利用WGCNA进行玉米花期基因共表达模块鉴定

权重基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)是系统生物学的一种研究方法,在挖掘生物学数据与特定性状之间的生物学关系方面具有十分重要的作用。本研究利用玉米(Zea mays L.)自交系B73的14份不同发育阶段的转录组数据,筛选掉低表达丰度的基因,最终得到了22,426个高表达的基因用于创建基因表达矩阵;利用不同组织作为性状,创建表型矩阵。然后利用R软件中的WGCNA包建立了共表达网络,共得到20个模块。本研究将与组织相关性高于0.65的模块定义为组织特异性模块,最终鉴定到14个组织特异性模块。利用在线网站Agrigo对组织特异性模块中的基因进行GO (gene ontology)富集分析,发现14个模块中均可以得到富集种类。开花作为玉米生育周期中的一个重要生理过程,不仅代表着植物从营养生长到生殖生长的转变,也关系到产量、株高和抗逆性等农艺性状。本研究发现8个组织特异性模块中的基因可以富集到与开花调控的代谢通路。此外,有17个已经报道过的开花时间调控基因存在于共表达模块中,并且主要分布在Blue模块和Darkmagenta模块,因此本研究重点关注了这2个模块内部的基因调控网络。本研究通过计算不同组织中的基因表达丰度,并联合权重基因共表达网络分析的方法,鉴定到了具有生物学意义的共表达基因模块,挖掘到了数个开花相关的模块,有助于揭示玉米开花调控的遗传机制。     

利用WGCNA筛选马铃薯块茎发育候选基因

块茎是马铃薯的主要经济器官,解析其形成和发育机制对于马铃薯高产育种具有重要意义。虽然结薯相关基因已有报道,但仍有大量参与结薯的基因有待进一步挖掘和鉴定。随着测序技术的不断革新和发展,转录组数据愈加丰富和繁杂,利用加权共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)筛选特定性状、组织或发育阶段相关基因的方法被广泛应用。本研究利用WGCNA分别对马铃薯DM1-3516R44(DM)材料以及RH89-039-16(RH)材料各15个组织器官的转录组数据进行分析,构建共表达网络,筛选与块茎发育相关的共表达模块。对筛选表达模块中的基因进行GO (Gene Ontology)和KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路富集分析。以模块中连通度前10的基因为核心基因,用PGSC数据库和NCBI数据库进行注释,并利用qRT-PCR进行验证。通过WGCNA分析,在DM和RH材料中均得到13个共表达模块,其中DM材料的Cyan模块和RH材料的Black模块与块茎显著相关。分析表明,...     

利用WGCNA进行棉花果枝节间伸长相关基因共表达模块鉴定

【目的】旨在进行棉花果枝节间伸长相关基因的共表达模块鉴定,研究基因整体表达规律,挖掘目标基因及候选基因。【方法】以两个株型结构差异显著的棉花品种(新陆中77和鲁棉研28)的18份不同长度果枝节间样本的转录组数据作为分析对象,通过权重基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)进行模块的划分,根据模块功能富集分析及基因表达模式进行特异性模块的筛选及枢纽基因的鉴定,利用Cytoscape_3.3.0进行加权基因共表达网络图的绘制。【结果】利用34 559个有效基因创建了共表达网络,划分为13个共表达模块,筛选得到Cyan模块为与棉花果枝节间伸长相关的特异性模块,并发现植物激素信号转导通路中的JAZ(Jasmonate-zim-domain protein)基因为该模块的枢纽基因,挖掘到80个潜在的候选基因,并用其构建了基因互作调控网络。【结论】JAZ类基因在抑制棉花果枝节间伸长生长过程中发挥着重要的作用,本研究结果可为棉花果枝节间伸长的调控机理研究提供数据支持,为进一步调控棉花株型结构奠定理论基础。     

