胶孢炭疽菌侵染不同抗性葡萄叶片的转录组学分析北大核心CSCD

【目的】通过转录组测序筛选葡萄由胶孢炭疽菌侵染引起的差异表达基因,以进一步分析葡萄抗炭疽病分子机制。【方法】用胶孢炭疽菌侵染不同抗性葡萄的叶片,以清水处理叶片为对照,设置0、24、48、72 h 4个时期取样。采用RNA-seq分析两者间的差异表达基因,挑选出抗病候选基因,并利用qRT-PCR进行验证。【结果】共对42个样品进行转录组测序,每个样品平均数据量为6.65 Gb。KEGG富集分析中差异表达基因主要集中在植物与病原体互作、类黄酮生物合成和MAPK信号途径;转录因子家族分析从MYB、AP2-EREBP、bHLH、NAC和WRKY家族中筛选出12个在抗病株系中高表达的差异表达基因;WGCNA得到抗病相关模块MEdarkgreen。综合各项分析,挑选出9个差异表达基因进行q RT-PCR验证,其中8个基因的表达趋势同转录组测序结果一致。【结论】获得了葡萄响应胶孢炭疽菌侵染的差异表达基因,显著富集在植物与病原体相互作用、类黄酮生物合成和MAPK信号途径等3个通路,并筛选出8个抗病候选基因,包括MLO蛋白,WRKY、ERF转录因子等。     

杜仲转录组基因密码子使用偏好性分析

以杜仲转录组数据为试材,采用CodonW和SPSS软件相结合的方法,研究了杜仲基因密码子组成和长度对基因表达量的影响,以期为将来改造外源基因及利用基因工程技术改良杜仲提供理论基础。结果表明:杜仲转录组中基因的表达量与G3s、C3s、G+C和GC3s含量均呈极显著正相关(P0.01),与A3s含量、T3s含量、单条基因总密码子数(L_aa)和有效密码子数ENC均呈极显著负相关(P0.01),与Aro含量呈显著负相关(P0.05),表明高表达基因的密码子使用偏好性较强,且偏好于使用以G/C结尾的密码子;ENC与C3s、G3s、G+C和GC3含量均呈极显著负相关(P0.01),与A3s、T3s、Aro含量呈极显著正相关(P0.01);确定了15个杜仲最优密码子,分别为AAC、AAG、ACC、AGG、AUC、CAC、CAG、CCG、CUC、CUG、GCC、GGC、GUC、UAC和UCC。果实和叶片特异表达基因在氨基酸Leu、Ile、Ser、Pro、Thr、Asn、Glu和Cys密码子的使用上存在差异。     

利用转录组挖掘羊肚菌继代菌丝退化相关基因的初步探讨

继代培养7代羊肚菌（Morchellaesculenta）菌丝体,计算不同代数的菌丝生长速度,再分别收集第一代（M 1）和第六代（M 6）菌丝体,通过转录组测序,GO功能注释和富集与KEGG通路富集,得到关键差异基因,最后选取7个与退化相关的关键差异基因cel1、lac2、cah、png1、zpr1、did2和Hsp31,采用荧光定量PCR测定基因相对表达量,以验证转录组分析结果的可靠性。结果表明：当继代培养至第7代时,羊肚菌菌丝不能生长;M 6与M 1相比,共得到575个关键差异基因,其中表达上调198个,表达下调377个;GO富集表明,关键差异基因主要富集在活性氮代谢过程、硝酸盐代谢过程、硝酸盐同化和从头合成次黄嘌呤核苷酸的生物过程;KEGG通路富集表明,关键差异基因主要富集在磷酸戊糖途径、泛酸和乙酰辅酶A生物合成、硒化合物代谢、生物素代谢和精氨酸生物合成通路;7个关键差异基因的相对表达量与转录组测序分析结果一致。     

辣椒转录组SNP挖掘及多态性分析

 利用SNP分析软件从辣椒（Capsicum annuum L.）251 068条Unigenes中筛选出18 159个SNP,其中有1 781个SNP位点被匹配在1 291个注释基因上,基因功能分类和代谢途径分析表明,其中有853个基因参与初生代谢（28.7%）、细胞代谢（17.3%）、生物合成过程（15.7%）,另有125个（9.7%）基因序列参与新陈代谢途径,53条（4.1%）序列参与次生代谢产物合成途径,31条（2.4%）序列参与植物激素合成途径。 EST-SNP序列中4 172条（22.9%）满足设计CAPS引物条件,为了验证EST-SNP正确性,并选取了15对CAPS引物对5份辣椒材料进行扩增,结果发现有8对（53.3%）引物表现出多态性。表明筛选出这些EST-SNP标记可作为辣椒基因分型、图谱构建等的候选分子标记。     

