白蜡虫热激蛋白序列分析

[目的]了解白蜡虫泌蜡高峰期所表达的热激蛋白及其序列特征。[方法]从白蜡虫转录组数据库筛选获得hsp10、hsp20、hsp40、hsp60、hsp70、hsp90基因序列,进行序列联配和进化树分析,并对hsp40、hsp60、hsp90基因在不同温度下mRNA相对表达量情况进行荧光定量PCR检测。[结果]从白蜡虫转录组数据库中共筛选出32条hsp基因序列,序列分析发现它们与目前已报道的序列具有很高一致性,大部分含有保守区域和特征序列,能够与同目昆虫基因聚为一支。hsp40、hsp60、hsp90基因均能被温度诱导。[结论]在白蜡虫泌蜡高峰期共鉴定到32个热激蛋白非重复序列基因(unigene):hsp10 unigene 3个,hsp20 unigene 1个,hsp40 unigene 11个,hsp60 unigene 1个,hsp70 unigene 13个,hsp90 unigene 3个。     

穗花杉的转录组测序及其转录组特性分析

[目的]通过对红豆杉科穗花杉属的穗花杉进行转录组测序,为穗花杉的萜类合成途径和分类学研究提供支持。[方法]利用Hi Seq2500技术对穗花杉的茎叶进行转录组测序。[结果]穗花杉转录组测序共得到8.14 Gb的clean data。从头组装共获得82 884条unigene,其中有27 495条unigene被注释。此外,在82 884条unigene中共搜索到2 827个SSR位点,单核苷酸重复SSR出现频率最高(60.1%),其次为三核苷酸重复SSR(25.4%)。在穗花杉unigene中挖掘出了1个牦牛儿基焦磷酸合成酶(GPS)、1个法尼烯基焦磷酸合成酶(FPS)和5个牦牛儿基牦牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)的同源基因,同时得到紫杉二烯合成酶(TS)同源基因13个。[结论]发现了20个与萜类合成有关的unigene和2 827个SSR位点,为今后穗花杉萜类生物合成研究,特别是紫杉二烯合成酶编码基因的研究打下了基础,也为该物种系统分类地位及遗传多样性研究提供了新的遗传信息。     

泡泡刺高通量转录组鉴定及其黄酮类代谢途径初步分析

[目的]为了更好的了解泡泡刺黄酮类生物合成途径及其潜在的抗逆作用,[方法]应用高通量RNA-seq测序技术对泡泡刺当年生新叶进行了转录组测序及相关生物信息学分析。[结果]表明:泡泡刺当年生叶中获得了13 013 444 total reads,总核苷酸数为1 171 209 960 bp(1.09 Gb),组装拼接后得到48 921条unigene序列;Nr、Swiss-Prot、COG、GO、KEGG等数据库分析显示,有30 407个Nr注释,19 671个Swissprot注释,9 273个COG功能注释,46 153个GO功能注释,13 654个KEGG注释,并从KEGG通路中找到参与黄酮类化合物合成途径的关键基因片段186个。[结论]本研究获得了较好的泡泡刺转录组序列信息,并且其中富含黄酮类化合物代谢途径的相关基因,这为其抗逆机制、药用价值的研究及开发利用提供宝贵资源。     

云南干热河谷地区余甘子转录组分析

[目的]对云南干热河谷地区余甘子转录组特征进行描述,旨在为余甘子微卫星标记的开发和功能基因的挖掘提供较全面的背景信息。[方法]采用Illumina Hiseq 4000测序平台对余甘子叶片进行转录组测序,对原始数据进行过滤、de novo组装及聚类去冗余等处理后,再与公共数据库进行比对,对Unigenes进行基本功能注释、CDS预测、TF编码能力预测及R-Gene预测等分析。[结果]本研究共获得10. 52 Gb的Clean reads,Q20、Q30分别为98. 47%、95. 28%。组装并去冗余后获得76 881条Unigenes,平均长度、N50分别为713、1 257 nt。通过与NR、COG、KEGG和Swiss Prot数据库进行比对,44 768条Unigenes获得功能注释。余甘子转录组Unigenes根据COG功能注释信息大致分为25类;按GO功能注释信息划分为生物学过程、细胞组分和分子功能3大类47亚类;参考KEGG注释信息,可归为6大代谢通路、21类代谢途径,其中约3/5为代谢相关通路。根据以上注释结果共检测出42 953个CDS,其余未比对上的Unigenes用ESTScan预测后得到2 058个CDS。同时,预测到56个TF家族以及18种RGene。[结论]本研究获得的余甘子转录组Unigenes序列的组装质量较高、完整性较好、基因丰富、功能多样,极大地扩充了余甘子基因信息库,为今后余甘子乃至叶下珠属植物功能基因挖掘、抗性机理分析、分子标记开发、分子辅助育种等研究提供了重要的基础数据。     

