三种热作细菌性病害的病原菌鉴定

分别对叶子花、咖啡和蝴Ｂａ兰３种热带作物细菌性病害进行症状描述，并测定其病原菌的致病性、细菌学性状，寄主范围以及血清学反应。其病原菌分别鉴定为须芒草假单细胞、丁香假单胞菌咖啡致病变种和菊疫欧氏菌。     

咖啡细菌性叶斑病病原的分离与鉴定

2012年在云南瑞丽咖啡种植苗圃发现一种细菌性病害,称为咖啡细菌性叶斑病.该病主要危害咖啡叶片.将田间感病咖啡叶片上分离所得的6个菌株进行柯赫氏法则回接试验,发病症状与田间自然症状一致,重新分离得到此病原菌,确定了病菌的致病性.经培养性状、菌落形态观察、生理生化特性分析(Biolog系统)和ITS序列分析(NCBI ace.no.JX876899),确定该病原菌为丁香假单胞菌咖啡致病变种(Pseudomonas syringae pv.garcae).     

稻瘟病菌类LxAR家族基因的预测及表达分析

在侵染水稻过程中,稻瘟病菌分泌一系列效应因子来抑制寄主免疫系统。无毒效应因子AVR Pii和AvrPiz-t的氨基酸序列含有类LxAR基序,基于此,本研究利用生物信息学技术,从稻瘟病菌基因组中筛选获得了99个含有类LxAR基序的假定效应因子(MoLLEs)。该家族蛋白都为小分子蛋白(70~300 aa),富含半胱氨酸氨基,绝大多数为未知功能的蛋白。24个蛋白含已知的功能域,可能涉及了多种生命过程,其中有9个蛋白编码植物细胞壁降解酶。通过表达模式分析发现,MoLLEs家族基因成员的表达受到饥饿胁迫、附着胞生长发育以及侵染水稻等过程的诱导,此外一部分基因受到附着胞发育关键基因PMK1调控。基因表达交叉分析表明,部分基因同时在附着胞发育和致病过程中上调表达。在与水稻的相互作用中,MoLLEs在稻瘟病菌侵染不同阶段均有上调表达,并且部分基因受亲和或非亲和反应特异性诱导。      

基于RNA-Seq技术的向日葵油酸形成的转录组学分析

本研究以高油酸材料J9和低油酸材料NK244为研究对象,在授粉后20d取材,采用RNA-Seq技术对其进行转录组学研究。经比较分析,2个材料共鉴定到差异表达基因（DETs）5 447个,其中上调表达基因2 709个,下调表达基因2 738个。对DETs进行生物信息学分析,GO信息分析表明,有2 218个DETs富集到57个功能条目,其中上调表达基因主要涉及催化活性、异构酶活性、碳水化合物结合、DNA结合、脂结合、碳水化合物过程、脂代谢过程和脂肪酸生物合成等;下调表达基因主要涉及蛋白激酶活性、ATP结合、蛋白磷酸化、tRNA氨酰化的蛋白质翻译和纤维素生物合成过程。KEGG分析中799个差异表达片段被显著富集在28个通路,主要为碳水化合物代谢通路和脂代谢通路。本研究为向日葵油酸调控机理研究提供了一定理论依据,为向日葵品质育种与种质创新提供理论参考。     

利用酵母双杂交系统鉴定玉米Pto蛋白与Pti1蛋白间的相互作用

玉米类Pto以及类Pti1基因参与多种逆境胁迫的信号传导。本研究分别将玉米ZmPto基因、ZmPti1a和ZmPti1b基因插入酵母表达载体pEG202和pJG4-5中,利用酵母双杂交的方法验证玉米类Pto以及类Pti1蛋白的相互作用。结果表明,无论是携带空载体还是携带一个(ZmPti1或ZmPto)融合蛋白的菌株都不能激活报告基因,只有同时携带ZmPti1和ZmPto蛋白的菌株可以激活报告基因,初步确定ZmPto蛋白与ZmPti1蛋白存在相互作用。     

