干旱胁迫下长白落叶松的代谢组学分析

以长白落叶松为对象,采用代谢组测序技术分析干旱条件下长白落叶松的代谢物质的变化。利用PEG模拟干旱胁迫后在0、24、48、96 h取样,获得0 h与24 h、0 h与48 h、0 h与96 h、24 h与48 h、24 h与96 h、48 h与96 h共6组代谢产物对比数据。不同时间结果显示差异代谢物数量分别为68、67、64、74、11、15种,其中上调的差异代谢物数量分别为46、26、15、3、4、13,下调的差异代谢物数量为22、41、49、71、7、2,获得KEGG注释的差异代谢物数量分别为7、5、5、10、1、2。24 h对比于0 h出现上调代谢物质最多,分别注释到糖类代谢、甘油磷脂代谢、亚麻酸代谢等通路中,其它对比组结果中能获得KEGG注释的差异代谢物几乎都为发生下调的代谢物质,注释到的通路有脂肪酸、不饱和脂肪酸、角质、小檗碱和蜡质的生物合成,萜类、酮体、磷酸肌醇和甘油磷脂代谢等,而部分被注释到糖类代谢,亚麻酸代谢,a-亚麻酸代谢等通路的代谢物质前24 h上调,之后下调。     

都匀毛尖本地种茶树响应假眼小绿叶蝉侵害的代谢组学研究

以被假眼小绿叶蝉侵染0、12、24h的都匀毛尖本地种茶树叶片为试验材料,采用超高效液相色谱–串联四级杆飞行时间质谱技术对试验材料的代谢产物进行定性和定量分析,正离子模式下鉴定出1094个代谢物。采用主成分分析、正交偏最小二乘法判别分析,根据差异倍数筛选出0 h与12 h处理有20个差异代谢物,其中6个差异代谢物的含量上调,14个下调;0 h与24 h处理之间有41个差异代谢物,其中26个上调,15个下调;12h与24 h处理有59个差异代谢物,其中45个上调,14个下调。0 h与12 h处理有2个差异代谢物注释到KEGG数据库中,其中芥子酸注释到苯丙素生物合成途径中,与木质素形成有关;0 h与24 h处理有6个差异代谢物注释到KEGG数据库中,其中6,9,12,15十八碳四烯酸乙酯注释到亚麻酸代谢通路,没食子儿茶素注释到类黄酮生物合成,苯乙醛注释到苯丙氨酸代谢通路,推测苯乙醛会对周围的假眼小绿叶蝉造成其行为或生理的影响,而苯丙氨酸经苯丙氨酸解氨酶等酶催化合成木质素和类黄酮等;12 h与24 h处理有9个差异代谢物注释到9条通路中,马钱苷酸注释到单萜生物合成通路中,相比侵染12 h处理,...     

基于LC-MS的不同生长时期毛竹笋品质差异分析

选取未出土、露土5 cm、生长期3个时期的毛竹笋,取同节笋肉采用液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)检测并作代谢组学分析,共鉴定到428种代谢物,其中,152种代谢物存在标志性差异,包括有机酸、氨基酸及其衍生物、糖苷类、核苷酸、酚类、黄酮类、胺类、生物碱等;在毛竹笋生长过程中大部分代谢物含量逐渐降低,仅3-吲哚乙腈、磷酸二乙酯含量呈上升趋势。利用KEGG Pathway数据库富集分析差异代谢物,得到225条代谢通路,其中,78条差异显著,41条差异极显著;差异极显著且差异代谢产物富集数量多的代谢通路包含ABC转运蛋白、植物次生代谢产物和氨基酸的生物合成,以及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的代谢途径。通过分析差异代谢物与代谢通路筛选到8种代谢物,包括苯丙氨酸、赖氨酸、莽草酸、酪胺、谷氨酸、鸟氨酸、L-哌甲酸酯、柠檬酸,其中,苯丙氨酸的上调表达最为显著。而苯丙氨酸参与的氨基酸代谢和苯丙烷类代谢是造成毛竹笋适口性变差、品质下降的主要因素。     

