大丽轮枝菌侵染陆地棉早期的转录组分析

【目的】旨在深入挖掘大丽轮枝菌致病相关基因。【方法】运用转录组测序技术比较分析了强致病力大丽轮枝菌Vd991在侵染陆地棉品种Coker 312早期阶段的基因表达情况。【结果】对Vd991侵染前后的转录组数据进行差异表达分析,共筛选到979个差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),其中376个上调,603个下调。通过基因注释和功能分类发现,这些DEGs涉及细胞增殖与生长、产孢、碳水化合物结合、蛋白激酶活性调节、裂解酶活性、水解酶活性等功能。对上调DEGs进行基因本体(Gene ontology,GO)功能富集分析,发现共有277个GO词条达到显著富集水平(P0.05),涉及生长速率正向调控、核苷酸合成、解旋酶活性等功能;京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析表明,上调DEGs参与53个代谢通路,包括嘧啶代谢、嘌呤代谢等。【结论】在早期侵染过程中,大丽轮枝菌细胞增殖相关基因表现活跃。上述分析为进一步揭示大丽轮枝菌的致病机理提供了有价值的参考。     

水稻植物激素响应低温胁迫反应的转录组分析

植物激素在调节和控制植物生长发育、代谢过程、应对逆境等方面具有重要的作用。为明确水稻苗期植物激素对低温的应答机制,本研究以野生型粳稻品种‘中花11’为研究材料,经低温处理后,利用RNA-Seq技术分析植物激素调控水稻幼苗对低温胁迫的应答模式。通过转录组测序,共获得9.9×10~7条干净的序列,筛选出2 044个差异表达基因(DEGs)。首先,GO富集分析结果表明差异表达基因主要富集在生物学过程、细胞组分和分子功能三个方面。进一步的KEGG通路分析表明,差异表达基因主要富集在代谢途径、次生代谢生物合成、植物激素信号转导等途径。其中植物激素信号转导中低温应答的差异表达基因为31个,分别为25个上调表达基因和6个下调表达基因;主要参与了茉莉酸和脱落酸信号途径。这些研究结果对水稻苗期植物激素的低温应答机制完善和栽培调控具有重要的参考价值。     

低温胁迫对冰菜转录组水平响应分析

利用二代高通量测序技术对低温胁迫处理的冰菜进行测序,构建冰菜转录组数据库.分别得到24.13 Gb有效数据和24045条Unigene的注释,得到DEGs 1902个(T0 vs T1)和2134个(T0 vs T2).T0 vs T1组和T0 vs T2组分别有40和41个功能小类化归GO数据库;分别有20和24个功能分类注释到KOG数据库;155和272条基因注释到KEGG数据库,并分别富集在74和105条代谢通路.T0 vs T1组DEGs主要注释到植物信号转导等4个代谢通路;T0 vs T2组DEGs注释到苯丙醇类生物合成等11个代谢通路,其中正向影响代谢途径:丙酮醇类生物合成、嘌呤代谢、谷胱甘肽代谢、脂肪酸代谢、类黄酮代谢、氨基酸的生物合成代谢途径等;负向影响代谢途径:植物-病原互作、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢等途径.通过对淀粉和蔗糖代谢途径关键基因分析表明:低温胁迫1 h (T1),海藻糖6-磷酸合酶、海藻糖-6-磷酸酯酶、β-淀粉酶、葡萄糖-1-磷酸腺苷酰转移酶、糖原磷酸化酶等5个关键基因表现为上调表达,未见下调表达基因;低温胁迫36 h (T2),海藻糖-6-磷酸合酶、己糖激酶、β-淀粉酶等3个关键基因上调表达,葡萄糖内酯-1,3-β-葡萄糖苷酶基因下调表达.选取淀粉和蔗糖代谢途径中8个DEGs,经RT-qPCR分析,8个DEGs的相对表达量与转录组表达水平相符.     

