玫瑰茄转录组测序及花青素合成相关基因表达分析

以玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa Linnaeus)花瓣和花萼为研究对象,采用Illumina Hiseq~(TM) 2500高通量测序技术,对花瓣和花萼进行转录组测序及花青素合成相关基因差异表达分析。结果表明,花瓣和花萼共获得13.94 Gb有效数据(clean data),Q30碱基百分比均达到93.0%以上;共获得1 399个差异表达基因(DEGs),包括65个上调基因,1 334个下调基因,且功能注释的基因有1 176个;筛选出了与花青素合成相关结构基因CHI、FLS、ANR、CHI在花萼中表达显著,FLS、ANR在花瓣中表达显著。本研究丰富了花青素相关研究,可为阐明玫瑰茄花青素合成机制提供理论依据。     

荷花转录组测序及花青素苷合成相关基因表达分析

以荷花不同花色品种‘青玉'和‘白洋淀红莲'为研究对象,运用高通量测序技术,对松蕾期的花瓣进行转录组测序,并对2个测序文库进行差异表达及实时荧光定量PCR分析。结果表明:共获得1 142条差异表达基因。筛选出与花青素苷合成相关的关键基因ANS、CHS、DFR、UF3GT。4个基因在两种荷花花瓣不同时期中的表达量存在显著差异,在松蕾期或初花期的表达量最高。     

基于转录组测序的苦瓜皂苷合成相关基因的鉴定和分析

【目的】皂苷是苦瓜果实苦味的主要来源,具有降血糖、抗癌等多种药用价值。鉴定和挖掘参与调控苦瓜皂苷生物合成的代谢通路及基因,为进一步深入解析苦瓜皂苷形成的分子机制提供参考。【方法】以苦瓜高代自交系GK24为试验材料,分别在子房期（T1）、幼果期（T2）、商品果期（T3）和完全成熟期（T4）取果实组织,通过香草醛-冰醋酸法测定不同时期的苦瓜皂苷含量,利用转录组测序的方法鉴定差异表达基因。【结果】从T1到T4,苦瓜内源皂苷含量随着果实发育而呈现显著下降的趋势。转录组测序共鉴定到17 504个基因,在T1-vs-T2、T2-vs-T3和T3-vs-T4三组比较中,下调表达基因数量均高于上调表达基因数量。GO富集分析表明含磷复合物代谢过程、驱动蛋白复合体和2-琥珀酰-6-羟基-环己二烯-1-羧酸合成酶活性分别是生物过程、细胞组分及分子功能模块最显著富集的条目。KEGG分析显示全局与概述图谱、碳水化合物代谢和氨基酸代谢是3组比较中共同的最显著富集的代谢通路。根据表达模式可将基因划分为20个模块,其中profile 0中基因的表达量从T1到T4逐渐降低,与苦瓜果实发育过程中皂苷含量变化规律一致。从p...     

基于转录组测序挖掘小麦叶片抗旱相关基因

【目的】通过转录组测序分析干旱胁迫的小麦,以期挖掘小麦响应干旱胁迫的关键基因。 【方法】采用高通量 Illumina Hiseq 2500 测序平台对郑麦 366 号正常生长与自然干旱处理进行测序,并对测序数 据进行分析,筛选响应干旱胁迫的关键基因。【结果】两组样品中分别获得 45 471 018、45 133 470 个 clean read 片段,包含 6.82 Gb、6.39 Gb 碱基信息,拼接组装后,得到 188 334 个转录本和 119 588 个 Unigenes。通过筛选 共获得 1 207 个 DEGs,其中 752 个上调,455 个下调。GO 功能富集分析显示,上调的 DEGs 主要富集在水解酶 活性、催化活性、代谢过程、甘油代谢过程、膜和细胞部分等;下调的 DEGs 富集在细胞器、细胞和氧化还原 酶活性的最多。KEGG 途径富集分析发现,DEGs 显著富集于淀粉和蔗糖代谢、卟啉和叶绿素代谢、光合作用 - 天线蛋白、光合作用、苯丙烷生物合成、乙醛酸和二羧酸代谢、甘油磷脂代谢、氨基酸代谢和光合生物中的碳 固定等代谢通路。5 个抗氧化酶基因的 qRT-PCR 结果与 RNA-Seq 测序结果变化趋势相一致。【结论】利用转录 组测序技术获得了大量小麦抗旱相关基因,为深入研究小麦响应干旱胁迫的分子机制提供更多的基因遗传资源。     

基于转录组测序解析甜玉米耐低温发芽的相关基因

[目的]通过转录组测序分析低温下萌发能力不同的甜玉米自交系,鉴定甜玉米耐低温萌发的相关基因.[方法]利用低温萌发能力强的甜玉米自交系Scil-H7th为供体构建近等基因系,获得不同低温萌发能力的材料,通过生理指标测定、转录组分析和qRT-PCR,筛选分析与低温萌发相关的基因.[结果]对自交系在不同萌发时期和同一萌发时期...     