基于Illumina高通量测序的泡桐转录组研究

利用新一代高通量测序技术平台Illumina Solexa对泡桐进行转录组测序和数据de novo组装,并对得到的unigene进行功能注释、分类及代谢通路分析.结果表明,N50值为2 278 bp、平均长度为1 410 bp的泡桐unigene共有188 019条,将其与NCBI的Nr和Swiss-Prot数据库比对后发现,分别有120 808条和85 880条unigene与其他物种的基因具有同源性.利用COG数据库可将有关的41 914条泡桐unigene分成25类,KEGG数据库分析发现共有43 553个unigene参与215种代谢通路.找到与木质素合成相关的泡桐unigene.     

半枫荷叶片转录组特征研究

半枫荷为特色木本药用植物,药用历史悠久,具有活血通络、祛风除湿、止血化瘀等功效。为探索半枫荷活性成分生物合成的分子基础,本文通过Illumina HiSeq 4000高通量测序技术对半枫荷叶片开展转录组测序分析,共获得了112 361条Contigs,进一步组装得到93 602条unigenes。对半枫荷叶片转录组unigenes进行Blast分析,得到47 798个CDS片段;与Swiss-Prot数据库相比较,得到29 778个蛋白同源序列;与COG数据库比对,有19 279条unigenes被COG功能注释;进行GO功能分类分析,有29 330条unigene注释到GO数据库中;进行KEGG功能注释,发现16 621个unigenes参与了131条代谢通路;通过生物信息学分析,发现多个萜类化合物生物合成途径关键基因。另外,转录组序列中共检测到21 819个SSR位点,其中二核苷酸所占比例最高,达到了47. 93%。研究结果不仅为进一步挖掘半枫荷次生代谢产物合成途径的关键基因提供了丰富的基因资源,同时为半枫荷遗传多样性研究奠定了分子基础。     

白蜡虫ws基因RNAi载体构建及原核表达dsRNA

[目的]构建白蜡虫(Ericerus pela)蜡酯合酶(wax synthase,WS)基因干扰载体并建立其体外dsRNA(doublestranded RNA,dsRNA)原核表达体系,低成本大量制备白蜡虫ws基因的dsRNA。[方法]克隆白蜡虫蜡酯合酶基因ws片段,连入L4440载体,将重组质粒转入大肠杆菌HT115感受态细胞,经IPTG诱导获得与目的片段相对应的dsRNA。[结果]白蜡虫ws基因RNA干扰(RNA interference,RNAi)载体成功构建,重组质粒转入HT115感受态细胞经IPTG诱导后菌体成功表达dsRNA,dsRNA的平均获得量1 705 ng·m L~(-1)。[结论]该研究通过原核表达白蜡虫ws基因的dsRNA,为后续利用RNAi实验研究白蜡虫ws基因功能及作用机理奠定基础。     

