基于RNA-Seq技术的换锦花转录组分析

换锦花是我国重要的观赏和药用花卉,其植株富含多种生物碱成分,具有良好的经济价值和社会价值。但是换锦花同许多药用植物一样,缺乏基因信息,这限制了其基因功能的挖掘和研究。本研究以盛叶期换锦花的鳞茎和叶片混合样品为材料,利用Illumina Next SeqTM500测序平台对其进行转录组测序,共获得42 509 194条干净数据(clean reads),总碱基数为6 242 970 322 bp。Clean reads经de novo组装后获得86 243条unigenes。进一步利用五大公共数据库进行同源比对,共注释到42 818个Unigenes。对Unigenes进行GO和KEGG功能分类,分别获得67个功能群和263个Pathway,发现了部分生物碱合成途径的候选基因,并查找到11 626个SSR位点。本研究为换锦花生物碱合成分子机理的研究和遗传多样性分析奠定基础。     

基于RNA-Seq技术的甘蔗参考转录组建立及分析

本研究基于RNA-Seq技术建立了一个由3个甘蔗原始亲本和8个不同来源的甘蔗栽培品种/系构成的甘蔗参考转录组,并进行生物信息学相关分析。研究结果表明:对供试材料+1叶RNA混合样本进行转录组测序,可组装出98 945条Contig,从中找到5 806个SSR位点,其中三核苷酸重复最多、六核苷酸重复最少,CCG/CGG出现的频率最高。进一步处理Contig获得75 656条Unigene,将所有的Unigene与Nr数据库、Swiss-Prot数据库、KEGG数据库和COG数据库进行Blast,有53 951条Unigene得到注释。在Nr和KEGG注释结果基础上,对Unigene进行GO和KEGG功能分类,分别获得44个功能小组和123个Pathway注释。研究结果可为研究甘蔗在不同时空条件下的差异基因表达奠定基础。     

基于RNA-Seq技术的盐胁迫向日葵转录组信息分析

本研究采用RNA-Seq技术,进行了120 mmol/L Na Cl胁迫下向日葵耐盐品种P50和盐敏感品种P29转录组测序和De novo组装。P50和P29分别获得106 275和119 350条unigenes,平均长度分别为716 bp和685 bp。2个样品的长序列聚类后,获得了110 751条All-unigenes,总长度为96 970 017 nt,平均长度为876 nt。对获得的All-unigenes进行功能注释,注释到NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、COG和GO数据库的All-unigenes分别是71 610、52 569、50 827、46 676、32 215和52 406个,所有注释上的All-unigenes是77 536个。基于NR和KEGG的注释结果,对All-unigenes进行GO和KEGG功能分类,分别获得55个功能小类和128个Pathways注释。研究结果为进一步进行P50和P29转录组差异表达基因分析及耐盐相关基因挖掘奠定了基础。     

基于RNA-Seq技术的茶树响应高温胁迫转录组差异性分析

为探索茶树响应高温胁迫的分子生理学机制,本研究通过转录组和数字基因表达谱技术,对高温胁迫前后的‘福鼎大白茶’、‘早白尖5号’两组茶树的差异表达进行分析,并基于转录组数据筛选鉴定茶树中与适应高温胁迫相关的保护基因和调控基因。结果显示,项目共测序获得53.7 Gb数据,组装并去冗余后获得的各样本Unigene均超过60 976条,总长度,平均长度,N50以及GC含量分别大于53 974 945 nt,840 nt,1 411 bp和41.36%。使用Blast将Unigene比对到七大功能数据库进行注释,在核苷酸序列信息库(nucleotide collection, NT)中被注释的Unigene序列最多,有109 581 (63.53%)条;高温胁迫后,‘福鼎大白茶’高温胁迫(fuHT) vs‘福鼎大白茶’常温对照(fuCK)和‘早白尖5号’高温胁迫(zaoHT) vs‘早白尖5号’常温对照(zaoCK)两个比较组分别筛选获得5 256和5 765个差异性表达基因,其中‘福鼎大白茶’上调基因4 379个,下调877个,‘早白尖5号’上调基因4 997个,下调768个。将差异基因按GO功能分类,‘福鼎大白茶’、‘早白尖5号’高温胁迫后差异基因均富集到41个类别中,分属于GO功能分类体系的生物学过程、细胞组分和分子功能。将差异基因进行KEGG功能分析,‘福鼎大白茶’、‘早白尖5号’两个对比组显著富集的代谢通路(pathway)前3名均为代谢途径、内质网中的蛋白质处理、次级代谢物的生物合成。选取17个在高温胁迫后被诱导的基因,利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)对高通量测序数据进行验证,证明测序结果真实可靠。本研究筛选出大量与高温胁迫相关的响应基因,为下一步耐热茶树新品种的选育提供了更多的理论参考。     