基于转录组测序的木薯性别决定相关基因挖掘

[目的]明确木薯不同性型花的转录组差异,为深入研究木薯多开雌花和两性花及协调木薯性别比例提供理论参考.[方法]以木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾为供试材料,采用Illumina HiSeqTM 4000测序平台对其进行转录组测序,通过生物信息学对转录本进行比较分析,预测和筛选出木薯性别决定相关基因.[结果]通过转录组分析获得高质量序列(Clean reads)64189053个,高质量碱基19.29 Gb.3种花蕾的GC含量均在43.00%左右、Q30均在95.00%左右.木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾的Clean reads总数分别为42642272、42172402和43563432条,其中,参考基因组和单端的比对率均在77.00%左右、多位置比对率均小于0.80%,正、负链比对率均在39.00%左右;约有90.00%的序列定位于外显子,仅有5.00%的序列定位于内含子或基因间区.在雄蕾—雌蕾(前者是对照,后者是处理,下同)、雄蕾—两性蕾和雌蕾—两性蕾3个对比组中分别筛选到3629、2499和2492个差异表达基因(DEGs),注释到GO功能数据库中的DEGs分别为2544、1749和1807个,其中,雄蕾—雌蕾对比组的上调表达基因和下调表达基因数量均最多.以富集于生物学过程(主要为代谢过程和细胞过程)的DEGs最多,其次是分子功能(主要为结合和催化)和细胞组分(主要为细胞和细胞部分);无论是注释到GO功能数据库的DEGs,还是注释到生物学过程、细胞部分和分子功能等主要次级分类中的DEGs,均以雄蕾—雌蕾对比组最多.3个对比组中均以参与激素信号传导的DEGs最多;且又以富集于一般功能预测的DEGs最多,其次是富集于转录的DEGs,富集于复制、重组和修复及信号传导机制的DEGs也较多,但雄蕾—雌蕾对比组大部分GOG功能类别的DEGs明显多于雄蕾—两性蕾和雌蕾—两性蕾对比组,而雄蕾—两性蕾与雌蕾—两性蕾对比组间差异不明显.3个对比组的DEGs富集于50条KEGG信号通路,其中以富集于植物激素信号传导的DEGs最多,共筛选获得88个与激素信号转导相关的DEGs,其中log2FC>3的基因有26个,且大多数为生长素相关的基因.木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾间差异表达的转录因子基因有196个,log2FC>3的转录因子基因有87个,主要为ERF、bHLH、WRKY和MYB四大类转录因子基因.[结论]木薯不同性型花存在较多的DEGs,其中与生长素及ERF、bHLH、WRKY和MYB转录因子相关的基因均与木薯性别决定密切相关,可能是木薯性别分化的关键调控基因.     

基于转录组测序筛选鸡蛋绿壳性状相关基因

【背景】绿壳蛋深受消费者喜爱,蛋壳绿色的深浅在市场上是影响绿壳蛋定价销售的重要参考指标。绿壳蛋的形成受多基因共同调控,蛋壳绿色深浅不一,其分子机理尚不清楚。通过对赤水乌骨鸡蛋壳腺组织进行转录组测序,挖掘其调控绿壳蛋蛋壳颜色深浅的候选基因以及关键信号通路,探究影响蛋壳颜色遗传性,以期发展绿壳蛋的选种选育和提高经济效益。【目的】探讨赤水乌骨鸡的遗传基础,并通过SLCO1B3基因分型对其进行鉴定和筛选,以期通过分子标记在青壳鸡育种规划中提供新的见解,并在后期的选择策略中帮助控制和提高赤水乌骨鸡蛋壳品质的同质性。【方法】以纯系的280日龄赤水乌骨鸡为研究对象,屠宰产浅绿色蛋（QL）和深绿色蛋（SL）的母鸡各3只,采集蛋壳腺以RNA-seq技术检测分析,筛选与蛋壳颜色密切相关的差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）,并对这些DEGs进行GO和KEGG富集分析。利用qRT-PCR技术检测与蛋壳颜色相关的6个候选基因的转录水平变化以验证转录组数据可靠性。【结果】在深绿组与浅绿组中共筛选到93个显著DEGs,有59个基因在深绿组中显著上调,34个显著下...     