冬凌草转录组SSR位点分析及多态性初步评价

以冬凌草转录组为研究对象,使用Microsatellite(MISA)软件进行SSR搜索,分析冬凌草中SSR位点信息,并利用Primer 3设计SSR引物,对其多态性进行初步评价。结果表明:研究共发现11 114个SSR,分布于8 873条独立基因(Unigenes)中,SSR位点出现频率为24.90%,共有55种重复基元,平均每3 517bp含1个SSR位点。SSR位点所包含的重复类型中,二核苷酸重复是主要类型,占总SSR的47.71%;其次是单碱基重复类型(35.46%)。SSR所包含的重复基元中,单核苷酸重复基元A/T和二核苷酸重复基元AG/CT是优势重复基元,分别占总SSR的34.95%、30.16%。多态性进行评价结果表明冬凌草转录组SSR类型丰富,多态性潜能高。     

锁阳儿茶素生物合成途径相关基因的分析

为获得锁阳转录组信息及黄酮类化合物生物合成途径相关基因的表达特征,通过Illumina HiSeqTM 2000技术对未成花和成花锁阳的茎和花序进行转录组测序,并测定了锁阳不同部位中儿茶素的含量。结果显示,共获得锁阳106 626个Unigenes,测序质量和组装效果较好;共筛选出318 909个差异表达基因。KEGG通路注释结果表明,在次生代谢产物的生物合成和代谢途径中注释到的差异表达基因数量最多。在锁阳的不同发育阶段,茎中的基因表达量始终较高,成花锁阳的整体基因表达量比未成花锁阳高,这与锁阳出土后进入快速生长期有关。有11个酶参与了儿茶素的生物合成途径,筛选得到20个相关基因,其中DFR和LAR对锁阳儿茶素的合成起着重要的调控作用。未成花锁阳茎中的儿茶素含量显著高于其他样本,与儿茶素合成相关基因DFR和LAR表达量的变化规律一致。     

鸟巢蕨转录组高通量测序及分析

采用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq 2000对鸟巢蕨转录组（Asplenium nidus）进行测序,共获得29 254 595个序列读取片段（reads）,包含了5 908 586 517个碱基序列（bp）信息。对reads进行序列组装,共获得42 907个单基因簇（Unigene）,平均长度936 bp,序列信息达到了40.16 Mb。数据库中的序列同源性比较表明,24 993个Unigene与其他物种的已知基因具有不同程度的同源性。鸟巢蕨转录组中的Unigene根据GO功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物学过程3大类51个分支,其中有大量的Unigene与代谢进程、结合活性、催化活性和细胞进程相关。将Unigene与COG数据库进行比对,根据其功能大致可分为24类。KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将Unigene定位到116个代谢途径分支。SSR位点查找发现,从42 907个Unigene中共找到6 067个SSR位点。SSR不同重复基序类型中,出现频率最高的为AG/CT,其次是AC/GT、A/T和AGG/CCT。针对这些序列,设计了20对引物进行了扩增效率和多态性检测,其中7对引物在不同蕨类材料中表现出多态性。     

大白菜花茎蜡粉近等基因系转录组分析

为研究大白菜花茎蜡粉分子调控机制,针对大白菜一对花茎蜡粉差异的近等基因系进行了转录组比较分析.在有蜡粉材料RHL0651和无蜡粉材料RHL0652之间总共鉴定到7237个基因存在显著差异表达,主要富集在碳水化合物生物过程、原生质膜的组成成分和四吡咯结合分子功能.结合基因功能注释,筛选到17个蜡粉相关基因,包括蜡粉合成基...     

辣椒转录组SSR挖掘及其多态性分析

 利用SSR检索程序从两个辣椒转录组共221 037条unigenes（97.3 Mb）中筛选得到17 319个SSR位点（7.83%）,其发生频率为1/56 kb。其中以单核苷重复基序为主导类型,占总SSR的56.30%;其次是二、三核苷酸重复基序,其出现频率分别为19.16%和23.18%。对所有含SSR位点EST序列设计的10 468对引物进行E-PCR多态性检测,获得1 538对E-PCR多态性引物。随机选取20对引物进行验证,其中7对（36.84%）在10个不同类型辣椒材料中表现出多态性,PIC值范围为0.33 ~ 0.89,平均为0.67,将10个辣椒材料分为3类。这些潜在的多态性EST-SSR的开发为辣椒遗传多样性分析、图谱构建提供了更丰富的候选分子标记。     

