银杏三个年龄阶段雄花芽的转录组分析及差异基因筛选

本研究筛选银杏三个年龄阶段开花调控的关键基因,揭示银杏开花调控年龄途径的分子机理,为促进银杏早花、分子育种和推广种植提供科学依据。本研究利用高通量测序技术及生物信息学工具,对三个年龄阶段的银杏雄花芽进行转录组测序,对测序数据进行分析,筛选出年龄途径关键差异表达基因。转录组测序转录组测序共产生57.45 Gb原始数据,注释到8大功能数据库(GO, COG, KEGG, KOG, NR, Pfam, SwissProt, egg NOG)上的Unigene总数为35 058个。通过KEGG通路注释和GO富集分析,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,幼年雄花芽较开花一年雄花芽有37个基因上调,75个基因下调;幼年雄花芽较开花多年雄花芽有592个基因上调,871个基因下调;开花一年雄花芽较开花多年雄花芽有961个基因上调,1 203个基因下调。本研究发掘出大量的开花相关的基因,最终筛选出SPL (gene.Gb_23724, gene.Gb_03922)、AP2 (gene.Gb_00766)、MADS-box (gene.Gb_01886, gene.Gb_15398, gene.Gb_28337, Gingko_newGene_2213)、GA调节蛋白(gene.Gb_34467, gene.Gb_28606, gene.Gb_33214)和DELLAs蛋白(gene. Gb_34644)等11个年龄途径开花调控的关键基因。     

百合未授粉成熟雌蕊转录组测序研究

本研究旨在大量发掘百合雌蕊特异表达基因,为研究百合杂交障碍的分子机制提供依据。利用Illumina高通量测序平台,进行百合未授粉成熟雌蕊转录组测序和数据组装,并对获得的Unigene进行功能注释、分类和代谢通路分析。“干柱头”雌蕊LoP1和“湿柱头”雌蕊LoP2分别获得40792条和39708条Unigene。2个样品的Unigene通过序列拼接,去冗余处理,以及同源转录本聚类,得到44175条All-Unigene。基于NR、NT、Swiss-Prot、GO、KEGG和COG等6个数据库进行相似性比对（E值≤10-5）,依次分别有30343、21647、21281、19274、12964和22227个基因被注释。KEGG分析中,19274条AllUnigene被注释到128个代谢通路上。基因分析显示,百合未授粉成熟雌蕊已为授粉受精做好了物质、能量、信号转导以及抗病原等准备工作。     

基于PacBio平台的掌叶鱼黄草全长转录组分析

掌叶鱼黄草是一种药用植物,但其药用成分的合成途径和调控基因尚不明确。为了进一步了解掌叶鱼黄草的遗传信息,探寻次生代谢产物合成的分子基础,本研究通过PacBio平台对掌叶鱼黄草进行了全长转录组测序。组装测序结果获得17 339个Unigene,注释了17 163个Unigene。有8 606个Unigene参与了156条代谢通路。其中包含18条次生代谢产物合成通路,相关Unigene有395个。在这些通路中,苯丙素类、三萜类和叶酸等合成产物可能与掌叶鱼黄草的药用活性有关。本研究为掌叶鱼黄草后续次生代谢产物合成和药理机制研究工作提供基础,全长转录组序列信息可以为后续二代转录组测序结果拼接提供参考模板。     

木薯叶芽和花芽的转录组差异分析

本研究以木薯花芽与叶芽为材料,通过Illumina HiSeqTM4000测序平台对其进行转录组测序,结果获得高质量序列45 010 506个、碱基数13.46 Gb,GC含量在43.5%以上、比对效率在78%以上。筛选得到3 782个差异表达基因(DEGs),其中上调2 409个、下调1 373个。DEGs涉及的主要功能有一般功能预测,翻译,复制、重组与修复,信号传导机制,次生产物合成、运输与代谢,翻译后修饰、蛋白质周转和分子伴侣,氨基酸运输与代谢,碳水化合物运输与代谢。DEGs显著富集的KEGG通路主要有植物激素信号传导、苯丙烷类生物合成、淀粉和蔗糖代谢、苯丙氨酸代谢、氨基酸的生物合成和碳代谢。获得植物开花相关基因47个,其中39个上调表达、8个下调表达。研究结果在一定程度上解析了木薯花芽分化的分子机制,并为后续的深入研究提供了基础数据。     

