蝴蝶兰成花差异基因的筛选与分析

为探明蝴蝶兰花芽分化调控的内在分子机制,以及花芽分化过程中的关键基因,本研究以蝴蝶兰不同分化时期的花芽进行转录组测序,筛选调控植株成花转变的关键基因并进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证.测序共得到44.42 Gb的原始数据,分别注释到7个公共数据库(Swiss-Prot,Nr,KEGG,KOG,Pfam,eg...     

油莎豆转录组测序及生物信息学分析

为获得油莎豆的基因数据和初步了解其基因功能,本研究基于RNA-Seq技术对油莎豆幼苗叶片和根的混合样品进行转录组测序和生物信息学相关分析。对测序数据进行序列组装共获得19 607条Unigene,总长度为21 274 744 bp。将获得Unigene分别与COG、GO、KEGG、KOG、Pfam、Swissprot和Nr数据库进行比对,共计12 896条Unigene被注释,占总数的65.77%。其中7 527条Unigene在GO数据库中比对获得注释,根据功能分为细胞组分、分子功能和生物进程3大类52个亚类;12 288条Unigene在Nr数据库中获得注释,注释的同源序列主要来自菠萝;通过KOG数据库比对,7 271条Unigene被注释到25个类别中,其中参与一般功能、翻译后修饰及信号传导的注释基因最多。在所有Unigene中共检索到154 456个SNP位点,以碱基转换类型为主。本研究为油莎豆功能基因挖掘和分子标记开发提供理论基础。     

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。     

药食同源植物甘葛藤的全长转录组分析

为了深入了解甘葛藤转录组的整体水平及黄酮类生物合成通路基因。利用高通量测序PacBio Sequel平台,以甘葛藤根、茎、叶的混合样品为材料,使用单分子长读数测序技术(SMRT)对甘葛藤进行全长转录组测序及分析。平台共获得10 994 967个高质量reads和384 072条全长非嵌合序列(FLNC),测序数据经质控后获得90 856个转录本;获得的所有转录本经NR、SwissProt、KOG、KEGG、GO数据库进行注释和功能分类,结果有85 239个单基因被注释,NR注释数量最多为84 675个,占93.2%;KEGG注释的基因最少,22 330个基因被注释到132条途径,代谢途径分布的基因较多(9 368,41.95%)。预测到3 507个转录因子,bHLH转录因子家族的基因最多。14 127个基因被分配到17个R基因类别,主要为RLP类。检测到33 660个SSR序列,多为AG/CT类型。分析黄酮类生物合成途径,发现与黄酮类合成相关的基因110个,其中,26个编码HCT,3个编码CHS,7个编码CHI。PacBio测序平台能获得更长的转录本,SMRT技术能够深入挖掘甘葛藤转录数据,比第二代测序技术能够获得更高的转录本注释率。在高通量全长转录组水平对甘葛藤进行了研究,为甘葛藤的分子生物学研究提供了较可靠、全面的转录组数据,为进一步开发甘葛藤的分子标记和挖掘优良基因提供了科学依据。     

银杏三个年龄阶段雄花芽的转录组分析及差异基因筛选

本研究筛选银杏三个年龄阶段开花调控的关键基因,揭示银杏开花调控年龄途径的分子机理,为促进银杏早花、分子育种和推广种植提供科学依据。本研究利用高通量测序技术及生物信息学工具,对三个年龄阶段的银杏雄花芽进行转录组测序,对测序数据进行分析,筛选出年龄途径关键差异表达基因。转录组测序转录组测序共产生57.45 Gb原始数据,注释到8大功能数据库(GO, COG, KEGG, KOG, NR, Pfam, SwissProt, egg NOG)上的Unigene总数为35 058个。通过KEGG通路注释和GO富集分析,将Unigene分别归于55个GO类别和126个代谢途径。差异表达基因分析显示,幼年雄花芽较开花一年雄花芽有37个基因上调,75个基因下调;幼年雄花芽较开花多年雄花芽有592个基因上调,871个基因下调;开花一年雄花芽较开花多年雄花芽有961个基因上调,1 203个基因下调。本研究发掘出大量的开花相关的基因,最终筛选出SPL (gene.Gb_23724, gene.Gb_03922)、AP2 (gene.Gb_00766)、MADS-box (gene.Gb_01886, gene.Gb_15398, gene.Gb_28337, Gingko_newGene_2213)、GA调节蛋白(gene.Gb_34467, gene.Gb_28606, gene.Gb_33214)和DELLAs蛋白(gene. Gb_34644)等11个年龄途径开花调控的关键基因。     