大豆SbPRP1和SbPRP2基因在非生物胁迫下的表达及载体构建

为研究大豆细胞壁脯氨酸富集蛋白基因在非生物胁迫下发挥的作用,利用实时荧光定量PCR,对大豆中的两个脯氨酸富集蛋白基因SbPRP1和SbPRP2在非生物胁迫下的表达情况进行检测。结果显示:SbPRP1在高盐和低温处理下表达量下降,分别在处理后1和24 h达到最低值;在模拟干旱处理下表达量先下降后升高,处理后24 h达到最大值。SbPRP2在高盐、模拟干旱和低温处理下表达量均有所升高,分别在处理后24,1和5 h达到最大值。表明SbPRP1和SbPRP2可能参与了大豆对不利环境的适应性调控。通过RT-PCR从大豆叶片中扩增SbPRP1和SbPRP2的基因全序列并构建到植物表达载体pRI101-AN上。     

花后高温胁迫下匀播春小麦旗叶的转录组分析

为研究不同播种模式下花后高温胁迫对春小麦旗叶转录组的影响,以宁春50号为试验材料,采用人工模拟高温的方法,设条播和匀播两种播种方式,灌水施肥方式均为水肥一体化,对高温处理后的春小麦旗叶分别构建转录组测序文库,采用FPKM法计算基因的相对表达量,并对差异表达基因进行KEGG通路分析。结果表明,相较于常温处理,高温胁迫下条播和匀播滴灌处理分别有199和1 819个基因上调表达,55和1 335个基因下调表达,说明高温胁迫下匀播滴灌处理对春小麦旗叶转录组的表达影响明显。KEGG通路富集分析结果显示,高温胁迫下与条播滴灌处理对比,匀播滴灌处理的春小麦光合作用-天线蛋白通路注释到的差异表达基因最多,有52个,其次为淀粉和蔗糖通路(注释到50个差异表达基因);而常温条件下与条播滴灌处理对比,匀播滴灌处理的春小麦淀粉和蔗糖代谢通路注释到的差异表达基因最多,有49个,其次为光合作用-天线蛋白通路(注释到41个差异表达基因)。因此,高温胁迫下匀播滴灌技术可以更好地改善植物的光合系统,有效缓解高温引起的小麦植株早衰。     

大豆响应低磷胁迫的数字基因表达谱分析

以Os PT6转基因T5代大豆为材料,以其受体亲本东农50为对照,对低磷胁迫处理下的根系c DNA文库进行数字基因表达谱分析,共筛选得到33个差异表达基因。以受体亲本为对照,在Os PT6转基因大豆中上调表达的差异基因有21个、下调表达的差异基因有12个。GO功能显著性富集分析表明,有25个差异表达基因在蛋白、核酸等生物大分子代谢、次生代谢和酶活性调节等过程中表现为富集。KEGG代谢通路分析表明仅有1个过氧化物酶超蛋白家族基因参与到苯丙合成、苯丙氨酸代谢和次生代谢产物合成等次生代谢途径中。综合分析表明:通过光合作用相关酶类活性的调节控制光合作用速率从而影响次生代谢途径可能是大豆适应低磷胁迫的主要途径。以上结果为大豆响应低磷胁迫相关分子机制的深入研究和功能基因的筛选奠定了基础。     

大豆胞囊线虫侵染诱导五寨黑豆早期的转录组分析

利用Illumina Hi SeqTM2000对大豆胞囊线虫侵染前后的抗病大豆品种五寨黑豆的转录组进行检测。将测序的两个文库进行拼接,得到长度大于200bp的reads共20 980 831条,总长度约为4.23Gb,筛选到1 045个差异表达基因。Gene ontology功能显著性富集发现差异表达基因在生物过程注释基因最多,共有1 007个差异表达基因。在COG数据库中对基因产物进行直系同源分类,结果表明众多基因参与到碳水化合物及氨基酸的运输和代谢、次生代谢物质合成及信号传导机制过程,并受胞囊线虫侵染的诱导表达。KEGG代谢通路分析显示差异表达基因在苯丙烷类及氧化磷酸化代谢通路显著富集,说明这两个代谢通路在五寨黑豆抗胞囊线虫病中起重要作用。     

