膜果麻黄种子不同发育时期的转录组测序分析

以不同萌发期间的膜果麻黄(E.przewalskii)种子为研究对象,应用新一代高通量测序技术平台Illumina Hi SeqTM2000对其进行转录组测序和数据重新组装,结果获得了12 999 122条初始序列,总长为1 169 920 980bp,初始序列组装获得序列片段的平均长度与N50值分别为351和548 bp;与COG功能注释、GO分类及KEGG代谢通路分析后,获得了49 449个GO功能注释、17 751个COG功能注释以及16 748个KEGG注释;并从KEGG通路中找到有关芪类、二芳基庚烷和姜醇合成途径的编码基因片段230个。     

基于转录组学测序的长白落叶松材性表达基因

基于边合成边测序(Sequencing By Synthesis,SBS)技术,使用Illumina Hi Seq2500高通量测序平台对长白落叶松c DNA文库进行测序。共获得非重复序列基因58 683条,总长度为55 283 938 bp。将得到的转录本使用BLAST软件将非重复序列基因序列与NR、Swiss-Prot、GO、COG、KEGG数据库比对,通过选择BLAST参数Evalue不大于10-5,最终获得29 350个有注释信息的基因序列,其中19 292个转录本注释GO编号,有9 112个转录本在COG数据库中被注释并分为25个功能分类,同时注释到120条KEGG代谢途径。在得到注释的转录本中搜索到木质素相关基因共68条,其中与木质素合成相关基因29条,与木质素分解代谢相关基因27条;找到了147条纤维素相关基因,其中与纤维素合成相关基因103条,与纤维素分解代谢相关基因44条。     

基于转录组学测序的长白落叶松材性表达基因1）

基于边合成边测序（ Sequencing By Synthesis ,SBS）技术,使用Illumina HiSeq2500高通量测序平台对长白落叶松cDNA文库进行测序。共获得非重复序列基因58683条,总长度为55283938 bp。将得到的转录本使用BLAST软件将非重复序列基因序列与NR、Swiss－Prot、GO、COG、KEGG数据库比对,通过选择BLAST参数E－value不大于10－5,最终获得29350个有注释信息的基因序列,其中19292个转录本注释GO编号,有9112个转录本在COG数据库中被注释并分为25个功能分类,同时注释到120条KEGG代谢途径。在得到注释的转录本中搜索到木质素相关基因共68条,其中与木质素合成相关基因29条,与木质素分解代谢相关基因27条;找到了147条纤维素相关基因,其中与纤维素合成相关基因103条,与纤维素分解代谢相关基因44条。     

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。     

荸荠优良品种‘桂蹄3号’球茎发育过程转录组测序分析

【目的】开展荸荠球茎发育过程转录组测序研究,为研究荸荠球茎发育过程相关基因表达信息提供参考。【方法】运用高通量测序技术,对荸荠球茎不同发育时期进行转录组测序研究。【结果】组装共得到223 182条转录本和90 542条Unigene,平均长度为809 bp,N50为1119。组装完整性较高,效果较好。对所得Unigene进行不同数据库注释,共有50 583条Unigene成功注释到7个数据库(NR、GO、NT、Pfam、KEGG、KOG及Swiss-prot)。对差异表达基因分析,发现球茎膨大初期的差异表达基因数目最多,为最活跃阶段。GO功能富集分析结果表明,33 205个基因获得功能注释,分为分子功能、细胞组分和生物学过程等3大类和54个亚类。COG功能分类结果表明,17 743个基因分布于25个功能区域,其中碳水化合物代谢占重要地位。KEGG代谢通路注释结果表明有20 667个基因获得功能注释,共有116条代谢途径,其中淀粉-蔗糖代谢占主要作用。【结论】利用高通量转录组测序技术首次建立了荸荠优良品种‘桂蹄3号’球茎的转录组数据库,为进一步研究荸荠球茎淀粉生物合成相关基因的功能及形成的分子机制提供了数据基础。     