刺五加转录因子基因的挖掘

以刺五加嫩叶为试材,采用二代测序方法Illumina HiSeq 4000进行转录组测序和生物信息学方法,找出其转录因子,并随机挑选4个不同家族的转录因子,针对6个生长时期和3个器官的样本,使用实时荧光定量PCR确认转录因子的正确性。结果表明:刺五加转录组共计8.34Gb,拼接得到77 087条Unigenes,有485个转录因子,分类于36个家族。通过qRT-PCR分析,Unigene 49771、Unigene 22314、Unigene 13139和Unigene18837在不同生长发育时期和器官中表达差异极显著(P0.01)。     

人心果次生木质部导管分子的观察研究

 运用细胞图象分析系统及显微照相的方法, 观察研究人心果次生木质部导管分子。结果发现,人心果次生木质部导管分子中存在着许多不同的样式, 多数导管分子具尾; 导管分子穿孔板存在着两种类型: 1. 两端均为一个单穿孔板; 2. 一端为一个单穿孔板另一端为两个单穿孔板及过渡类型; 3%的导管分子具有内含物; 管间纹孔式为互列纹孔式, 导管射线间纹孔式为混合型纹孔与横列刻痕状纹孔以及穿孔。     

黄肉苹果转色期前后类胡萝卜素合成相关差异表达基因鉴定

为了了解黄肉苹果种质成熟时富集类胡萝卜素的分子机制,以黄肉种质‘东北黄海棠’为材料,选择转色期前后(盛花后90 d和115 d)两个发育时期的果实进行RNA-seq测序,分析两个样本差异表达基因,并利用实时荧光定量PCR技术验证获得的类胡萝卜素合成相关差异表达基因的表达水平。结果获得两个样本显著差异表达基因共3 056个,与盛花后90 d果实比较,成熟期果实中有1 270个基因上调表达,1 786个基因下调表达。对这些表达差异基因进行了Pathway富集分析,结果显示差异表达基因涉及类胡萝卜素、苯丙氨酸以及类黄酮等代谢途径,其中类胡萝卜素代谢途径基因有3个上调,4个下调。通过对这7个差异表达基因进一步的qRT-PCR及聚类分析,发现一个新的候选基因MdCCD4b,该基因与菊花以及桃等CCD4聚为一类,与其他作物功能已知的CCD4一样,其表达水平与黄肉种质中类胡萝卜素积累呈负相关,推测黄肉种质果实成熟后类胡萝卜素的富集与MdCCD4b基因显著下调有关。     

瓜叶菊花青素合成关键结构基因的分离及表达分析

 本文通过RT-PCR的方法分离了花青素合成途径上的关键结构基因片段：CHS、CHI、F3H、F3'H和DFR。在白色系、红色系、紫色系和蓝色系瓜叶菊舌状花中,采用半定量RT-PCR的方法分析CHS、CHI、F3H、F3'H、DFR、F3'5'H、3MaT这7个结构基因在花不同发育阶段的表达模式。结果表明：在白色花中,不存在CHS的表达;在红色花中,检测到F3'H基因的高丰度表达,但没有检测到F3'5'H的转录本;在蓝色花中,没有F3'H表达的信号,但在花序开放的第Ⅰ阶段有较强的F3'5'H的表达信号;而在紫色花中,可以同时检测到F3'H和F3'5'H的转录本。此外,瓜叶菊花青素合成相关结构基因在花序开放初期高丰度表达,随后逐渐降低,在第Ⅳ阶段表达量再次出现升高现象,而在花序开放末期表达量极低或没有表达信号。     

Changes in the chemical composition and enzyme activity of two sapodilla (Manilkara zapota) cultivars during development and ripening

Fruits of sapodilla cvs Cricket Ball and Oblong, harvested at four developmental stages, and mature fruit latex were analysed. The principal carbohydrates identified were sucrose, glucose and fructose with a little starch. Ripe Cricket Ball fruits had more starch, fructose, protein, soluble amino acids and vitamin C, and less vitamin A, acidity and tannin than Oblong. Paper chromatographic separation of soluble amino acids indicated both qualitative and quantitative maturation pattern changes between the cultivars. Dry matter decreased until the mature stage, with a decline in alcohol-insoluble solids, starch, protein, soluble amino acids, vitamins and several minerals, and increases in soluble sugars. Carbohydrates, organic acids, amino acids, vitamins, minerals and tannins were present in the latex. Pectinesterase, catalase, peroxidase, polyphenol oxidase and adenosine trisephosphatase activity increased during ripening. Cellulase activity showed little change during development and ripening. Details are given of the techniques used.     