基于代谢组学探究金线莲对铅胁迫的响应机制

【目的】通过分析铅胁迫后金线莲代谢产物变化,探讨金线莲对铅胁迫的响应机制。【方法】金线莲苗经铅胁迫处理后,于第0、7、14和30 d采样,测定全株金线莲黄酮、可溶性糖、游离氨基酸和金线莲苷等活性物质含量,分析铅胁迫对金线莲代谢产物的影响。【结果】随着铅胁迫时间的延长,芦丁和水仙苷2种黄酮及可溶性糖含量均呈现先增加后减少的变化趋势。在金线莲中检测出21种游离氨基酸,其中,天冬氨酸含量最高;脯氨酸（Pro）在胁迫后含量快速上升,并维持高位;其余游离氨基酸组分则直至第14 d后,开始出现显著上升（P<0.05）。非靶向代谢组学结果显示,第7、14和30 d差异代谢物数量分别为92、108和67,其中上调为6、32和10,下调为86、76和57,差异代谢物主要集中于脂肪酰基、氨基酸及其衍生物、异戊烯醇磷脂和有机酸类。存在极显著差异的代谢通路包括N-聚糖生物合成（上调）,类胡萝卜素生物合成（上调）,油菜素甾体生物合成,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解,以及不饱和脂肪酸的生物合成。【结论】铅胁迫初期,金线莲可通过调节脂质代谢、氨基酸代谢及黄酮化合物的合成,从而减少胁迫损伤,但长期高含量铅胁迫会导...     

不同发育时期核桃内果皮的差异代谢物分析

为探明核桃内果皮发育过程中代谢物的变化和木质化发育规律,以不同发育期的‘赞美’核桃内果皮为材料进行了代谢物测定,同时结合转录组信息,研究不同发育时期核桃内果皮中代谢物质的变化及相关基因的转录与表达。结果表明:不同发育期核桃内果皮中代谢物具有显著差异。通过高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)对样品进行检测分析共鉴定出7 837个代谢物,对其进行筛选后,共得到2 633个差异代谢物,包括核苷酸及其衍生物、脂质、酚酸、氨基酸及其衍生物、生物碱、糖苷、有机酸、木脂素、黄酮类等,被注释到35个代谢通路中,其中玉米素生物合成、组氨酸代谢、核黄素代谢、硫胺素代谢、苯丙氨酸和酪氨酸及色氨酸生物合成通路最显著;硫代葡萄糖苷生物合成、嘌呤代谢、卟啉和叶绿素代谢和苯丙烷类生物合成通路富集到最多差异代谢物。花后45 d时,大部分的差异代谢物的含量较花后20 d时降低。转录组与代谢组联合分析发现,二者具有22个相同的代谢通路,包括玉米素生物合成通路等;激素代谢相关通路和苯丙烷生物合成相关通路中差异代谢物变化与酶编码基因的表达情况一致。核桃内果皮代谢物分析为揭示内果皮发育规律,提高其利用价值提供了理论依据。     