杜仲雌雄株转录组测序数据组装及基因功能注释

以10年以上树龄的杜仲雌株当年新发枝条上的幼果、嫩芽、叶片和树皮和雄株新发枝条上嫩芽、叶片和树皮为材料,采用Illumina Hi SeqTM2000高通量测序技术进行转录组测序,获得雌株51,574,000条、雄株52,430,502条Clean Reads数据,分别包含总长度为4,641,660,000nt和4,718,745,180nt核苷酸序列数据信息;经拼接组装,获得雌株基因信息长达69,461,730nt的423,339个Contig片段,获得雄株基因信息长达94,814,201nt的542,383个Contig片段;经进一步拼接,分别获得平均长度为288nt的雌株159,434个Unigene片段和平均长度为231nt的雄株257,288个Unigene片段,共有48,761个表达序列标签(EST)。以BLAST(E-value1.0E-5)将Unigene对NR、NT、KEGG和COG数据库进行比对,获得CDS序列35,541条,再通过ESTscan分析获得CDS片段13,220条,共获得48,761条CDS片段。与NR数据库比对发现杜仲雌、雄株转录组Unigene与葡萄相似序列最多(33.8%),其次是蓖麻(11.4%)和杨树(11.2%),与拟南芥的相似序列仅2.3%;根据Unigene与COG数据库比对结果,可将有COG功能的7,571条Unigene分为24类,而根据GO数据库注释,杜仲转录组有GO功能注释的23,314条Unigene可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类55分支。与KEGG数据库比对,杜仲雌、雄株转录组17,468条Ungenes分属128类代谢通路,其中有2,399条属于次生物质代谢途径,314条参与萜类化合物生物合成途径。     

3种白鲫杂交子代的转录组学分析

[目的]研究3种白鲫杂交子代转录组学特征,为揭示鲫鲤杂交优势的分子机理提供理论依据,同时为在生产上培育出生长速度快、肉质好、适应能力强的杂交品种提供技术参考.[方法]以白鲫(♀)×黑龙江野鲤(♂)杂交子代(简称HB)、白鲫(♀)×散鳞镜鲤(♂)杂交子代(简称SB)和白鲫(♀)×兴国红鲤(♂)杂交子代(简称XB)为研究对象,利用RNA-seq高通量测序技术构建3种白鲫杂交子代转录组文库,以HiSeq PE150进行测序分析,原始序列经Trinity组装后进行功能注释(E-value<1e-5);以DESeq2 R鉴定差异表达基因,利用GOseq R和KOBAS分别对差异表达的基因进行GO和KEGG富集分析;并采用MicroSAtellite对转录本中的SSR位点进行挖掘.[结果]共组装得225858条unigenes,平均长度为668 bp,N50为938 bp,有171461条unigenes可注释到蛋白质数据库(Nr)、非冗余核苷酸数据库(Nt)、蛋白质序列数据库(SwissPort)、基因本体论(GO)、直系同源基因簇(COG/KOG)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库中,注释比例为75.92%.其中,52630条unigenes注释到NR数据库,43659条unigenes注释到SwissPort数据库,35756条unigenes注释到COG/KOG数据库,包括生化代谢、信号转导机制、防御系统和细胞结构等.差异表达基因KEGG分析结果显示,较多的差异表达基因注释到内吞作用、Jak-STAT信号通路、溶酶体、吞噬体和Wnt信号通路等免疫相关及与生长发育相关的MAPK信号通路、Hippo信号通路和背腹轴形成等通路中.此外,从获得的转录组序列中共鉴定出20272个SSR位点,大多数为二核苷酸重复基元(占62.15%).[结论]不同白鲫杂交子代间存在较多的差异表达基因,从中获得参与抗氧化、免疫和生长发育相关的通路和基因序列,且挖掘出20272个SSR位点,有助于选择性育种、分子标记开发及开展遗传多样性、遗传图谱构建和QTL定位等研究.     