棉花纤维发育早期RNA-Seq转录组分析

 为了揭示棉花纤维发育早期基因表达变化情况,本研究以纤维长度存在显著差异的两个陆海回交近交系NMGA-062（32.58 mm）和NMGA-105（27.06 mm）为材料,利用Illumina HiSeq^TM 2000对0、3 DPA（Days post anthesis）的胚珠及10 DPA的纤维进行RNA-Seq测序。六个文库进行拼接,共得到长度大于200 bp的Unigene 98464个,总长度约为88.2 Mb。对10 DPA的纤维转录组数据进行差异表达分析,共筛选到1931个差异表达基因,1536个Unigene上调,395个Unigene下调。GO（Gene ontology）功能显著性富集和Pathway显著性富集分析发现,差异表达基因富集在脂质转移活性（Lipid transport activity）分子功能组和脂质代谢通路（Lipid metabolism pathway）,由此推测脂类相关基因可能在纤维伸长发育过程中起重要作用。通过对棉纤维发育10 DPA基因转录水平差异比较分析,为深入开展纤维伸长相关功能基因的克隆和功能验证提供了丰富的资源,并为揭示棉花纤维伸长的机制打下了坚实的基础。     

橡胶树生殖发育相关基因的RNA-Seq转录组分析

为了揭示橡胶树生殖发育相关基因的表达变化情况,本研究以橡胶树热研7-33-97花序、雄蕊、雌蕊为试验材料,利用Illumina HiSeq~(TM) 2000对早期发育的花序、雄蕊及雌蕊进行RNA-Seq测序,共识别出30 164个长度大于200 bp的Unigenes,与其它物种的序列相似性进行比较,发现所得Unigenes与麻疯树的Unigenes相似数量最多。进一步对测序所得Unigenes进行GO(Gene ontology)功能注释和Pathway显著性富集分析发现这些Unigenes能够编码相应的993种酶(Enzyme,EC),参与了197条生物学通路(pathway),相关Unigenes主要涉及碳水化合物运输与代谢、膜转运代谢以及能量代谢通路,由此推测碳水化合物合成与运输相关基因可能在橡胶树生殖发育过程中起重要调控作用。本研究通过对橡胶树花器官发育相关基因进行转录水平分析,为深入开展橡胶树生殖发育相关功能基因的克隆和功能验证提供了丰富的基因资源,并为揭示橡胶树生殖发育的分子调控机制奠定良好基础。     

基于RNA-Seq的彩色马铃薯MYB转录因子家族分析

植物MYB转录因子是功能多样、数量众多的转录因子之一,对植物的生长发育和代谢调控起着极其重要的作用.本研究基于彩色马铃薯块茎转录组测序数据,对彩色马铃薯发育过程中MYB转录因子基因进行筛选,并对其保守结构域、亚细胞定位进行分析;同时利用TMEV软件对其中R2R3-MYB转录因子的差异表达进行分析,并对差异显著的R2R3-MYB转录因子进行功能预测.结果 表明,基于转录组测序数据,筛选得到143个彩色马铃薯MYB类转录因子基因,根据结构特征分为4大类:1R-MYB、R2R3-MYB、3R-MYB和4R-MYB;亚细胞定位结果显示,138个MYB转录因子定位于细胞核,4个定位于细胞膜,1个定位细胞质;保守域分析显示,R2R3-MYB类转录因子的保守基序为R2、R3;彩色马铃薯R2R3-MYB转录因子基因在不同时期差异表达,其中上调表达10个、下调表达5个;根据GO富集性分析,共注释到6个和花青素相关的R2R3-MYB转录因子,本研究为下一步彩色马铃薯花青素合成相关MYB基因生物学功能和代谢调控机制的研究提供参考.     