活性炭促进玉米幼胚离体培养幼苗生长与发育的转录组分析

以玉米自交系昌7-2为试材,比较了14 d龄幼胚在MS和MSA(MS加活性炭)培养基上离体培养9 d的幼苗生长情况,并利用转录组测序技术分析了2种培养基上的玉米幼苗地上部和地下部的基因表达差异。结果表明,活性炭可以显著促进玉米幼苗的生长与发育。活性炭主要影响地下部基因表达。加入活性炭后,幼苗地下部表达上调的基因有1612个,下调的基因有530个;幼苗地上部表达上调的基因有69个,下调的基因有78个。GO功能显著性分析表明,地下部差异表达基因(DEGs)主要涉及DNA包装、DNA包装复合体和水解酶活性,地上部DEGs主要涉及脂类代谢、胞外区和过氧化物酶活性。KEGG富集分析表明,地下部DEGs主要涉及能量、碳水化合物、脂类和氨基酸代谢,以及细胞周期和植物激素转导途径;地上部DEGs主要涉及泛醌和其他萜-醌类物质合成途径。活性炭促进细胞周期途径中的关键基因(CYC、CDH1、MCM3、PCNA2和BUBR1)、生长素信号传导基因(Aux/IAA)以及细胞色素基因(CYP450)显著上调表达。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证了10个DEGs的表达模式与转录组测序结果一致,证实了转录组数据与分析的可靠性。     

基于转录组测序筛选鸡皮肤毛囊性状相关基因和关键通路

旨在通过对崇仁麻鸡背部皮肤毛囊组织的转录组学分析，筛选关键的差异表达基因和信号通路，探讨鸡皮肤毛囊性状的分子调控机制。采用TRIzol法提取皮肤毛囊组织总RNA,通过Illumina平台进行转录组高通量测序(RNA-Seq)。最后采用实时荧光定量的方法对转录组测序进行验证。研究结果如下：共筛选出了3 856个差异表达基因，在公鸡(BGB vs YGB)比较组合中筛选出了971个差异表达基因，其中274个表达上调，697个表达下调。在母鸡(BMB vs YMB)比较组合中筛选出了3 529个差异表达基因，其中1 477个上调，2 052个下调。在公鸡、母鸡共同的差异表达基因中筛选出了3个与皮肤毛囊性状有关的高表达基因KRT75、KRT6A和KRT14。在GO功能显著富集中，BGB vs YGB比较组合富集到了516个GO term, BMB vs YMB比较组合富集到了1 020个GO term,基因主要集中参与细胞黏附等活动。显著富集了多条KEGG通路，在BGB vs YGB比较组合中富集了8条显著的KEGG通路，在BMB vs YMB比较组合中富集了20条显著的KEGG通路，筛选出了...     

茄子耐低温性差异材料的筛选及其转录组分析

茄子受低温胁迫后植株生长和果实品质受到严重影响。为了筛选茄子耐低温种质并从分子水平上揭示其与耐低温的相关性。本研究在前期预试验的基础上筛选出2份不同基因型的茄子自交系材料,研究了低温胁迫对其种子萌发和幼苗伤害的影响。并以幼苗在4℃低温处理下的叶片为材料进行转录组测序,对差异表达基因进行功能分类和富集分析。结果发现,‘CHEN18’在种子萌发和幼苗低温耐受性上远强于‘819’。转录组数据分析表明两个茄子材料在遗传背景上存在一定的差异,低温处理使得二者在生物调节过程、细胞过程、代谢过程和单有机体过程中存在着较多的差异表达基因。上调差异表达基因主要富集在细胞过程、环境信息处理、遗传信息处理和新陈代谢中。本研究结果为茄子耐低温种质筛选和相关耐寒基因的挖掘提供一定的参考。     

基于转录组测序技术挖掘大豆蛋白质合成相关基因

通过转录组测序技术挖掘蛋白质合成相关基因,为解析蛋白质合成机制奠定基础。以遗传背景相近但蛋白含量差异较大的大豆高蛋白品系冀HJ117(蛋白质含量52. 99%)及其回交亲本冀豆12(蛋白质含量46. 48%)为研究材料,利用转录组测序技术和生物信息学分析,以期挖掘大豆籽粒蛋白质合成相关基因。通过对转录组数据中冀HJ117和冀豆12差异表达基因的分析筛选,共得到336个差异表达基因,其中冀HJ117较冀豆12有195个上调表达基因,141个下调表达基因。通过GO功能富集分析,发现在分子功能类型中注释的差异基因主要与催化和连接等功能相关; KEGG显著富集分析发现差异表达基因主要富集在蛋白质内质网合成途径中,该途径共筛选到34个差异表达基因,其中33个基因在冀HJ117中表达量较高。从该途径中筛选出9个候选基因,采用荧光定量PCR方法检测其表达量,表达趋势与RNA-Seq检测结果基本一致,证实了RNA-Seq数据的可靠性。RNA-Seq测序结果获得了与蛋白质合成相关基因的基本信息,蛋白质内质网合成途径可能是冀HJ117与冀豆12蛋白质含量产生差异的重要通路。     