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。     

朱顶红转录组De novo数据及功能注释分析

本研究利用Illumina高通量测序技术对PP333处理的朱顶红进行了RNA-seq测序,共获得26.91 Gb的数据,对其进行过滤去冗余后得到Unigene 106 684个,总长度为92 002 803 bp,平均长度为862 bp,N50为1 494 bp,GC含量为42.47%,Q20均达98%以上,表明测序质量较好。根据七大功能数据库比对结果,分别有53 853 (NR:50.48%)、29 732 (NT:27.87%)、35 889 (SwissProt:33.64%)、42 221 (KOG:39.58%)、40 258(KEGG:37.74%)、12 186 (GO:11.42%)以及42 559 (InterPro:39.89%)个Unigene获得功能注释。根据Nr注释结果,可匹配到物种为油棕、海枣、小果野芭蕉、莲等。在KOG注释中通用功能和预测占比最高。按GO功能分类,可分为生物过程、细胞组成、分子功能三类,52个分支,大量Unigene与代谢过程、细胞过程及单生物过程相关。按照KEGG功能分类,分为6类,21个功能组,大量Unigene与代谢相关,占比60.39%。本研究结果为朱顶红的矮化机理研究及其基因挖掘提供依据。     

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。     

亚麻(Linum usitatissimum)铅胁迫转录组初步分析

亚麻的不同器官具有多种商业价值。随着土壤重金属污染情况日益加剧,有必要对亚麻响应重金属污染的分子机理进行研究。本研究采用二代测序技术,对亚麻在铅胁迫下地上部位样品进行转录组分析。通过对原始测序数据进行质量控制,并利用HISAT软件等对处理后数据拼接到亚麻参考基因组,获得了高质量Unigenes和拼接结果。对Unigenes进行序列比对、功能注释和分类、序列变异分析。结果显示,本次测序结果共获得43471条Unigene,并且这些Unigenes的大部分(89.6%)都完全比对到参考基因组的预测外显子区域。对测序结果的KOG和KEGG分析结果表明亚麻在铅胁迫条件下可能影响的通路信息。最后,对测序结果进行转录因子预测和序列变异分析,为后续针对亚麻响应重金属胁迫的相关研究提供了候选分子资源。     

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。     

金线莲应答高温胁迫的转录组学特征分析

为了研究高温胁迫下金线莲转录组表达特征，分析其热激响应机制。以正常培养和高温胁迫(45^oC)的金线莲(NYJ2)为材料，利用Illumina HiSeq^TM2000平台进行测序，通过Trinity软件进行De novo组装。结果共获得75688个unigene，有28323个unigene在Nr、KOG、KEGG和Swisspro数据库中得到功能注释，注释率为37.42%。其中，17532个unigene在KOG数据库中可归类到25个功能家族；10108个unigene被KEGG数据库注释到128个代谢途径中；17485个unigene被GO数据库的生物过程、分子功能和细胞组成三大功能注释到47个条目中。777个unigene在高温胁迫前后差异表达显著，其中胁迫后上调表达为362个，下调表达为415个，获得响应热胁迫的基因24个，包括热激蛋白的基因1个，PSⅠ和PSⅡ相关的基因15个、叶绿体rbcL基因3个、PLD基因2个，CAT编码基因、GAPDH基因、CYP编码基因各1个。本研究从转录组水平分析了金线莲对热胁迫的响应，这些数据将为功能基因的鉴定奠定基础，为培育耐高温金线莲品系提供了参考依据。     