外源茉莉酸对燕麦在不同干旱胁迫下转录组的影响

为探究外源茉莉酸(Jasmonic acid,JA)对不同干旱胁迫下燕麦转录组的影响,本研究测定轻度(0.017 mol/L PEG-6000处理)和重度干旱胁迫(0.034 mol/L PEG-6000处理)处理及再添加JA处理的‘蒙燕1号’转录组,并对表达显著差异基因(DEGs)进行GO和KEGG功能富集分析。结果表明:GO功能富集分析显示,不同干旱胁迫处理下,外源JA诱导的DEGs均主要富集在膜、催化酶、转移酶和对刺激反应等代谢途径。KEGG功能富集分析显示,在未进行干旱胁迫条件下(CK),外源JA诱导1 955个基因表达上调,4 666个下调;DEGs主要富集的通路为代谢途径和次生代谢物的合成,其中苯丙素的生物合成通路基因表达发生显著变化。轻度干旱胁迫下,外源施用JA诱导1 574个基因表达上调,933个基因下调;DEGs主要富集的通路为次生代谢的生物合成、植物激素信号转导、精氨酸和脯氨酸代谢通路,其中脱落酸和水杨酸信号转导、精氨酸和脯氨酸代谢通路中基因表达均上调;重度干旱胁迫下,外源JA诱导223个基因表达上调,456个下调;DEGs显著富集的只有鞘脂代谢通路。与未施用JA相比,不同干旱胁迫下,施用JA均可诱导细胞分裂素(CTK)代谢通路中CTK的N-糖基化基因(UGT73C5)上调和氧化酶/脱氢酶基因(CKX11)下调,以及脱落酸(ABA)信号转导相关基因(THI1.3)和未知功能基因(AT1G71250)表达发生显著变化。综上,轻度和重度干旱胁迫下,外源JA能诱导燕麦响应干旱胁迫的CTK和ABA相关基因表达发生显著变化。     

番鸭产蛋前期和产蛋期肝脏组织非靶向代谢组学比较分析

旨在从非靶向代谢组学角度分析番鸭产蛋前期和产蛋期肝脏代谢物谱的差异,选用开产前22周(TT组)和产蛋期40周(FT组)番鸭各12羽作为研究对象,采用超高效液相色谱-电喷雾质谱(UPLC-MS)非靶向代谢组学技术获得24个产蛋前后肝脏代谢物图谱,根据变量权重值(VIP)和独立样本T检验筛选出差异代谢物并作通路富集分析。结果表明,与TT组相比,在FT组筛选出的324种差异代谢物中,156种代谢物丰度均显著上调(P<0.05),168种代谢物丰度均显著下调(P<0.05);脂类及类脂分子和有机酸及其衍生物这2类代谢物数量在上调差异代谢物中分别占19.87%和21.79%,在下调差异代谢物中分别占41.07%和13.1%;通路富集获得17个代谢通路且均显著差异(P<0.05),主要为氨基酸代谢、甘油磷脂代谢、核苷酸代谢和维生素代谢等,其中9个通路为氨基酸代谢通路。除叶酸一碳库、半胱氨酸与蛋氨酸代谢、嘌呤代谢、赖氨酸降解和谷胱甘肽代谢通路下调外,其他12个通路均显著上调(P<0.05),谷胱甘肽和半胱氨酸丰度显著下调(P<0.05),胆碱丰度显著上调(P<0.05)。综上,非靶向代谢组学分析揭示,产蛋期肝脏中脂类及类脂分子和有机酸及其衍生物等高度富集;氨基酸、嘧啶、氨基糖和核苷糖等代谢增加为卵黄前体物合成提供原料。     