基于WGCNA发掘谷子穗部类黄酮合成途径调控关键基因

类黄酮是植物重要的次生代谢物质,在植物生长发育中发挥着重要的作用,此外,类黄酮具有抗氧化活性,对人体十分有益。谷子籽粒营养丰富全面,是一种保健型杂粮,深受我国人民喜爱。谷子作为C4模式植物,正在受到越来越多的关注。目前谷子籽粒类黄酮代谢及调控机制研究较少。本研究利用高类黄酮品种晋谷21 (JG21)及低类黄酮品种牛毛白(NMB)谷穗为材料,分析JG21与NMB小穗发育不同阶段类黄酮靶向代谢组及JG21小穗发育不同阶段转录组,结合加权基因共表达网络分析挖掘可能参与调控类黄酮代谢的转录因子,并在不同水平的类黄酮品种中进行表达分析初步验证。结果发现, 2个品种小穗中主要富集的类黄酮组分为芹菜素、牡荆素及柚皮素,三者共占总类黄酮含量的79%以上。类黄酮代谢基因共表达网络中包含38,921个基因,共划分为32个模块,其中turquoise模块、green模块及magenta模块与类黄酮代谢显著相关。利用类黄酮代谢通路差异表达基因作为关键基因筛选出与类黄酮代谢调控相关的27个转录因子家族,并通过启动子结合基序分析筛选获得11个转录因子。Pearson相关性分析表明,11个转录因子中有7个候选转录因...     

利用WGCNA鉴定玉米非生物胁迫相关基因共表达网络

加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)是一种经典的系统生物学分析方法,可用来鉴定协同表达的基因模块,探索模块与目标性状的生物学相关性,并挖掘模块网络中的核心基因。本文收集了低温胁迫、高温胁迫、干旱胁迫和盐胁迫处理下玉米(Zea mays L.)根、茎、叶等组织的58份转录组数据,利用WGCNA方法鉴定玉米非生物胁迫的基因共表达网络模块。过滤转录组数据中12,552个低表达基因后,利用余下27,204个高表达基因构建共表达网络,分析得到25个模块。根据玉米中已报道非生物胁迫相关基因与差异表达基因在模块中的分布,筛选出与低温胁迫、高温胁迫、干旱胁迫和盐胁迫最相关的mediumpurple4、ivory、coral2、darkseagreen4模块和响应多种胁迫的green模块。随后对这5个模块的基因进行GO富集分析,发现在这些模块内与非生物胁迫相关基因的在非生物胁迫调控相关功能显著富集,如胁迫响应、过氧化物酶活性等。对这5个模块作相关性分析,预测出Zm00001eb072870、Zm00001eb32...     

菠萝蜜叶绿素缺失突变体茎次生生长转录组分析

对于木本植物而言茎的次生生长是植株发育和木材形成的基础,本研究以菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus)正常植株为对照(control check, CK),将苗龄40 d的叶绿素缺失突变体(chlorophyll deficient mutant,CDM)和CK次生生长茎作为材料进行转录组测序,测序数据利用Trinity软件进行de novo组装共得到Unigenes 265 709个,去除低表达量(≤0.5)的转录本后筛选得到差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs) 43 881个。利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)找到与表型相关度最高的模块。将此模块中上下调的基因分别注释到KEGG和GO数据库,KEGG分类结果显示DEGs主要注释到代谢条目,GO分类结果中DEGs主要注释到与膜、细胞以及催化活性相关的过程。同时上调的基因在对活性氧的反应、抗坏血酸和醛酸的代谢、谷胱甘肽代谢等与胁迫相关的通路富集。这些结果可能暗示CDM茎的次生生长受到代谢和细胞过程的调控,生物或非生物因素引起的胁迫可能也参与到影响茎次生生长的机制当中。木本植物茎的次生生长涉及各种代谢通路和信号传导等复杂过程。通过转录组分析本研究为进一步了解白化病对木本植物茎次生生长的影响提供基础。     

利用WGCNA鉴定棉花抗黄萎病相关基因共表达网络

加权基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)作为一种典型的系统生物学方法,可用来鉴定协同表达的基因模块,探索模块与目标性状之间的生物学相关性,并挖掘网络中的核心基因。黄萎病(Verticillium wilt)可严重降低棉花(Gossypium spp.)的产量及品质,因此研究抗病基因及抗病机制,对于棉花抗病育种工作具有重要意义。本研究以黄萎病菌侵染不同时间点的海岛棉(Gossypium barbadense)幼苗根尖转录组数据为基础,分析其差异表达基因,并选取在不同样本之间表达水平变异最大的前50%基因(共35,647个)进行WGCNA。结果表明,在黄萎病菌侵染条件下,共有22,850个基因差异表达,其中4685个为所有侵染时间点共有的差异基因。共鉴定到18个基因共表达模块,其中5个为抗黄萎病相关特异性模块(black、mediumpurple3、darkolivegreen、plum3模块分别与侵染2 h、6 h、48 h、72 h时间点正相关;mediumpurple2与侵染2 h时间点负相关)。GO和KEGG富集分析表明,特异性模块可以富集到有生物学意义的富集结果,如刺激响应、钙离子结合、黄酮类化合物合成代谢等抗逆相关通路。通过计算模块内基因的连通性,挖掘出了网络中的核心基因,功能预测表明,这些基因可能在逆境胁迫响应中发挥重要作用。本研究为进一步理解棉花抗黄萎病的分子机制、选育棉花抗病新品种提供了理论指导。     

