文心兰花瓣转录组分析与调控花瓣衰老关键基因挖掘

花瓣衰老是观赏园艺植物具有经济价值的重要性状。为了解文心兰衰老花瓣的转录组学特征,挖掘参与调控文心兰花瓣衰老的关键基因,本研究对盛开期(E)、衰老初期(F)和衰老期(G)的文心兰切花花瓣进行RNA测序。测序序列经组装拼接后,共获得48 661个Unigenes,在NR、NT、SwissPort、KEGG、COG、InterPro、GO数据库中分别注释到34 922 (71.77%)、26 286 (54.02%)、23 134 (47.54%)、25 678 (52.77%)、14 483(29.76%)、25 580 (52.57%)和9 103 (18.70%)条Unigenes。经表达量比较,在盛开期(E)和衰老初期(F)之间获得差异表达基因3 914条,衰老初期(F)和衰老期(G)之间获得差异表达基因1 579条。经GO功能富集分析,花瓣盛开期(E)和衰老初期(F)共有3 914、衰老初期(F)和衰老期(G)之间共有1 579条差异表达基因被注释参与生物学过程、细胞组分和分子功能三个功能组。KEGG功能富集分析表明,盛开期(E)和衰老初期(F)之间的差异表达基因参与18个代谢通...     

两种香椿不同时期嫩芽转录组测序分析花青素代谢差异

黑油椿和青油椿嫩芽颜色特征具有显著差异,黑油椿嫩芽花青苷含量最高可达同时期青油椿的5倍。本研究使用Illumina HiSeqTM2000高通量测序平台对两种香椿四个时期的嫩芽进行转录组测序,探讨分析两种香椿花青素表达差异的相关基因。结果显示,共获得63 437条Unigene,平均长度为1 243 bp,有44 705条被注释,其中4 894条在各个数据库均被成功注释。KEGG分析获得花青素合成相关差异表达的关键基因中,黑油椿相对于青油椿上调表达的有苯丙氨酸解氨酶(PAL)、香豆素-CoA连接酶(4CL)、查尔酮合成酶(CHS)、类黄酮-3-羟化酶(F3’H)和花青素合酶(ANS),下调表达的为C3’H (CYP98A)和黄酮醇合酶(FLS)。此外,在香椿嫩芽转录组中,检测到了17 839个简单重复序列(SSR)位点,单碱基重复序列最为丰富,占62.08%。试验结果为研究不同品种香椿嫩芽颜色表达差异原因、基因功能验证以及遗传改良奠定了理论基础。     

基于转录组和代谢组解析香瓜茄果实类黄酮代谢差异

为了解香瓜茄果实主要类黄酮成分以及不同栽培种间类黄酮物质的代谢差异,以我国当前主栽的淡椭圆形果实(LOF)和甜圆形果实(SRF)2个香瓜茄栽培种类型为对象,对成熟果实进行转录组和代谢组联合分析。结果表明,香瓜茄果实中类黄酮组分共鉴定出9类二级代谢产物,41种三级代谢产物,黄酮醇含量最高。具有显著差异的代谢物有21种,主要分布在黄烷醇类、黄酮碳糖苷等6类二级代谢物质中。LOF的二氢黄酮、黄烷醇类、异黄酮的含量高于SRF,而黄酮醇等其他类黄酮化合物则在SRF中含量较高。RNA-seq分析共鉴定出与类黄酮代谢相关的基因503条,其中类黄酮合成通路上游的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、黄烷酮-3-羟化酶(F3H)等关键基因表达在LOF中较SRF均上调,而黄酮醇合成酶基因(FLS)表达则在SRF中高于LOF。根据转录组的结果,4个类黄酮合成酶的表达趋势与RT-PCR的检测结果一致。研究结果表明,在不同香瓜茄资源LOF和SRF中存在大量的类黄酮化合物及其合成酶基因,但不同类黄酮成分及其合成代谢相关酶在不同资源含量均存在差异。     

扁豆荚皮中花青素合成的转录组分析

扁豆在中国广泛栽培,紫色扁豆品种的豆荚中的花青素含量高于绿色品种,但扁豆中花青素合成的调控机制尚待研究。鉴于扁豆基因组测序工作尚未完成,为了解析扁豆花青素合成的调控机制,本研究利用Illumina转录组测序技术,获得了假定Unigene 94982个。与紫色扁豆相比,绿色品种的荚皮中上调Unigene1065个,下调3086个。通过GO、KEGG基因富集分析以及20个表达差异最大的Unigene功能预测,可以发现,绿色扁豆品种抗锈病能力较强,可能与抗氧化能力、氧化还原反应、40S核糖体小亚基(与翻译有关)蛋白高于紫色品种有关,而扁豆豆荚颜色由紫变绿的原因与生长素类AUX蛋白、类衰老特定的半胱氨酸蛋白酶等编码基因的表达水平下调有关。本研究将为解析扁豆花青素合成的调控机制提供借鉴。     

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 HiSeq?4000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 ...     