骨碎补大棚栽培品与野生品的广靶代谢组学比较分析

【目的】骨碎补是一种多年生传统中药材,目前药材原料多来源于野生采集,鲜见有人工栽培的报 道。因过度采集,骨碎补野生资源破坏严重,导致药材资源锐减,人工种植成为必然趋势。在探索骨碎补设施大棚 栽培技术的基础上,利用代谢组学技术开展大棚栽培药材与野生药材的靶向代谢组学比较研究,探讨栽培品与野生 品主要代谢产物的差异,为骨碎补人工栽培技术推广提供依据。【方法】以骨碎补基源植物槲蕨为研究对象,采用 UPLC-MS/MS 分析技术对比分析设施大棚栽培 3 年的槲蕨根茎与其野生根茎之间的差异代谢物,并开展差异代谢物 富集通路分析。【结果】从两种药材检测到的 749 种代谢物中筛选到 100 种差异代谢物,且与野生品相比,大棚栽 培品中有 58 种代谢物含量上调、42 种含量下调。这些差异代谢物主要包括黄酮类化合物、有机酸、氨基酸及其衍 生物、酚酸类、生物碱、游离脂肪酸等。在大棚栽培品中,黄酮醇、黄酮碳糖苷、糖及糖类代谢物含量全部上调; 而在野生品中,氨基酸及衍生物、酚酸类、溶血磷脂酰胆碱和花青素类代谢物含量上调幅度较大。通路富集分析结 果显示,100 个差异代谢物共注释到 47 条代谢通路,其中显著富集的有维生素 B6 代谢、芪类化合物生物合成、二 芳基庚烷生物合成、姜酚的生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、半胱氨酸代谢、蛋氨酸代谢、花青素生物合成、氨 酰基 tRNA 生物合成等途径。【结论】大棚栽培的骨碎补,其黄酮醇、黄酮碳糖苷、糖及糖类代谢物化合物含量显 著高于野生品,因总黄酮被公认为主要药效成分,因此大棚栽培的骨碎补比野生品具有主效成分优势,可为骨碎补 规模化设施栽培或人工栽培提供科学依据。     

翅碱蓬响应高盐胁迫的分子机制研究

为研究翅碱蓬Suaeda heteroptera响应高盐胁迫的分子机制,试验将翅碱蓬植株在高盐胁迫(856 mmol/L NaCl)和无盐(0 mmol/L NaCl)条件下处理2 h后,对植株分别进行全转录组测序。结果表明:通过RNA-seq分析共获得转录本147 176个,拼接后获得单基因(Unigene)84 545个;比较转录组学分析显示,与无胁迫组(对照)相比,高盐胁迫下翅碱蓬共检出144个差异表达基因,其中发生表达上调的有55个,发生表达下调的有89个;GO富集分析显示,差异表达基因主要分布在次生代谢、信号转导、光合作用电子传递等途径;KEGG富集分析显示,差异表达基因涉及的代谢通路有14个;对差异表达基因发生富集的5个主要代谢通路(光合作用、蔗糖与海藻糖代谢、植物激素信号转导、苯丙基类生物合成、半胱氨酸与甲硫氨酸代谢)进行了详细阐述,从分子水平探讨了翅碱蓬响应高盐胁迫的机制。本研究结果可为更深入研究翅碱蓬耐盐分子机制、挖掘耐盐关键基因提供数据资料。     

低温胁迫下小兰屿蝴蝶兰叶片转录组分析

实验研究了不同温度处理下小兰屿蝴蝶兰叶片组织的基因表达水平。取生长状态相同的10株小兰屿蝴蝶兰,实验组4℃处理24h,以室温下处理的小兰屿蝴蝶兰为对照进行转录组测序分析,通过采用GO数据库、KEGG数据库比对,对差异表达基因的功能、以及参与调控路径的分析。结果显示低温胁迫下共分析获得2865个差异基因,其中有471个为上调基因,有2394个为下调基因。GO功能注释分析可以将其分为生物过程、细胞组分、分子功能三大类,61分支;KEGG通路分析结果得知,差异表达基因注释到125个不同代谢通路中,其中比较多的差异基因富集于代谢过程、次级代谢物的生物合成、核糖体的代谢通路中。实验结果对于培育抗冷性蝴蝶兰具有一定的指导意义。     