利用动态转录组学挖掘大豆百粒重候选基因

百粒重是影响大豆产量的重要农艺性状,揭示其分子基础发掘关键候选基因对大豆改良具有重要意义。本研究通过对12个大豆品种籽粒发育3个时期共36个样本的转录组数据进行加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA),得到20个基因共表达模块,与百粒重及4个粒形性状关联后发现green模块与表型最为相关,之后根据Gene Significance (GS)值和Eigengene Connectivity(kME)值筛选出13个green模块内的核心基因(hub gene);然后对2组百粒重存在极显著差异的大豆品种的籽粒发育3个时期分别进行基因差异表达分析发现大豆在籽粒发育前中期可能通过MAPK信号通路调节百粒重大小;之后对其进行SNPs/InDels挖掘并根据GeneOntology(GO)注释发现green模块内的Glyma.14G043900和Glyma.15G217400由于SNP变异造成同义以及非同义突变,且存在调控基因表达相关的GO Terms以及锌指结构域,表明它们可能通过调控hub基因和差异表达基因调...     

不同施肥水平下丛枝菌根真菌对甘蔗生长及养分相关基因共表达网络的影响

甘蔗是我国重要的糖料作物之一。丛枝菌根(arbuscular mycorrhizas, AM)真菌在自然界中分布广泛,研究表明AM真菌侵染植物根系能够促进植物的养分吸收和生长发育。本研究利用盆栽试验设置常规施肥(N)和减量施肥(R)2个施肥水平,并分别进行接种(AM)和未接种(CK)AM真菌处理,共计4组,每组设置4个重复。结果表明,接种AM真菌不仅可以显著提高甘蔗地上及地下部生物量的积累,而且还显著影响甘蔗根际土壤pH值、碱解氮、有效磷的含量。同时,接种AM真菌在减量施肥水平下对甘蔗生物量的提高作用明显高于常规施肥水平。通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)筛选到与氮、磷等养分表型存在高度特异性的turquoise模块和darkgreen模块。以KME值大于0.7为阈值筛选模块的核心基因,分别筛选到408个和21个核心基因。通过GO富集分析发现,这些核心基因主要参与养分转运、代谢以及催化活性等通路。根据基因的注释信息以及基因间的连通性,在筛选出的核心基因中寻找到28个与氮、磷等养分吸收与转运...     

结合RNA-seq分析和QTL定位筛选甘蓝型油菜萌发期与铝毒胁迫相关的候选基因

随着土壤酸化程度的加剧,铝毒害已成为影响种子萌发质量和作物产量的重要胁迫因子之一。为研究铝毒对油菜种子萌发过程影响的分子机理,本文采用RNA-seq技术对耐铝品系18D300和敏铝品系27011进行转录组分析,共检测到9344个显著差异表达基因[|log₂(fold change)|≥1和FDR≤0.05],其中4406个DEGs基因上调, 4938个DEGs下调。GO富集分析发现,差异表达基因主要与氧化反应、细胞碳水化合物代谢过程、转运蛋白活性等相关。KEGG富集分析表明,差异表达基因主要富集于苯丙烷生物合成、淀粉和蔗糖代谢、MAPK信号通路-植物、植物-病原体相互作用、植物激素信号转导等途径。此外,通过整合RNA转录组测序和铝毒胁迫下油菜萌发期根系相关性状的QTL定位结果,共筛出44个差异表达基因(10个下调和34个上调),这些基因主要与氧化应激、渗透调节、细胞壁修饰、转运蛋白、激素信号传导等功能有关。     

