基于高通量测序的大花序桉顶芽转录组生物信息学分析

为了获得珍贵用材树种大花序桉顶芽转录组数据及预测关键基因功能,本研究基于Illumina HiSeq X Ten测序技术获得大花序桉顶芽转录组原始数据,经Trinity组装拼接获得高质量Unigene,并与NR、Swiss-Prot、GO、KOG、egg NOG和KEGG等生物信息数据库进行序列比对和功能注释,利用MISA软件进行SSR位点搜索和分析。从大花序桉顶芽中共获得26 587条高质量Unigene,平均长度为1 279.69 bp;共有22 099条Unigene至少在一个数据库中被成功注释,其中,11 507条Unigene被注释到KOG数据库中25个功能类别,以参与一般功能基因的数量最多;GO数据库中,所注释到的14 105条Unigene分别匹配到生物功能、细胞组分和分子功能3大类50个功能基因区,其中执行生物过程所占比例最多;KEGG功能注释共发现有7 117个Unigene参与127条代谢通路,以代谢相关的基因最丰富;共有1 021条Unigene注释到转录因子数据库,分布于65个家族,其中比例最大的是bHLH和MYB家族;3 274条Unigene注释到植物抗性基因数据库,分布于13个类别,相匹配基因数量最大的是RLP和TNL。MISA软件共检测到12 366个SSR位点,分布密度为1/2.75 kb,重复基元类型丰富,标记开发潜力大。本研究利用高通量测序获得丰富的顶芽转录组信息,可以为大花序桉分子辅助育种提供丰富的资源。     

基于高通量测序的南酸枣转录组分析

以南酸枣雌株叶片和成熟果实为材料,利用Illumina Hi Seq TM 4 000测序平台对其转录组进行测序,共获得14.15 G有效数据,通过序列拼接组装得到46 936条Unigene,平均长度为1 287 bp。36 299条Unigene(77.33%)在7大数据库(NR,NT,KO,Swiss-Prot,PFAM,GO和KOG)中得到注释,其中与GO数据库比对上的26 014条Unigene可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类53分支,注释到KOG数据库中的8 459条Unigene依据功能可分为25类。与KEGG数据库比对,6 225条Unigene分属5大类246条代谢通路中。南酸枣叶片和果实转录组中共发现5 631个差异表达基因,包括1 930个上调基因和3 701个下调基因。本研究获得的转录组数据将有助于开展南酸枣功能基因挖掘与利用、分子辅助育种和其种质资源遗传改良等方面的研究。     

基于高通量测序的野百合转录组分析

本研究基于新一代高通量测序技术平台Illumina Hi SeqTM4000对野百合进行转录组测序,对物种的转录组序列进行统计,并将得到的数据进行de novo组装,结果共获得47 605条Unigenes,总长度为33 972 306 bp,平均长度为713 bp,N50为1 204 bp。将获得的Unigenes与Nr、Swiss-Prot、KEGG以及KOG数据库进行比对,结果显示,分别有28 104、17 739、11 984及14 682条Unigenes成功注释。通过与KOG数据库进行比对,可分为25个不同的功能注释。与GO数据库进行比对,结果显示,共有33 254条Unigene获得注释,这些功能注释分为三大类50个功能亚类。其中,生物过程最多。以KEGG数据库参考,共有11 984条Unigenes参与133条代谢途径分支,以代谢相关的通路较为集中,找到了与花青素合成关键酶的Unigenes。本研究极大地丰富了野百合的基因资源,为进一步开展野百合功能基因及分子标记育种等方面的研究提供了一定理论支持与依据。     

广藿香幼苗期茎和叶的转录组数据组装和分析

本研究以石牌广藿香幼苗期茎和叶为样本,对转录组测序之后,共得到66 133 450条和65 148 526条reads序列。然后使用De novo拼接后把Unigene对比到各个数据库,经过对Unigene的统计分析,在有类似功能基因的92 974条Unigene中,有65 467条Unigene可注释到Nr数据库;有71 330条的Unigene可对比到KOG数据库,依据其功能信息将这些基因分成25类;有86 716条Unigene被发现与GO数据库中的基因具有相似性并将它们分为生物过程、细胞成分和分子功能3个大类共54个小类;以KEGG作为数据库参考比对到66 055条Unigene,并根据代谢通路将转录组数据分为137类,包括内质网蛋白处理、甘油磷脂代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、硫辛酸的代谢等。本研究将为广藿香的活性物质的生物合成与代谢、功能基因的发掘、分子标记的开发应用等研究提供依据。     