木薯叶芽和花芽的转录组差异分析

本研究以木薯花芽与叶芽为材料,通过Illumina HiSeqTM4000测序平台对其进行转录组测序,结果获得高质量序列45 010 506个、碱基数13.46 Gb,GC含量在43.5%以上、比对效率在78%以上。筛选得到3 782个差异表达基因(DEGs),其中上调2 409个、下调1 373个。DEGs涉及的主要功能有一般功能预测,翻译,复制、重组与修复,信号传导机制,次生产物合成、运输与代谢,翻译后修饰、蛋白质周转和分子伴侣,氨基酸运输与代谢,碳水化合物运输与代谢。DEGs显著富集的KEGG通路主要有植物激素信号传导、苯丙烷类生物合成、淀粉和蔗糖代谢、苯丙氨酸代谢、氨基酸的生物合成和碳代谢。获得植物开花相关基因47个,其中39个上调表达、8个下调表达。研究结果在一定程度上解析了木薯花芽分化的分子机制,并为后续的深入研究提供了基础数据。     

转录组及代谢组联合解析玉米响应花粒期高温胁迫机制

为了探明我国玉米主要推广品种郑单958、先玉335花粒期高温胁迫下基因表达及代谢物差异,挖掘玉米响应高温胁迫的关键基因及代谢物,利用Illumina HiSeq^TM 2500高通量测序技术分别对郑单958、先玉335高温胁迫7,14 d的穗位叶及对照叶进行高通量转录组测序,利用广泛靶向代谢组测序技术对样品进行高通量代谢物测序。转录组测序共获得214.81 Gb干净序列。郑单958高温胁迫7 d后检测到49个差异表达基因,其中24个为上调基因。继续高温胁迫14 d共检测到306个差异表达基因,其中130个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中检测到1 462个差异表达基因,其中647个为上调基因。先玉335高温胁迫7 d后共检测到381个差异表达基因,164个上调基因。继续高温胁迫14 d后共检测到299个差异表达基因,226个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中共检测到2 481个差异表达基因,其中1 275个上调基因。在郑单958、先玉335高温胁迫7 d后对比组中检测到6 646个差异表达基因,其中3 253个上调基因。在郑单95...     

转录组测序技术在植物水淹胁迫研究中的应用

水淹胁迫是植物遭受的主要非生物胁迫之一,对作物生长发育、产量、品质等都会带来严重影响,全面解析植物的耐涝机制,对选育耐涝品种具有重要意义。高通量转录组测序技术以其数字化信息、高灵敏度、广泛的检测范围及重复性好等优点,已被广泛用于生物体的多种功能研究。目前在水稻、玉米、油菜、黄瓜、大豆等多个物种中,已有从转录水平分析植物对水淹胁迫的分子响应机制相关研究报道,这对于深度解析植物耐涝的分子响应机制和加快作物耐涝品种选育具有重要意义。但目前尚未有转录组测序技术在植物水淹胁迫应用方面的综述。因此,本研究着重综述了植物水淹胁迫测序组织及时间点选择、各阶段基因表达水平、GO功能富集、小RNA的功能特征几个方面,并展望了新一代测序技术在植物抗逆机理研究中的应用前景。     

木槿两个花色品种的花瓣转录组测序分析

为探究木槿花瓣的呈色机理,本研究对木槿白花品种‘点雪’和粉花品种‘粉红巨人’的花瓣进行了转录组测序及生物信息学分析。结果表明,在两个品种间共得到18 449个差异表达基因。与白花相比,粉花有9 885个基因的表达量升高,8 564个基因表达量降低。差异表达基因的KEGG富集结果表明,表达上调的基因主要参与光合作用、淀粉和蔗糖代谢、光合生物的碳固定、类黄酮生物合成以及苯丙烷生物合成等代谢途径,而表达量下降的基因主要在戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化、苯丙烷的生物合成及玉米素的生物合成等代谢途径。在花青苷生物合成途径中,与白花相比,粉花中C4H、CHS、CHI和DFR的表达量显著增加,F3H和LDOX的表达量显著降低,而HCT和F3’H的同源基因有的表达上调,有的下调。这一结果表明C4H、CHS、CHI以及DFR可能是导致粉花品种花色呈色的关键基因。本研究获得了木槿白花和粉花品种间的差异表达基因及功能注释信息,为木槿花色调控提供了一定的理论依据,也为后续分子育种提供了科学参考。     

