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...     

大豆籽粒不同发育时期的转录组分析

为了从分子水平上研究大豆籽粒不同发育时期的油脂合成与累积机理,对大豆开花20 d(DD20)、30 d(DD30)、40 d(DD40)、50 d(DD50)的籽粒进行了转录组测序。通过对转录组测序数据的分析,共得到原始数据461 566 988条,经过滤获得开花后20,30,40和50 d的clean reads,分别为107 548 920,111 670 776,109 339 672和108 884 270条。DD20/DD30、DD30/DD40、DD40/DD50比较组中的差异表达基因分别为4 759,6 245和13 763个,其中上调基因分别为1 801,2 941和5 695个。差异表达基因的KEGG pathway分析中,分别得到134,133和136条代谢通路,筛选到8个与油脂合成相关的差异表达基因,ACC、FATB、GPAT、DGAT1、G3PDH、KASI、SAD和FAD2。研究结果对深入研究大豆籽粒脂质合成的调控机理及大豆高油育种具有重要参考价值。     

槟榔不同发育时期果实转录组特征分析

槟榔（Areca catechu L.）果实是四大南药之一。槟榔果的研究主要集中在生理生化、生防菌、有效成分及药理、加工和利用等方面,对槟榔果的发育及其次生物质形成的分子机制尚不清楚。本研究对不同发育时期的槟榔果皮和果核进行转录组测序,鉴定槟榔果不同发育时期的关键基因,以探讨果实发育相关基因的表达特征及次生物质形成有关的基因调控。结果显示,槟榔果皮中检测到4491个差异基因,其中617个差异基因共参与了111条KEGG代谢通路,生物过程代谢类有82个通路,共257个差异基因被注释,参与次生代谢途径共有5个,共27个差异基因。槟榔果核中检测到5443个差异基因,其中898个差异基因共参与了118条通路,466个差异基因被注释在生物代谢类通路上,共涉及89条通路,参与次生代谢相关的基因有53个,参与次生代谢途径共7条。进一步分析表明：随着果实的发育,果皮中80%次级代谢通路差异相关基因呈下调表达趋势;而果核中71.4%次级代谢通路差异相关基因呈上调表达趋势。本研究结果在转录组水平揭示了槟榔果发育的生物学过程,发现了不同时期槟榔果皮和果核中次级代谢相关调控基因表达的变化规律,也为槟榔的遗传育种研究奠定了基础。     

花生蛋白突变体籽粒不同发育时期转录组分析

花生是优质的食用蛋白资源,在食品工业中有广泛的应用。本研究通过对潍花8号进行EMS诱变获得蛋白质含量显著增加的突变体,并对潍花8号突变体及其野生型开花后20天、40天和60天的籽粒分别进行转录组测序,构建野生型（P05-20、P05-40、P05-60）和突变体（P06-20、P06-40、P06-60）样品文库。将野生型与突变体3个不同发育时期测序结果进行比对,分别获得2936、3329、2849个差异表达基因,上调的差异表达基因为1599、2471、707个,下调的差异表达基因为1337、858、2142个。对差异基因进行KEGG富集分析,分别得到26、23、31条具有显著差异的代谢通路,其中与蛋白质合成相关的通路有糖酵解/糖异生、脂肪酸生物合成、丙酮酸代谢,并在其中筛选到15个与蛋白质合成相关的候选基因。该转录组测序结果有利于揭示花生籽仁中蛋白质合成调控的相关基因,为更好地理解油料作物蛋白质合成机制提供了理论依据。     

大豆籽粒不同发育时期基因表达谱分析

以花后15DAF(开花后天数)的大豆籽粒作为对照,通过Solexa高通量测序方法对花后35DAF、55DAF和65DAF的大豆籽粒进行转录水平上的检测,并结合GO功能注释和pathway分析,共有差异表达unigene为9 905个,其中调控脂肪酸合成途径的显著差异表达基因12个,蛋氨酸代谢途径关键基因6个。以55DAF的cDNA为样本,荧光定量PCR检测了12个差异表达基因,其结果可与测序结果互为印证。     

综合代谢组学和转录组学分析揭示火龙果不同发育阶段的潜在颜色变化

火龙果的发育可分为幼果期(Y)、转色期(C)和成熟期(M).本研究综合运用代谢组学和转录组学分析方法,探讨火龙果发育过程中理化和结构变化的分子机制,特别关注调节果皮和果肉颜色变化的因素.本研究在每个对照组中发现了大量差异表达的基因和代谢物.在火龙果不同发育阶段观察到大量的生化和生理变化,鉴定出214种代谢物.KEGG分...     

