药食兼用植物黄蜀葵全长转录组测序及特性分析

旨在从转录组水平解析黄蜀葵体内进行的主要生物进程及黄酮醇化合物合成的分子机制。利用高通量测序PacBio Sequel平台，以黄蜀葵的花、茎和叶的混合样品为材料，使用单分子实时测序技术(SMRT)进行全长转录组测序。测序数据质控后共获得53925条高质量转录本，其中53329个基因被公共数据库注释。共16574个基因注释到138条途径上，其中注释最多的途径为代谢途径（8556个），其次为次生代谢物的生物合成途径（4650个）。有10700个黄蜀葵基因发生了可变剪切事件，存在7种可变剪切类型。预测到3287个转录因子，bHLH转录因子家族的基因最多。检测到5683个SSR位点，且AAG/CCT类型最多。鉴定出黄酮醇合成相关的基因170个，包含10个关键的糖基转移酶基因，且CHS和F3H基因发生了内含子保留型的可变剪切。本研究揭示了黄蜀葵转录组的整体水平及黄酮醇生物合成的相关基因，为后期遗传改良和功能基因挖掘与利用提供了分子基础。     

文冠果全长转录组测序及分析

为了深入了解文冠果转录组的整体水平及脂肪酸合成与代谢相关功能基因的表达情况,本研究以文冠果根、茎、叶、花为材料利用Pacific Biosciences RS II平台测序技术进行测序及生物信息学相关分析。平台共获得原始数据7.64 Gb,生成110 584个转录本,平均长度为1.9 kb。对所有转录本在NR、SwissProt、KEGG、KOG、GO、NT、pfam数据库进行注释和功能分类,结果共得到102 118个注释基因,占比92.34%。共有351个参与脂肪酸生物合成和120个参与脂肪酸延长的Unigene,分别编码15个脂肪酸生物合成和7个脂肪酸延长的关键酶。同时在110 584条Unigene中分析发现了94 906个SSR位点,单核苷酸重复频率最高(68.29%),并预测了6 059个转录因子(TFs)。与第二代测序(Roche 454 de novo)结果相比,PacBio平台所得到的转录本更长,转录本注释率也得到提高。本研究为文冠果的下一步分子生物学研究提供了较为可靠的转录组数据。     

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。     

槟榔果实不同发育时期的转录组分析及差异基因的筛选

为了探知槟榔(Areca catechu L.)果实发育过程及挖掘其主要次生代谢产物生物合成途径相关的关键酶基因,本研究以3个不同时期的槟榔果皮和种子为研究材料,利用高通量测序技术测序,组装共获得78320条unigenes,其中35 399条unigenes在NR、Swiss-Prot、KOG、KEGG四大数据库得到注释。在错误发现率FDR<0.05、差异倍数FC (Fold Change)≥2的条件下,G140和S140的差异表达基因共有21 065个,其中上调的有11 811个,下调的有9 254个;G110和S140次之,共有20 613个unigenes,其中上调的有8 314个,下调的有12 299。KEGG分析中共有570个DEGs被注释到次生代谢标准生物合成通路。其中,有149个DEGs被注释到苯丙烷生物合成途径,分别有37个DEGs被注释到莨菪烷类、哌啶和哌啶生物碱生物合成和异喹啉生物碱生物合成途径。RT-qPCR结果表明转录组数据真实可靠。本研究初步筛选了与槟榔主要次生代谢物生物合成相关的关键酶基因,为槟榔基因功能鉴定、次生代谢途径解析及调控机制的研究提供理论...     

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43663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29177个.滇白前Unigenes比对到NR数据库共有...     