基于转录组测序的青蟹寿锦化相关基因分析

【目的】以青蟹寿及其全锦突变体qj为材料,研究多肉植物锦化变异分子机理。【方法】利用分光光度计法、转录组测序(RNA-seq),分别测量其叶绿素、类胡萝卜素含量及其相关基因的表达水平,并筛选差异显著的相关代谢途径。【结果】结果表明,qj的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量显著下降;对青蟹寿及qj叶片转录组测序分别获得44 988 938和37 271 576条Reads,经过滤拼接组装得到45 226条Unigene;所得Unigene的Nr注释分类中有26 999条,Swissport注释有20 279条,KOG注释有16 943条,KEGG注释有10 775条;筛选获得表达差异显著基因共20 305条,涉及130个途径,其中21个途径差异显著。筛选得到的叶绿素合成途径(ko00860)、天线蛋白(ko00196)和光合作用途径(ko00195)的基因表达对比分析,结果表明这3个途径的基因普遍显著下调表达。【结论】初步探索了多肉植物锦化变异的转录组信息,筛选到表达差异显著的基因及途径,为进一步研究多肉植物锦化变异机制提供了基础。     

青花菜花蕾转录组测序分析及蜡粉合成相关基因挖掘

【目的】对青花菜花蕾进行转录组测序分析,并挖掘与蜡粉合成相关基因,为探明青花菜花球表面蜡粉形成的分子机制提供理论参考。【方法】分别提取野生型和蜡粉缺失型青花菜花球总RNA,采用Illumina HiSeqTM 2500平台进行转录组测序,获得高质量Clean reads,采用Trinity进行序列组装后获得青花菜Unigene库,将获得的Unigene序列与Nr、Nt、KEGG、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot和GO数据库比对,获得基因功能注释信息;使用DESeq2进行差异表达分析。【结果】共获得44.68 Gb Clean data,De novo组装得到41244条Unigenes,N50长度为1847 bp。从所获得的Unigenes中筛选出8685个差异表达基因（DEGs）（上调基因5747个,下调基因2938个）,共有8038个基因被注释到不同数据库,其中,5220个基因注释到Pfam数据库; 2066个基因注释到COG数据库,3866个基因注释到KOG数据库; 2580个差异表达基因被注释到75个转录因子家族中,注释最多的是MYB家族（235个）;GO数据库中6095个差异表达基因注释到细胞组分、分子功能和生物学过程三大类的52个功能分类; KEGG数据库中,1671个差异表达基因富集到138条代谢通路,其中13个差异表达基因与脂肪酸合成有关,7个差异表达基因与蜡粉生物合成途径有关。【结论】转录因子MYB家族在调控青花菜蜡粉合成中发挥重要作用。蜡粉合成过程中相关酶基因的差异表达是调控青花菜蜡粉合成的关键,尤其是野生型和蜡粉缺失突变体中特异性表达的差异表达基因,可作为后续研究青花菜花球表面蜡粉形成分子机制的对象。     

基于转录组测序挖掘甜荞自交不亲和相关功能基因

普通甜荞属于花柱异长型自交不亲和1年生草本作物,营养价值丰富.为了探明甜荞育性和花型发育的重要功能途径和关键基因,以自交不亲和普通甜荞乌克兰大粒荞和自交亲和甜荞品种甜自21为材料,分别对盛花期的甜自21等柱花,乌克兰大粒荞长柱花和短柱花雌雄蕊进行转录组测序,获得283 170条平均长度为1 351 bp, N50为2 040 bp的Unigenes,其中有68 813条差异表达基因(DEGs). GO功能富集分析显示,自交不亲和甜荞中长、短柱花雌雄蕊中的差异基因主要富集在导管形成和导管发育过程中;KEGG代谢通路分析显示,自交不亲和甜荞(S-型和L-型)与自交亲和甜荞(H-型)雌雄蕊中差异基因主要富集在倍半萜和三萜化合物合成途径中;自交不亲和甜荞长、短柱花雌雄蕊中差异基因(L vs S)主要富集在植物激素信号转导途径中.倍半萜和三萜化合物合成途径共富集到77个差异基因,其中三萜化合物合成途径基因在自交不亲和甜荞中下调表达,倍半萜化合物合成途径基因以上调表达为主.植物激素信号转导途径中,与自交亲和型等柱花雌雄蕊比较,生长素、茉莉酸和赤霉素信号通路中的差异表达基因在自交不亲和型长、短柱花雌...     