外源保幼激素类似物对白蜡虫泌蜡和发育的影响

[目的]探讨外源保幼激素类似物(JHA)对白蜡虫泌蜡和发育的影响。[方法]使用高、中、低浓度保幼激素类似物经喷施、涂干、注射处理白蜡虫2龄雄幼虫。[结果]表明:白蜡虫2龄雄幼虫经外源中等浓度保幼激素类似物(2.5 mg·m L-1)喷施处理可以显著提高白蜡虫2龄雄幼虫的个体泌蜡量,昆明地区增产率平均可达41.50%,峨眉地区增产率平均达25.56%;但此方法在2地区之间表现出差异性,原因可能与两地种虫来源所处的生态环境差异有关。在中、低浓度范围内,JHA对白蜡虫蛹体质量表现出促进作用,高浓度表现出抑制作用;JHA对蛹体长的抑制随着外源保幼激素浓度的增加而增强;外源保幼激素类似物还可以提高白蜡虫蛹的羽化率,羽化率达62.70%~81.62%。[结论]中浓度JHA(2.5 mg·m L-1)喷施处理2龄雄幼虫显著提高白蜡虫泌蜡量;白蜡虫蛹的体长与JHA浓度之间存在一定的负相关性;白蜡虫蛹的体质量表现出低浓度促进,高浓度抑制;喷施和涂干处理,高浓度可显著提高白蜡虫蛹的羽化率;白蜡虫蛹的羽化可能并不受其体质量和体长的影响。     

基于中麻黄萌发种子转录组的黄酮类化合物合成途径基因的挖掘

应用新一代高通量测序技术(Illumina Solexa),对中麻黄(Ephedra intermedin)同萌期的种子进行转录组测序,数据重头(denovo)组装后,共获得52 007条Unigene序列,总长为25 043 596 bp。COG功能注释、GO分类及KEGG代谢通路分析后,获得了64 751个GO功能注释,17 701个COG功能注释以及16 942个KEGG注释,并从KEGG通路中找到参与黄酮类化合物合成途径的关键基因片段283个,其中包含了查尔酮合酶基因、细胞色素相关基因和花青素还原酶等基因。中麻黄转录组测序工作的完成,极大地扩充了麻黄的基因资源,为麻黄属植物分子系统进化分析、抗性和药用功能基因的发掘与利用、遗传改良等研究奠定基础。     

基于16S测序分析白蜡虫二龄雌雄若虫共生菌的多样性分析

[目的]探明白蜡虫二龄雌雄若虫共生菌的种类和结构。[方法]利用高通量测序技术,对白蜡虫二龄雌雄虫16S rRNA的V3-V4区进行高通量测序,使用Uparse软件对有效标签进行聚类,使用Mothur方法与SILVA的SSUrRNA数据库进行物种注释,分析雌雄间共生菌物种丰度及多样性的差异。[结果]共得到了1 798 646条有效标签,以97%相似度为标准进行聚类分析,得到1 334个OTUs,其中,有14个门,29个纲,60个目,109个科,165个属,55个种得到注释。与其他昆虫明显不同,白蜡虫二龄若虫中立克次氏体属为优势菌(雌85.740%,雄95.462%),缺乏布赫纳氏菌和沃尔巴克氏体。[结论]白蜡虫与其它昆虫的共生菌有很大差异,立克次氏体在白蜡虫二龄若虫中占绝对优势,具有固氮作用的根瘤菌目和芽孢杆菌目、能合成类胡萝卜素的鞘脂单胞菌目为次优势菌,在共生菌中占有一定比例。白蜡虫若虫共生菌独特的现象可能与白蜡虫独特的生物习性、生态学特征和营养相关。     

基于马尾松干旱转录组的抗旱功能SSR位点分析

[目的]了解马尾松干旱胁迫转录组序列的功能分布和SSR位点分布特征,并探索与干旱关联的SSR位点。[方法]对马尾松幼苗进行持续干旱胁迫,选取干旱10、15、25 d及正常供水对照的马尾松针叶样品,通过总RNA提取、Illumina测序、raw reads去冗、Trinity拼接获得unigenes。利用Blast比对,对Unigene序列进行GO、KOG、KEGG功能注释及分类;利用Misa软件进行SSR位点批量搜寻,primer 3. 0软件进行规模化SSR引物设计;利用GOSeq(1. 10. 0)、KOBAS(v2. 0. 12)软件对差异表达的含SSR位点Unigene进行GO、KEGG显著性富集分析。[结果]马尾松转录组194 821个Unigene中,101 806个Unigene获得注释,包含64 943个GO功能注释、35 880个KOG功能注释及30 882个KEGG注释。搜寻到6 728个SSR位点,分布于6 367个Unigene中,SSR出现频率为3. 45%;重复类型以单、三、二核苷酸为主,分别占总SSR的35. 82%、33. 03%和25. 22%;重复基序以A/T、AT/AT、AG/CT、AGC/CTG、AAG/CTT为主;基序长度以10 20 bp的短序列SSR为主;基序重复次数以5～10次重复占优势;批量设计13 338对SSR引物。422个含SSR位点Unigene具有差异表达; KEGG富集分析发现,有11个含SSR位点的差异Unigene参与了光合作用、植物激素信号传导及类胡萝卜素合成等3个与干旱响应相关的代谢途径。[结论]从较高质量的马尾松转录组中获得101 806个具有注释的Unigene;从6 367个Unigene中挖掘出6 728个SSR位点; 422个含SSR位点的差异表达Unigene中筛选出11个与干旱关联的SSR功能位点,为抗旱功能基因定位及马尾松抗旱分子机制研究奠定基础。     