藤茶高通量转录组分析及黄酮类化合物合成相关基因挖掘

[目的]分析藤茶高通量转录组序列,从中挖掘出黄酮类化合物合成相关基因,为进一步揭示藤茶黄酮类化合物生物合成调控机制提供理论参考.[方法]分别采集藤茶的幼叶和成熟叶,提取其总RNA构建cDNA文库,采用Il-lumina HiSeqTM 4000高通量测序平台对藤茶叶片进行转录组测序,经过滤处理后运用Trinity组装,将获得的Unigene与Nr、Nt、Pfam、Swiss-Prot、GO、KO和KOG 7个数据库进行比对注释,并预测Unigenes的编码区序列(CDS);基于KEGG信号通路富集分析,发掘藤茶黄酮类化合物合成相关基因.[结果]藤茶叶片转录组测序获得82126236条原始测序序列(Raw reads),过滤处理后得到80156972条高质量序列(Clean reads),进一步组装拼接得到92472条Unige-nes,平均长度为1208 bp,N50长度为1780 bp,其中,至少在1个数据库注释的Unigenes有84217条,占Unigenes总数的91.07%,有8944条Unigenes在7个数据库均被注释,占Unigenes总数的9.67%.在GO数据库成功注释的41116条Unige-nes可分为生物学过程、细胞组分和分子功能三大类,共56个小类;在KOG数据库注释的14553条Unigenes可分成25类,其中,一般功能预测注释成功的Unigenes最多(1946条);其次是翻译后修饰、蛋白质翻转、分子伴侣(1776条),参与次生代谢物质的生物合成、转运和降解的Unigenes较少,仅有319条;KEGG信号通路富集分析发现,共有15262条Unigenes注释到128条KEGG信号通路,以注释为代谢的Unigenes最多,为8694条,其中筛选获得有98个黄酮类化合物合成相关基因,分别编码苯丙烷代谢通路的3种关键酶和类黄酮代谢通路的14种关键酶.藤茶叶片转录组Unigenes与Swiss-Prot和Nr数据库比对,获得52582条CDS序列,ESTScan 3.0.3预测获得35535条CDS序列.[结论]藤茶在细胞过程、代谢过程、单有机体过程、细胞和细胞部分、结合和催化活性能力分布的基因较丰富,在一般功能、翻译、翻译后修饰、蛋白质翻转及分子伴侣的基因表达量较高,具有较强的碳水化合物代谢能力.多种关键酶基因参与藤茶黄酮类化合物的生物合成,推测其生物合成途径存在多条分支,调控机制也较复杂.     

红脚艾蒿的转录组解析

[目的]利用高通量测序技术解析红脚艾(Artemisia rubripes Nakai)的转录组信息特征.[方法]通过高通量测序平台Illumina HiSeq 2500对红脚艾进行转录组测序,通过Trinity软件de novo组装获得Unigene,并基于序列同源性对Unigene进行功能注释,得到红脚艾的转录组信息.[结果]测序数据经过质控后共获得24126043条高质量的reads,通过de novo组装获得173093个转录本,对组装的转录本去冗余后共获得85991个Unigene,平均长度为616.87 bp,N50为925 bp.共有47216个Unigene在NR、KEGG、COG、KOG、GO数据库获得功能注释,40802个Unigene在NR数据库注释,显示红脚艾与向日葵(Helianthus annuus)的单基因匹配率最高,16846个Unigene被KEGG数据库注释到130条代谢途径中,26171个Unigene被注释到25个KOG功能分类中,23203个Unigene被GO注释到生物过程、细胞组成和分子功能三大类51个功能分类,12810个Unigene被注释到25个COG功能分类中.[结论]利用高通量测序技术获得了红脚艾转录组信息特征,这些数据将为后期开展功能基因鉴定、解析化合物次生代谢途径及其调控机制奠定研究基础.     