广藿香幼叶与成熟叶片转录组数据组装及基因功能注释

为了进一步阐明广藿香中药用活性成分生物合成的分子机制,本研究以海南广藿香幼叶及成熟叶片为材料,采用BGISEQ-500高通量测序平台进行转录组测序,分别获得了63 751 826条和65 949 390条clean reads,平均读长为90 nt。De novo组装后将All-unigene分别注释到Nr、KOG、GO、KEGG、Swiss-Prot、Inter Pro数据库,对每个数据库注释的Unigene数目进行统计,共有162 509条Unigene有对应的功能信息,其中105 430条Unigene被注释到Nr数据库,显示与芝麻有69.87%的相似度;有83 369条Unigene被注释到KOG数据库,根据功能将其分为25类;有12 261条Unigene与GO数据库中的基因具有相似性,将其归为3大类中49个功能组;有79 053条Unigene被注释到KEGG的代谢通路中,分属于124类代谢通路,包括次生代谢物质生物合成、倍半萜和三萜类化合物生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、花青素生物合成等。该研究结果对广藿香药用活性成分生物合成与代谢、关键酶基因克隆以及分子标记开发等研究有一定的帮助。     

白芨转录组特性分析

白芨(Bletilla striata)具有较高的药用、经济和观赏价值,但是其基因组和转录组序列未知,严重影响了其的研究开发和利用。本研究采用His4000测序平台对白芨的全株进行了转录组测序分析,共获得原始数据6.8 G,有效数据6.7 G,243 410条Unigene,经过与NR、GO、KOG及KEGG等数据库进行比较分析后,83 541条Unigene被注释到NR数据库,50 178条Unigene被注释到GO数据库,10 007条Unigene在KOG数据库获得注释,43 637条Unigene在Swissprot数据库获得注释,15 321条被注释到KEGG代谢途径中,2 021条Unigene参与了糖类代谢,1 309条Unigene参与了氨基酸合成和代谢,120条Unigene参与了萜类合成,106条转录因子与代谢相关;微卫星位点有31 958个,其中单核苷酸最多,15 709个,占49.16%,其次为二核苷酸和三核苷酸,分别有9 145个和7 104个,占28.62%和22.23%。本研究为白芨的重要功能基因挖掘、遗传育种及其研究开发提供了参考和依据。     

外源因子处理下蓝莓不同发育阶段果实的转录组分析

采用Illumina测序技术对在醋酸钙、硫酸铵和蔗糖处理后蓝莓不同发育阶段的果实进行转录组测序,获得Clean Reads 2723731442条,经组装得到平均长度为753.65 nt的87608条Unigene。将转录组Unigene进行基因功能注释,其中39867条Unigene能被NR数据库注释,与葡萄同源序列最多,占8.58%;与GO数据库比对发现,有29661条Unigene获得注释,分别匹配到生物过程、细胞组成和分子功能三大类共59个分支;与KOG数据库进行比对,发现有21992条Unigene具有功能信息,分别涉及25类;根据KEGG数据库的注释信息进行Pathway注释,参与的代谢通路共有246条;共检测到8704个SSR位点,其中双碱基重复的SSR占78.57%。本研究为探索外源物质调控蓝莓果实生长发育、生理代谢的分子机理提供了理论基础。     

扁秆荆三棱不同组织混合样品的转录组分析

扁秆荆三棱是一种常见的稻田杂草,旨在补充其转录组信息,为相关防治工作提供支持。基于高通量测序技术,在Illumina Solexa HiSeq 2000平台上对扁秆荆三棱的茎、叶、根茎和球茎的混合样品进行转录组分析。经拼接组装共获得了59 788个Unigene,序列的平均长度842 bp,N50为1 402 bp。将获得的Unigene与5个通用公共数据库(NR、 Swiss-Prot、 KEGG、 GO、 KOG)进行比对(Evalue1e-5),35 221条Unigene获得了基因注释,占总Unigene的58.91%。在12 823个Unigene中共搜索到9 698个SSR位点,其中二核苷酸和三核苷酸的重复类型占所有SSR位点的95.93%。通过KEGG pathways分析,共有13 141个Unigene参与了291个代谢通路,获得了扁秆荆三棱淀粉合成功能相关Unigene 60个,根茎生长功能相关Unigene 14个。其中赤霉素相关基因、核糖体代谢通路等反映了地下根茎网络系统的扩张趋势以及活跃的能量需求,淀粉合成基因则说明其球茎中的营养储备开始于地下系统扩张的早期,这些发现为深入研究地下根茎网络调控机制,或杂草防治或湿地保护等实践工作提供了参考。     

