冬瓜高通量转录组测序及分析

【目的】获得冬瓜转录组序列、遗传变异等信息,从中挖掘冬瓜基因数据及SSR分子标记,为冬瓜后续研究提供数据支撑。【方法】以冬瓜嫩叶为材料,利用Illumina HiSeq~(TM)2000技术对冬瓜进行转录组测序,构建数据库从中获得干净序列。经De novo拼接组装后,将获得的单基因簇(Unigene)数据在非冗余蛋白数据库(nonredundant protein database,Nr)、蛋白质序列数据库(Swiss Prot protein database,Swiss Prot)、基因本体论数据库(gene ontology,GO)、蛋白质真核同源数据库(eukaryotic orthologous groups,KOG)、东京基因与基金组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、蛋白质家族域数据库(protein families database,Pfam)6个公共数据库中进行比对,最终得到冬瓜单基因簇注释信息。利用MISA软件对转录组单基因簇进行搜索,获得单基因簇中的SSR位点。【结果】从冬瓜嫩叶中得到62 021 032条高品质序列,组装后获得40 611条单基因簇,平均长度955 bp。将所有单基因簇在Nr和Swiss Prot数据库中进行比对,结果分别比对到27 474及19 573条单基因簇;在GO数据库中,所注释到的10 659条单基因簇分别匹配到生物功能、分子功能和细胞组分3个本体的47个功能组中;与KOG数据库进行注释比对,根据其功能将注释到的单基因簇划分为25类;KEGG数据库比对注释到10 799条冬瓜的单基因簇,可分为5个大类、19个亚类、125条代谢途径;在Pfam数据库中比对到17 990条单基因簇,分属于369个类群。SSR位点搜索发现,有5 086条单基因簇包含SSR序列,获得5 474个SSR位点。【结论】利用高通量测序获得大量冬瓜转录组信息,有助于从分子水平对冬瓜进行深入研究。     

8个番石榴品种的转录组测序

[目的]获得番石榴转录本数据,探讨不同番石榴品种转录本之间差异.[方法]研究通过Illumina HiSeq 2500平台对红心(HX)、彩虹(CH)、紫红(ZH)、水晶(SJ)、秀珍(XZ)、彩叶变(CYB)、彩叶(CY)和紫星(ZX)等8个番石榴品种的8～9成熟果肉进行转录组测序,通过组装及数据库比对,获得大量番石...     

基于转录组数据的芦笋EST-SSR标记的开发及通用性分析

【目的】明确芦笋转录组中SSR位点的分布规律,开发高信息量的EST-SSR标记并分析通用性,为天门冬属植物系统进化分析、功能基因挖掘及分子标记辅助育种提供工具。【方法】以笔者课题组前期获得的15个芦笋根系RNA-seq数据为基础,采用MISA软件检索SSR位点、Primer 3.0软件批量设计引物及TB-tools软件批量e-PCR与Primer-blast程序逐一e-PCR相结合的方法剔除非有效引物。通过与基因组序列比对,获取标记所属基因ID、物理位置、潜在功能等信息。随机合成引物50对,以9份芦笋、7份天门冬、5份文竹和3份蓬莱松种质为材料,检测引物有效性、多态性和通用性。【结果】共检索出SSR位点36 590个,分布于30 229条Unigene,发生频率为4.78%,平均间距为9.17 kb。SSR位点非均匀分布于10条染色体,7号染色体数量最多（4 642个）,3号染色体密度最高（37.86 SSR/Mb）。SRR位点从单核苷酸至六核苷酸均有分布,以三核苷酸（46.92%）类型最丰富,AG/CT(16.58%)基序最具优势。成功设计EST-SSR引物19 695对,经e-PC...     

