大岩桐花萼和幼叶转录组研究

利用新一代高通量测序技术平台Illumina Solexa GAⅡx对大岩桐花萼和幼叶进行转录组测序和数据从头组装及生物信息学分析,获得了长度大于100 bp的转录物22 821条;转录本总长度28.63 Mb,N50长度1 548 bp,序列平均长度953 bp。转录物注释结果显示,15 053条有同源比对信息;7 768 条无匹配序列信息,可能为大岩桐特有的基因序列。通过对花萼、幼叶中与激素代谢、信号转导相关的差异KEGG通路比较,推断在花萼中促进生长激素合成基因的表达比幼叶中强,激素信号转导组分基因的表达也比幼叶中强。     

黄秋葵盐胁迫下的转录组分析

以黄秋葵(Mesembryanthemum crystallinum L.)品种助农2号为试材,利用Illumina HiSeq TM2500高通量测序技术研究黄秋葵在400 mmol · L~(-1) NaCl胁迫下转录组基因的差异表达。结果表明,黄秋葵幼苗盐胁迫处理和对照24 h后地上部分共获得70.17 Gb有效数据,Q30碱基百分比均在93.21%以上;共获得1?396个差异表达基因(DEGs),包括588个上调基因,808个下调基因,其中功能注释的基因有1?266个。根据Unigene库序列进行GO、KOG和KEGG注释,植物体内抗氧化及活性氧清除相关基因—过氧化物酶55基因、超氧化物歧化酶基因、谷胱甘肽S-转移酶基因、4-羟基肉桂酸基因、黄酮醇合成酶基因、查尔酮合成酶基因,植物生长发育相关基因—WRKY21 转录因子基因、ERF2 转录因子基因、NAC29 转录因子基因、GATA22 转录因子基因、MYB4 转录因子基因、生长素响应蛋白基因,植物渗透调节相关基因—海藻糖-磷酸酶基因、磷酸乙醇胺N-甲基转移酶1基因,均上调表达。     

矮丛蓝莓品种“美登”叶片转录组测序和生物信息学分析

以矮丛蓝莓品种"美登"为试材,采用第二代测序技术对其嫩叶转录组进行了测序及生物信息学分析,研究了矮丛蓝莓功能基因组信息,以期增加对矮丛蓝莓生长发育分子机理的了解,并为矮丛蓝莓的分子标记辅助育种奠定基础。结果表明:在获得的约1G纯净数据,共拼装了41 929条Unigenes,其中被GO数据库成功注释Unigene分别涉及到生物学过程、细胞成分及分子功能相关的共45类生理代谢功能;KOG数据库注释到19 149条Unigenes,共涉及25条代谢通路;KEGG数据库成功注释13 072条Unigenes,共涉及到5个大类、18个中类、129条代谢通路;Nr数据库成功注释30 738条Unigenes,这些Unigenes共对应32 949条蛋白质的编码区。同时,生物信息学分析还显示,全部Unigenes中,有884条编码转录因子,涉及到55个家族;2 261条编码抗性基因,涉及18个家族;检测到6 591个SSR位点,其中2碱基重复的SSR数目最多,占总SSR位点数的70%。     

白榆二倍体及同源四倍体的生理特性及转录组差异分析

为了探究白榆二倍体及其同源四倍体的基因表达谱差异情况,以白榆二倍体及其同源四倍体为材料,比较二者成熟叶片的生理特征并采摘幼嫩叶片进行转录组数据分析。结果显示,与二倍体相比,同源四倍体丙二醛含量、可溶性蛋白含量及叶绿素含量增加,可溶性糖含量降低。转录组测序结果共得到2 407个差异表达基因,其中上调基因为1 076个,下调基因为1 331个。在COG蛋白质的同源注释分析得到918个差异表达基因,主要涉及21个方面。共有1 380个差异表达基因被GO注释,主要与细胞组分、代谢功能、催化活性等相关。通过KEGG通路注释发现,共有930个差异表达基因分布到5大类KEGG通路中,其中以代谢机制中差异表达基因被注释到的最多。叶绿素含量的增加使四倍体的叶片颜色变得更加浓绿,丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白的含量的增加与减少与四倍体植物在植物代谢与生长上有一定关系,经过转录组测序分析,糖酵解途径的基因表达为下调,还原性戊糖磷酸循环与光呼吸等与叶绿体有关的基因为上调。     