基于转录组测序番茄抗南方根结线虫相关基因的挖掘

[目的]筛选番茄抗南方根结线虫侵染相关基因,为其克隆及番茄抗病育种提供参考依据.[方法]用Illumina HiSeqTM4000对南方根结线虫侵染和未侵染番茄抗性材料F5样本的转录组进行测序,基于差异表达基因本位数据库(G0)和Pathway显著性富集(KEGG)分析,挖掘参与抗南方根结线虫的相关基因.[结果]筛选到...     

玉木耳转录组测序及褐变相关基因的挖掘

为了从分子水平研究玉木耳褐变的机理,对褐变和未褐变的玉木耳子实体进行了转录组测序分析,共筛选到5915个差异基因,其中有924个Unigene上调表达,有4991个Unigene下调表达。通过基因本体(Gene Ontology, GO)富集分析发现,差异基因显著富集于细胞及代谢过程、单一有机体、细胞和细胞组分、细胞器和大分子复合体、结合作用和催化活性。KEGG代谢通路富集分析表明,富集程度比较显著的通路包括翻译通路、信号转导途径、内分泌系统、折叠排序及退化、运输和分解代谢通路。挑选与组织褐变相关的差异基因进行qRT-PCR表达模式验证,获得的结果与表达谱分析结果一致。     

玉木耳转录组测序及褐变相关基因的挖掘

为了从分子水平研究玉木耳褐变的机理,对褐变和未褐变的玉木耳子实体进行了转录组测序分析,共筛选到5915个差异基因,其中有924个Unigene上调表达,有4991个Unigene下调表达。通过基因本体(Gene Ontology, GO)富集分析发现,差异基因显著富集于细胞及代谢过程、单一有机体、细胞和细胞组分、细胞器和大分子复合体、结合作用和催化活性。KEGG代谢通路富集分析表明,富集程度比较显著的通路包括翻译通路、信号转导途径、内分泌系统、折叠排序及退化、运输和分解代谢通路。挑选与组织褐变相关的差异基因进行qRT-PCR表达模式验证,获得的结果与表达谱分析结果一致。     

基于转录组测序的铁皮石斛黄酮代谢途径及相关基因解析

【目的】分析铁皮石斛Dendrobium officinale黄酮类化合物的生物合成途径及相关基因,为铁皮石斛黄酮类化合物代谢调控、药用价值的开发研究提供参考。【方法】利用Illumina HiSeq 4000测序平台对铁皮石斛2个生长阶段茎、叶进行高通量转录组测序,对组装获得的unigenes进行功能注释和黄酮类化合物的生物合成相关基因解析。【结果】铁皮石斛黄酮类化合物代谢相关Unigenes 48个,涉及14个酶。5个CHS相关Unigenes具有CHSlike保守结构域,活性位点氨基酸残基(Cys-His-Asn)高度保守,丙二酰辅酶A结合位点和产物结合位点的部分氨基酸残基发生变异。CHI(Unigene0013781)属于类型I查尔酮异构酶,异构化6′-羟基查尔酮为5-羟基黄烷酮。表达分析表明,2个生长时期的茎和叶,CHS(Unigene0008250)、 CHI(Unigene0013781)和F3H的表达量都高于CHS(Unigene0012884)和C3′H。【结论】通过对转录组数据分析,共获得铁皮石斛黄酮类化合物代谢相关Unigenes48个,涉及14个酶;5个CHS相关Unigenes中,2个编码查尔酮合酶,3个编码联苄合酶;CHI(Unigene0013781)属于类型I查尔酮异构酶。     

基于转录组测序的象耳豆根结线虫致病相关基因初步筛选

[目的]象耳豆根结线虫具有致病力强、分布范围广、危害严重、且能克服多数栽培作物中的抗根结线虫基因抗性的特性,为了探究象耳豆根结线虫克服抗线虫基因抗性的机制,本研究以象耳豆根结线虫与携带Mi-1基因番茄的互作为研究对象。[方法]将象耳豆根结线虫接种番茄VFNT植株,运用转录组测序技术比较分析象耳豆根结线虫侵染番茄根系2～6 d关键时期基因转录情况,筛选差异表达基因并对上调基因进行功能和代谢通路的分析,再利用生物信息学软件筛选出具有信号肽且无跨膜结构域的象耳豆根结线虫候选致病相关基因,并进行qPCR试验验证。[结果]象耳豆根结线虫侵染后在侵染前期差异表达基因共计967个,其中上调基因647个;差异上调基因功能及代谢过程都有明显变化且多与侵染相关,通过生物信息学分析发现其中的29个基因符合线虫致病相关基因特征,结合基因序列比对及结构域分析从中挑选出信度最高的5个基因,qPCR验证上述5个基因均在象耳豆根结线虫寄生关键阶段特异性上调表达。[结论]通过象耳豆根结线虫侵染携带番茄VFNT植株转录组进行分析从而初步筛选致病相关基因,为进一步了解象耳豆根结线虫强致病机理和制定相关防治策略奠定了基础。     