黄芩高通量转录组测序数据组装和分析

采用高通量测序技术对黄芩的转录组进行测序,获得了29 099 899条reads数据,拼接后得到53 353条Unigene;将所获得的Unigene与COG,GO,KEGG,Swiss-Prot,NR这5个公共数据库进行比对,结果发现,分别有10 756,21 950,8 101,20 339,29 288条Unigene可比对到以上5个数据库中;已注释的Unigene与COG数据库比对后按功能可分为25类;根据GO功能可分为三大类57个亚类;经过与KEGG数据库比对后按照代谢通路可分为116类;利用Get ORF软件进行ORF预测,获得长度大于300 nt的ORF共20 552个;通过SSR分析,共获得5 658个SSR标记。获得的转录组信息可为今后进行黄芩分子标记的开发和关键基因的克隆及功能分析等研究提供基础数据。     

芋全长转录组测序分析及淀粉生物合成相关基因挖掘

【目的】获取芋(Colocasia esculenta)全长转录本序列和结构信息,并挖掘淀粉生物合成相关基因和转录本的结构信息,为后续阐明芋淀粉生物合成的分子机制及深入利用芋基因资源提供科学依据。【方法】以荔浦芋1号为试材,采集其3月龄植株的不同组织(叶片、叶柄、球茎、匍匐茎和根)开展混合样三代全长转录组测序,对获得的转录本进行功能注释,通过生物信息学方法分析转录本可变剪接(AS)、可变多聚腺苷酸化(APA)、长链非编码RNA(lncRNA)、转录因子(TF)和简单重复序列(SSR)等的结构信息,通过京都基因和基因组百科全书(KEGG)注释获得芋淀粉生物合成相关的基因和转录本,并对其进行AS和APA分析。【结果】通过对芋叶片、叶柄、球茎、匍匐茎和根混合样开展三代全长转录组测序,共获得全长转录本序列38 043条;通过与参考基因组进行比对,鉴定出新转录本31 058条,其中28 785条获得功能注释;通过对转录本结构分析,共鉴定出9360个AS事件、6436个基因存在poly(A)位点、25 081个SSR位点、304个lncRNA、1911个融合转录本和1608个TF。通过KEGG注释...     

中国瘰螈皮肤转录组测序及活性多肽分析

首次对中国瘰螈皮肤组织进行了转录组测序并分析其活性多肽。提取中国瘰螈皮肤组织总RNA用于构建cDNA文库，采用Illumina HiSeq 4000进行测序。测序数据处理后获得unigene，并对其进行基因注释和生物信息学分析。共组装获得了74 371 个非冗余unigene（平均长度为762 bp），其中33 627个unigene在七大功能数据库中得到功能注释，5 137个unigene的注释结果来自两栖类物种，约占注释总数的15%。另外，从转录组数据中识别了一些皮肤活性多肽如胆囊收缩素、防御素、伤口愈合肽、蛋白激酶抑制剂、胸腺素，它们大多数具有皮肤免疫或防御功能，且在其他两栖动物种类中均发现有较高序列相似性的同源多肽。结果为阐明蝾螈皮肤免疫或防御机制提供了前期基础资料。     

基于转录组测序的花椒属物种EST-SSR标记开发

【目的】开发适用于花椒(Zanthoxylum bungeanum)和竹叶花椒(Zanthoxylum armatum)的EST-SSR引物,为花椒属物种的鉴定及遗传多样性探究提供分子标记。【方法】对花椒和竹叶花椒分别进行转录组测序(RNA-seq),基于得到的EST序列开发SSR引物。在2种花椒的EST-SSR引物中分别随机挑选60对引物,用12份材料(4份花椒和8份竹叶花椒)为样本,利用琼脂糖凝胶电泳验证其特异性。从有特异性条带的引物中,再随机选取花椒和竹叶花椒SSR引物各15对,选取6个(2份花椒和4份竹叶花椒)样本,利用聚丙烯酰胺银染电泳进行多态性检测。【结果】花椒共有64 944条Unigene,碱基对长度共54 073 890bp,含有12 746个SSR位点,分布在10 595条Unigene上,SSR位点出现频率为19.63%,平均分布距离4.24kb。竹叶花椒Unigene共75 669条,碱基对长度58 975 053bp,共15 096个SSR位点,分布在12 612条Unigene上。SSR位点出现频率为19.95%,平均分布距离为3.91kb。60对花椒引物中,有46对成功扩增出特异性条带,扩增效率76.67%;60对竹叶花椒引物中,有41对扩增出特异性条带,扩增效率68.33%。花椒和竹叶花椒的特异性条带大小在100～300bp,主要集中在150～250bp。多态性验证试验中,15对花椒引物中有12对产生了多态性条带,多态率80.00%;15对竹叶花椒引物中则有14对产生了多态性条带,多态率93.33%。【结论】基于花椒和竹叶花椒转录组高通量测序结果开发的EST-SSR分子标记引物,具有较明显的特异性和多态性。     