基于高通量测序的露地菊(Chysanthemum×grandiflora)盐胁迫转录组分析

为揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,本研究以盐胁迫处理的露地菊及其对照为材料,使用Illumina Hiseq2500高通量测序平台对转录组进行测序,分别获得了60370448和71415448条Clean reads,通过序列拼接组装得到45591条Unigene,平均长度724 bp。有37675条Unigene在七大数据库(COG,GO,KEGG,KOG,Pfam,Swiss-Prot,NR)中得到注释。通过比对露地菊盐胁迫处理组和对照组样品间Unigene的表达量及在各数据库中的注释情况,统计得到:有4143条差异表达基因获得注释;有2441条差异表达基因在GO数据库中获得功能注释;注释到COG数据库中的2281条差异表达基因依据功能可分为25类;有1062条差异基因映射到KEGGPathway数据库中,涉及了199个代谢通路,包括核糖体途径、植物激素信号传导途径、淀粉蔗糖代谢、碳代谢、氨基酸的生物合成等。本研究获得的转录组数据将有助于揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,及相关抗性基因的挖掘和分子辅助育种等方面的研究。     

滇白前种子转录组测序及功能注释

采用高通量测序技术平台Illumina Novaseq 6000对滇白前种子进行转录组测序,共获得平均长度为753.9 bp的43 663个Unigenes。注释到六大功能数据库(NR,COG,Pfam, Swiss-Prot, GO, KEGG)上的Unigene总数为29 177个。滇白前Unigenes比对到NR数据库共有26 688条,与甜菜、藜麦、栓皮栎、菠菜有较高同源性;25 657条Unigenes在COG数据库得到26 500个注释,分为23类;19 942条Unigenes在GO数据库得到79 481个注释,按功能分为细胞组分、分子功能和生物过程三大类,分别有13、16、23个亚类,其中参与的生物过程较多;11 527条Unigene富集在KEGG数据库的101条代谢通路中,代谢相关的通路占比最大。同时,有527个Unigenes被注释为转录因子;有3 995条SSR标记被挖掘。利用高通量测序获得滇白前转录组信息,有助于从分子水平对滇白前进行深入研究。     

白刺花种子转录组分析

为探索白刺花(Sophora viciifolia)硬实形成的相关机制,采用Illumina Hi Seq TM 2000高通量测序技术对白刺花种子转录组进行测序,利用Trinity软件将数据组装形成转录本,对所有转录本进行Nr(NCBI nonredundant protein sequences)、Nt(NCBI nucleotide sequences)、Pfam(protein family)、KOG/COG(eu Karyotic ortholog groups/clusters of orthologous groups)、Swiss-Prot(A manually annotated and reviewed protein sequence database)、KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)和GO(gene ontology)分类和功能注释、Pathway注释,并对种子形成的代谢通路中的相关基因进行了分析。转录组共获得了333 339 724条初始序列,总长为335 557 bp,初始序列组装获得序列片段的平均长度与N50值分别为282 bp和537 bp;与KOG功能注释、GO分类及KEGG代谢通路分析后,获得了44 840个GO功能注释、46 126个KOG功能注释以及89 494个PFAM注释:并从KEGG通路中找到有色氨酸代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸的代谢途径的编码基因片段分别有66和37个。     

基于Illumina HiSeq 2000测序技术对大花序桉根的转录组特性分析

大花序桉(Eucalyptus cloeziana)是中国重要用材林树种,但目前对其生物信息学研究缓慢,在一定程度上限制了大花序桉分子育种以及品种改良。采用Illumina Hi Seq TM 2000高通量测序平台对1年生大花序桉根系转录组测序和de novo组装,将得到的Unigene与公共数据库比对,同时进行转录组分析。结果显示,组装获得53 433条Unigene,其平均长度890 bp,N50长度为1 587 bp;有34 700条Unigene获得注释信息,占全部Unigene的64.94%,其中19 327条Unigene注释到KOG数据库,被分到25个类别中,共得到32 302个KOG功能注释信息;有11 197条Unigene注释到GO数据库中,共获得了54 971个GO注释功能,归于细胞组分、分子功能和生物学过程三大类;有12 181条Unigene得到KEGG注释,其中6 493条Unigene归入128条代谢途径,发现有57条Unigene参与氮代谢途径。通过软件查找获得13 290个SSR位点,二核苷酸重复类型占的频率最高,其次是三核苷酸、四核苷酸和六核苷酸,五核苷酸重复频率最低。本研究首次对大花序桉转录组进行分析,为深入开展大花序桉分子生物学研究提供基础数据来源。     