基于高通量转录组测序的白芷差异表达基因分析

【目的】为获得白芷转录组序列信息,了解不同产地间白芷的差异表达基因情况。【方法】以白芷根为研究对象,采用Illumina HiSeq X Ten平台对不同产地白芷进行高通量转录组测序,并对其差异表达基因进行筛选和分析。【结果】川白芷产地间、亳白芷产地间及川白芷与亳白芷间的差异基因总数分别为2686、1704、11 549条,分别被GO富集注释11 038、434、5604条,差异基因的主要功能与细胞组成、细胞、细胞器、结合、催化活性、细胞过程及代谢过程有关。KEGG通路分类显示,差异表达基因被分为4大类,24个小类,所在通路主要与代谢过程相关。与白芷主要化学成分香豆素和挥发油合成相关的4-香豆酸连接酶、丙氨酸氨解酶、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶在川白芷中表达量升高,1-脱氧-D-木糖-5-磷酸合成酶、脱氢多萜醇焦磷酸合成酶在川白芷中表达量降低。【结论】通过转录组测序分析了不同产地白芷根基因差异表达状况,为白芷药材道地性品质的形成提供了理论依据。     

基于转录组测序金丝草叶片响应铅胁迫的抗氧化酶相关基因

为了深入揭示植物抗氧化酶的相关基因及其响应重金属胁迫的作用机制,以重金属铅（Pb）超富集植物金丝草[Pogonatherum crinitum（Thunb.）Kunth.]为研究对象,设置Pb浓度0、300、500、1 000 mg·L^-1和2 000 mg·L^-1的水培模拟胁迫试验,测定不同Pb浓度下金丝草叶片的抗氧化酶活性,并对Pb胁迫处理的金丝草叶片进行RNA-Seq测序,将转录组测序得到的Unigenes通过GO与KEGG富集注释,筛选出叶片抗氧化酶相关的DEGs,并利用实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）进行验证。结果表明：随Pb胁迫浓度的增加,金丝草叶片过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性呈增加趋势,丙二醛（MDA）含量则呈先增加后降低的趋势;转录组测序得到总碱基数为56.34 Gb,各样品碱基质量达到Q20、Q30水平的均大于90%,测序结果可靠;筛选出的DEGs通过GO与KEGG数据库进行对比注释发现,金丝草叶片DEGs在“过氧化物酶体”“氧化还原酶活性”“氧化还原酶活性,作用于CH-OH供体组”“活性氧代谢过程”和“过氧化氢代谢过程”等与抗氧化相关的GO功能条目上显著富集,在“谷胱甘肽代谢”“抗坏血酸和醛糖代谢”“植物激素信号转导”“黄酮类生物合成”和“MAPK信号通路-植物”等与抗氧化相关的KEGG通路上显著富集; Pb胁迫下金丝草叶片抗氧化酶相关基因PcSOD、PcPOD和PcCAT上调表达,qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致,Pb胁迫下这些基因的相对表达量与抗氧化酶活性的变化趋势一致。研究表明,金丝草可通过提高抗氧化酶活性来适应Pb胁迫,抗氧化酶相关基因PcSOD、PcPOD和PcCAT参与了金丝草应对Pb胁迫的调控过程。     

缺刻缘绿藻转录组测序及脂质代谢相关基因注释

为了能深入地了解缺刻缘绿藻花生四烯酸(ArA)和脂质的代谢过程,利用Roche 454 GS FLX测序仪对该藻转录组进行高通量的焦磷酸测序。得到高质量读序(read)382 468条,占原始读序的97.14%,平均每条读序长322 bp,总大小达123 Mb。经CAP3软件拼接得到22 714条重叠群、25 621条singleton。将这些序列与公共数据库进行同源性搜索、比较、基因功能注释和分类。基于转录组中所注释的基因构建缺刻缘绿藻脂质代谢途径:脂肪酸是在叶绿体内从头合成,然后游离脂肪酸进入胞质,由内质网进行三酰甘油的合成,最后可能在油体蛋白作用下形成油滴并储在于细胞中。ArA自油酸是开始经过多个去饱和酶及延长酶的作用而产生的。油酸是由硬脂酰-ACP去饱和酶作用而形成的,而棕榈油酸是在叶绿体的糖脂上被去饱和而产生的。三酰甘油最终被分解成自由脂肪酸和丙酮酸,而长链脂肪酸是以酰基-辅酶A的形式逐级降解的。