核桃内种皮苦涩味品质代谢组学分析

【目的】研究基于代谢组学技术的核桃内种皮苦涩味形成机理,为相关研究和苦涩味改良提供参考。【方法】以极具苦涩味内种皮和无苦涩味内种皮的核桃无性系为材料,利用超高效液相色谱和串联质谱（UPLC-MS/MS）技术,从其内种皮提取物质,通过自建数据库MVDB和代谢信息公共数据库对2种核桃无性系内种皮苦涩味的差异代谢物进行主成分分析、正交偏最小二乘判别分析、样本重复相关性评估和聚类等分析,再通过KEGG数据库注释差异代谢物参与的代谢途径,从中筛选出差异显著代谢物以及苦涩味标志物。【结果】从2种核桃内种皮中共检测到12大类263种差异代谢物,其中147种显著上调,116种显著下调,包括61种酚酸类、55种黄酮、43种脂质、20种其他类、19种鞣质、16种氨基酸及其衍生物、13种核苷酸及其衍生物、12种有机酸、11种生物碱、8种萜类、3种木脂素和香豆素及2种醌类,共注释到66条代谢途径,富集代谢物多且显著的前6条通路分别是类黄酮代谢、甘油酯代谢、糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定生物合成、抗坏血酸和aldarate代谢、苯丙烷类代谢、戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化。自行构建了柚皮素代谢途径,并筛选出4个（柚皮素、圣草酚、圣草酚7-O-葡糖苷、矢车菊素3-O-葡萄糖苷）含量显著上调的代谢物,可将其作为核桃内种皮苦涩味形成的标志物。【结论】发现了2种无性系核桃内种皮代谢物差异以及苦涩味标志物。     

基于RNA-Seq技术的黄连根茎与须根转录组分析

采用RNA-Seq技术,对黄连根茎与须根进行转录组分析,经过trinity软件组装得到130 592条Unigenes,平均长度为700 bp,其中68 976条Unigenes在NR、GO、KEGG、eggNOG、Swiss-Prot和Pfam数据库获得基因注释信息,仅占全部Unigenes的52.82%。39 572个Unigene被注释到GO数据库的生物学进程、细胞组分和分子功能三大类的52个小类中;参与KEGG的5大类代谢通路,34个代谢路径,共搜索到24 999个SSR位点,单核苷酸、两核苷酸和三核苷酸为黄连根部SSR的主要重复基序。黄连根茎与须根的差异表达基因有13 496个,在黄连须根中上调的差异基因有8 375个,下调的有5 121个。两者差异基因GO富集分析表明,跟次生代谢相关进程的前5项为次生代谢进程、次生代谢物生物合成过程、生物碱代谢过程、异喹啉生物碱生物合成过程和异喹啉生物碱代谢过程。在细胞组分分类中,膜结构、细胞壁和外封装结构为差异基因富集的前三;在分子功能分类中,跟氧化还原酶活性相关条目占差异基因富集显著的前四。在KEGG数据库中,共有3 749个差异基因定位到125个代谢途径中,其中,24个差异基因注释到异喹啉生物碱生物合成,在关联的8条KEGG通路中,筛选得到11个关键酶基因;同时,有39个差异基因注释到络氨酸代谢途径中,在关联的21条KEGG通路中,筛选得到10种关键酶基因。黄连根部转录组数据的获得为研究黄连异喹啉类生物碱的合成及黄连根茎与须根代谢差异奠定了基础。     

基于GC-MS分析两地白色藜麦种子的代谢差异

为了探究四川盐源县和青海都兰县白色藜麦种子的代谢物质差异,对其进行非靶向代谢组学的分析。利用GC-MS技术以及多元统计分析对两地的白色藜麦种子进行比较,发现两地的藜麦种子代谢物质有差异,共检测到29个显著差异物质,主要包括15个氨基酸、6个有机酸和一些糖醇、胺类、多酚、生物碱。其中有22个代谢物质表达上调,7个表达下调,在上调表达代谢物中有12个氨基酸(甘氨酸、L-缬氨酸、谷胱甘肽、GABA等)和5个有机酸(乳清酸、肉桂酸、2-氧戊二酸等)。通过MetaboAnalyst进行通路分析,发现有24条代谢通路与上调表达代谢物相关,其中有7条通路影响较显著,分别为谷胱甘肽代谢,氮代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,氨酰基-tRNA生物合成,苯基丙氨酸代谢,硫代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢。谷胱甘肽代谢途径的影响最为显著,而此途径与植物的抗逆性密切相关,其中检测到的代谢物主要有甘氨酸和谷胱甘肽在四川盐源的藜麦中有更高的表达水平,表明四川盐源的白色藜麦较青海都兰的白色藜麦有更强的抗氧化能力,使得植物有较好的抗逆性能在逆境中生存,这为指导两地白色藜麦的栽培育种和抗逆性机理的研究提供了理论依据。     