山东栒子全长转录组测序数据组装及功能注释

山东栒子是中国山东省的特有种,现已处于极度濒危状态。目前,山东栒子的分子生物学研究较少,基因数据库资源极度缺乏,急需探究其生物学遗传信息,以加快对山东栒子的保护遗传学工作。本研究以山东栒子叶片、花、成熟果实为实验材料,利用PacBio Sequel测序平台对其转录组进行全长转录组测序。共得到高质量去冗余的转录本53932个,作为最终转录本序列。预测到的CDS区共52490个;对其SSR位点进行分析,对测序得到Unigenes进行单核苷酸至六核苷酸重复的SSR位点搜索,共搜索到26796个SSR位点。对非冗余转录本利用BLAST软件与NR、Swissprot、GO、COG、KOG、KEGG 6个数据库进行比对,一共成功注释了53319个Unigenes,其中与NR数据库进行比对中注释为苹果的的相关基因数量最多,其次是白梨和桃;在GO数据库中有33305条山东栒子Unigenes被注释分类,由生物学过程、细胞成分和分子功能三部分组成;在与COG数据库比对中,共有23910条比对到了同源序列,且一共被分为25类;在与KEGG数据库的一系列比对中,可将Unigenes映射到126条代谢通路中。本研究在高通量全长转录组水平对山东栒子进行了系统研究,这为进一步开展山东栒子的分子标记开发和挖掘优良基因提供了科学依据,从而推动山东栒子的保护与利用。     

基于高通量测序的芍药属杂交种胚转录组分析

为了研究牡丹、芍药远缘杂交胚败育的分子机理,本研究使用BGISEQ-500平台对牡丹、芍药杂交种胚转录组进行测序,通过测序,共得到了92.02 Gb数据。通过拼接组装去冗余后得到了86 195个Unigene,平均长度为1 189 bp。86 195个Unigene在七大功能数据库中进行注释,最终分别有49 172 (NR:57.05%)、38 352(NT:44.49%)、36 477 (Swiss Prot:42.32%)、38 905 (KOG:45.14%)、37 993 (KEGG:44.08%)、26 832 (GO:31.13%)以及37 758 (Pfam:43.81%)个Unigene获得功能注释。同时还检测出21 998个SSR分布于17 567个Unigene中,其中二核苷酸和三核苷酸这两种重复类型分别有5 628个和2 906个。在17 567个Unigene中预测出1 671个编码转录因子。不同发育时期的胚转录组数据中共筛选出13 974个差异表达基因,其中上调基因有8 647个,下调基因有5 327个。该转录组测序分析为寻找牡丹、芍药远缘杂交胚败育相关基因提供了一定的理论参考。     

基于高通量测序技术的杭白芷(Angelica dahurica)根转录组数据分析

为获得杭白芷转录组信息特征,本研究利用Illumina HiSeqⅩTen测序平台对杭白芷根进行高通量转录组测序,获得高质量序列(Clean reads)47742445条,Trinity denovo组装后得到47044条Unigenes,平均长度1164.20 nt。BLAST分析显示分别有32208(68.46%)、23049(48.99%)、10479(22.27%)、17883(38.01%)、28201(59.95%)、20731(44.07%)、55(0.12%)条Unigenes在数据库NR、Swiss-Prot、KEGG、KOG、eggNOG、GO、Pfam中获得注释,可归为GO分类的生物过程、细胞组分和分子功能3大类57分支,涉及205个KEGG代谢通路,其中包括27个次生代谢通路。蛋白编码框序列32303个,高等植物转录因子58个家族,借助MISA软件发现10020个SSR,其中二碱基重复最丰富,有4336个,出现频率为43.27%;五碱基重复SSR最少仅占0.37%。本研究获得了大量基因序列信息以及SSR信息,为今后开展相关分子机制研究提供了数据资源和理论基础。     

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。     

NaCl胁迫下柳树的转录组测序与初步分析

从组学水平分析盐胁迫下柳树内在分子机制,为柳树耐盐研究及耐盐基因的挖掘利用提供理论依据。本研究通过转录组测序技术对‘盐柳1号’(Salix psammophila’Yanliu No.1’)和‘渤海柳1号’(Salix matsudana’Bohailiu No.1’)经150 mmol/L NaCl胁迫处理后的叶片和正常叶片(对照)进行高通量转录组测序,并对获得的unigene进行从头组装和注释分析。结果表明:转录组测序共获得183987条Unigenes,平均长度为1080.18 bp,分别有120130条、140813条、98066条、88425条、47982条、83732条Unigenes被注释到NT、NR、COG、SwissProt、KEGG、COG和GO数据库,共有149864条(81.45%)Unigenes得到注释。在GO功能注释中,共得到55个GO功能小类,在KEGG代谢通路分析时,获得了135条KEGG通路。该转录组测序数据质量高,结果覆盖面广,为柳树耐盐基因挖掘和研究提供了一定的理论参考。