基于高通量测序的南酸枣转录组分析

以南酸枣雌株叶片和成熟果实为材料,利用Illumina Hi Seq TM 4 000测序平台对其转录组进行测序,共获得14.15 G有效数据,通过序列拼接组装得到46 936条Unigene,平均长度为1 287 bp。36 299条Unigene(77.33%)在7大数据库(NR,NT,KO,Swiss-Prot,PFAM,GO和KOG)中得到注释,其中与GO数据库比对上的26 014条Unigene可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类53分支,注释到KOG数据库中的8 459条Unigene依据功能可分为25类。与KEGG数据库比对,6 225条Unigene分属5大类246条代谢通路中。南酸枣叶片和果实转录组中共发现5 631个差异表达基因,包括1 930个上调基因和3 701个下调基因。本研究获得的转录组数据将有助于开展南酸枣功能基因挖掘与利用、分子辅助育种和其种质资源遗传改良等方面的研究。     

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。     

RNA-seq揭示碱性盐(NaHCO3)对细叶百合鳞茎基因表达的影响

本研究旨在揭示细叶百合在盐碱逆境中的基因表达表达情况,为合理利用盐碱地和大面积种植百合提供理论基础。以一年生的细叶百合鳞茎为材料,经过20 mmol/L NaHCO₃处理24 h后,用Illumina HiSeqTM2000测序平台进行转录组测序。共测得56828个mRNA的注释信息,其中,55433个Unigene被注释到Nr数据库,26973条Unigene被注释到KOG数据库,23610条Unigene被注释到GO数据库,13142条Unigene被注释到KEGG数据库的五大类中。共鉴定出390个差异表达基因。选取了9个与盐碱胁迫密切相关的基因进行qPCR验证,9个基因的表达结果与转录组的结果基本趋于一致。通过细叶百合在碳酸盐(NaHCO₃)逆境下的转录组对比数据,提供了许多的基因表达通路和表达量的差异,为合理利用盐碱地和大面积种植百合提供理论基础。     

海岛罗汉松嫩叶叶色变化转录组分析

为了探讨海岛罗汉松(Podocarpus costalis)转录组功能基因信息,获取海岛罗汉松嫩叶叶色变化的相关基因,本研究对海岛罗汉松正常生长状态下的嫩叶进行转录组测序分析,去除低质量序列后得到52 189条Unigene,平均长度为1 609 bp,总长度为83 984 805 bp。52 189条Unigene注释到七大功能数据库,其中NR数据库中40 067个Unigene被注释到,注释率最高,占76.77%。在注释到的物种中,海岛罗汉松比对到的U nigene与北美云杉(Picea sitchensis)的相似度最高,共13 536条。通过5个时期的共同筛选,发现海岛罗汉松嫩叶有1 376个差异表达基因。1 376个差异表达基因通过GO分析注释到3个大类(生物过程,细胞组分,分子功能)的46个小类;KEGG分类可将1 376个差异表达基因分为5个大类19个小类。对与叶色变化相关的差异表达基因进行分析,发现与花青素合成相关的差异表达基因有9个,主要由苯丙烷类生物合成、类黄酮生物合成等机制影响海岛罗汉松嫩叶叶色变化;另外有3个差异表达基因涉及卟啉和叶绿素代谢途径。本研究结果为探究...     

莲瓣兰花朵转录组及MADS基因家族挖掘

莲瓣兰是我国珍贵的兰花野生资源,具有很高的观赏价值,然而其相关的分子生物学研究尚属空白。为揭示莲瓣兰花朵形成的分子机制,应用高通量测序技术对莲瓣兰花朵进行转录组分析。原始数据经过生物信息学分析后,共获得57 011条Unigene;所获得的Unigene与Nr,Swiss-prot,COG和KEGG等数据库进行搜索比对后,发现Unigene的注释总量为24 049条,约32 962条Unigene没获得注释,这些没获得注释Unigene基因可被认为是莲瓣兰新的转录本和特异基因。36条CDS基因被注释为MADS-box基因,构建系统进化树后并对31条MADS-box基因进行了聚类,其中23条为与花型发育相关的ABCDE类基因,8条为与开花时间相关的MADS基因,同时发现PI、AP3和AGL6基因表达量较高,该试验为研究兰属的花发育以及开花机理的研究提供一定的理论依据。     

水杨酸和茉莉酸甲酯对微型月季萜类次生代谢产物相关基因表达的影响

微型月季是月季家族的新品种,具有开发制作精油的潜力。本研究分别以蒸馏水、1 mmol/L水杨酸和1 mmol/L茉莉酸甲酯处理微型月季,对花瓣提取RNA后,使用Illumina Hiseq4000高通量测序平台进行转录组测序。测序结果共得到55168条Unigene序列,注释率为100%。对不同处理组的差异基因进行了KEEG代谢通路分析,差异基因主要富集在植物-病原菌相互关系、植物荷尔蒙信号转导、萜类骨架生物合成等20条KEGG通路中。对萜类合成相关的5个KEEG代谢通路中的差异表达基因进行了热图分析。研究结果表明水杨酸和茉莉酸甲酯可以诱导微型月季中特定萜类合成相关基因的表达,为精油制作领域微型月季质量的提升和品种选育提供基础数据。     