基于银耳转录组测序的多糖代谢途径分析

【目的】对银耳进行转录组测序分析,分析多糖生物合成途径和挖掘关键功能基因。【方法】采用Illumina Hiseq 2500测序平台对银耳菌丝体进行测序,组装得到unigene序列,并与公共数据库进行对比分析和注释,挖掘果糖和甘露糖代谢通路相关基因。【结果】本研究共得到4.72 Gb raw data,拼接后获得17 008条unigene序列,N50为2073 bp;注释结果表明,76.47%序列能够注释到Uniprot公共数据库,注释到GO分类和KEGG通路的unigene分别为10 152和5671条。进一步分析银耳果糖和甘露糖代谢途径相关基因,挖掘得到74条unigene;其中编码L-iditol 2-dehydrogenase的unigene最多,其次是butanol dehydrogenase。【结论】基于转录组测序数据解析及预测,为研究银耳多糖和其它产物的生物合成途径及分子机制提供了数据支持,也为银耳品质的形成提供理论依据。     

青花菜花蕾转录组测序分析及蜡粉合成相关基因挖掘

【目的】对青花菜花蕾进行转录组测序分析，并挖掘与蜡粉合成相关基因，为探明青花菜花球表面蜡粉形成的分子机制提供理论参考。【方法】分别提取野生型和蜡粉缺失型青花菜花球总RNA，采用Illumina HiSeqTM 2500平台进行转录组测序，获得高质量Clean reads，采用Trinity进行序列组装后获得青花菜Unigene库，将获得的Unigene序列与Nr、Nt、KEGG、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot和GO数据库比对，获得基因功能注释信息；使用DESeq2进行差异表达分析。【结果】共获得44.68 Gb Clean data，De novo组装得到41244条Unigenes，N50长度为1847 bp。从所获得的Unigenes中筛选出8685个差异表达基因（DEGs）（上调基因5747个，下调基因2938个），共有8038个基因被注释到不同数据库，其中，5220个基因注释到Pfam数据库； 2066个基因注释到COG数据库，3866个基因注释到KOG数据库； 2580个差异表达基因被注释到75个转录因子家族中，注释最多的是MYB家族（235个）；GO数据库中6095个差异表达基因注释到细胞组分、分子功能和生物学过程三大类的52个功能分类； KEGG数据库中，1671个差异表达基因富集到138条代谢通路，其中13个差异表达基因与脂肪酸合成有关，7个差异表达基因与蜡粉生物合成途径有关。【结论】转录因子MYB家族在调控青花菜蜡粉合成中发挥重要作用。蜡粉合成过程中相关酶基因的差异表达是调控青花菜蜡粉合成的关键，尤其是野生型和蜡粉缺失突变体中特异性表达的差异表达基因，可作为后续研究青花菜花球表面蜡粉形成分子机制的对象。     

基于RNA-Seq的辣木叶转录组研究

为探讨辣木叶营养价值形成的遗传基础,采用RNA-seq对不同发育时期的辣木叶混合样品进行转录组测序,获得44 056 449个reads,共组装得到75 452条unigene,平均长度为795.69nt,其中有15 824条unigene长度大于1 000nt。采用公共数据库进行同源比对,共有30 847条unigene得到注释。其中,有18 277条unigenes被注释到GO数据库的52个功能组,9 689条unigene在COG数据库中得到注释。有10 130条unigene被富集到129条KEGG途径,包括碳代谢、氨基酸生物合成和氧化磷酸化途径。     

兔眼蓝莓高效栽培与配套管理技术研究

[目的]研究兔眼蓝莓的高效栽培与配套管理技术。[方法]通过对兔眼蓝莓的定植株行距、树体管理、园地管理等栽培及配套管理技术进行了研究。[结果]栽植兔眼蓝莓的合理株行距为1.5m×2.0m;在树体管理上采取整形修剪和疏果能有效提高单果重和果实品质,疏花对产量有不利影响;园地管理上施用发酵的农家肥较好;生产上应根据蓝莓的生理特性来选择适宜的配套管理技术措施。[结论]该研究为南方山区兔眼蓝莓产业化基地建设提供了技术参考。     