纸皮核桃内果皮硬化期差异表达基因筛选及功能预测

【目的】综合分析纸皮核桃内果皮硬化期转录本表达情况,获得3个代表样本间差异表达基因,为系统研究纸皮核桃内果皮木质化的分子机理打下基础。【方法】采用转录组测序技术对其内果皮硬化期3个样品测序,利用生物信息学方法和软件筛选样本间的差异表达基因并进行生物学功能预测。【结果】通过Trinity软件拼接得到76 814条Unigene,筛选出了609个差异表达基因,利用Gene Ontology和KEGG数据库对差异表达基因注释,发现差异表达基因显著富集在植物激素信号转导、苯丙烷类生物合成、苯丙氨酸代谢、ABC转运子合成、泛醌和其他萜类醌生物合成等途径中。【结论】筛出了纸皮核桃内果皮硬化期差异表达基因显著富集的主要代谢途径,为今后系统研究纸皮核桃内果皮木质化的分子机理打下了良好基础。     

基于银杏花芽3个分化时期转录组测序的相关基因筛选与表达分析

鉴定银杏花芽分化调控的关键基因,揭示银杏花芽分化调控的主要分子机制,为缩短银杏童期和选育银杏早花品种提供理论指导。本研究中采用高通量测序技术对银杏花芽分化3个时期（花芽未分化期、花芽分化始期、花芽分化盛期）的样品进行转录组测序,并分析数字表达谱,筛选开花调控相关基因并进行荧光定量PCR（RT-qPCR）表达验证。转录组测序共产生27.52 Gb原始数据,注释到8大功能数据库（GO、COG、KEGG、KOG、NR、Pfam、Swiss-Prot、eggNOG）上的 unigene 总数为35 179个。通过GO分类和KEGG Pathway 富集性分析,将unigene分别归于55个GO类别和126个代谢途径。差异表达基因分析显示,花芽未分化期较花芽分化始期有2 253个基因上调,2 032个基因下调;花芽分化始期较花芽分化盛期有1 770个基因上调,1 901个基因下调;花芽未分化期较花芽分化盛期有1 865 个基因上调,2 042个基因下调。发掘出大量的开花相关的基因涉及5个开花调控途径（光周期途径、春化途径、赤霉素途径、自主途径和年龄途径）。筛选出gene.Gb_17618（GI序列）、gene.Gb_19790（FT/TFL1序列）、gene.Gb_16301（AG序列）、gene.Gb_28337（花发育MADS-box序列）、gene.Gb_01884（SOC1序列）和gene.Gb_41704（CO序列）等6个银杏花芽分化差异表达关键基因序列,荧光定量PCR检测表达水平与转录组结果一致。     

‘库尔勒香梨’脱萼组与宿萼组样品差异表达基因的筛选

【目的】系统研究‘库尔勒香梨’脱萼组和宿萼组花器官的转录组表达情况,筛选2者之间的差异表达基因,为进一步阐明‘库尔勒香梨’萼片脱落与宿存分子机理奠定基础。【方法】采用Illumina高通量测序技术对‘库尔勒香梨’脱萼组和宿萼组代表样品进行测序,利用生物信息学方法筛选2者的差异表达基因和进行功能基因预测。【结果】Trinity法拼接后得到48 894条unigenes序列,从中选取了2组样品中共表达和单独表达的SPL转录因子进行了功能探究,发现3条unigenes可能与萼片发育有关。筛选的差异表达基因获得了Gene Ontology和KEGG数据库的注释,涉及植物激素信号转导、光合代谢、苯丙氨酸代谢、芳香族化合物合成、细胞发育等与萼片发育相关过程。【结论】筛出了2组样品的差异表达基因,获得了与萼片发育相关的基因及其对应的功能注释,为今后进一步研究‘库尔勒香梨’萼片脱落与宿存分子机理奠定了良好基础。     

‘鸭梨’及其自交亲和性芽变‘金坠梨’花粉转录组测序比较分析

【目的】系统研究‘鸭梨’及其花粉部分自交亲和性突变体‘金坠梨’花粉基因表达情况,筛选二者之间的差异表达基因,为进一步揭示‘金坠梨’自交亲和性突变的分子机制提供数据支持。【方法】以‘鸭梨’和‘金坠梨’花粉为材料,采用Illumina高通量测序技术进行转录组测序分析,利用生物信息学方法分析二者的差异表达基因,并利用q RTPCR验证转录组测序结果。【结果】‘鸭梨’和‘金坠梨’花粉转录组测序的干净读序(clean reads)分别为44 778 208条和44 995 100条。2个样品Reads与参考基因组的比对效率分别为66.35%和66.08%,并且唯一比对位置的数量都超过55.02%。数据分析显示,‘鸭梨’花粉样品与‘金坠梨’花粉样品显著差异表达基因的数目是136个,其中上调表达数量是76个,下调表达基因数量是60个,涉及一些自交不亲和、泛素化、抗逆境胁迫、RNA降解及转录等相关基因。q RTPCR结果表明,转录组测序数据可信度很高。挖掘转录组和q RT-PCR数据,发现了一个差异表达在40倍以上的泛素结合酶E2同源基因(基因号:103966960)。【结论】明确了‘鸭梨’和‘金坠梨’花粉部分自交亲和性突变中差异表达的基因,为进一步大量挖掘在梨属果树自交不亲和机制中发挥重要作用的基因奠定基础。     