小麦幼苗根系应答重金属Pb胁迫的转录组分析

为了探究小麦对重金属铅(Pb)胁迫应答的分子机制,采用水培法对小麦品种矮抗58进行不同质量浓度[0(对照)、40、80、160 mg/L]Pb胁迫处理,并对幼苗根系进行转录组测序,筛选分析差异表达基因,进行GO分类及KEGG富集分析。结果表明,不同质量浓度Pb处理下,小麦幼苗的根长和根数均受到抑制,且随着Pb质量浓度升高抑制作用增强。在Pb胁迫处理与CK间共获得了38 904个差异表达基因。其中,40、80、160 mg/L Pb条件下分别有6 072、16 581、16 251个差异表达基因。选取80 mg/L Pb处理的差异表达基因作为研究重点分别进行GO分类和KEGG通路富集分析。GO分类发现,上调差异表达基因主要富集在免疫系统过程、运动过程、代谢过程、节律性过程及催化活性和电子载体活性等方面,下调差异表达基因主要富集在发育过程、生长过程、定位过程、复制过程、生殖过程及转运活性和抗氧化活性等方面;KEGG富集分析发现,上调差异表达基因主要涉及植物激素信号转导途径、植物-病原互作途径、药物代谢途径、MAPK信号通路等方面,下调差异表达基因主要涉及次生代谢物的生物合成途径、苯丙烷类生物合成途径、抗生素生物合成途径、碳代谢和蔗糖代谢等方面。选取6个响应Pb胁迫的差异表达基因进行RT-PCR验证,结果表明6个差异表达基因的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,进一步验证了RNA-Seq结果的准确性。     

基于代谢组学分析黑莓、黑树莓果实代谢物的差异

为了探究黑莓、黑树莓成熟果实中主要代谢物的差异,利用液相色谱-质谱技术对其进行比较分析。结果表明,在正离子、负离子模式下分别存在1 288个、971个具有显著表达差异的代谢物,通过KEGG数据平台分析发现,代谢通路是富集差异表达代谢物数量最多的(共104个),其次是次生代谢物合成通路(有65个差异表达代谢物)。此外,黄酮和黄酮醇生物合成通路也是主要差异代谢物显著富集的代谢途径之一,包含11个差异代谢物。而在花色苷合成通路上,与黑莓果实相比,黑树莓果实中有6个代谢物表达量下调,而矢车菊素-3-O-葡萄糖苷代谢物表达量上调。在异黄酮合成通路中,与黑树莓果实相比,黑莓果实中的(S)-柚皮素相对表达量增加了2.7倍。研究结果为更好地了解黑树莓、黑莓果实代谢物的异同和高效利用悬钩子属果实中黄酮、花色苷等次生代谢物提供理论依据。     

盐胁迫下冰菜盐囊泡细胞的比较代谢组学分析

为了研究盐胁迫下冰菜(Mesembryanthemum crystallinum)盐囊泡中代谢物的变化,通过液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）技术对对照以及盐处理下冰菜的盐囊泡中的代谢物进行了鉴定及分析,共在冰菜盐囊泡中确定了356个已知代谢物。对差异代谢物的筛选结果表明,有37种代谢物的含量在盐处理后的盐囊泡中发生了显著变化。基于KEGG数据库对差异代谢物进行的代谢通路富集分析表明,KEGG中定义的植物激素信号传导、玉米素生物合成及嘌呤代谢等6条生化途径存在显著扰动。以上结果显示,盐处理能造成冰菜盐囊泡中的代谢物发生显著变化。     