广藿香幼苗期茎和叶的转录组数据组装和分析

本研究以石牌广藿香幼苗期茎和叶为样本,对转录组测序之后,共得到66 133 450条和65 148 526条reads序列。然后使用De novo拼接后把Unigene对比到各个数据库,经过对Unigene的统计分析,在有类似功能基因的92 974条Unigene中,有65 467条Unigene可注释到Nr数据库;有71 330条的Unigene可对比到KOG数据库,依据其功能信息将这些基因分成25类;有86 716条Unigene被发现与GO数据库中的基因具有相似性并将它们分为生物过程、细胞成分和分子功能3个大类共54个小类;以KEGG作为数据库参考比对到66 055条Unigene,并根据代谢通路将转录组数据分为137类,包括内质网蛋白处理、甘油磷脂代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、硫辛酸的代谢等。本研究将为广藿香的活性物质的生物合成与代谢、功能基因的发掘、分子标记的开发应用等研究提供依据。     

百蕊草转录组测序及黄酮合成相关基因分析

本研究以正常生长和喷施硝酸银(1 mmol/L)诱导子处理的百蕊草植株作为供试材料,基于高通量测序技术(Illumina Hi-seq 2000 platform)对百蕊草植株进行转录组测序分析探讨其黄酮类代谢通路及相关基因。结果表明,通过转录组测序共获得69 503条Unigene,平均长度为1 226 bp,48 666条被注释,其中9 192条Unigene在不同数据库都成功注释。KEGG分析获得黄酮类生物合成相关差异表达的关键基因中,Unigene较多且有较高表达的基因有查尔酮合酶基因(CHS)、反式肉桂酸4-单加氧酶基因(CYP73A)、4-香豆素-辅酶基因(4CL)、邻羟基肉桂酰基转移酶(HCT),表达量相对较低的基因有苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)、黄烷酮3-羟化酶基因(F3H)、黄酮醇合酶基因(FLS)和黄酮醇葡萄糖基转移酶基因(FG3)。本研究还绘制了百蕊草素类成分的生物合成途径。此外,在百蕊草转录组中,检测到了32 008个简单序列重复(SSR)位点,长度为二碱基重复的SSR最为丰富,占34.22%;在单碱基重复和二碱基重复这两种类型中,最主要的优势重复单元分别是A/T和AG/CT。本研究结果为进一步研究百蕊草黄酮生物合成过程和关键基因克隆奠定研究基础。     

扁豆荚皮中花青素合成的转录组分析

扁豆在中国广泛栽培,紫色扁豆品种的豆荚中的花青素含量高于绿色品种,但扁豆中花青素合成的调控机制尚待研究。鉴于扁豆基因组测序工作尚未完成,为了解析扁豆花青素合成的调控机制,本研究利用Illumina转录组测序技术,获得了假定Unigene 94982个。与紫色扁豆相比,绿色品种的荚皮中上调Unigene1065个,下调3086个。通过GO、KEGG基因富集分析以及20个表达差异最大的Unigene功能预测,可以发现,绿色扁豆品种抗锈病能力较强,可能与抗氧化能力、氧化还原反应、40S核糖体小亚基(与翻译有关)蛋白高于紫色品种有关,而扁豆豆荚颜色由紫变绿的原因与生长素类AUX蛋白、类衰老特定的半胱氨酸蛋白酶等编码基因的表达水平下调有关。本研究将为解析扁豆花青素合成的调控机制提供借鉴。     

碰碰香叶片的转录组测序分析

为探讨碰碰香(Plectranthus tomentosa)叶片香气的分子机制,本研究对其进行了转录组测序分析,挖掘挥发性物质合成的关键基因,为植物次生代谢和花卉的分子育种提供借鉴和参考。分析结果共得到了4.2 G有效数据,通过序列拼接得到56 883条Unigene。其中,有29 617条Unigene得到GO注释,18 704条Unigene得到COG注释。KEGG pathways分析结果表明,共有1 446条Unigene注释到新陈代谢途径,625条Unigene注释到次生代谢生物合成途径,其中参与单萜、二萜、倍半萜和萜类骨架合成的Unigene有59条,生物碱类29条,至少369条Unigene参与了甲苯、松香油、酯类和烷烃等挥发性物质的代谢途径。本研究为探讨碰碰香挥发性物质的分子机制,挖掘重要功能基因,及其研究开发应用提供了基础数据。     