四川道地中药金龙胆草叶片转录组特性研究

本研究以道地药材金龙胆草叶片为研究对象,利用Illumina Hi Seq 2500高通量测序技术构建了金龙胆草转录组数据库,获得了42 903 527条Reads数据,通过与Nr、GO、COG、KOG、KEGG等数据库比对,最终获得了38 199个具有注释信息的Unigenes。其中以KEGG数据库为参考,依据代谢通路将Unigenes分成117类,包括萜类骨干合成、二萜类合成、黄酮类化合物生物合成及聚糖生物合成等路径,分别有99,23,161及70个Unigenes映射到上述途径,这些Unigenes可能参与金龙胆草主要活性成分三萜皂苷、特征成分苦蒿素、金龙胆草黄酮及金龙胆草多糖的生物合成。金龙胆草转录组测序工作的完成,极大地扩充了金龙胆草的基因资源,为药用功能基因的发掘与利用、遗传改良及有效成分含量的提高等研究奠定基础。     

金花葵不同组织的转录组测序及分析

为了获得金花葵转录组信息,研究其功能基因的表达,本试验采用Illumina Hiseq 2500转录组高通量测序技术对金花葵不同组织的转录组进行测序,从差异表达基因中鉴定与黄酮类化合物合成的相关基因。研究结果表明,共获得97.64 Gb有效数据,各样品有效数据均为5.81 Gb,Q30碱基百分比在92.73%及以上。经过组装后共获得52 990条Unigene,其中39 651条被注释。通过KEGG分析,发现不同组织中黄酮类化合物生物合成的基因表达均有较大的变化。检测出单碱基重复至六碱基重复类型的SSR位点4 322个。本试验分析了金花葵各组织参与黄酮类化合物合成的相关基因,为进一步研究金花葵次生代谢产物合成的功能基因挖掘与利用提供充足的理论依据。     

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。     

药用植物罗布麻的转录组测序及分析

为了获得罗布麻转录组信息,研究罗布麻中功能基因的表达以及分子标记的开发,本研究采用Illumina HiSeq2000高通量测序技术对罗布麻进行转录组测序及分析。通过过滤掉低质量的读序,共获得26148138个高质量的读序,组装得到61538个Unigene序列。其中,有25296个Unigene在公共数据库中得到注释。通过KEGG分析,共发现29个Unigene参与活性成分(黄酮类)生物合成。检测出单核苷酸至六核苷酸重复类型的SSR位点13524个。本研究结果分析了参与黄酮类化合物合成的相关基因以及潜在的SSR位点,为进一步研究罗布麻次生代谢产物合成的功能基因的挖掘、分子标记的开发以及资源利用提供有用的信息。     

薏苡苗期叶片全长转录组测序、注释及SSR预测

为了全面获得和发掘薏苡的基因数据、功能信息以及潜在的SSR标记,本研究采用PacBio SequelTM第三代测序平台对干旱胁迫下薏苡苗期叶片进行全长转录组测序与分析,获得总计98 858条非冗余的高质量Unigenes,其平均长度为2 318 bp,1 kb以上Unigenes占91.74%。利用BLAST等软件在NR、Swiss Prot、eggNOG、GO和KEGG等公共数据中注释了90 339个Unigenes,占91.50%。NR注释表明,在90 093个被注释的Unigenes中,与之匹配数量最多是来源于高粱的序列,其次是玉米和谷子,这与它们之间在进化上的亲缘关系相一致。GO注释显示,34 765个Unigenes被注释到生物过程、细胞组分和分子功能等三大类别;eggNOG注释的89 158条Unigenes分属于25个功能聚类;KEGG代谢通路分析表明,30 579个Unigenes被注释到133条已知代谢通路,其中,1 884条Unigenes涉及信号转导和环境适应途径,包括植物激素信号转导途径、MAPK信号途径和植物-病原互作信号途径,上述代谢通路或途径均与植物响应干旱等逆境胁迫相关。此外,利用MISA程序在38 878个Unigenes中检测到56 540个SSR位点。研究结果将为薏苡耐旱等抗逆基因发掘与克隆、抗逆分子生理机制解析以及分子标记开发提供科学依据和理论参考。     