基于转录组测序对茶树GST基因表达的研究

谷胱甘肽转移酶(Glutathione S-transferases,GSTs)在植物体内普遍存在,是一类具有多种生物学功能的超家族蛋白酶。本研究通过对中黄2号、龙井43在正常光照和遮荫处理下的转录组测序,筛选获得了49个Cs GSTs基因家族成员,并对其中19个在芽叶中表达量较高的Cs GSTs基因进行了序列分析和聚类分析。另外对表达量较高的8个候选基因进行荧光定量表达分析,研究它们在龙井43不同叶位中的表达模式。结果表明这些Cs GSTs基因在一芽一叶到第六叶中均有表达,但各自呈现出不同的变化规律。Cs GST20在龙井43一芽一叶到第六叶中的表达量逐渐上升,可能与植物抗胁迫有关,而Cs GST24的表达量则显著下降,可能与花青素代谢有关。     

茶谷蛾成虫触角转录组及嗅觉相关基因分析

为筛选茶谷蛾嗅觉相关基因,采用IlluminaHiSeq 4000高通量测序平台分别对茶谷蛾雌雄成虫触角进行转录组测序及生物信息学分析,共获得茶谷蛾触角转录组37 708条unigenes。通过同源性比对,在NR数据库成功注释16 027条unigenes;有11 701条unigenes得到GO注释,根据其功能可分为细胞组分、分子功能和生物过程三大类40亚类;有6 047个unigenes得到KOG注释,按照功能分为25类;根据KEGG数据库,有12 009条unigenes注释到283个通路。根据注释信息,挖掘到238个候选嗅觉相关基因,包括108个气味结合蛋白基因,55个气味/嗅觉受体基因,26个味觉受体基因、25个离子型受体基因、11个化学感受蛋白基因、4个感觉神经元膜蛋白基因、4个感官知觉基因、4个化学感受受体基因和1个气味降解酶基因。通过基因差异表达分析,筛选出12个气味结合蛋白基因、9个气味/嗅觉受体基因、4个信息素结合蛋白、3个味觉受体基因、1个化学感受蛋白基因和1个离子型受体蛋白基因。本研究获得了茶谷蛾触角转录组数据,并鉴定出候选嗅觉相关基因,为进一步研究茶谷蛾的基因功能及嗅觉感受机制奠定分子基础。     

低磷胁迫下玉米幼苗生理响应及相关基因表达研究

以玉米品种合344为试验材料,对低磷胁迫下玉米幼苗叶片生理表型指标与玉米叶片转录组差异基因表达数据联合分析,探究低磷胁迫下与玉米幼苗叶片生理表型变化相关的关键响应基因及其调控规律.结果表明,低磷胁迫下玉米叶片的叶绿素荧光参数(FV/FM)以及叶绿素含量均有不同程度的降低,并且叶绿素合成相关基因大部分为下调表达,叶绿素降...     

转录组测序技术在玉米中的应用研究进展

随着功能基因组时代的到来,转录组测序技术快速发展且应用相对广泛。玉米基因组测序的完成,有力地推动着玉米转录组结构的注释和功能的深入解析。简述玉米基因组研究概况以及GS FLX、Solexa GA IIx、SOLiD等测序技术的发展,回顾转录组测序技术在玉米新基因挖掘、分子标记开发、代谢网络、分子进化、miRNAs等相关研究领域上的应用,为玉米复杂农艺性状的分子机制、不同发育阶段基因表达调控网络乃至分子设计育种等工作的深入研究提供参考。     

红肉火龙果间种马铃薯栽培技术研究

为提高红肉火龙果间种马铃薯经济效益,研究红肉火龙果间种马铃薯中不同栽培模式对马铃薯产量、商品薯率、火龙果产量、中心可溶性固形物含量、总产值和纯收入的影响。结果表明:与火龙果桂香红间种的马铃薯品种兴佳2号产量达36 139.5 kg/hm~2,商品薯率达97.3%;桂香红产量达35 586 kg/hm~2,中心可溶性固形物含量达20%;与桂香红纯种相比,总产值增加52.7%,纯收入增加109.7%,土地当量比为1.13。     

菠萝果实不同发育阶段色泽和色素的变化

对2个菠萝品种(卡因种和巴厘种)果实不同发育阶段的果肉色泽和色素含量进行分析.结果表明:随着果实的成熟,果肉颜色逐渐向橙色转变;叶绿素总量从果实膨大期增加到加工成熟期的最大值,之后急剧下降:类胡萝卜素、花青苷和类黄酮的含量从果实膨大期到完熟期都逐渐增加.叶绿素含量与类胡萝卜素、花青苷及类黄酮无显著相关;类黄酮含量与类胡萝卜素显著正相关,与花青苷极显著正相关;h*值与叶绿素含量无显著相关,与类胡萝卜素、花青苷和类黄酮含量极显著负相关.a*值、b*值与类胡萝卜素、花青苷和类黄酮含量显著或极显著正相关.2个品种间类胡萝卜素和类黄酮含量差异显著,花青苷含量差异不显著.     