辣椒素生物合成相关基因研究进展

辣椒素是一种仅在辣椒属植物中合成的十分重要的次生代谢产物,其生物合成受遗传和环境的双重影响。辣椒中辣椒素含量的高低决定辣度的大小。辣椒素类物质是由香草基胺与C9-C11支链脂肪酸合成,前者来源苯丙氨基酸途径,后者来源于缬氨酸或亮氨酸。参与辣椒素合成途径中目前已知的酶有:苯丙氨酸裂解酶(PAL)、肉桂酸水解酶(Ca4H)、对香豆酸水解酶(C3H)、咖啡酸转甲氧基酶(COMT)、氨基转移酶(pAMT)、支链氨基酸转移酶(BCAT)、β-酮脂酰-ACP合酶(KAS)、酰基运载蛋白(ACL)、酰基-ACP-硫酯酶(FAT)、去饱和酶、酰基CoA合成酶(ACS)和辣椒素合成酶(capsaicin synthase,CS)等。目前,参与辣椒素类物质生物合成的PAL、Ca4H、COMT、pAMT、KAS、ACL、FAT、ACS和CS基因已经克隆出来,相应功能也做了初步的研究。综述了辣椒素生物合成相关基因的克隆和特性研究的最新进展,并探讨了辣椒素基因研究存在的问题和今后研究的方向。     

观赏向日葵花青素苷合成途径同源基因的克隆与表达

 根据已发布基因的保守区域设计引物,从观赏向日葵（Helianthus annuus L.）舌状花中克隆到花青素苷生物合成途径中PAL、CHS、CHI、F3'H、DFR和ANS等6个结构基因的保守序列。序列分析表明6个结构基因与其它植物来源的花青素苷生物合成相关基因均具有较高的同源性,分别为95%～97%、83%～99%、64%～80%、80%～82%、64%～85%和87%～89%。系统进化分析表明6个结构基因的系统进化基本上符合植物分类学分类。半定量RT-PCR分析,表明除CHS基因在管状花中未表达外,6个基因在舌状花、管状花、花蕾、叶片、茎皮中均有表达;大部分基因在花开放初期和盛期的表达较高,而花完全开放后,所有基因的表达量降低;观赏向日葵花青素苷合成相关基因的表达量在紫红色花瓣中高于红褐色,深色花瓣高于混杂色花瓣。     

果实中果胶代谢相关酶基因的研究进展

对果实果胶代谢相关酶基因的研究概况进行综述,总结了参与果胶合成和分解途径的重要酶类编码基因的家族信息、基因功能鉴定、基因表达分析等研究,为果胶代谢分子机制的深入研究及果实品质改良育种提供参考。     

半矮生型桃节间长度相关基因的筛选和鉴定

 为了进一步研究调控节间长度相关基因的表达模式及为克隆该半矮生性状的基因提供依据, 采用cDNA-AFLP 分析方法对半矮生型桃节间“生长跃变期”差异表达的基因进行筛选,并对差异的转录 衍生片段（TDFs）进行回收、克隆、测序、功能注释及qRT-PCR 验证。采用256 对引物,共产生9 021 个TDFs,有明显差异的TDFs 共899 个,成功回收到497 个TDFs,254 条序列与已知基因高度相似。差 异表达的基因主要涉及到信号转导、生长发育、转录调控、蛋白质代谢、防御和物质与能量代谢等。选 取其中26 个基因进行实时荧光定量PCR 验证,结果表明26 个基因的qRT-PCR 表达丰度分析与 cDNA-AFLP 结果一致。分离到植物生长素、细胞分裂素、油菜素内酯、脱落酸、细胞周期等调控途径中 生长调控相关的候选基因,可为阐明节间生长调控机制奠定基础。     

辣椒MYB基因家族的鉴定及与辣味关系分析

利用生物信息学方法从辣椒全基因组数据库中筛选出172个MYB转录因子,并对其序列特征、染色体定位、进化关系、蛋白质保守基序和基因结构等进行综合分析,同时通过辣椒果实不同发育阶段胎座组织转录组测序筛选与辣味可能相关的MYB基因。结果表明,辣椒MYB有1R、2R（R2R3）、3R、6R等类型,其中R2R3型居多,结构域分析表明其具有典型的W型R2R3保守基序;获取20个motif元件并进行位置分析,发现同一支MYB蛋白具有相似的结构特征;进一步与拟南芥聚类得到37个类群,推测具有多种生物学功能。转录组测序发现,CaMYB98、CaMYB168等12个MYB表达量符合‘黄魔王’辣椒果实胎座组织在不同发育期的辣椒素含量变化规律,推测其可能通过特异位点的结合来上调或下调相关蛋白的表达,从而达到对辣椒素代谢路径的调控,可作为辣味调控的重要候选基因进一步研究。