逆境胁迫下食用菌转录组学研究进展

食用菌统称蘑菇,是子实体硕大可供食用的大型真菌,是一种重要的特色经济作物,富含蛋白质、多糖、维生素、膳食纤维等多种营养成分,具有较高的食用和药用价值。逆境胁迫是影响食用菌生长发育、产量及品质的重要因素,因此食用菌应答逆境胁迫的分子机制受到越来越多的重视与关注。转录组学作为功能基因组学的重要组成部分,有助于在整体水平上研究细胞中基因转录的情况及转录调控规律。利用该技术研究逆境胁迫下食用菌基因表达情况,有利于阐明食用菌在逆境胁迫环境下的分子应答机制。该研究介绍了应用转录组学技术研究食用菌应答生物胁迫和非生物胁迫(温度、光照、盐碱、重金属等)的进展,以期为食用菌抗逆分子机理的研究提供参考依据。     

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。     

榧树转录组SSR信息分析及其分子标记开发北大核心CSCD

【目的】基于‘细榧’(Torreya grandis‘Xifei’)和‘圆榧’(T.grandis‘Dielsii’)种子转录组数据,开发SSR分子标记,为榧属植物遗传多样性研究奠定基础。【方法】利用MISA软件对筛选得到的1 kb以上的Unigene做SSR分析,利用Primer 3.0设计引物,随机选择49对引物进行多态性扩增。【结果】在22 976条评估数目中,包含SSR位点5 458个,共鉴定出6种类型的SSR。单核苷酸重复、三核苷酸重复和二核苷酸重复分别占SSR总数的64.9%、18.56%和14.77%。对5 458个SSR位点设计出4 633对SSR引物,随机选择49对在10份榧属植物中进行多态性扩增,其中16对引物表现出多态性,各个位点的等位基因数为2~6个,平均等位基因数3个,多态信息含量PIC、观测杂合度Ho、期望杂合度He的平均值分别是0.464 4、0.283 7和0.500 6。【结论】榧树转录组测序数据能够提供丰富的SSR位点,用于快速高效地开发SSR引物。所开发的引物能为榧树遗传多样性研究、品种指纹图谱构建和分子标记辅助选择育种提供标记选择。     

核桃种子油脂转化期转录组分析北大核心CSCD

【目的】从分子水平上探索核桃(Juglans regia L.)种子油脂转化时期的脂肪酸合成相关基因的表达模式。【方法】基于Illumina Hi SeqTM4000高通量测序平台,以新疆早实核桃‘新新2号’(J.regia‘Xinxin2’)品种种子的种仁为材料,对核桃种子油脂转化期3个不同阶段(花后60~70 d,简称G1;花后90~100 d,简称G2;花后120~130 d,简称G3)进行转录组测序比较分析。【结果】组装得到174 545条Unigene,其中G2 vs G1、G3 vs G2和G3 vs G1分别有9 408、8 316、6 398条上调表达的差异基因和11 916、10 485、5 218条下调表达的差异基因。代谢通路富集分析发现,3个阶段之间差异基因富集最显著的是脂肪酸生物合成代谢途径。随机挑选8个基因进行荧光定量验证,结果与测序数据一致,表明核桃种子油脂转化期的转录组测序结果可信度高。不同时期基因差异表达富集度最高的为脂肪酸生物合成代谢通路。在脂肪酸生物合成途径上乙酰辅酶A的羧基转移酶α亚基基因acc A、生物素羧基载体蛋白基因acc B和生物素羧化酶亚基基因acc C的表达量在G1到G3持续上升,β-酮酰ACP合酶Ⅱ基因fab F、β-酮酰-ACP还原酶基因fab G和硬脂酰-ACP去饱和酶基因FAB2的表达量在G1到G3也持续上升,并且G2与G1之间上调表达的差异基因最多。【结论】核桃种子的油脂转化在G2阶段脂肪酸合成最活跃,脂肪酸生物合成途径与油脂合成有关的accA、accB、accC、fabF、fabG、fabI和FAB2基因均呈上调表达。     

转录组学在木本果树植物中的研究进展

转录组是基因调控和功能蛋白质组的中间连接体,狭义上说是生物在某特定状态下细胞或者组织内全部的转录本。介绍了木本植物转录组学的应用现状,阐述了高通量基因测序技术在木本植物研究中的应用和展望,为揭示木本植物的发育调控和胁迫响应机制以及发现新型基因提供了可能性。     