阳春砂花丝、花柱转录组测序及生物信息学分析

为进一步探究阳春砂假合蕊柱形成机制,基于RNA-Seq技术对不同生长时期阳春砂花丝、花柱进行转录组测序及生物信息学分析,获得阳春砂转录组数据并筛选出激素合成及信号转导通路基因,为后续研究阳春砂基因功能、代谢途径、花器官发育及运动调控机理等方面提供参考。结果表明,测序数据拼接组装后获得94 584条Unigene,总长度为92 501 015 bp。将获得的Unigene分别在NR、GO、KOG和KEGG等七大数据库中进行比对,共有62 174条Unigene得到注释,占全部Unigene的65.73%;NR数据库中注释到58 669条Unigene,被注释的同源序列主要来自于小果野芭蕉;有45 892条Unigene注释到KOG数据库中,涉及25个功能分类;GO数据库注释Unigene 12 050条,按照功能分为3个大类及55个亚类;KEGG数据库中,有44 000条Unigene注释到137个代谢通路中;SSR特征分析中共检测到18 895个位点,三碱基重复的数目最多,达到6 313个,占比为33.41%。2012条Unigene被注释到9种不同激素的合成与信号转导途径中,赤霉素的...     

杜鹃花叶片转录组测序数据组装及功能注释

采用2代 Illumina Hi-Seq 测序技术对2年生杜鹃花白凤4号(Rhododendron pulchurum cv. BaiFeng 4)扦插苗叶片的转录组进行测序,获得了213 723 424条 Clean reads数据,经过质控和De novo。组装共获得平均长度为930 nt的53 568个Unigenes。与Nr、Swiss-Prot、KOG、KEGG四大数据库进行BLAST信息比对(E-value≤10^-5),共获得28 877个注释基因。与Nr数据库序列同源性比较发现,杜鹃花与葡萄(Vitis vinifera)具有较高的同源性,而与其他物种的同源性较低。杜鹃花转录组的Unigenes在KOG数据库比对上30 508个注释,分为25类。在GO数据库比对上17 218个Unigenes,其中与抗逆有关的Unigenes有11 928个。在KEGG数据库的132条代谢通路中富集了6 475个杜鹃花Unigenes,其中注释到植物激素生物合成代谢途径和信号转导途径的有384个。同时,有1 062个Unigenes被注释为转录因子,有8 738条SSR标记被挖掘。     

基于全长转录组测序的牛脂肪组织可变剪接事件分析

为探究可变剪接影响下更为复杂的脂肪沉积调控网络,明晰可变剪接事件的发生对脂肪沉积调控机制的影响,本研究基于PacBio测序平台的第三代测序技术,对夷陵黄牛腹腔脂肪、皮下脂肪、肌间脂肪进行全长转录组测序分析。共发现15 445个基因检测到50 520个可变剪接,占牛全部基因的33.4%。对这些基因进行富集分析发现,83个GO条目显著富集,这些显著富集的通路可能参与脂肪沉积网络的调控,其中16个与脂质合成及代谢相关,27条KEGG通路显著富集,其中15条与脂质合成及代谢相关。使用KOG、KEGG、NR、Swiss Prot、GO数据库对测序序列进行注释,80 756条序列共注释到69 259个基因,94 458条CDS序列及对应的pep序列。其中GO分析中15 039条序列富集到507个生物学过程条目,7 907条序列富集到214个细胞组分条目,30 672条序列富集到559个分子功能条目。KEGG数据分析富集到34条通路共49 710条序列,其中7 002条序列参与信号转导途径。以上结果表明,牛脂肪组织存在大量可变剪接事件,并且这些发生可变剪接事件的基因对脂肪沉积的调控发挥重要作用,这可...     