基于高通量测序的柚木边材转录组分析

本研究利用Illumina HiseqTM4000测序平台对柚木(Tectona grandis L. F.)边材组织进行转录组测序,获得39.65 Gb的数据。拼接组装共得到90 843个Unigene,平均长度、N50以及GC含量分别为1 415 bp,2 208 bp和41.28%。将获得的Unigene与七大功能数据库进行比对,分别有64 416 (NR:70.91%)、69 281 (NT:76.26%)、28 777 (COG:31.68%)、18 630 (GO:20.51%)、49 594 (KEGG:54.59%)、44 707 (Swissprot:49.21%)以及50 938 (Interpro:56.07%)个Unigene获得功能注释。经过GO数据库的比对分析,18 630个Unigene被注释到生物过程、细胞组分和分子功能3大类别55个亚类。与COG数据库进行比对分析,28 777个注释Unigene按功能被划分为25类。基于KEGG数据库,44 595个Unigene序列注释到6大类,21个亚类代谢通路中。根据注释结果预测出2 772个编码转录因子的Unigene,检测出26 773个SSR位点,以及39 856个SNP位点。本研究为柚木分子育种工作的开展提供数据和参考。     

姜黄根茎的高通量转录组测序与生物信息学分析

为获得姜黄(Curcuma longa)的转录组特征信息,本研究采用Illumina HiSeqΧTen高通量测序平台对姜黄根茎进行高通量转录组测序并进行系统的生物信息学分析。共获得7.18Gb Clean数据,组装了50194条unigenes,平均长度961.3 bp,N50为1 339 bp。数据库比对显示,姜黄根茎转录组unigenes在NR、Swiss-Prot、KEGG、KOG、eggNOG、GO、Pfam数据库中分别注释到38 802条(77.30%)、27 869条(55.52%)、14 725条(29.34%)、22 225条(44.28%)、37 317条(74.35%)、25 863条(51.53%)、26 137条(52.07%)。注释结果显示,姜黄与野生型马来西亚蕉的同源序列最多,unigenes在GO数据库中注释到参与生物过程、细胞组分和分子功能3个大类50小类,KOG功能分类获得25个不同的功能群,涉及128个KEGG代谢通路,其中包括21个次生代谢通路。在植物抗性基因(PRG)数据库中分别注释到3 718条unigenes;借助MISA软件发现7 183...     

药用植物紫红獐牙菜的转录组信息分析

紫红獐牙菜是重要的民族药,本研究采用高通量测序技术对紫红獐牙菜进行转录组测序并分析。结果显示,完成的15个样品的转录组测序,获得112.17 Gb Clean data,各样品Clean data均达到6.18 Gb,Q30碱基百分比在94.96%及以上。组装后共获得47 106条unigene,其中长度在1 kb以上的unigene有18 971条。通过与KEGG、GO、KOG、COG等多个数据库进行比对,对unigene进行功能注释,共获得35 375条unigene。GO数据库中注释到的26 570条unigene,可分为生物学过程、细胞组分和分子功能三大类共44个亚类。以KEGG数据库为参考,21 321条基因被注释,参与的代谢通路分为5大类,分别是细胞过程、环境信息处理、遗传信息处理、代谢和有机系统,其中与代谢相关的通路最多,约占所用通路的72.5%;KEGG代谢通路分析发现紫红獐牙菜中1 147条unigene参与到22个次生代谢标准通路中,有77条unigene参与编码环烯醚萜苷类合成通路中的25个关键酶。此外,紫红獐牙菜转录组中找到9 027个SSR重复位点,6种SSR...     

白羊草转录组和差异性表达分析

[目的]获得白羊草(Bothriochloa ischaemum)转录组数据库和差异表达基因。[方法]选取对照组和干旱胁迫组作为受试材料,采用Illumina HiSeq 4000进行转录组测序,并进行系统的生物信息学分析。[结果]共获得25.23 Gb数据(118580条Unigenes)。将所得到的Unigenes与基因库数据进行比较,对Unigenes进行功能注释,共50070条Unigenes获得功能注释。白羊草转录组中的Unigene根据GO功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物学过程三大类共54个分支。将Unigene与KOG数据库进行比对,根据其功能大致可分为25类。KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将Unigene定位到116个代谢途径分支。通过差异性分析发现,差异性表达基因共3987条,其中上调基因占39.45%,下调基因占60.55%,相差较大。[结论]本研究首次对白羊草转录组进行了分析,为白羊草分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据库资源。     