番木瓜遗传改良研究进展

就番木瓜的株性和抗病性等性状遗传、杂交育种、人工诱变育种、离体培养、分子标记及基因工程育种等现代生物新技术育种方面的研究进展及相关问题进行了评述,重点综述了番木瓜株性遗传、远缘杂交与胚胎学、基因工程在抗环斑型花叶病毒病(PRSV)品种培育及分子标记辅助选择育种应用的研究进展,并分析了今后番木瓜育种的发展趋势。     

转录组学技术及其在瓜菜作物上的应用

转录组学技术作为植物功能基因组学研究的重要手段,近年来在瓜菜作物上也有不少成功应用。运用转录组学技术,可以从转录水平上探究瓜菜作物在特定发育阶段或特定生理状态下的基因功能和基因结构,从而为了解瓜菜作物在不同条件下的发育调控及胁迫响应机制提供数据基础。本文主要介绍了转录组学的技术方法及转录组学技术在西瓜、甜瓜、黄瓜、番茄和西兰花等瓜菜作物上的应用,最后展望了转录组学技术在瓜菜作物研究中的应用前景。     

辣椒苗期抗感黄瓜花叶病毒病比较转录组学分析

为了研究辣椒在黄瓜花叶病毒侵染下的分子响应机制、发掘抗病相关基因,以感病材料茄门和抗病材料JJ101为对象,对接种黄瓜花叶病毒前后的茄门和JJ101叶片进行高通量转录组测序,并利用生物信息学方法对基因表达和功能进行研究.结果显示,采用RPKM法计算基因表达量,共筛选出JJ101和茄门接种黄瓜花叶病毒后的1158个差异表...     

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。     

番木瓜两性株高温条件下花性转变的转录组分析

【目的】探索番木瓜两性株高温条件下花性转变的分子机制,筛选花性调控相关基因,为培育耐高温番木瓜新品种提供理论依据。【方法】以在高温环境（39～40℃）下采集的番木瓜两性株的雄花（雌蕊退化）和两性花（完全花）为试验材料,利用高效液相色谱法测定两者内源激素含量,利用RNA-seq技术分析两者间的差异表达基因,并通过qRTPCR进行验证,用Plant CARE在线软件分析花发育相关基因启动子顺式元件。【结果】两性花乙烯合成前体1-氨基环丙烷羧酸（ACC）、吲哚-3-乙酸（IAA）、反式玉米素（tZ）、水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）含量显著高于雄花,两者脱落酸（ABA）和赤霉素A3(GA3)含量无显著差异。从转录组数据中共获得27 793个表达基因,筛选到517个差异表达基因（DEG）,其中214个基因在雄花中上调表达,303个基因下调表达。这些差异表达基因主要富集到转录与调控、植物激素响应与信号转导、细胞分化与器官生长调控、质膜组分、氧化应激等GO条目和植物激素信号转导、植物-病原体相互作用、促丝裂原活化蛋白激酶信号通路等KEGG通路上。通过基因功能注释,筛选到70个植物激素信号转导、响应、...     

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。     

番木瓜成熟过程中全基因组DNA甲基化和转录组变化分析

采用全基因组DNA甲基化(WGBS)和转录组测序(RNA-seq)技术对番木瓜4个成熟时期(绿熟期、破色期、熟化期、腐熟期)的果实样品进行高通量测序.C位点、CG、CHG和CHH序列平均甲基化水平分别为17.15％、49.33％、34.30％和8.28％.全基因组DNA甲基化水平在果实成熟过程中持续下降,同时差异表达基...     

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。     

刺梨转录组SSR信息分析及其分子标记开发

利用MISA软件筛选刺梨（Rosa roxburghii Tratt）转录组测序获得的106 590条Unigene,共检测出21 711个SSR位点,分布于18 155条Unigene中,出现频率为20.37%,平均分布距离为1.68 kb。优势重复基序为三核苷酸、四核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR位点的26.87%、26.77%和24.93%。AG/CT与AAG/CTT分别是二核苷酸与三核苷酸的优势重复基元,分别占总SSR重复类型的17.80%和11.55%。以不同主导重复基元类型设计合成42对SSR引物,并以刺梨及其他蔷薇属种质的基因组DNA为模板对其有效性及通用性进行初步验证,筛选出具有清晰扩增产物的引物23对,并且均在同属材料中通用。选取16份贵州刺梨资源对筛选出的引物进行多态性检测,获得12对具有多态性的引物。以上结果表明,刺梨转录组测序产生的Unigene信息可作为开发SSR标记的有效来源,获得的大批量SSR标记可为刺梨及其近缘种的遗传多样性分析和遗传图谱构建提供更加丰富可靠的标记选择。     