基于转录组及WGCNA的甘蔗干旱响应调控网络分析

干旱是制约甘蔗产业发展的重要因素之一。前人研究表明,斑茅具有良好的抗性基因,可以通过远缘杂交遗传给后代。本研究以斑茅与甘蔗杂交F1代无性系YCE96-40为材料,对苗期干旱处理0 h和24 h后的叶和根进行转录组测序分析,比较了根和叶在转录水平上响应干旱的差异,鉴定出21,885个(DR vs CR:10176, DL vs CL:7907)差异表达基因(DEGs),根中差异表达基因多于叶中,说明根对干旱胁迫响应更为剧烈。GO功能富集分析发现,根和叶中DEGs均富集到与脱水反应相关及激素信号转导过程相关的条目,比如“对渗透胁迫生物过程的响应”和“对缺水生物过程的反应”等。与叶不同的是,根中大量DEGs显著富集到与细胞膜相关的条目。在根中鉴定出多个木质素相关DEGs,表明木质素参与了根的干旱响应。通过对所有DEGs进行WGCNA分析,共鉴定出11个基因共表达模块,其中与干旱处理后的根显著相关有5个模块,与干旱处理后的叶显著相关的有2个模块。进一步筛选出了26个转录因子为甘蔗干旱响应的候选转录因子,构建了调控网络。研究结果为进一步理解甘蔗抗旱性的分子机制及甘蔗抗旱性育种提供了理论指导。     

基于二代和三代转录组测序揭示甘蔗重要亲本对黑穗病菌侵染的响应机制

黑穗病是甘蔗生产中的主要病害,严重影响甘蔗产量。解析甘蔗重要亲本与黑穗病菌相互作用的分子机制及筛选抗病基因对抗黑穗病优良品种的培育具有重要意义。本研究选用我国甘蔗育种中的重要亲本新台糖ROC25(抗黑穗病)及其姊妹系ROC22(感黑穗病)为研究对象,采用单分子实时测序技术(三代测序)和二代转录组测序技术分析和鉴定2个亲本感染黑穗病菌后的转录组谱及差异转录本。三代转录组测序分析共获得79,885条转录本序列,其中含60,115条完整开放阅读框、3692个可变剪接事件、1799个LncRNA、29,139个SSR和7794个转录因子,共有74,066个转录本得到注释,占总数的92.72%。通过对二代测序数据分析,在抗病亲本中筛选出9716个差异转录本,在感病亲本中筛选出2033个差异转录本。差异转录本的GO和KEGG富集分析结果表明抗病亲本中共富集到的GO条目和KEGG通路均要多于感病亲本,且植物MAPK信号通路、苯丙素生物合成、植物-病原互作、亚油酸代谢和蔗糖和淀粉代谢等代谢通路在抗感亲本中均被显著富集,为抗感亲本对黑穗病的共同抗病途径。进一步,对植物MAPK信号通路的分析表明,MAPK...     

利用WGCNA鉴定玉米株高和穗位高基因共表达模块

株高和穗位高是玉米株型的重要影响因子,与产量性状紧密相关。加权基因共表达网络分析(weightedgene co-expression network analysis, WGCNA)是探索基因网络与特定性状间关联关系的重要方法,为株高和穗位高相关基因的挖掘提供新途径。本研究利用郑58、掖478、昌7-2和黄早四及其组配的杂交种郑单958、安玉5号、郑58/黄早四和掖478/黄早四,结合其在45,000株hm~(–2)和67,500株hm~(–2)条件下的转录组数据,采用WGCNA构建了2种密度条件下的共表达网络,分别得到24个和21个共表达模块,并鉴定到与株高和穗位高显著且高度相关(相关系数的绝对值0.50)的共表达模块15个,其中两性状相同的模块共6个。基因功能富集分析结果表明,株高和穗位高共表达模块主要参与生长发育、光合作用、响应光刺激、植物激素、碳水化合物合成/代谢等重要活动。根据模块内基因的连接度,发现乙烯响应因子EREB14、硫胺素酶TENA2、磷酸甘油酸激酶PGK、谷胱甘肽转移酶GST2和琥珀酸脱氢酶SUDH7等是模块内的核心基因。通过构建其局部网络,发现EREB14与已报道株高基因D8、DWF1和ZmGRF10以及C3H转录因子C3H35、C2C2-GATA转录因子GATA4和乙烯受体同源子ETR40等存在关联关系。此外,已报道株高基因An1和GA20ox3也存在于共表达模块中。以这5个已报道株高基因为核心,构建其基因网路,发现生长素转录因子ARFTF7、ARFTF26、GST39、光合系统II氧进化多肽PspB2和光合系统IN亚基PasN1等与其存在关联。15个共表达模块和核心基因的挖掘以及基因生物学功能和互作网络的解析有助于揭示玉米株高和穗位高的遗传基础。     