低温胁迫下马铃薯的数字基因表达谱分析

以马铃薯品种合作88为材料,利用数字基因表达谱(DGE)技术,对–2℃低温胁迫处理后的马铃薯叶片c DNA文库进行差异基因表达谱分析。结果表明,有28 505个基因受低温胁迫诱导差异表达,其中上调表达基因13 703个,下调表达基因14 802个。GO功能显著性富集分析表明,DEGs主要涉及信号生物代谢过程、氧化还原过程、能量代谢、次生代谢过程以及催化活性。KEGG富集分析表明,上调表达基因主要富集于苯丙烷、光合作用天线蛋白、类胡萝卜素的生物合成、苯丙氨酸代谢及淀粉与蔗糖代谢途径,而下调表达基因主要富集于植物激素信号转导途径。利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)验证4个DEGs在低温胁迫条件下的差异表达,其结果与DGE分析结果基本一致,证实了DGE测序结果的可靠性。     

香蕉叶片响应盐胁迫转录组分析

通过利用新一代高通量测序手段——转录组测序(RNA-Seq)技术研究巴西蕉(Musa paradisiaca)叶片在60 mmol/L NaCl人工模拟盐胁迫0、12 h、24 h不同时间点的转录组分析。结果表明:盐胁迫12 h上调和下调的DEGs(differential-expressed genes)分别为2 938个和2 727个;24 h分别有834个和893个。GO富集分析,差异基因主要在细胞过程、代谢过程、刺激响应、结合以及催化活性等。KEGG分析,差异基因主要涉及代谢途径、光合作用、黄酮类生物合成、苯丙素生物合成等。通过GO和KEGG显著性富集分析发现,NaCl胁迫12 h后差异表达的基因数明显多于24 h胁迫后的差异基因表达数。qRT-PCR验证了DEGs的表达趋势与RNA-Sep测序分析结果的一致,证明了RNA-Sep结果的准确性。本研究通过香蕉叶片转录组分析,为研究香蕉耐盐分子机制提供参考。     

棉花无腺体近等基因系差异表达基因分析

为了揭示棉花腺体发育的分子机制,本研究利用RNA-Seq对棉花无腺体性状近等基因系Z12/Z12YW的幼嫩叶片进行转录组测序,寻找差异表达基因。转录组测序结果表明,与有腺体棉Z12相比,无腺体棉Z12YW中共有306个基因表达发生变化,其中282个基因下调,24个基因上调。差异表达基因GO(Gene ontology)功能注释显示,细胞组分、胞外基质组分的功能变化以及细胞杀伤生物学过程在腺体形成过程中发挥重要作用;COG(Cluster of orthologous groups)功能和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路显著性富集发现,棉酚等萜烯物质的合成主要受甲羟戊酸途径上游基因的表达调控。此外,本研究共筛选到13个差异表达转录因子,可能在腺体发育和棉酚合成过程中发挥关键作用。     

蓖麻RcTIP1;2与RcTIP1;3基因的克隆及低温胁迫下的表达分析

植物水孔蛋白作为水分快速跨膜运输的通道蛋白,在保持细胞内外渗透平衡、调节气孔运动以及参与渗透胁迫应答等方面发挥着重要的作用。本研究以'通蓖5号'叶片为材料,利用RT-PCR的方法成功克隆了两个液泡膜内源水孔蛋白基因的ORFs,将其命名为RcTIP1;2和RcTIP1;3。基因结构分析显示RcTIP1;2和RcTIP1;3均含有3个外显子和2个内含子。生物信息学分析表明2个基因编码的蛋白均含有6个跨膜螺旋以及MIP超家族典型的2个“NPA”保守结构域。多重序列比对发现RcTIP1;2与PtTIP1;2同源性高达84.92%,RcTIP1;3与AtTIP1;3同源性高达79.76%。进化树分析表明2个基因均属于TIP1类亚家族蛋白成员o qRT-PCR分析表明RcTIP1;2与RcTIP1;3基因受冷胁迫均下调表达,该基因的下调表达可能有助于抵抗和延缓冷冻诱导的细胞脱水。进一步对RcTIP1;2与RcTIP1;3调控冷响应的分子机理进行研究,从而为蓖麻分子辅助育种提供重要的理论依据。     