基于RNA-Seq的蒙古冰草bHLH转录因子家族分析

为挖掘蒙古冰草(Agropyron mongolicum)干旱胁迫响应的bHLH基因,本研究在转录组测序数据的基础上,利用生物信息学方法对蒙古冰草bHLH基因进行理化性质、亚细胞定位、保守域及基序、系统发育进化分析,同时对不同干旱处理条件下的bHLH基因进行表达分析。结果表明：筛选得到23个具有完整bHLH保守结构的蒙古冰草转录因子,蛋白大小在87～699 aa之间;分子量在0.98～7.56 kD之间;脂肪族指数和理论等电点分别在54.33～96.96和4.76～9.68之间。23个蒙古冰草bHLH转录因子亚细胞定位预测全部在细胞核中;bHLH基因含2个保守结构域,碱性区含有高度保守序列Glu9、Arg-10、Arg-12、Arg13,螺旋区内Arg-23和Arg-41高度保守。进化树分为两大类：第一类为DN18916＿c0＿g1、DN23825＿c0＿g1、DN20889＿c1＿g1、DN21712＿c0＿g1、DN25383＿c0＿g4;另一类为DN16122＿c0＿g3、DN27532＿c1＿g3、DN27156＿c1＿g2、DN211-64＿c0＿g1、DN22283＿c0＿...     

基于RNA-Seq的彩色马铃薯MYB转录因子家族分析

植物MYB转录因子是功能多样、数量众多的转录因子之一,对植物的生长发育和代谢调控起着极其重要的作用.本研究基于彩色马铃薯块茎转录组测序数据,对彩色马铃薯发育过程中MYB转录因子基因进行筛选,并对其保守结构域、亚细胞定位进行分析;同时利用TMEV软件对其中R2R3-MYB转录因子的差异表达进行分析,并对差异显著的R2R3-MYB转录因子进行功能预测.结果 表明,基于转录组测序数据,筛选得到143个彩色马铃薯MYB类转录因子基因,根据结构特征分为4大类:1R-MYB、R2R3-MYB、3R-MYB和4R-MYB;亚细胞定位结果显示,138个MYB转录因子定位于细胞核,4个定位于细胞膜,1个定位细胞质;保守域分析显示,R2R3-MYB类转录因子的保守基序为R2、R3;彩色马铃薯R2R3-MYB转录因子基因在不同时期差异表达,其中上调表达10个、下调表达5个;根据GO富集性分析,共注释到6个和花青素相关的R2R3-MYB转录因子,本研究为下一步彩色马铃薯花青素合成相关MYB基因生物学功能和代谢调控机制的研究提供参考.     

基于高通量测序的露地菊(Chysanthemum×grandiflora)盐胁迫转录组分析

为揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,本研究以盐胁迫处理的露地菊及其对照为材料,使用Illumina Hiseq2500高通量测序平台对转录组进行测序,分别获得了60370448和71415448条Clean reads,通过序列拼接组装得到45591条Unigene,平均长度724 bp。有37675条Unigene在七大数据库(COG,GO,KEGG,KOG,Pfam,Swiss-Prot,NR)中得到注释。通过比对露地菊盐胁迫处理组和对照组样品间Unigene的表达量及在各数据库中的注释情况,统计得到:有4143条差异表达基因获得注释;有2441条差异表达基因在GO数据库中获得功能注释;注释到COG数据库中的2281条差异表达基因依据功能可分为25类;有1062条差异基因映射到KEGGPathway数据库中,涉及了199个代谢通路,包括核糖体途径、植物激素信号传导途径、淀粉蔗糖代谢、碳代谢、氨基酸的生物合成等。本研究获得的转录组数据将有助于揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,及相关抗性基因的挖掘和分子辅助育种等方面的研究。     