土沉香结香过程中不同部位转录组分析

为鉴定与结香相关的关键酶基因和探明土沉香结香的分子机理,本研究以无机盐与激素混合诱导处理后18个月的土沉香为试验材料,采用RNA-Seq技术分别对土沉香未变色白木部位(W样品)、深棕色变色沉香层(R样品)、沉香层与白木之间浅棕色过度部位(H样品)进行转录组分析。经过测序及相关分析共计获得功能注释的Unigene共125 329条,占全部Unigene的57.38%。KEGG数据库比对有51 592条Unigenes归属到6大类代谢途径中,沉香层形成过程中获得的各途径差异Unigene数量最多。通过KEGG数据库同源检索鉴定17条编码沉香倍半萜合成途径的8个关键酶的Unigene。通过基因表达模式分析表明,与倍半萜化合物合成代谢相关基因在沉香形成期整体上表达模式呈上调,而与倍半萜化合物分解代谢相关的基因则呈下调表达。萜类物质合成代谢途径基因表达模式,与沉香形成过程中沉香层倍半萜类物质的大量积累表型相吻合,有助于更深入地揭示土沉香倍半萜合成的分子机制。     

基于高通量测序的天目铁木转录组分析

天目铁木为中国特有的珍稀濒危植物,5株原生株分布在浙江西天目山.随着环境条件的不断恶化,对濒危植物的保护变得尤为重要,从20世纪80年代初开始对天目铁木开展研究,然而到目前为止对于天目铁木分子生物学和基因功能方面的研究仍旧较少.为了获得天目铁木的基因数据和初步了解基因功能,本研究利用Illumina Hiseq高通量测...     

转录组和代谢组联合分析低温胁迫对天麻生长发育的影响

为探究不同温度对天麻生长影响的生理分子机理,本研究通过转录组和代谢组联合分析不同温度对天麻基因表达和代谢产物含量的影响,阐明其对天麻生长发育的调控。本研究以13℃母麻(NS)、23℃母麻(TB)和23℃箭麻(SS)为实验材料。转录组分析获得126 787个Unigene,注释到6大数据库的Unigene数有59 501个,占总Unigene数的46.93%;基于显著差异表达的阈值|log2(变化倍数)|≥1(P<0.05),在NS vs SS、NS vs TB和SS vs TB中分别有17 201、17 162和10 322个差异表达基因。KEGG通路富集分析表明差异表达基因主要参与代谢途径、次生代谢产物的生物合成、RNA转运等途径。代谢组共检测到437个代谢物,其中NS vs SS、NS vs TB和SS vs TB分别获得200、204和87个含量差异代谢物,其中分别有52、51和34个代谢产物含量上调,148、153和53个代谢物含量下调。这些差异物主要分布于糖醇类、氨基酸、有机酸、脂质类、核苷酸、酚酸类和维生素7类物质中。本研究结果表明不同温度通过影响天麻代谢物相关基因表...     

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。     

银川羊角椒雄性不育两用系转录组与代谢组关联分析

为研究银川羊角椒雄性不育两用系中不育系花粉败育的不同基因表达与代谢组学差异的关系.采用RNA-Seq技术对银川羊角椒雄性不育两用系的成熟期花药进行了转录组测序分析;并在UPLC-MS/MS检测平台和自建数据库的基础上,对其代谢物S进行定性定量检测分析.数据结果通过GO分类和KEGG富集分析表明:可育系(K)VS不育系(...     

白芨块根生长发育转录组分析

本研究以1年生、2年生和3年生的白芨根为研究材料,通过BGISEQ-500高通量测序平台进行转录组测序,测序结果共获得76 552条Unigenes序列。与七大数据库相似性比对结果显示,得到注释的Unigenes共有52 219条,占所有Unigenes的68.12%。对3个不同年限的白芨根转录组数据进行比较分析,共发现37 825条差异基因,涉及了47种生物功能,可划分为分子功能、细胞组分和生物学过程三大类。通过KEGG富集分析发现共涉及134条信号通路,主要的信号通路为代谢通路和次生代谢产物合成通路。共有59条关键酶差异基因参与了甘露糖的合成途径,多条途径参与了葡萄糖的合成;12条根膨大相关的差异基因参与了白芨根的膨大生长调控。RT-qPCR分析验证了与根膨大和糖代谢相关的6个具有代表性的基因表达与转录组结果趋于一致。本研究结果为进一步深入研究白芨根生长发育和活性成分的生物合成的分子调控机制提供理论依据。