通草1号虉草及其杂种后代遗传多样性的ISSR分析

为了选育出产草量高、品质好、耐盐碱性和扩展性强,能够在内蒙古盐碱湿地大面积推广应用的优良虉草新品种,以通草1号虉草(Phalaris arundinacea L. Tongcao No.1)为母本(或父本),分别与川引3号虉草(P. arundinacea L. Chuanyin No.3)、美国虉草(P. arundinacea L.)进行杂交,得到了杂种后代(F1～F3),选择14个杂交株系和4个亲本材料,采用ISSR分子标记技术分析其遗传多样性和亲缘关系;并依据遗传相似系数,运用欧氏距离-离差平方和聚类方法对18份虉草材料进行聚类分析,为虉草新品种选育提供理论依据。结果表明,采用10条引物共扩增出176个位点,其中多态性位点148个,多态性位点百分率(PPB)为84.09%,平均有效等位基因数(Ne)为1.347 2,平均Nei's基因多样性(H)为0.228 5,平均Shannon多样性信息指数(I)为0.361 2,材料间遗传相似系数为0.602 3～0.818 2。当欧氏距离为0.57时可将18份虉草材料分为4个类群,第1类群由川引3号虉草、美国虉草和S18杂种构成;第2类群包含通草1号虉草、通辽野生虉草和S2、S17杂种构成;第3类群由6个通草1号虉草为母本(或父本)的杂交F1代构成;第4类群由4个通草1号虉草为父(母)本的杂种F2代和1个F1代构成。14份虉草杂种后代具有较丰富的遗传多样性,可作为新品种选育的基础材料。     

通辽市膜翅目昆虫物种多样性研究

为摸清膜翅目昆虫在通辽市的种类组成及分布情况,于2010—2014年在通辽市8个调查点采用网捕法进行野外调查采集。通过核查内蒙古民族大学农学院昆虫标本室已有标本,初步鉴定出通辽市膜翅目昆虫18科44种,其中姬蜂科种类最多,为9种,其次是土蜂科,有6种。在8个调查点中,科尔沁区、扎鲁特旗的物种最丰富,分别有17种;开鲁县的膜翅目物种数次之,为10种;奈曼旗、霍林郭勒市的物种相对贫乏,分别只有6种。该研究为通辽市昆虫物种多样性保护提供基础资料。     

罗布麻遗传多样性的AFLP分析

利用AFLP分子标记技术,对产于内蒙古通辽、包头与巴彦淖尔的罗布麻遗传多样性进行分析.用筛选出的4对适宜引物组合共扩增出5 359个AFLP位点,其中多态性位点4 889个,多态性位点比率高达91.22%;产于通辽地区的罗布麻遗传变异较大,与包头和巴彦淖尔两地的罗布麻亲缘关系较远,而包头与巴彦淖尔两地间的罗布麻亲缘关系相对较近.聚类结果与材料的来源地有一定相关性,较好地反映了不同地区间的遗传背景及亲缘关系.     

盆栽康乃馨切花生长发育综合调控

本研究为调控盆栽康乃馨切花的生长发育,提高观赏品质,采用温度、光照、植物生长调节剂和摘心等方法对盆栽康乃馨切花生长发育进行综合调控。结果表明:摘心起到很好的矮化作用,伸长量明显降低,同时分枝数增多、花期推后,开花期与对照相比,一次摘心的推后25 d,二次摘心的推后40 d;在光照培养箱中培养的盆栽康乃馨生长健壮,并延长花期7 d;100 mg/L的矮壮素处理的康乃馨植株伸长量明显降低,植株矮化,长势健壮;5 mg/L、10 mg/L、30 mg/L的B9以及30 mg/L、50mg/L矮壮素处理的植株叶长不同程度的缩短;5 mg/L的B9以及30 mg/L、70 mg/L、100mg/L的矮壮素处理的植株叶宽不同程度的增加,70 mg/L的矮壮素对叶宽的影响比对照(p<0.05)具有显著的差异;不同浓度的B9和矮壮素处理对开花期有不同程度的推后作用,花期延长,不同浓度B9处理的比对照花期平均延长4.5 d,不同浓度矮壮素处理的平均延长6.5 d。上述研究结果为盆栽康乃馨切花的生产和品质提升提供理论参考。     

人工老化对沙葱种子中活性氧与超微弱发光的影响

以人工老化和Ce^3+浸种后再人工老化的沙葱种子为试材,对种子活力、电导率、呼吸速率、活性氧和超微弱发光等指标进行了研究,探讨Ce3+浸种对沙葱老化种子活性氧与超微弱发光的影响。结果表明,Ce^3+1处理下,沙葱种子的发芽率、活力指数和胚根长分别比ck1高4%、0.042和1.64cm,表明Ce^3+有助于提高种子活力及促进胚根的伸长;在老化程度较低的情况下,Ce^3+前处理对沙葱种子电解质外渗有一定缓解作用;活性氧在老化15h前,Ce^3+处理的超氧阴离子产生速率低于ck;Ce^3+比ck的超微弱发光强度高,Ce^3+1和Ce^3+0的超微弱发光强度差异不显著,Ce^3+0显著高于Ce^3+2、Ce^3+3和Ce^3+4的超微弱发光强度。超微弱发光与胚根长、超氧阴离子产生速率和过氧化氢含量呈极显著正相关,表明超微弱发光强度随活性氧的变化而变化。在种子的加速老化过程中,Ce3+处理可调控活性氧的增加,减缓老化对细胞损伤,维持细胞功能稳定性。     