基于转录组金银花WRKY转录因子的挖掘与分析

WRKY转录因子是植物抗逆应答过程中最为常见的蛋白家族。为了挖掘金银花抗寒相关的WRKY基因,本研究基于已有的转录组数据,利用植物转录因子数据库和BioEdit对WRKY进行筛选及保守结构域分析,对筛选出的WRKY转录因子利用ExPASy进行理化性质分析,利用PSORT进行亚细胞定位预测,NetPhos进行磷酸化位点分析并且利用MEME数据库对WRKY基因的氨基酸进行序列分析,运用MEGA软件对筛选的金银花WRKY转录因子基因和21个已知抗寒的WRKY基因进行序列同源比对,并构建系统进化树。结果表明:金银花中筛选的30个WRKY基因的蛋白为85～721个氨基酸,理论等电点的范围为4.85到9.76。所有LjWRKY基因编码的蛋白中只有LjWRKY6为稳定蛋白,其余均属于不稳定蛋白,所有蛋白均属于亲水性蛋白。亚细胞定位预测结果,LjWRKY所有蛋白定位于细胞核。除LjWRKY23不具有Try磷酸化位点,其它所有氨基酸均具有Ser、Thr和Try磷酸化位点。LjWRKY蛋白比较保守,WRKYGQK没有发生任何变异,且包含三类WRKY转录因子。系统进化树发现,有12个WRKY基因与已知抗寒基因有同源性,推测其参与了金银花低温逆境下的反应。研究结果可以通过筛选的WRKY基因,进行进一步的转基因验证,进而为植物抗寒分子育种提供分子基础。     

基于转录组百合WRKY转录因子的挖掘与分析

WRKY是一类与植物生物胁迫反应相关的转录因子,是植物中特有的超基因家族。为了挖掘百合抗蚜虫胁迫相关的WRKY基因,本研究利用棉蚜胁迫的百合转录组数据,对WRKY进行筛选及保守结构域分析,对鉴定出的WRKY转录因子进行生物信息学分析。结果表明：百合中筛选的29个WRKY基因的蛋白为99～675个氨基酸,理论等电点的范围为5.06～11.19。在LhWRKY基因编码的所有蛋白中,其中LhWRKY5和LhWRKY26为稳定蛋白,其余LhWRKY属于不稳定蛋白。所有LhWRKY蛋白均定位于细胞核,属于亲水性蛋白。除LhWRKY2、LhWRKY3、LhWRKY5、LhWRKY20四个蛋白外,均具有丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)磷酸化位点。LhWRKY包含三类WRKY转录因子,部分蛋白发生变异。系统进化树发现,有3个WRKY基因与已知抗生物胁迫基因同源性较高,推测其参与百合抗蚜胁迫反应。研究结果可以通过筛选的WRKY基因,进行进一步的功能验证,为植物抗生物胁迫尤其是抗蚜育种提供分子基础。     

基于高通量测序的野百合转录组分析

本研究基于新一代高通量测序技术平台Illumina HiSeq?4000对野百合进行转录组测序,对物种的转录组序列进行统计,并将得到的数据进行de novo组装,结果共获得47 605条Unigenes,总长度为33 972 306 bp,平均长度为713 bp,N50为 1 204 bp.将获得的 Unigenes ...     

基于转录组的君迁子SSR特点分析

为全面了解君迁子简单重复序列(SSR)的分布特点,开发更多的SSR分子标记,本研究对君迁子叶片转录组中Unigenes进行了SSR分析。结果表明,测序共获得93 359条Unigenes,总长度为75 880 230 bp,分析共得到13 751个SSR位点,分布在10 001条Unigenes上,发生频率为10.71%,分布频率为14.73%,平均每5.5 kb出现1个SSR位点。君迁子SSR主要以单、二核苷酸SSR为优势SSR(5 483, 5 118),所占比例分别为39.87%、37.22%,其次是三核苷酸SSR(2 010, 14.62%)。单核苷酸SSR主要以A/T类型为主(4 989,36.27%),二、三核苷酸SSR出现次数最多的分别是AG/CT(3 352, 24.38%)和AAG/CTT(842, 6.12%),四、五、六核苷酸SSR数目较少,仅占总SSR的1.6%。SSR基序长度主要位于10～20 bp之间(88.73%)。共发现181 951个SNP位点,其发生频率为0.24%,主要以同类碱基转换形式(A/G, G/A, T/C, C/T)存在,共占64.83%...     