青篱柴转录组的高通量测序及分析

青篱柴具有很好的观赏价值和药用价值,但其基因组信息相对缺乏,导致其分子生物学和基因功能的研究受到限制.为了获得和挖掘青篱柴的基因数据和功能,首次利用新一代高通量测序技术平台Illumina HiSeqTM2000对青篱柴转录组进行测序,经de novo组装后共得到66 755条单基因簇(Unigene).进一步利用7大公共数据库进行Blast同源比对,注释了50 339条Unigene.研究发现,558个基因参与了青篱柴次生代谢产物的生物合成,其中在甜菜红碱、芥子油苷、类黄酮、单菌霉素和苯丙素生物合成途径中的Unigene分别有2个、18个、44个、70个和231个,这些基因很可能参与了青篱柴药用活性物质的生物合成.SSR位点搜索发现,在18 972条Unigene中含有22 542个SSR位点.研究结果将为青篱柴功能基因的克隆、基因的表达、分子标记开发和遗传多样性研究奠定基础.同时,转录因子分析结果也为青篱柴的喀斯特环境适应性机制提供了初步线索.     

椰子织蛾转录组分析

为获取入侵性检疫害虫椰子织蛾的基因信息,利用高通量测序技术对该害虫进行了转录组测序。结果表明：经拼接共获得了37 416条unigenes,平均长度为803 bp,N50为1 415 bp;通过BlastX比对,有19 154条unigenes(51.19%)成功在Nr中被注释。在Nr中成功注释的unigene,与黑脉金斑蝶同源性最高,达到68.45%;在GO注释中,共有14 131(37.76%)条unigenes被成功注释到细胞组分、分子功能和生物过程3大类的54个分支;在COG数据库中,成功注释的8 606条unigenes被注释到26个分类;在KEGG中,共有6 171条(16.49%)unigenes被注释到5大类通路的260条途径上。基于构建的转录组数据库,鉴定得到3 248个微卫星。     

大竹蛏高通量转录组测序数据组装和分析

为进一步开发大竹蛏Solen grandis的基因资源,采用2代Illumina Hi-seq测序技术对大竹蛏的鳃组织进行了转录组测序,构建了转录组数据库,获得338 483 476条Clean Reads数据;拼接组装后获得190 856条Unigene数据,平均长度为1147 bp;与NR、NT、KO、Swiss Prot、PFAM、GO、KOG等数据库进行Blast信息比对(E-value为10-5),共获得63 337个注释基因;与NR数据库比对发现,大竹蛏转录组基因序列与长牡蛎Crassostrea gigas具有较高的同源性,为53.3%;将大竹蛏转录组的Unigene的功能通过与KOG数据库进行注释比对划分为25类;GO数据库注释可分为三类,即细胞组分、生物过程和分子功能,共包括65个分支;KEGG分析发现,大竹蛏转录组数据中按照代谢通路可分为92类,利用Blast蛋白库比对和Estscan软件进行ORF预测,获得长度大于300 nt的ORF共50 681个;通过SSR分析,共获得73 089个SSR标记。本研究中获得的转录组信息可为今后进行大竹蛏分子标记的开发和关键基因的克隆及功能分析等研究提供基础数据。     

基于高通量测序的杂交鳢转录组数据分析

运用高通量技术对杂交鳢进行转录本测序和数据分析,经拼接与组装,最终获得52 065条unigenes,长度范围201～12 407 bp,序列平均长度为710 bp。从长度分布、GC含量和基因表达量等方面对unigenes进行评估,数据显示测序质量较好。进一步的数据分析,共鉴定出20 535个CDS,37 324个SNP位点和7 830个微卫星。用6大数据库Swiss–Prot、Nr、Pfam、KEGG、KOG和GO注释杂交鳢转录组unigenes,分别对应有20 955、28 938、19 339、14 052、19 358和18 635条unigenes获得注释。根据GO数据库的注释,可将这些unigenes分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类共50亚类。KEGG代谢通路分析表明,这些unigenes参与了5大类30亚类共268个代谢通路,其中,参与信号转导通路的unigenes数量最多,有1 716条。     

大竹蛏高通量转录组测序数据组装和分析

为进一步开发大竹蛏Solen grandis的基因资源,采用2代Illumina Hi-seq测序技术对大竹蛏的鳃组织进行了转录组测序,构建了转录组数据库,获得338 483 476条Clean Reads数据;拼接组装后获得190 856条Unigene数据,平均长度为1147 bp;与NR、NT、KO、Swiss Prot、PFAM、GO、KOG等数据库进行Blast信息比对(E-value为10-5),共获得63 337个注释基因;与NR数据库比对发现,大竹蛏转录组基因序列与长牡蛎Crassostrea gigas具有较高的同源性,为53.3%;将大竹蛏转录组的Unigene的功能通过与KOG数据库进行注释比对划分为25类;GO数据库注释可分为三类,即细胞组分、生物过程和分子功能,共包括65个分支;KEGG分析发现,大竹蛏转录组数据中按照代谢通路可分为92类,利用Blast蛋白库比对和Estscan软件进行ORF预测,获得长度大于300 nt的ORF共50 681个;通过SSR分析,共获得73 089个SSR标记。本研究中获得的转录组信息可为今后进行大竹蛏分子标记的开发和关键基因的克隆及功能分析等研究提供基础数据。     