白鲜种子休眠解除过程中的转录组分析

以解除休眠过程不同阶段的种子为材料,通过高通量测序技术对样品转录组进行测序分析。共获得135.98 Gb的原始数据,302 453条Unigenes,注释到七大功能数据库(GO、KEGG、KOG、NR、TrEMBL、Pfam、Swiss-Prot),分别有139 276(NR:46.05%)、128 449(TrEMBL:42.47%)、86 498(Swiss-Prot:28.60%)、90 564(KOG:29.94%)、103 481(KEGG:34.21%)、108 540(GO:35.89%)以及90 410(Pfam:29.89%)条Unigenes得到功能注释。通过GO分类和KEGG Pathway富集性分析,分别归于59个GO类别和145条代谢途径。同时,有6 081个Unigenes被注释为转录因子。利用高通量测序技术获得白鲜转录组信息,有助于从分子水平对白鲜进行深入研究。     

桐花树叶片的转录组分析

为了进一步了解桐花树耐盐的分子机制,本研究采用Illumina HiSeq 2000高通量测序平台对桐花树叶片转录组进行测序,经de novo组装后获得73 721个Unigenes,进一步利用7个公共数据库(NR, NT,GO, COG, KEGG, SwissProt和InterPro)进行比对,注释了50 338个Unigenes。结果表明,有34 991个Unigenes参与到136条KEGG通路上,其中在花青素和类黄酮合成途径中的Unigenes分别有49个和176个,这些基因可能参与了桐花树应对逆境的调控过程;此外,从转录组序列中搜索到34 509个SSR位点,其中二碱基重复出现次数最多,出现频率为65.75%;从转录组的数据中预测到了2 255个转录因子,分属于58个家族。本研究结果为桐花树的基因功能分析、分子标记开发和遗传多样性研究提供一定的理论参考。     

西葫芦cDNA全长转录组序列分析

为解析西葫芦中类胡萝卜素积累的分子机制,本研究利用PacBio单分子长读长测序技术(single-molecule long-read sequencing technology, SMRT)对富含类胡萝卜素的黄皮西葫芦(21pu05)叶、雌花、雄花、未授粉果实和授粉10 d果实等组织的混合样品进行全长转录组测序分析。试验结果共获得循环一致序列(circular consensus read, CCS) 158 968条,其中全长非嵌合(full length reads non-chimeric, FLNC)序列113 284条。聚类分析获得高质量的一致序列28 383条,其中融合转录本有213个。进一步分析发现16 895个可变剪接基因位点,其中新基因位点1 734个,新转录本18 510个。序列结构预测鉴定出8 773个SSR位点、8 527个完整ORF序列,以及317个长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)。对16 508个新转录本进行了功能注释。以上研究结果为开展西葫芦类胡萝卜素合成相关基因的克隆及分子机制的解析提供参考。     

基于转录组数据解析大花君子兰花瓣花青素代谢差异

大花君子兰是世界上重要的观赏植物,其花瓣颜色在花蕾不同发育时期具有显著差异。本研究通过对花蕾3个不同发育时期花瓣进行高通量转录组测序,进而探讨君子兰花瓣发育过程中与其花色相关的基因表达情况。结果表明,共获得167 078条转录本,平均长度为673 bp,有67 512条Unigenes在各数据中被注释。GO功能富集中有24 162条基因被注释,分为分子功能、细胞组分和生物过程3大类和50个亚类。KEGG代谢通路注释中,12 930条被成功注释,主要富集与花青素合成相关的通路,包括苯丙素生物合成途径、类黄酮生物合成途径、异黄酮生物合成途径、花青素生物合成途径和苯丙氨酸代谢生物合成途径。君子兰花蕾在3个发育时期时花青素合成途径中一些关键酶(如CHS, CHI, DFR)和调控基因(MYB和bHLH)的表达量出现了显著差异。     