基于高通量测序的枣疯病转录组分析

为了研究枣树枣疯病发生的分子机理,基于边合成边测序技术,本研究使用Illumina高通量测序平台对健康及感病的木枣树叶片进行转录组测序分析。经过测序质量控制,共得到Clean Data 55.17 Gb,各样品Clean Data平均为6.13 Gb,GC%含量为45.43%,Q3093.63%,与参考基因组的比对效率在78.41%～85.77%之间,共发掘1 909个新基因。样品间共筛选出9 593个差异表达基因,其中上调基因有6 199个,下调基因有3 394个。同时,还预测出1 298个转录因子,归于55类转录因子,其中AP2-EREBP家族、MYB家族、b HLH家族和C2H2家族最多,分别有112个、90个、90个和85个。健康木枣与感病木枣(ML vs.WL)注释到各数据库的差异表达基因数(4 755)明显多于其它两个样品组。各样品组间差异表达基因显著富集在黄酮类化合物、苯丙烷类化合物和不饱和脂肪酸生物合成途径,以及植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢和脂肪酸代谢等代谢通路。该转录组测序分析为寻找枣疯病相关基因提供理论参考。     

基于RNA-seq的铁线莲转录组信息分析

本研究首次采用高通量测序技术对同一株上三种不同花被类型的铁线莲'薇安'进行了转录组测序,构建了铁线莲的cDNA文库,并对转录组数据进行过滤及拼接、功能注释、基因的差异表达分析等。通过转录组测序,一共获得了 146 036条序列,99 652个Unigene基因,长度分布在201-14 638 bp之间,平均长度977 bp。对聚类后得到的Unigene进行同源搜索和功能注释,共9 133个Unigene与七个数据库(NR, GO,NT, Pfam, KEGG, KOG, Swissprot)均具有同源性,占总数目的9.16%。经SSR位点查找与分析,从检测到的99 652个序列总数中识别出23 035个SSR位点,包含序列的SSR的数量有18 243个,总长为129 654 975 bp 该研究结果可为铁线莲'薇安'不同花被类型的差异基因表达及筛选和探究重被花形成的分子机制提供了科学依据。     

基于转录组的油茶MADS-box转录因子的筛选及分析

MADS-box是植物中一类重要的转录因子,在植物生长发育和信号传导过程中发挥重要作用,特别是在显花植物的花器官分化、开花时间的调节等方面起到重要的调控作用。本研究基于油茶转录组数据,利用生物信息学方法筛选出20个MADS-box转录因子,并对其理化性质、保守结构域、亚细胞定位、二级结构等进行预测分析,同时构建和模式植物拟南芥MADS-box蛋白家族的系统进化树。依据保守结构域将20个CoMADS基因分为TypeⅠ型和TypeⅡ型(MIKC),所编码的蛋白序列长度为89～564 aa,理论等电点在5.75～10.28之间,大部分蛋白为碱性不稳定蛋白,并具有一定的亲水性,氨基酸组成以亮氨酸(Leu)含量最为丰富。所有蛋白均不含有信号肽和导肽,不具有跨膜结构,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,均定位于细胞核。聚类分析发现1个TypeⅠ型CoMADS蛋白聚类到拟南芥Mλ亚族,3个TypeⅠ型CoMADS聚类到型Mδ亚族;5个CoMADS蛋白单独聚类,没有归属到拟南芥MADS-box蛋白中;10个MIKC型CoMADS蛋白归属于拟南芥MIKCc型MADS-box蛋白的不同亚家族,其中SVP ...