杜梨叶片转录组分析

杜梨(Pyrus betulifolia Bunge)抗逆性强,叶色随季节变化而改变,被广泛用于沿海滩涂景观改造,是园林绿化中常用树种。为了解杜梨色叶相关基因调控途径,对杜梨叶片进行转录组测序,共获得67.7 Gb测序数据,通过组装共得到60 611个基因,其中包含1 059个新基因;与8个功能数据库进行比对分析,共57 669个基因得到了功能注释,注释效率为95.15%;GO分析发现,已注释的差异表达基因共涉及49个功能组,主要集中在膜(细胞组分)、催化活性(分子功能)、代谢过程(生物学过程)等中;KEGG分析发现,差异表达基因主要富集在碳代谢和植物-病原体相互作用等生物学过程中;共筛选出10个与类黄酮相关的基因,分别属于UDPGT等6个基因家族;在杜梨叶片转录组中共筛选出452 501个SNP位点,碱基转换类型所占比例远远高于颠换类型,表明杜梨具有丰富的SNP位点信息。本研究结果可为探究杜梨色叶分子机制等提供理论依据。     

基于转录组的漆树MYB转录因子的筛选及分析

MYB转录因子家族是植物最大的转录因子家族之一,在植物生长发育、形态建成、次生代谢等的调控中起着重要作用。本研究在漆树转录组测序的基础上,应用生物信息学方法,筛选到48个漆树MYB转录因子,依据MYB保守域的特点将其分为3类:1条R₃-MYB 序列,21条R₂R₃-MYB序列和26条R₁-MYB序列。结果表明,蛋白序列分析显示,48条漆树MYB转录因子大部分属疏水性蛋白,且无规则卷曲和α螺旋在二级结构中占有较大比例。GO分析发现漆树R₂R₃-MYB蛋白共注释到生物学过程、细胞组分和分子功能3大类功能的27个亚类。系统进化分析将48个漆树MYB转录因子分为了8个亚组。表达谱数据分析表明,漆树MYB基因的表达具有组织特异性,11个在叶片中高水平表达,21个在茎中的表达量较高。研究结果为今后进一步解析漆树MYB转录因子的结构和生物学功能奠定基础,有助于进一步研究漆树MYB转录因子在次生代谢产物中的调控功能。     

灵芝转录因子同源蛋白生物信息学分析及转录表达特性研究

[目的]本文旨在对灵芝中主要的转录因子家族同源蛋白进行筛选,分析其序列特性和乙酸处理下的转录水平变化,为深入研究灵芝的基因表达及产物代谢调控提供理论基础.[方法]运用生物信息学方法,分析灵芝蛋白数据库,将其与公共数据库中的19种真菌常见转录因子家族进行比较,从中筛选出灵芝转录因子家族同源蛋白.对bZIP转录因子家族进行...     

植物抗病WRKY转录因子生物信息学分析

以GenBank上登录的拟南芥(Arabidopsis thaliana)、欧芹(Petroselinum crispum)、辣椒(Capsicum annuum L.)、水稻(Oryza sativa L.)和毛白杨(Populus tomentosa)的22个WRKY家族抗病转录因子为分析对象,采用生物信息学方法对其系统发生树、保守基序和蛋白质三级结构进行分析。结果表明,22个抗病WRKY转录因子分为2个大类群,7个亚类群。两大类群的转录因子都具有基序1和2,系统发育树中第一大类群中的拟南芥AtWRKY4和AtWRKY25,欧芹PcWRKY1和辣椒CaWRKY-a具有相似的蛋白质三级结构,其都具有基序9和基序12,拟南芥AtWRKY33和AtWRKY48具有相似的蛋白质三级结构,都具有基序18;系统发育树中第四亚类群中的辣椒CaWRKY1和毛白杨PtWRKY23,具有相似的蛋白质三级结构。