白皮和江屯青皮佛手瓜嫩梢的代谢组比较分析

【目的】挖掘影响龙须菜品质和口感的代谢物质,对白皮和江屯青皮两种佛手瓜嫩梢进行代谢组分析。【方法】采用超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）技术,对白皮和江屯青皮两种佛手瓜嫩梢进行代谢组学检测,采用MetaboAnalyst 5.0、SIMCA-P和Origin等软件对代谢组数据进行分析。【结果】两种佛手瓜嫩梢间共筛选到135种差异代谢物,其中下调代谢物82个、上调53个;差异代谢物聚类法分析显示,芥子醛在白皮佛手瓜嫩梢中含量高,其次为松柏醇;在江屯青皮佛手瓜嫩梢中,检测差异代谢物溶血磷脂酰乙醇胺最高,其次为溶血磷脂酰胆碱;KEGG结果显示差异代谢物显著富集于5条代谢途径,分别为嘌呤代谢、亚油酸新陈代谢、类黄酮生物合成、次生代谢产物合成及α-亚麻酸代谢途径。【结论】江屯青皮佛手瓜嫩梢中的脂质、黄酮类、生物碱以及核苷酸类等物质含量高,特别是溶血磷脂酰乙醇胺、日当药黄素、腺嘌呤核苷三磷酸和阿魏酰亚精胺等。研究结果为解析江屯青皮龙须菜代谢组学的营养和药用选育价值及优质品种提供理论基础。     

转录组测序法研究草珊瑚叶和根的基因差异表达

【目的】从基因表达的水平,初步分析草珊瑚叶和根之间次生代谢差异的分子机制,为二者之间临床疗效差异形成的分子机制分析提供信息。【方法】以福建省福州市的草珊瑚作为样品,采用Illumina HiSeq TM高通量测序技术测定草珊瑚叶和根的转录组,然后经过滤和Trinity组装,得到的unigenes再通过blast与Nr、Nt、Pfam、KOG、Swiss-Prot、Kegg和GO进行比对注释,并对叶和根的基因差异表达进行分析,尤其是对KEGG代谢通路富集的差异基因进行分析。【结果】转录组测序结果共获得0.4亿多个clean reads,经Trinity组装后共得到508 271个unigenes,其平均长度为740 bp,最大长度为17.3 kb。基于blast分析,共有148 561个unigenes在七大功能注释数据库中得到成功注释,占总基因数的58.80%。在分析基因表达水平差异时,发现草珊瑚叶和根的共同基因有93 127个,叶和根的差异基因分别为36 327个和52 268个;同时还发现在29 732种不同表达的unigenes中,有12 511个上调基因和17 221个下调基因;代谢相关KEGG具有显著差异的通路有淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成、乙醛酸和二羧酸代谢、光合生物的固碳作用、吞噬体、谷胱甘肽代谢、光合作用、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、倍半萜类和三萜类生物合成、卟啉和叶绿素代谢、氮素代谢、昼夜节律-植物、光合作用-天线蛋白、芪类、二芳基庚酸和姜酚生物合成、不饱和脂肪酸生物合成、柠檬烯和蒎烯降解、类胡萝卜素生物合成、二萜类生物合成、类黄酮生物合成、脂肪酸延伸等。其中与药效密切相关的次生代谢通路苯丙烷类、倍半萜类和三萜类、二萜类、类黄酮类生物合成等途径分别有193个、82个、40个、35个差异表达基因,而上调倍半萜合酶、ent-kaur-16-烯合酶、黄酮醇合酶/黄烷酮3-羟化酶等基因和下调8-羟基香叶醇脱氢酶、vinorine合酶、角鲨烯合酶等关键酶基因差异显著。【结论】草珊瑚叶和根中苯丙烷类、倍半萜类和三萜类、二萜类、类黄酮次生代谢途径的相关基因差异最为显著,其中差异显著的关键酶基因可为分析其叶和根之间次生代谢差异的分子机制提供重要信息。     