低温胁迫下赤霉素对花生萌发特性的影响及转录组分析

低温冷害是吉林省花生全生育期的主要非生物胁迫灾害，生育后期如遇霜冻冷害，会严重影响花生的外观品质、籽仁品质和种子发芽能力。赤霉素是一种广泛存在于植物体中的一种植物激素，能够调节植物各种生长发育过程。本研究以高油酸花生品种吉花25为试验材料，在4℃条件下用赤霉素溶液(50 mg/L)低温浸种处理8 h,以水溶液低温浸种为对照(CK),28℃条件下发芽，统计24 h露白率、48～96 h的发芽率，计算72 h、96 h发芽指数和种子活力指数。对24～96 h的发芽种子进行取样，进行RNA-Seq转录组测序分析。结果表明：低温胁迫后，经赤霉素浸泡处理的花生种子24 h露白率显著高于CK,48～96 h的发芽率极显著高于CK,72 h、96 h的发芽指数和种子活力指数极显著高于CK。通过转录组测序分析可知，低温胁迫后，经赤霉素浸泡处理后的花生种子与CK相比分别有11 737、15 047、4 506、26 522个显著差异表达基因；GO功能注释将差异基因富集到50个功能组，KEGG代谢通路分析将持续差异表达的基因富集到138个代谢通路中，其中植物激素信号转导、氨基酸的生物合成、植物-病原菌互作...     

不同异交率大豆细胞质雄性不育系的转录组分析

不育系异交结实率在杂交制种中起着重要作用。本研究以异交率差异显著的两个大豆细胞质雄性不育系材料为研究对象,在盛花期对其成熟花苞进行转录组测序。经比较分析,筛选出1925条差异基因,其中1361条差异基因注释到GO分类的生物过程、细胞组分和分子功能3大类30个分支中,主要涉及生物过程、催化活性、氧化还原酶活性、氧化还原过程和碳水化合物代谢过程。864条差异基因注释到KEGG分类的114个代谢通路中,主要包括代谢途径通路、次生代谢物的生物合成通路以及植物激素信号转导通路,其中包括13个次生代谢通路,主要为苯丙烷类生物合成以及类黄酮生物合成。通过对差异显著、富集基因数目较多的类黄酮生物合成途径进行分析,进一步挖掘类黄酮生物合成途径中差异表达基因,筛选到影响花色的基因FLS1,推测花色会影响昆虫对花粉的传播,从而影响异交率。本研究期望有助于解析影响大豆异交率的生物合成通路及明确异交率分子机制。     

淹水胁迫下不同活力玉米种子定量蛋白质组研究

以高活力玉米自交系J002和低活力玉米自交系196为试验材料,采用TMT标记定量蛋白质组学技术,对不同活力玉米种子萌发期进行淹水胁迫72 h处理,比较蛋白质表达的差异。结果表明,共鉴定到203个差异蛋白,其中,上调蛋白169条,下调蛋白34条。通过对差异表达蛋白的功能富集分析和KEGG代谢通路富集分析发现,高活力种子在萌发过程中核糖体蛋白的合成量要高于低活力种子。在缺氧胁迫下,高活力种子的ROS清除剂如POD、SOD、APX等丰度均高于低活力种子。KEGG通路分析表明,高活力种子激活了糖酵解代谢、丙酮酸代谢等更多的代谢途径来获得能量。鉴定出一些丰度具有巨大差异的热激蛋白HSPs,由此可以推断,高活力种子具有更好抗性的分子机制。     

大豆GmLecRlk基因耐盐功能分析

凝集素类受体蛋白激酶属于类受体蛋白激酶（RLKs）家族,在植物的抗病防御反应、生长发育、胞内信号传导以及非生物胁迫反应过程中发挥重要作用。实验室前期对过表达抗逆转录因子GmNFYB1大豆进行转录组测序,获得了差异表达基因GmLecRlk(Glyma.07G005700),其开放阅读框长度为546 bp,编码181个氨基酸,蛋白结构域分析显示其含有两个丝氨酸/苏氨酸激酶结构域,属于一种G型凝集素类受体蛋白激酶。实时荧光定量PCR结果显示,GmLecRlk基因在大豆的根、茎、叶、荚中均有不同程度的表达,在根中表达量最高;200 mmol/LNaCl处理下,GmLecRlk的mRNA丰度先降低后升高,在12 h时达到最高值,表明该基因参与大豆对盐胁迫的响应。利用发根农杆菌K599获得GmLecRlk过表达转基因发状根复合植株,在盐胁迫处理下,其存活率高于对照;在拟南芥中异源表达GmLecRlk基因,转基因拟南芥在盐胁迫处理下的萌发率、绿化率和根长均高于野生型拟南芥。综上所述,GmLecRlk参与大豆对盐胁迫的反应,过量表达基因能提高大豆和拟南芥的耐盐性,为培育和改良抗盐大豆新品种提供新的途径...     