石榴转录组密码子使用偏向性

对石榴(Punica granatum)转录组数据进行从头组装,预测完整CDS序列的密码子使用偏向性;将石榴转录谱与其他8种蔷薇分支物种基因组编码序列进行同义密码子相对使用度(RSCU)比较,并对石榴WRKY和MYB家族基因进行亚家族进化分析和RSCU比较。结果表明:(1)石榴转录组主要受自然选择压影响。密码子偏向性极强的基因多为细胞相关功能基因;没有密码子使用偏向性的基因多与维持生命活动本质相关。(2)基因差异高表达影响RSCU,CpG二核苷酸富集影响密码子适应性。(3)物种间亲缘关系越近,RSCU值越相似。对蔷薇分支物种密码子进行RSCU比较,石榴与巨桉(Eucalyptus grandis)偏向性基本一致。(4)亚家族功能分化影响密码子偏向性。石榴WRKY亚家族1、4和13在翻译精氨酸、亮氨酸时分别偏向使用AGG、CUC,这与其不断进化的抗逆功能相关。石榴MYB亚家族8在翻译苏氨酸时偏向选择ACA,这与其扩张中的木质化功能相关。     

黄皮转录组SSR挖掘及其可用性分析

利用MISA软件筛选黄皮（Clausena lansium）转录组测序获得的68 998条Unigene,共检测出单核苷酸至六核苷酸重复类型的SSR位点11 825个,分布于11 000条Unigene中,出现频率为17.14%,平均分布距离为4.41 kb。6种SSR位点类型中主要为单、二、三个核苷酸重复,分别占总SSR位点的41.48%、24.92%和27.53%。11 825个SSR位点中共发现207种重复基序,重复次数在4 ~ 24次之间,其中出现频率高的基序有A/T、AG/CT、AT/AT、AAG/CTT和AAT/ATT。位点序列长度分布在12 ~ 25 bp之间,其中12 ~ 15 bp最多,占50.95%（6 025个SSR位点）。通过Primer 3设计得到6 102对SSR引物,随机选择30对引物进行多态性验证分析,结果显示24对有效扩增引物中,13对引物在16份不同黄皮种质中表现出多态性。以上结果表明,黄皮转录组测序产生的Unigene信息可作为开发SSR标记的有效来源,开发的大批量SSR标记可为黄皮种质资源遗传多样性分析和遗传图谱构建提供更加丰富可靠的标记选择。     

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。     

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。     

枇杷果实采前皱缩的转录组分析

【目的】了解早钟6号枇杷果实采前遇到高温天气出现皱缩现象的分子机制,为培育抗皱缩枇杷品种奠定理论基础。【方法】以易皱缩的早钟6号枇杷果实和抗皱缩的思贺大果枇杷果实为材料,对早钟6号枇杷采前不同皱缩程度的果实（正常果ZZS1、轻度皱缩果ZZS2和皱缩果ZZS3）进行生理生化指标分析,并对思贺大果枇杷和早钟6号枇杷果实进行转录组测序,分析早钟6号枇杷不同程度皱缩果实之间以及与思贺大果枇杷之间的差异基因表达情况,筛选与枇杷果实皱缩相关的基因。【结果】早钟6号枇杷皱缩果（ZZS2、ZZS3）与正常果（ZZS1）相比,丙二醛和脯氨酸含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性均显著升高。对转录组测序结果分析发现,可能与枇杷果实采前皱缩相关的基因主要参与植物激素信号转导途径、苯丙烷生物合成途径、淀粉和蔗糖代谢途径、油菜素内脂生物合成和信号转导等代谢途径。参与苯丙烷生物合成的12个基因中,有9个与木质素合成相关,在DG vs ZZS1比较中均上调表达;参与植物激素信号转导途径的13个基因中,有6个（2个GH3和4个SAUR）参与生长素信号转导;2个基因（EVM0023097和EVM003...