柳杉维管形成层及木质部区转录组序列及基因表达分析

柳杉是中国南方重要的针叶用材树种,具有树形高大,纹理直等特点,已广泛用于板材和建筑生产中,研究柳杉木材形成过程中维管形成层及木质部区转录组特征,为木材形成主要过程的分子机理,木材形成有关基因调控,培育优良材质的林木提供理论参考。本研究以柳杉形成层组织为材料,通过Illumina Hiseq测序平台对4个不同发育阶段的柳杉维管形成层进行转录组测序;对Unigene进行了蛋白功能注释、分类及KEGG代谢通路分析等。测序数据参照无参转录组测序流程进行分析,一共产生105.9 Gb的数据,过滤后Clean reads均达到90%以上。Clean reads经Trinity软件进行组装,一共产生64 969个Unigene,对Unigene进行拼接,拼接后的Contigs序列有29 381条、Singletons有35 588条,总长度为83 003 836 bp。将Unigen与七大功能数据库(NR, NT, GO, COG, KEGG, Swissprot, Interpro)进行比对,共有42 836个Unigene得到注释,占总Unigene的66.05%。GO注释共有89 644个转录本得到注释。对GO注释转录本进行分类,其中有38 432个转录本(42.87%)注释为生物过程,有32 749个转录本(36.53%)注释为细胞组分,有18 463个转录本(20.6%)注释为分子功能。KEGG注释有31 580个Unigene得到注释。分为6大类为:细胞代谢过程、环境信息处理、遗传信息处理、人类疾病、代谢作用、生物体系统。其中代谢作用涉及的Unigene最多达18 580个,占KEGG总注释Unigene的58.83%。另有37 762个Unigene得到COG注释,被分为25类,其中注释数目最多的类型是仅预测一般功能的Unigene,占总数的16.9%;其次是转录,比例为8.8%;再次是复制、重组及修复,占总数的7.8%。本研究最后分析了可能参与木材形成重要功能基因,为探讨木材发育的分子机制及进行重要功能基因的挖掘提供了提供了依据。     

海岛罗汉松嫩叶叶色变化转录组分析

为了探讨海岛罗汉松(Podocarpus costalis)转录组功能基因信息,获取海岛罗汉松嫩叶叶色变化的相关基因,本研究对海岛罗汉松正常生长状态下的嫩叶进行转录组测序分析,去除低质量序列后得到52 189条Unigene,平均长度为1 609 bp,总长度为83 984 805 bp。52 189条Unigene注释到七大功能数据库,其中NR数据库中40 067个Unigene被注释到,注释率最高,占76.77%。在注释到的物种中,海岛罗汉松比对到的U nigene与北美云杉(Picea sitchensis)的相似度最高,共13 536条。通过5个时期的共同筛选,发现海岛罗汉松嫩叶有1 376个差异表达基因。1 376个差异表达基因通过GO分析注释到3个大类(生物过程,细胞组分,分子功能)的46个小类;KEGG分类可将1 376个差异表达基因分为5个大类19个小类。对与叶色变化相关的差异表达基因进行分析,发现与花青素合成相关的差异表达基因有9个,主要由苯丙烷类生物合成、类黄酮生物合成等机制影响海岛罗汉松嫩叶叶色变化;另外有3个差异表达基因涉及卟啉和叶绿素代谢途径。本研究结果为探究...     

RNA-seq揭示碱性盐(NaHCO3)对细叶百合鳞茎基因表达的影响

本研究旨在揭示细叶百合在盐碱逆境中的基因表达表达情况,为合理利用盐碱地和大面积种植百合提供理论基础。以一年生的细叶百合鳞茎为材料,经过20 mmol/L NaHCO₃处理24 h后,用Illumina HiSeqTM2000测序平台进行转录组测序。共测得56828个mRNA的注释信息,其中,55433个Unigene被注释到Nr数据库,26973条Unigene被注释到KOG数据库,23610条Unigene被注释到GO数据库,13142条Unigene被注释到KEGG数据库的五大类中。共鉴定出390个差异表达基因。选取了9个与盐碱胁迫密切相关的基因进行qPCR验证,9个基因的表达结果与转录组的结果基本趋于一致。通过细叶百合在碳酸盐(NaHCO₃)逆境下的转录组对比数据,提供了许多的基因表达通路和表达量的差异,为合理利用盐碱地和大面积种植百合提供理论基础。