组测序和生物信息学分析。经序列拼接获得36 109条Unigenes,进一步与七大公共数据库进行同源比对,注释了21 127条Unigenes,其中在Nr数据库中注释成功的Unigenes数目最多,20 948条。Nr数据库注释的南亚实蝇B. tau Unigenes与地中海实蝇Ceratitis capitata同源性最高,达59.80%;与模式昆虫黑腹果蝇Drosophila melanogaster的同源性次之,达14.86%。将Unigenes与GO数据库比对发现,14 029条Unigenes根据功能分为了3个大类57个亚类;而与KOG数据库比对结果为,13 479个Unigenes基因其功能属于25个类别;进一步KEGG数据库代谢分析表明,6442条Unigenes参与了5大类共152个代谢通路。基因注释进一步筛选鉴定获得了嗅觉相关基因528个,对其中气味结合蛋白基因氨基酸序列的分析表明,其大多为具有6个保守的半胱氨酸位点的典型气味结合蛋白,且与黑腹果蝇D. melanogaster、地中海实蝇C. Capicata、瓜实蝇B. cucuribitae、橘小实蝇B. dorsalis的气味结合蛋白基因具有很高的同源性。这为南亚实蝇对副信息素类引诱剂反应的相关功能基因的挖掘及从嗅觉上寻求科学的防治措施提供了基础数据。     

茶树叶片响应茶饼病侵染的转录组分析

采用高通量测序技术对被茶饼病病菌侵染的茶树叶片进行转录组测序,筛选得到差异基因359个,其中248个上调表达,111个下调表达。差异基因中有216个获得GO（Gene ontology）数据库功能注释,主要涉及到生物合成过程、催化活性、细胞过程等诸多生理生化过程;KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）数据库富集分析发现,共有106个基因被注释到47个代谢通路中,其中,单萜生物合成、卟啉和叶绿素代谢、核糖体、氮代谢、双萜生物合成、植物病原互作等通路显著富集。有32个差异基因被鉴定为转录因子,分布在16个转录因子家族中。利用实时荧光定量PCR（Real time quantitative PCR,qRT-PCR）验证了随机挑选的差异基因在感病叶片和未感病叶片中的相对表达量,与转录组测序结果的变化趋势一致。结果表明,茶树响应病原菌侵染是一个复杂的过程,大量基因被诱导或抑制表达,与抗病相关的转录因子被大量激活且上调表达。本研究为深入挖掘茶树抗病基因及进一步研究抗病分子机制提供了理论依据。