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。     

越橘果实转录组及R2R3-MYB转录因子分析

以‘泽西’越橘（Vaccinium corymbosum‘Jersey’）不同发育阶段的果实为试材,构建De novo转录组测序文库并进行数据分析,利用WebLogo 3、CLC Sequence Viewer 6等软件和荧光定量PCR技术对所获数据中的R2R3-MYB转录因子进行生物信息学分析和表达分析。结果表明,转录组测序共获得有效数据6.01 Gb,通过组装得到Unigene序列60 481个。功能注释结果显示,有39 612个Unigene可以注释到GO和COG等数据库上;20 869个Unigene无匹配信息。利用GO和COG分类工具可将这些序列分别划分为55个和25个功能类别,涉及信号转导和转录调控等功能。利用所获数据分析越橘R2R3-MYB基因,结果表明共得到21个R2R3-MYB。序列分析显示,这21个基因均含有完整的R2R3-MYB区域,在此区域内2（G）和4（W）等30个氨基酸保守不变。进化树分析结果显示,越橘R2R3-MYB基因分为11个亚组。其中,S4、S5和S6亚组中有6个基因涉及到花青苷生物合成。荧光定量PCR结果分析显示,这6个基因在果实发育的7个阶段均能表达,但表达模式不同,这6个基因可能对越橘果实着色具有一定作用。     

甘蓝白化种荚基因alb1的遗传与转录组分析

采用石蜡切片技术研究甘蓝白化种荚材料alb1的细胞学特征,结果表明白化种荚细胞形态发育异常,细胞壁畸形、细胞界限不明显。遗传分析结果表明,绿荚∶白荚的分离比为3∶1,白荚性状是由1对隐性基因控制的。利用转录组测序技术分析白化种荚突变体alb1及绿荚芥蓝TO1000的基因表达情况,筛选获得4 530个差异表达基因,其中2 569个基因上调表达,1 961个基因下调表达;这些基因主要涉及核糖体、植物激素信号转导、脂肪酸链伸长等生物学过程,植物激素信号转导对细胞形态建成尤为重要,可能是引起细胞发育畸形,出现白化种荚的重要原因。     

结球甘蓝叶片卷曲过程中6个生长素相关基因的克隆与表达分析

生长素在结球甘蓝球叶向上、向内自然卷曲的过程中发挥着重要的调控作用。为挖掘重要的影响结球甘蓝叶片卷曲的生长素相关基因,通过对结球甘蓝莲座期叶片与结球期叶片的转录组进行对比分析,筛选出6个显著差异表达的生长素相关基因,分别为调控生长素动态平衡的Bo ILL6、Bo ASA1基因,控制极性运输的Bo SF21、Bo PIN4基因,参与信号转导的Bo ARF8、Bo GH3.5基因。对上述6个基因进行同源克隆,分别获得全长c DNA序列,序列分析发现6个基因均含有生长素相关的结构域。分子进化树分析发现各基因与芜菁的对应基因遗传关系最近,拟南芥次之。荧光定量PCR检测结果显示,Bo ILL6、Bo ASA1与Bo SF21的表达量变化最为显著,结球期叶片相对莲座期叶片的表达量差异均高达12倍以上,变化趋势与转录组数据分析结果基本一致,说明这3个基因可能与结球甘蓝叶片的卷曲发育密切相关。     

结球甘蓝BoCBF1与BoCBF2基因的CAPS标记及其对耐寒性的影响

以两份具有不同耐寒性的甘蓝自交系341和21-3为试材,根据已有拟南芥CBF1基因序列及甘蓝基因组测序拼接出的Scaffold信息,获得了甘蓝BoCBF1和BoCBF2基因编码区的全长序列。经PCR产物直接测序发现BoCBF1基因在自交系341和21-3间的变异表现为4个单核苷酸多态性（SNP）,而BoCBF2基因则表现为16个SNP及1个18 bp碱基的插入缺失（InDel）。为简便快捷地鉴定两个自交系间BoCBF1和BoCBF2基因序列的变异,开发了BoCBF1和BoCBF2基因的CAPS标记,分别命名为BoCBF1-TaqαⅠ和BoCBF2-BstUⅠ。利用这两个CAPS标记对两个自交系、F1、F2群体的基因型与耐寒性进行相关性分析,发现这两个基因的变异与材料的耐寒性极显著相关,可用该标记进行甘蓝耐寒育种的分子标记辅助选择。     