卵形鲳鲹卵巢不同发育时期的转录组测序分析

【目的】鉴定筛选出与卵形鲳鲹卵巢发育相关的候选基因及信号通路,为揭示其卵巢性成熟过程的分子机制打下基础。【方法】挑选卵巢发育处于?期和Ш期的雌性卵形鲳鲹,分别构建卵形鲳鲹卵巢?期和Ш期的cDNA文库,采用Illumina HiSeqTM 2500进行转录组测序,经过滤、质量控制及拼接组装后获得的Unigenes在七大数据库（Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot、KEGG和GO）中进行比对;通过FPKM及DEGseq筛选出差异表达基因,以GOseq和KOBAS对差异表达基因分别进行功能注释及信号通路富集分析,并采用MISA和GATK3进行SSR鉴定及SNP分析。【结果】卵形鲳鲹卵巢组织转录组测序获得的325156432条Raw reads,经过滤筛选得到317206752条Clean reads,拼接组装后得到59554条Unigenes;69.65%的Unigenes在Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot、KEGG和GO等七大数据库中注释成功,其中有24599条Unigenes被注释到GO数据库,15997条Unigenes被注释到KEGG数据库。在卵形鲳鲹卵巢组织的2个发育时期共鉴定获得56115个基因,经差异表达分析后获得17737个差异基因,其中8169个基因在卵巢Ш期上调表达、9568个基因在卵巢Ш期下调表达。GO功能注释分析发现,卵形鲳鲹卵巢差异表达基因主要注释在细胞过程、氮化合物代谢过程、初级代谢过程、核、核部分、离子结合及水解酶活性等条目上;而KEGG信号通路富集分析结果显示,17737个差异表达基因显著富集在318条代谢途径上,其中前20条KEGG信号通路包括2-氧代羧酸代谢、PI3K-Akt信号通路、甲状腺激素信号通路、磷脂酶D信号通路、Fc εRI信号通路和细胞周期等。卵形鲳鲹卵巢转录组（59554条Unigenes）中共存在30133个SSRs和82490个SNPs。【结论】GnRHR、FSHR、FSHβ、CYP11A、SIRT3和PEG3等差异表达基因及PI3K-Akt信号通路和VEGF信号通路等与卵形鲳鲹卵巢的发育密切相关,共同调节卵巢的发育与成熟,在卵巢性成熟过程中发挥重要作用。     

蜡梅花转录组数据分析及次生代谢产物合成途径研究

蜡梅是特产于我国的具有优良观赏性状的传统花卉,除了用于园林绿化外,还具有重要的药用价值。蜡梅的分子生物学研究开展较晚,基因数据库资源极少。本文采用Illumina GAIIx高通量测序——转录组测序(RNA-seq)技术对蜡梅花进行转录组测序,获得了超过3.8Gb的数据。将获得的Unigene与4个基因数据库进行比较,并对Unigene进行功能预测。结果表明,蜡梅花转录组数据库中的Unigene可归纳到43个GO聚类中,其中有大量的基因与代谢过程、催化反应、结合过程和细胞进程相关。代谢途径的分析有助于对基因生理功能的预测,库中31142个Unigene可定位到266个不同的代谢分支中。对蜡梅花转录组的组装和功能注释获得了大量转录本信息,为蜡梅的分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据来源。基于蜡梅花的生理特性,初步探索利用蜡梅花转录组数据库研究次生代谢产物,分析转录组数据库中与花香、花色、生物碱合成途径相关的基因,发掘蜡梅研究开发应用新领域。     

兔眼蓝莓品种主要农艺性状的相关分析

明确蓝莓各农艺性状对目标性状影响的主次关系,可为蓝莓引种栽培和育种提供科学依据.用多重比较、相关分析和灰色关联分析法对蓝莓8个农艺性状之间的相互关系进行了分析.结果表明,与株产关联度最大的为结果枝数,其次为每枝结果数和单果重;单株产量与株高、结果枝数、平均每枝结果数、单株一年生枝树和单果重达到了极显著正相关,与果蝇发生率为负相关.     