大豆中介体亚基基因鉴定及表达特性分析

中介体复合物在真核生物蛋白编码基因和非编码RNA的转录中非常重要。为了分析大豆中介体亚基的序列特征和基因表达模式,应用BLASTp获取与拟南芥中介体亚基同源的蛋白序列,用Clustal Omega、MAFFT、MEGA等方法进行多序列联配和进化分析,同时应用Me V构建了基因的表达量热图。结果表明:共获得118个基因位点(Locus),186个转录本,在大豆20条染色体上均有分布。Med8的N端具有TBP结构域,Med31的C端具有脯氨酸富集区和假定的核定位信号,Med16的C端有C2-C2型锌指结构域(Zinc-finger motif)。栽培大豆与野生大豆的同源蛋白亲缘关系最近,进化分析符合物种进化规律。大豆不同中介体亚基基因的表达量差异很大,但同一基因在不同组织中的表达差异较小,仅有3个基因在根瘤中特异表达,1个基因在豆荚中特异表达。脱水处理后5个中介体亚基基因表达上调明显,Na Cl处理1和6 h后分别有2和3个中介体亚基基因表达显著上调。这为进一步分析中介体亚基在大豆发育和逆境胁迫中的分子功能奠定基础。     

采后黄瓜响应低温胁迫的转录组学分析

采后黄瓜对低温敏感,在低温贮藏期间很容易发生冷害,会造成较大的采后损失。本研究采用转录组测序结合生物信息学分析的方法,分析了采后黄瓜在短时冷害温度处理后的转录组变化。结果显示,采后黄瓜在5℃贮藏期间,冷害指数和相对电导率逐渐增加,叶绿素荧光逐渐降低,表明采后黄瓜在5℃贮藏期间产生了明显的冷害。与处理前相比（0 h）,处理12 h导致1500个基因差异表达,其中706个基因表达上调,794个基因表达下调。与0 h相比,处理72 h导致7799个基因差异表达,其中3995个基因表达上调,3804个基因表达下调。KEGG富集结果显示,低温处理导致的差异表达基因显著富集在植物激素信号转导、苯丙氨酸代谢、植物与病原菌互作和苯丙烷素合成途径中。GO富集分析的结果显示,在生物过程分类下,差异表达基因主要参与以DNA为模板的转录调控、蛋白磷酸化和跨膜转运等过程;在细胞组份分类下,差异表达基因主要富集在细胞膜组份和细胞核;在分子功能分类下,差异表达基因主要与ATP结合、蛋白苏氨酸/丝氨酸激酶活性、DNA结合和转录因子活性等功能有关。在低温处理12 h时,与激素信号有关的基因显著表达。但在低温处理72 h...     

大麦根系响应湿害胁迫的转录组分析

湿害是影响大麦产量和品质的主要非生物胁迫之一。为进一步明确大麦响应湿害胁迫的应答机理,本研究以耐湿大麦品种泰兴9425为材料,利用高通量转录组测序(RNA-seq)技术,比较不同湿害胁迫时间下的基因表达差异。结果表明,湿害胁迫12 h后获得1 436个差异表达基因,而胁迫48 h后获得2 090个差异表达基因,其中共同上调表达基因286个。GO富集分析发现,涉及代谢过程、细胞膜、催化活性等的差异表达基因占比最多。KEGG富集分析发现,差异表达基因主要富集于糖酵解、类黄酮生物合成、乙烯合成等代谢通路。对7个耐湿相关的候选基因进行qRT-PCR分析,发现差异表达基因的表达量变化趋势与RNA-seq结果一致。     