基于高通量测序的大花序桉顶芽转录组生物信息学分析

为了获得珍贵用材树种大花序桉顶芽转录组数据及预测关键基因功能,本研究基于Illumina HiSeq X Ten测序技术获得大花序桉顶芽转录组原始数据,经Trinity组装拼接获得高质量Unigene,并与NR、Swiss-Prot、GO、KOG、egg NOG和KEGG等生物信息数据库进行序列比对和功能注释,利用MISA软件进行SSR位点搜索和分析。从大花序桉顶芽中共获得26 587条高质量Unigene,平均长度为1 279.69 bp;共有22 099条Unigene至少在一个数据库中被成功注释,其中,11 507条Unigene被注释到KOG数据库中25个功能类别,以参与一般功能基因的数量最多;GO数据库中,所注释到的14 105条Unigene分别匹配到生物功能、细胞组分和分子功能3大类50个功能基因区,其中执行生物过程所占比例最多;KEGG功能注释共发现有7 117个Unigene参与127条代谢通路,以代谢相关的基因最丰富;共有1 021条Unigene注释到转录因子数据库,分布于65个家族,其中比例最大的是bHLH和MYB家族;3 274条Unigene注释到植物抗性基因数据库,分布于13个类别,相匹配基因数量最大的是RLP和TNL。MISA软件共检测到12 366个SSR位点,分布密度为1/2.75 kb,重复基元类型丰富,标记开发潜力大。本研究利用高通量测序获得丰富的顶芽转录组信息,可以为大花序桉分子辅助育种提供丰富的资源。     

蝴蝶兰成花差异基因的筛选与分析

为探明蝴蝶兰花芽分化调控的内在分子机制,以及花芽分化过程中的关键基因,本研究以蝴蝶兰不同分化时期的花芽进行转录组测序,筛选调控植株成花转变的关键基因并进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证.测序共得到44.42 Gb的原始数据,分别注释到7个公共数据库(Swiss-Prot,Nr,KEGG,KOG,Pfam,eg...     

莲瓣兰MADS转录因子生物信息学及其在不同组织中的表达

为探索兰花花器官形成机理,我们从莲瓣兰花朵转录组测序的MADS基因家族成员中,筛选出8个基因,并用MEGA6.0和MEME软件对其生物信息学进行分析,并进行了相对表达量分析。研究结果表明,8条MADS基因分别与其它物种MADS-box家族成员有较高同源性。MADS-box结构域分析显示,除了Unigene0032261只拥有M结构外,所有基因都拥有M,I,K,C结构域。荧光定量PCR分析表明,这8个基因,可能与花器官的发育相关,参与了除鼻头外,花器官不同组织部位的发育,在营养器官中也检测到不同程度的表达。Unigene0024850、Unigene0024850、Unigene0032261、Unigene0013190、Unigene0026604与Unigene0019639在唇瓣中也不同程度表达,而Unigene0024956和Unigene0021946在唇瓣中表达最低,推测前六个基因可能参与了唇瓣的发育,而后者2个对唇瓣发育作用不大。其中Unigene0025650在小舌中高表达,可能参与了多舌的形成。本试验为莲瓣兰花发育及多舌奇花形成机理提供了一定的理论依据。     

药用植物罗布麻的转录组测序及分析

为了获得罗布麻转录组信息,研究罗布麻中功能基因的表达以及分子标记的开发,本研究采用Illumina HiSeq2000高通量测序技术对罗布麻进行转录组测序及分析。通过过滤掉低质量的读序,共获得26148138个高质量的读序,组装得到61538个Unigene序列。其中,有25296个Unigene在公共数据库中得到注释。通过KEGG分析,共发现29个Unigene参与活性成分(黄酮类)生物合成。检测出单核苷酸至六核苷酸重复类型的SSR位点13524个。本研究结果分析了参与黄酮类化合物合成的相关基因以及潜在的SSR位点,为进一步研究罗布麻次生代谢产物合成的功能基因的挖掘、分子标记的开发以及资源利用提供有用的信息。     

广藿香幼叶与成熟叶片转录组数据组装及基因功能注释

为了进一步阐明广藿香中药用活性成分生物合成的分子机制,本研究以海南广藿香幼叶及成熟叶片为材料,采用BGISEQ-500高通量测序平台进行转录组测序,分别获得了63 751 826条和65 949 390条clean reads,平均读长为90 nt。De novo组装后将All-unigene分别注释到Nr、KOG、GO、KEGG、Swiss-Prot、Inter Pro数据库,对每个数据库注释的Unigene数目进行统计,共有162 509条Unigene有对应的功能信息,其中105 430条Unigene被注释到Nr数据库,显示与芝麻有69.87%的相似度;有83 369条Unigene被注释到KOG数据库,根据功能将其分为25类;有12 261条Unigene与GO数据库中的基因具有相似性,将其归为3大类中49个功能组;有79 053条Unigene被注释到KEGG的代谢通路中,分属于124类代谢通路,包括次生代谢物质生物合成、倍半萜和三萜类化合物生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、花青素生物合成等。该研究结果对广藿香药用活性成分生物合成与代谢、关键酶基因克隆以及分子标记开发等研究有一定的帮助。     

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。