百蕊草转录组测序及黄酮合成相关基因分析

本研究以正常生长和喷施硝酸银(1 mmol/L)诱导子处理的百蕊草植株作为供试材料,基于高通量测序技术(Illumina Hi-seq 2000 platform)对百蕊草植株进行转录组测序分析探讨其黄酮类代谢通路及相关基因。结果表明,通过转录组测序共获得69 503条Unigene,平均长度为1 226 bp,48 666条被注释,其中9 192条Unigene在不同数据库都成功注释。KEGG分析获得黄酮类生物合成相关差异表达的关键基因中,Unigene较多且有较高表达的基因有查尔酮合酶基因(CHS)、反式肉桂酸4-单加氧酶基因(CYP73A)、4-香豆素-辅酶基因(4CL)、邻羟基肉桂酰基转移酶(HCT),表达量相对较低的基因有苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)、黄烷酮3-羟化酶基因(F3H)、黄酮醇合酶基因(FLS)和黄酮醇葡萄糖基转移酶基因(FG3)。本研究还绘制了百蕊草素类成分的生物合成途径。此外,在百蕊草转录组中,检测到了32 008个简单序列重复(SSR)位点,长度为二碱基重复的SSR最为丰富,占34.22%;在单碱基重复和二碱基重复这两种类型中,最主要的优势重复单元分别是A/T和AG/CT。本研究结果为进一步研究百蕊草黄酮生物合成过程和关键基因克隆奠定研究基础。     

百合未授粉成熟雌蕊转录组测序研究

本研究旨在大量发掘百合雌蕊特异表达基因,为研究百合杂交障碍的分子机制提供依据。利用Illumina高通量测序平台,进行百合未授粉成熟雌蕊转录组测序和数据组装,并对获得的Unigene进行功能注释、分类和代谢通路分析。“干柱头”雌蕊LoP1和“湿柱头”雌蕊LoP2分别获得40792条和39708条Unigene。2个样品的Unigene通过序列拼接,去冗余处理,以及同源转录本聚类,得到44175条All-Unigene。基于NR、NT、Swiss-Prot、GO、KEGG和COG等6个数据库进行相似性比对（E值≤10-5）,依次分别有30343、21647、21281、19274、12964和22227个基因被注释。KEGG分析中,19274条AllUnigene被注释到128个代谢通路上。基因分析显示,百合未授粉成熟雌蕊已为授粉受精做好了物质、能量、信号转导以及抗病原等准备工作。     

高山杜鹃转录组测序及MYB转录因子家族分析

MYB转录因子是植物中最大的一类转录因子家族,参与调控植物的生长发育、次生代谢、逆境胁迫等生物学过程.目前,关于高山杜鹃MYB转录因子的研究尚未见报道.本研究利用SMRT高通量测序技术对高山杜鹃品种'富丽金陵'进行转录组测序,得到了15.37 Gb数据,通过去冗余获得75002条转录本序列.其中,71155、33653、30359条转录本分别在NR、GO、COG数据库中具有匹配信息.基于高山杜鹃转录组数据,鉴定了64个转录因子家族,其中MYB基因有220个.根据结构特性将MYB基因分为4类:1R-MYB、R2R3-MYB、R1R2R3-MYB和4R-MYB,其氨基酸序列包含20种保守元件.进化树分析结果显示,高山杜鹃MYB基因分为28个亚组.研究采用单分子实时测序技术(single molecule real time,SMRT)对高山杜鹃品种'富丽金陵'转录组进行测序,将获得的转录本序列进行功能注释和分类,对获得的220个MYB基因进行生物信息学进行分析,相关结果具有一定参考意义.     

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...     

玉米发芽期响应盐胁迫的转录组分析

玉米种子发芽期对盐分较为敏感,为了进一步明确玉米发芽期对盐胁迫的应答机制,本研究利用高通量转录组测序技术,对玉米耐盐自交系昌7-2在150 mmol/L NaCl胁迫下的胚芽进行转录组测序和数据分析。结果表明：共有40 290个Unigenes获得功能注释,其中差异表达基因615个。在差异表达基因的GO富集分析中,对富集程度明显的前20个类别做出功能分析。有21个DEGs富集到苯丙烷类的生物合成途径,是KEGG富集分析最显著的通路。对差异表达基因进行COG分类,共得到25个不同的COG功能注释。通过对目标基因的挖掘共得到13个较重要的转录因子,涉及到MYB、WRKY、AP2、bZIP、bHLH和NAC等6个家族。本研究为挖掘玉米耐盐相关基因、解析玉米响应盐胁迫的分子调控机制提供科学依据。     

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。