贵州多花木兰根际溶磷菌株的鉴定及代谢组学分析

为了研究溶磷菌如何响应和应对缺磷，将难溶性磷转变成可溶性磷的机制。利用贵州多花木兰根际土壤分离筛选获得溶磷菌株PD19-4，设置无磷（CK）、难溶性磷（UP）和可溶性磷（SP）3种磷元素条件下培养，并采用LC-MS/MS 代谢组学方法分析其在不同磷元素条件下培养产生的差异代谢物。经形态学鉴定、理化特性比较和16S rDNA序列比对NCBI数据库，发现PD19-4与巴氏假单胞菌（Pseudomonas baetica）最相似，且同源性达99.65%。代谢组分析发现：（1）菌株代谢物共鉴定出253个。CU（CK∶UP）、CS(CK∶SP)和US(UP∶SP)中差异显著下调的代谢物有68、101和108个。代谢物中有机酸类、氨基酸类、碳水化合物和核苷酸类差异物最多；（2）与CK相比，UP和SP中共同上调较明显的代谢物有磷酸糖类D-甘露糖6-磷酸、D-木酮糖-5-磷酸和核酮糖-5-磷酸类物质，且仅在UP中最活跃的代谢物是D-葡萄糖-6-磷酸和2-脱氧核糖1-磷酸。与UP相比，CK和SP中有机酸类精氨基琥珀酸差异倍数较大且相反，分别为17.28 log₂FC和-17.28 log₂FC；（3）KEGG注释和富集，与SP相比，CK和UP都共同富集在精氨酸、脯氨酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸代谢途径、碳代谢、磷酸戊糖途径及ABC转运体通路。仅在US中富集的代谢通路有嘌呤代谢、氧化磷酸化、氨基糖和核苷酸糖代谢。综合以上，溶磷菌株从可溶性磷转到难溶性磷环境中，主要通过增加有机酸类和氨基酸类代谢物，同时增强嘌呤代谢、氧化磷酸化、氨基糖和核苷酸糖代谢及磷酸戊糖途径来提高溶磷性。     

基于转录组测序和生化分析揭示盐碱胁迫对玉米木质素生物合成的影响

【目的】探究盐碱胁迫对玉米中木质素、叶绿素含量的变化，以及其生物合成途径上关键酶基因表达水平的变化，为揭示玉米响应盐碱胁迫的分子机制、培育抗盐碱玉米新品种提供理论基础。【方法】对玉米苗期进行盐碱胁迫处理，并进行高通量转录组测序、叶绿素和木质素含量测定。【结果】转录组测序共获得39 722个基因，其中差异表达基因12 432个。KEGG注释分析表明，差异基因主要富集在碳代谢、苯丙烷生物合成通路、淀粉和蔗糖代谢通路。生化分析表明，盐碱胁迫下玉米叶绿素含量和总木质素含量分别降低30.45%和31.26%,其中H和S型木质素单体含量降低，而G型木质素单体含量升高。对基因表达水平和成分含量之间的关系分析表明，叶绿素合成酶基因的下调和叶绿素b还原酶基因的上调导致了叶绿素含量的降低，苯丙素生物合成途径中的161个差异表达基因导致木质素和木质素单体含量的变化。【结论】盐碱胁迫抑制玉米木质素的生成，且主要抑制H和S型木质素单体的生成；盐碱胁迫通过调控叶绿素合成酶基因的下调和叶绿素b还原酶基因的上调，致使叶绿素的生成量减少。本研究为采用基因工程进行分子育种提高玉米耐盐碱性和调控玉米木质素含量提供了理论依据...