基于WGCNA的马铃薯根系抗旱相关共表达模块鉴定和核心基因发掘

权重基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA)是系统生物学皀一种研究方法,在多样本转录组数据中挖掘与目标性状相兲皀基因模块有较广泛皀应用。为了深入探究马铃薯应对干旱胁迫皀分子机制,本研究以国际马铃薯中心引迚栻培种C16 (CIP 397077.16)和C119 (CIP 398098.119)为试验材料,将其无菌组培苗利用甘露醇模拟干旱胁迫,处理0 h、2 h、6 h、12 h和24 h,取其根系迚行转录组测序,每样设3个生物学重复,共30个样本。基于以上转录组数据,利用WGCNA构建与抗逆生理性状相兲联皀权重基因共表达网络,得到15个与根系抗旱密切相兲皀基因共表达模块,幵从4个与目标性状兲联度最高皀模块中収掘到数个核心基因,功能注释表明其中大部分参与干旱胁迫调控通路。这些结果为迚一步研究马铃薯根系抗旱皀分子遗传机制提供了线索。     

利用WGCNA鉴定花生主茎生长基因共表达模块

以不同主茎高花生品种为材料,利用转录组测序技术分析茎秆转录组基因表达的异同,并结合加权基因共表达网络分析(WGCNA),深入挖掘与主茎生长相关基因,深入认识花生茎秆形态建成的分子机制。结果表明,矮秆型Df216与高秆型花育33号相比较共有5872个差异基因; Df216与中间型山花108相比较共有6662个差异基因,这些差异基因涉及细胞壁和次生细胞壁的生物起源及调控过程、苯丙烷生物合成及代谢过程、木质素生物合成过程、纤维素合酶活性等分子功能。WGCNA鉴定到5个与主茎高呈极显著相关的共表达模块。编码咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶、转录因子ATAF2、WAT1、GDSL脂肪酶等基因是模块内的核心基因。通过筛选权重值构建核心基因的局部网络发现, Grey60模块的核心基因ADRL3L与编码莽草酸香豆酯/奎酸酯3’-羟化酶、4-香豆酸辅酶A连接酶、羟基肉桂酰辅酶A莽草酸/奎尼酸羟基肉桂酰转移酶、以及快速碱化因子、锌指蛋白、类COBRA蛋白等基因有较高互作网络关系; Brown模块核心基因TZB0A2则与编码b-1,4-半乳糖基转移酶、果胶乙酰酯酶、类受体丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、富含亮氨酸重复序...     

利用WGCNA鉴定非生物胁迫相关基因共表达网络

加权共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA)是用来描述不同样品之间基因关联模式的系统生物学方法,可以用来鉴定高度协同变化的基因集。本研究利用正常水稻组织共47份转录组数据,通过冷胁迫、干旱胁迫、盐胁迫不同的处理方式,使用WGCNA方法,根据已克隆基因的报道与以上3种胁迫相关的关键基因,探究不同逆境下基因之间的调控关系。通过对低表达量基因的过滤,最终利用筛选的30,339个表达的基因来构建共表达矩阵,得到15个模块。分析发现已知的水稻3种相关基因在各个模块均有存在,于是对预测到的靶基因进行GO富集分析。对3种胁迫下处理的转录组数据进行差异表达基因分析,结合已报道与胁迫相关的基因,选取各胁迫相关的2个模块进行了基因调控网络的构建。鉴于3种胁迫相关基因在green模块中大量分布,通过对green模块下各自特有的基因和共有的基因的GO功能富集分析,并对共有的基因构建调控网络,挖掘到2599个与3种胁迫都相关的基因,并预测出25个抗逆相关的关键基因,为水稻的抗逆及综合抗逆能力等研究提供了新思路。     

不同生长年限桔梗根部差异表达基因挖掘分析

为深入了解不同生长年限桔梗根部基因表达差异,本研究以1年及3年生紫花桔梗根部为试验材料进行转录组分析。共获取41.84 G clean base,拼接后获得54 425个Unigene,平均长度为1 352 bp。筛选得到3 700个DEGs,其中2 514个在3年生样本中上调表达,1 186个下调表达。3 700个差异表达基因共富集到2 975个GO项,52项显著富集。52项显著富集中,分子功能28项,生物学过程21项,细胞组分3项。KEGG富集表明,上调DEGs显著富集到植物病原体互作、淀粉蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成和植物激素信号传导途径,下调DEGs显著富集到光合作用-天线蛋白、光合作用、玉米素生物合成途径。同时对各个途径中显著差异表达基因注释到的差异相关蛋白、转录因子及关键酶基因进行挖掘。荧光定量PCR的表达与转录组测序结果的一致性说明转录组测序数据可靠。该研究通过分析不同生长年限桔梗根部转录水平上的差异,有助于理解不同生长年限桔梗产量、结实率及植株抗病性等方面存在的差异,为后期开展桔梗分子育种、生长发育及相关功能基因解析提供基础信息。     