兔眼越桔芽增生诱导培养基及激素的筛选

利用固体培养方式，对兔眼越桔（Vaccinium ashei Reade)5个栽培品种的茎段进行了芽诱导增殖试验（采用的基本培养基有：MS、WPM和Anderson，采用的激素有：6－BA、ZT和NAA）。试验结果表明：（1）MS、WPM、Andrson培养基都适宜于芽的增殖，MS和WPM培养基较Anderson培养基表现好；（2）激素组合以6－BA5mg/L ZT1mg/L NAA0.2mg/L和6－BA5mg/L ZT2mg/L NAA0.3mg/L为好。     

草麻黄高通量转录组分析及黄酮类代谢途径相关基因的鉴定

草麻黄（Ephedra sinica Stapf）植物富含黄酮类和生物碱类化合物,具有重要药用价值,并且适应性强,在防风固沙、改善沙漠环境等方面具有重要作用。通过对已测序草麻黄转录组的原始数据进行重新组装、拼接等生物信息学分析,共得到7 947 954个clean reads,13 389条unigene序列。经过Nr,KOGs,GO,KEGG和Swiss Prot等数据库分析后,获得10 481个Nr注释,4 533个KOG功能注释,7 121个GO功能注释,5 833个KEGG注释,8 039个 Swiss Prot注释,并利用KEGG通路分析技术发掘草麻黄中参与黄酮类化合物代谢途径相关基因,为克隆草麻黄黄酮合成关键基因、黄酮类化合物的生物合成提供重要的遗传资源,同时为其抗逆机制的研究和药用价值开发提供依据。     

冀228纤维均一化全长cDNA文库的构建与鉴定分析

【目的】构建优质陆地棉栽培品种冀228纤维均一化全长cDNA文库,降低纤维中存在的高峰度基因的拷贝数,提高发现纤维发育相关基因随机序列和稀有基因的效率,为公共数据库提供丰富的陆地棉EST资源。【方法】以优质陆地棉冀228开花后8-40 d纤维为材料,将纤维全长cDNA与Gateway供体载体pDONR222重组,构建了棉花纤维的非剪切型全长cDNA原始文库。利用均一化技术获得均一化全长cDNA文库,进而测序获得大量的EST序列。采用生物信息分析手段,对所测EST进行拼接、比对、COG功能注释和GO注释。【结果】构建了优质陆地棉冀228纤维均一化全长cDNA文库,该文库初级文库库容为1.06×10⁷,初级文库的滴度为3.56×10⁶ cfu·mL^-1,平均片段长度为1.2 kb。qRT-PCR检测均一化程度结果表明,棉花2个高峰度表达基因在该文库中的表达量均下降了1 000倍。随机选取2 384个克隆进行单向测序,获得2 169条高质量的表达标签（EST）,拼接成1 745个单一基因（Unigene）;同源比对分析表明,70%的Unigenes与已知功能基因具有较高的同源性。基因进行COG功能分类结果显示,较多的COG功能分类集中在“翻译、核糖体结构和生物转化”、“碳水化合物运输与代谢”和“翻译后修饰、蛋白转移及蛋白伴侣”功能上。根据基因的GO注释结果,参与细胞构成、细胞器和膜构成的基因比例最高,参与细胞过程和新陈代谢等过程的基因比例较高,具有结合和催化功能的基因较多,这些基因可能在棉纤维发育中发挥比较重要的作用。【结论】构建了优质陆地棉栽培品种冀228纤维均一化全长cDNA文库,经文库质量检测、均一化程度检测和随机选取克隆的测序分析结果表明,文库的代表性和重组片段的完整性均达到了分离筛选目的基因的建库要求,整个文库有着很高的非冗余性。构建的cDNA文库具有既能获得与已知序列同源性很高的基因,又能挖掘出优质陆地棉冀228特有的基因或同源序列的作用,能够提高发现纤维发育相关基因随机序列和稀有基因的效率,将为公共数据库提供丰富的陆地棉EST资源。