萝卜胞质结球芥和长柄芥雄性不育系的选育

以新萝卜胞质雄性不育大白菜为不育源,育成了结球芥及长柄芥雄性不育系。这些芥菜不育系的植株和花器官生长正常,表现100% 的雄性不育,且育性稳定;所配制的杂交组合杂种优势明显,杂交种制种产量正常。     

BrVIN3.1 互作蛋白BrZAT12 在大白菜春化途径中行使功能初探

BrVIN3.1 在春化过程中通过调控BrFLC1 的表观修饰状态，进而调控其表达控制大白菜花期。本试验以BrVIN3.1 （Bra020445）为诱饵，进行酵母cDNA 文库筛选，从中筛选到它的互作蛋白BrZAT12（Bra006691）；进一步进行酵母双 杂一对一验证，证明BrZAT12 能够与BrVIN3.1 互作。采用低温处理不同花期的大白菜材料，进行表达模式分析，发现 BrZAT12 的表达模式在抽薹性状不同的大白菜材料中存在差异，在易抽薹材料中的表达量明显高于耐抽薹材料，且在耐抽薹 材料中变化幅度较小，同时BrZAT12 的表达模式与BrVIN3.1 相关。推测BrZAT12 可能在大白菜春化调控的开花途径中行使 功能。     

不同钾水平下花魔芋差异表达基因分析

为了探索魔芋对不同水平钾素营养的反应机制,提取施用低、中、高水平硫酸钾5d后的富源花魔芋叶片总RNA,合成了c DNA,采用优化的c DNA-SRAP技术体系分析了在低钾、中钾、高钾水平下富源花魔芋叶片的差异表达基因,并对其进行了生物信息学分析。结果显示:29对引物组合共扩增出507条基因片段,其中差异片段126条。相对于中钾处理,低钾、高钾处理的差异片段包括抑制型表达片段19条,诱导型表达片段14条,上调表达型片段29条,下调表达型片段64条。选取表达量高的13条差异片段进行回收测序,并在NCBI上进行BLAST比对,共比对出9条差异片段的同源序列,其中4条与已知功能基因(谷氨酰胺酰-t RNA合成酶、β-ATP合成酶、GTP结合蛋白、核苷酸还原酶)有较高同源性,5条与假定基因或预测基因同源性较高,剩余序列未找到同源序列,可能是一些新的魔芋与钾营养吸收利用相关的基因,具体功能还有待于进一步研究。     

菜薹转录组中SSR信息与可用性分析

利用菜薹转录组分析检测到48 975条unigene（38.17 Mb）序列数据,运用MIcroSAtellite（MISA）工具发现其中具有1 ~ 6个核苷酸重复类型的SSR位点11 879个,SSR位点发生频率为1/3.2 kb（312.5/Mb）。6种SSR位点类型中主要为1 ~ 3个核苷酸重复,占总SSR位点数的99.01%,其中单、二和三核苷酸类型分别为41.11%、28.23%和29.67%。发现重复序列的基序58个,重复次数在5 ~ 23之间,其中出现频率高的基序主要有A/T、AG/CT、AT/AT、AC/GT、AAG/CTT和AGG/CCT。重复序列长度在10 ~ 60 bp之间,大多小于20 bp,大于20 bp的仅有7.9%（938个SSR位点）。设计出676对具有潜在多态性的SSR引物组合,从中随机抽取30对引物进行PCR扩增验证其可用性,发现22对引物在4份菜薹种质中的扩增产物条带清晰稳定,其中12对引物具有多态性。     

大白菜雄性不育系MS200712 的研究简报

以芸薹属异源六倍体AABBCC 为母本，以大白菜品种金春为父本进行杂交，获得F1（AABBCC×AA）；再以大白菜品种义和5 号为母本，与F1 进行杂交，在多亲本杂交后代中获得大白菜雄性不育系MS200712。该不育系花瓣为黄色，花药浅黄色、退化、败育彻底，柱头正常，蜜腺发达。同时，利用北京新3 号的父本832172 与雄性不育系MS200712 进行回交，获得了转育的MS20071208-916 不育系。