中药抑制番茄晚疫病原菌的配伍筛选及抑菌效果初步研究

为得到对番茄晚疫病原菌有更好抑制作用的生物药剂,对15种中药进行筛选,并进行配伍抑菌研究,得出最佳三配伍抑菌组合为青蒿∶五味子∶乌梅=1∶4∶1,抑菌圈直径达到了56 mm,最佳配伍液的最小抑菌浓度(MIC)为7.82 mg/mL,最小杀菌浓度(MBC)为31.25 mg/mL,对生长曲线的抑制作用明显。将该中药配伍液稀释500～1 000倍时,其抑菌率明显高于典型化学抑菌剂。     

内蒙古马铃薯苗期干旱灾害风险区划

利用内蒙古73个旗县站点1979-2013年的气象站点资料、历史干旱灾害资料、马铃薯产量数据和社会属性数据等, 通过建立的内蒙古中西部和东部地区苗期的降水距平干旱指标,确定了干旱致灾因子的危险性分布,结合承灾体的脆弱性、孕灾环境的暴露性和防灾减灾能力的评价指标体系,利用GIS的空间分析功能,对内蒙古马铃薯苗期干旱灾害的风险性进行评估与区划。研究结果表明：高风险区主要分布在鄂尔多斯东北部、包头北部、呼和浩特市南部、乌兰察布市大部和锡林郭勒盟南部地区,所占面积比例为16.0%;中风险区主要分布在在鄂尔多斯准格尔旗、呼和浩特市北部、赤峰市西部、通辽市西北部、兴安盟西部部分地区和呼伦贝尔市北部地区,所占面积比例为17.9%;干旱较低风险区主要分布在我区东部农业种植的大部地区,分布区域面积最大,所占比例为46.3%;低风险区主要分布在灌溉区域,包括河套灌区和辽河流域,所占面积比例为19.8%。     

小麦赤霉菌FGSG＿05656基因敲除及功能分析

小麦赤霉菌FGSG05656基因在MGV1敲除突变体中显著下调,为了进一步研究其生物学功能,本研究采用Split-Marker基因敲除技术,构建了含有潮霉素抗性基因(hph)的基因缺失盒。通过聚乙二醇(PEG)法转化野生型原生质体。潮霉素(Hygromycin)选择培养基筛选转化子后,PCR正负筛选鉴定敲除突变体。基于缺失突变体的表型和感染能力的变化来分析FGSG05656基因的生物学功能。与野生型PH-1相比,敲除突变体的生长速率和分生孢子数显著减少,表明FGSG05656基因可能参与菌丝体的生长和分生孢子的发生。植物感染试验显示缺失突变体与野生型之间没有显著差异。分生孢子是病原菌感染寄主的主要器官,它的减少可以显著减弱病原菌的扩散,FGSG05656基因敲除突变体分生孢子显著减少,这一结果对于进一步研究分生孢子发生的分子机理具有重要意义,同时为小麦抗病分子育种提供依据。     

柠条锦鸡儿木质素合成关键基因CkCOMT的克隆及表达载体构建

为了提高柠条锦鸡儿的抗非生物胁迫能力和饲草价值,利用分子生物学和生物信息学方法,克隆并分析柠条锦鸡儿木质素合成关键基因CkCOMT。在获得409 bp中间片段基础上,通过RACE技术,拼接获得基因全长1 378 bp,其中包括75 bp的5’非编码区,205 bp的3’非编码区,polyA (12)尾,ORF为1 098 bp,编码365个氨基酸。经预测分析,CkCOMT蛋白分子量为39.95 k D,属稳定的疏水性蛋白,二级结构以无规则卷曲为主。在该基因与豆科其他植物及模式植物的氨基酸序列进化树分析中,CkCOMT与苜蓿及大豆的亲缘关系最近。在此基础上,CkCOMT基因全长片段与p CanG-HA线性载体连接,成功构建pCanG-CkCOMT-HA重组质粒。该研究为下一步分析CkCOMT基因在木质素合成和代谢途径中的调控作用奠定了基础,同时,也为提高柠条锦鸡儿生存能力和经济价值提供了理论条件。