枣裂果相关的基因筛选

为了解枣果实开裂与基因表达的关系,并筛选出与裂果相关的基因,本研究以易裂品种‘伏脆蜜’为材料,利用Illumina测序平台对裂果和非裂果部位果皮进行转录组测序分析,结果表明裂果部位和非裂果部位两个样品中分别获得10 025和10 041个表达基因,其中9 802个基因在两个样品中都有表达,有223个基因在裂果部位中特异表达,有239个基因在非裂果部位中特异表达;在裂果果皮部位对比非裂果果皮部位中筛选出差异表达基因161个,其中上调表达基因39个,下调表达基因122个。通过对基因功能和KEGG代谢通路上基因差异表达筛选,主要在合成木质素的通路上发现2个基因(gene16874和gene17086);在植物激素信号转导中,发现1个AUX/IAA (gene26281)、1个ARF (gene22744)和1个SAUR (gene7576)及1个JAZ(gene2607)基因;在植物病原体相互作用代谢通路中,2个CML (gene19427和gene19466)基因;在淀粉和蔗糖代谢通路中,有1个β-淀粉酶(gene32293)基因和1个Endoglucanase 12 (gene3673)基因。结合转录组数据分析和利用RT-qPCR验证,上述10个差异表达基因在裂果果皮中都高表达,说明这10个基因可能参与裂果的发生过程。     

整合GWAS和WGCNA筛选鉴定甘蓝型油菜生物产量候选基因

生物产量是作物获得高产的重要基础,对于甘蓝型油菜(Brassica napus L.)尤其重要。本研究利用588份甘蓝型油菜材料构成的自然群体2年生物产量表型数据的全基因组关联分析,再结合高生物产量材料‘CQ45’和低生物产量材料‘CQ46’的转录组测序(RNA-seq)结果,整合了6个甘蓝型油菜材料6个部位(茎秆、叶片、花后30 d主轴与侧枝种子、花后30d主轴与侧枝角果皮)的转录组数据构建的加权共表达网络分析(WGCNA),筛选出与生物产量相关的候选基因。通过相关分析发现,2年间甘蓝型油菜自然群体中生物产量对大多数产量相关性状都具有正向效应;自然群体2年生物产量分析的最佳模型均为K+PCA模型,共检测到9个显著位点(P 1/385691或P 0.05/385691);根据CQ45和CQ46共36组转录组数据,选择MAD值为前5%的基因共计5052个用于构建WGCNA,通过筛选合并共得到了15个模块,其中5个基因共表达模块分别与叶片、茎秆和花后30d种子显著性相关;整合了WGCNA中关键模块的hub gene、GWAS分析得到的显著SNP位点和极端表型差异基因确定候选基因,它们的拟南芥同源基因为HCEF1、HOG1、SBPASE、ACT2,这些基因在光合作用的卡尔文循环、碳同化、物质积累等方面发挥重要作用。     

低温条件下蓖麻种子萌发期转录组分析

蓖麻(Ricinus communis L.)是一种冷敏感作物,解析其响应低温胁迫的关键调控基因,对于选育耐低温蓖麻品种具有重要的理论意义。以蓖麻耐低温品种‘通蓖5号’为材料,构建15℃(低温)和25℃(适温)萌发条件下完全展开的子叶cDNA文库,利用Illumina测序技术进行转录组测序(RNA-Seq),筛选差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)。结果表明:借助RNA-Seq技术共筛选到1 530个DEGs,其中低温相对于适温表达上调的DEGs有848个,表达下调的DEGs为682个;对1 530个DEGs进行GO功能分类和富集分析显示,共有953个DEGs被注释到GO功能三大分类的57个亚类中,涉及生物学过程、细胞成分及分子功能的DEGs比例分别为88.46%、69.67%和25.71%;KEGG功能分类显示,低温相对于适温表达上调的DEGs有243个,被富集到201个代谢通路中,其中显著富集的通路包括细胞周期、激素信号转导、DNA复制、细胞周期-酵母、减数分裂酵母和孕酮介导的卵母细胞成熟等20个通路,差异基因数富集最多的代谢通路为细胞周期;利用qRT-PCR对上调表达且显著富集的8个DEGs进行了表达分析,证实了转录组测序结果的准确性。该研究将为揭示蓖麻种子低温条件下萌发的分子机制提供理论依据。