滇东南濒危植物长梗杜鹃转录组微卫星特征分析

[目的]全面了解滇东南特有濒危植物长梗杜鹃转录组SSR位点的分布及序列特征,为长梗杜鹃的保护和合理开发利用提供遗传学资料,为同属植物及近缘种SSR标记的开发及遗传研究提供便利。[方法]利用Illumina Hiseq 4000高通量测序平台对长梗杜鹃叶片进行转录组测序,再通过MISA软件对测序所得Unigenes进行SSR位点的发掘和分析。[结果]发现含SSR的序列17 354条,共得到23 192个SSR,出现频率为31.30%,平均每3 kb出现1个SSR。二碱基和三碱基重复为长梗杜鹃SSR主要重复单元类型,分别占SSR总数的69.25%和15.07%,187种重复基元中,所占比例最高的是(AG/CT)n(62.01%),其次是(A/T)n(12.34%)、(AC/GT)n(4.52%)和(AAG/CTT)n(4.23%)。在SSR和CDS的交集基因中,共发现15 908个SSR位点,其中2 792个位于编码区,出现频率为0.076 SSR/kb,而非编码区为0.344 SSR/kb,在基因编码区中出现频率最高的是三碱基重复(1 356,48.57%)。在不同长度重复单元中,二碱基重复SSR长度变异程度最高,其次是单碱基重复。长梗杜鹃SSR的频率和长度呈显著负相关(P0.01),相关系数为-0.566。[结论]长梗杜鹃转录组SSR位点的出现频率高、分布密度大、基元类型丰富、重复次数较高、长片段较多,具有较高的多态性潜能,用于遗传分析的潜力很大,能满足该物种的保护遗传学研究。     

11条白桦BpSPL家族基因的生物信息学和表达分析

[目的]研究白桦中SPL转录因子的基因序列特征及其在不同时期不同组织中的表达规律。[方法]依据白桦45个转录组测序结果,共获得12条全长SPL基因,依次命名为白桦BpSPL1-BpSPL12,对其中11条BpSPL进行了生物信息学及基因表达特征分析。[结果]生物信息学分析发现,11条BpSPL均含有1个高度保守的SBP结构域,且基因长度差异较大,含有2 10个不等数目的外显子,系统进化分析发现11条白桦SPL分属于六大类SPL蛋白;qRT-PCR分析结果显示,白桦BpSPL基因在不同时期的叶、顶芽、茎、雄花序中表达变化显著,多数SPL基因在顶芽中7月5日和8月20日至9月20日时期表达较高,除BpSPL1基因外在雄花序从6月份到9月份的生长阶段中,SPL的表达水平呈现逐渐升高的总体趋势。[结论]BpSPL基因可能参与到了白桦顶芽和雄花序的生长发育过程。     

白蜡虫蜡酯合酶在昆虫细胞Sf9中的表达

[目的]本研究欲利用Bac-to-Bac表达系统,在Sf9细胞中表达WS.[方法]将WS编码序列克隆到质粒pFastBac^TMHT B后,转化大肠杆菌DH10Bac^TM,经抗性和蓝白斑筛选,获得重组杆粒rBacmid/EpelWS.将rBacmid/EpelWS转染Sf9细胞.[结果]免疫荧光标记检测表明:WS在受感染细胞的细胞质中表达.[结论]本研究成功表达了白蜡虫WS,为白蜡虫WS的生化特性研究奠定了基础.