茶树紫芽中花青素形成相关基因差异表达分析

花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性色素,作为一种强自由基清除剂,它具有抗炎,抗氧化,降血压,降血糖等多种保健功能。紫芽茶树作为一种高花青素含量的特异性茶树资源,其研究与利用越来越受人们的关注。为了解茶树紫芽中花青素形成的分子机理,本研究通过对湖南农业大学自选紫芽品种9803与绿芽品种9806进行转录组测序及生物信息学分析,筛选得到42条与花青素代谢相关的unigene,其中比对到参考基因组中的有34条,未在参考基因组中登录的有8条。KEGG富集分析表明这42个基因被富集到5个代谢通路中,包括类黄酮合成途径,木质素合成途径,黄酮和黄酮醇合成途径,油菜素甾醇合成途径,以及参与转录因子的编码。通过荧光定量PCR验证,差异基因荧光定量PCR变化趋势与转录组测序结果一致,转录组测序数据可靠。本次试验在转录组水平上筛选出了茶叶紫芽花青素代谢相关的差异基因,为进一步揭示茶叶紫芽产生的分子机理奠定了基础。     

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。     

小麦面粉色泽相关基因在河南地方品种中的分布

面粉色泽是小麦品质的重要指标,与色泽相关的低多酚氧化酶和高脂肪氧化酶活性是小麦品质育种的重要目标之一。为了明确河南省小麦地方品种中上述两类酶的基因分布情况,利用4个多酚氧化酶（polyphenoloxidase,PPO）和2个脂肪氧化酶（lipoxygenase,LOX）基因的功能标记对308份河南地方小麦品种进行检测。结果表明,基因 PPO-A1a、 PPO-A1b在306个品种中具有明确检测结果,携带品种数量为132和174,频率为43.14%和56.86%;携带基因 PPO-D1a、 PPO-D1b、 TaLox-B1a、 TaLox-B1b的品种数量为282、26、21和287,其频率为 91.56%、91.56%、6.82%和93.18%。在306个品种中,携带低活性多酚氧化酶基因型组合（ PPO-A1b/ PPO-D1a）、较低活性多酚氧化酶基因型组合（ PPO-A1b/ PPO-D1b）、较高活性多酚氧化酶基因型组合（ PPO-A1a/ PPO-D1a）和高活性多酚氧化酶基因型组合（ PPO-A1a/ PPO-D1b）的品种数分别为166、114、10和16,其频率分别为54.25%、37.25%、3.27%和5.23%,具有 PPO-A1b/ PPO-D1a/ TaLox-B1a基因型的品种有11个,其频率为3.59%, PPO-A1a/ PPO-D1b/ TaLox-B1b基因型品种数为16个。     

生长素相关基因在茶树腋芽冬季休眠不同生长阶段的表达分析

利用实时定量PCR技术研究了从本实验室构建的茶树休眠芽与萌动芽抑制消减杂交文库中分离出来的与生长素相关的基因片段在茶树腋芽冬季休眠不同阶段的表达模式。研究结果表明：（1）与生长素响应因子同源的6条EST片段中,有5条的表达量休眠期高于萌发期,另外1条则相反。（2）与生长素原初反应基因同源的3条EST片段的表达模式存在差异,其中与SAURs同源的EST在休眠阶段上调表达,休眠解除以后下调表达。而与GH3和Aux/IAAs同源的2条EST在萌发阶段有一个表达高峰,而在休眠期和萌发以后,表达量都下降。（3）与生长素结合类蛋白同源的茶树CsGLP1表达量在萌发期高于休眠期。（4）与生长素内向运输载体基因同源的EST片段在深休眠期的表达量最高。（5）2条受生长素调控的EST表现出不同的表达模式,生长素诱导表达的EST在休眠期的表达量高于萌发期及随后阶段,而另外1条受生长素抑制的EST片段在萌发期的表达远远高于休眠期。这些结果初步说明生长素促进茶树腋芽的冬季休眠。