睡莲叶片胎生发育转录组分析

睡莲叶片胎生现象是繁育途径的重要补充,对种群的传播、扩散和生态环境的适应性有重要作用。通过转录组测序技术筛选和分析睡莲叶片胎生现象相关的代谢路径和调控基因,为深入认识睡莲叶片胎生发育的分子机制提供参考。以叶片具有胎生现象的‘小花睡莲’（X）和叶片无胎生现象的‘蓝星睡莲’（L）为材料,利用RNA-Seq技术对叶片4个发育阶段的叶脐部分进行生物信息学分析。分析对照（L）和样品（X）叶片不同发育阶段测序结果：筛选出的差异表达基因（DEGs）中,34 909个基因（48.65%）表达上调,36 850个基因（51.35%）表达下调。DEGs分析显示,随着叶片的发育,X和L上调基因和下调基因数均呈增加趋势。对L1-vs-X1、L4-vs-X4阶段的GO和KEGG功能富集分析表明,DEGs主要富集在质膜和膜相关成分、胞外区域、细胞壁等相关的细胞组分中,涉及到代谢过程、生物合成和应急响应等;Pathway代谢通路表明,DEGs主要参与到植物激素信号转导、苯丙烷类生物合成、氨基酸类代谢、类黄酮生物合成、甘油磷脂类代谢以及细胞周期相关等过程。对DEGs进一步分析,克隆出了4个可能参与睡莲叶片胎生发育的转录因子。     

热胁迫下水仙花叶片的转录组分析

为研究水仙响应高温胁迫过程中相关基因的表达及响应热应激的分子机制,本研究以漳州水仙花为材料,使用BGISEQ-500测序技术,对高温（30、35 ℃）处理及正常生长条件（15 ℃）的水仙叶片进行转录组学的测序分析。使用Trinity软件对15（对照）、30、35 ℃（高温胁迫）处理24 h的水仙叶片测序数据进行从头组装,利用BLAST软件进行基因比对注释,通过DEGseq和PossionDis检测差异表达基因,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。结果表明：本次水仙花叶片测序共获得112 160条总长度为128 733 815 bp、平均长度为1147 bp的Unigene,其N50以及GC含量分别为1770 bp和42.33%。Nr比对注释匹配度最高的物种为石刁柏,利用KOG数据库进行比对,5560条Unigene序列分布于25个功能区域。差异表达基因GO富集显示与光合系统及膜系统相关的GO term被显著富集,KEGG分析显示次生代谢物的生物合成、苯丙烷类生物合成、代谢途径、光合作用、糖胺聚糖降解、乙醛酸和二羧酸代谢、光合作用-天线蛋白、单萜类生物合成等8条代谢途径在3个比较组中均显著性富集,硫胺素代谢途径是唯一在高温胁迫条件下均显著富集的代谢途径。本研究注释了大量相关基因序列,通过本研究为改善水仙花植物的耐热性及耐热性品种的培育提供了丰富的数据资源和分子基础。     

大豆花叶病毒5个分离物的鉴定及外壳蛋白序列分析

通过生物学纯化与血清学鉴定(ELISA)得到5个大豆花叶病毒(SMV)分离物,利用RT-PCR法扩增其外壳蛋白(CP)基因片段并进行测序,结果表明:5个分离物CP基因全长均为795个核苷酸,编码产生265个氨基酸.同源性分析表明,5个分离物核苷酸序列同源性为91.1%～97.1%,由此推导的氨基酸序列同源性为98.1%～99.2%.结合5个分离物在8个大豆品种上的致病性反应得出,5个分离物在8个鉴别寄主上的致病性反应和序列差异的比较表明,分离物在8个鉴别寄主上致病性反应相差越大,其CP基因氨基酸序列差异就越大,由此证实SMV的CP基因与致病性反应之间有一定的联系.     

大豆14-3-3家族基因对低磷胁迫响应及其与磷转运蛋白PHT6的互作

14-3-3是真核生物中一类高度保守的基因家族,参与生物和非生物胁迫中多种代谢途径的调控。在大豆基因组中已鉴定出18个14-3-3基因,其中16个可以转录。本文通过荧光定量PCR方法检测了这16个14-3-3基因在低磷胁迫下的响应,发现其中6个基因在耐低磷胁迫大豆品种BX10和不耐低磷胁迫大豆品种TL1中的表达存在差异。进一步分析表明,这6个基因的编码蛋白与大豆磷转运蛋白PHT6存在互作,表明大豆14-3-3蛋白可能通过与PHT6互作参与对磷信号通路的调控。本文结果将为在大豆中应用14-3-3基因培育耐低磷大豆品种提供参考。