西瓜噬酸菌不同菌株与甜瓜幼苗早期互作的转录组学分析

西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli)引起的瓜类细菌性果斑病(bacterial fruit blotch,BFB)是西瓜、甜瓜等葫芦科作物上毁灭性种传病害。本文利用RNA-seq技术,分析了2个西瓜噬酸菌菌株(pslb65和AAC00-1)分别诱导甜瓜感病品种IVF667幼苗6 h和12 h后的基因表达谱。结果表明,这2个菌株侵染寄主6 h后,分别检测到1 029和3 561个差异表达基因,其中上调基因分别为355和1 621个,下调基因分别为674和1 940个;与寄主互作12 h后,差异基因分别有2 397和1 875个,上调基因分别为903和898个,下调基因分别为1 494和977个。GO功能注释发现,pslb65与甜瓜幼苗互作的差异基因显著富集在生物学过程中的发育和代谢2个亚类,所占比例分别为32.92%和35.36%。在分子功能中转录因子所占比例较大,达到67.65%;AAC00-1与甜瓜幼苗互作后,差异基因显著富集在生物学过程中的转运和定位中,比例分别为23.84%和24.18%。在分子功能中氧化还原酶活性亚类所占比例高达17.59%。西瓜噬酸菌pslb65和AAC00-1侵染寄主6 h,Rboh、CaMCML、CDPK和FLS2等编码基因在植物-病原互作途径(csv04626)多为下调表达,植物-病原互作途径被抑制;12 h,pslb65-甜瓜互作途径相关基因多下调,AAC00-1-甜瓜互作途径相关基因多上调,推测此时植物-病原互作途径被AAC00-1激活,引起寄主的防御反应。西瓜噬酸菌pslb65和AAC00-1均可诱导植物发病,但在引起植物感病途径上略有不同,这可能与它们来自西瓜噬酸菌的不同亚群有关。最后,选取pslb65与寄主互作途径的6个基因进行qRT-PCR验证,结果与转录组测序结果基本一致。本研究初步揭示了西瓜噬酸菌2个不同菌株与寄主互作在转录水平上的表达差异,为研究甜瓜与不同菌株的互作机制差异奠定了基础。     

基于全转录组分析的苹果苦痘病发生机制初步研究

 苹果苦痘病已困扰多年,但其发生机制仍不明确。本研究通过全转录组分析,比较了苹果健康果实、苹果苦痘病果、病果病斑部位和病果无病斑部位中可能与苹果苦痘病发生相关的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),研究了苹果苦痘病的可能发生机制。经全转录组测序,GO功能注释和KEGG通路富集分析,筛选出17个可能与苹果苦痘病发生相关的差异表达基因。RT-qPCR 验证结果显示,与苹果健康果实或病果无病斑部位相比,17个DEGs中,3个涉及植物-病原互作通路的DEGs(CDPK26, WRKY26 和ADP/ATP carrier)在苹果苦痘病果和病果病斑部位中均表现上调;2个涉及细胞凋亡通路的 DEGs(TUBA和CTSF)和1个涉及类黄酮生物合成通路的 DEG(RGA4)均表现下调,表明,苹果苦痘病的发生促进了基因CDPK26、WRKY26和ADP/ATP carrier的表达,抑制了基因TUBA、CTSF和RGA4的表达,说明,涉及植物-病原互作、细胞凋亡和类黄酮生物合成相关的基因,在苹果苦痘病发生过程中发挥着重要的作用。     

杧果与Fusarium mangiferae在转录水平上的互作机制

基于Illumina HiSeq~(TM)2000平台,对健康与感病杧果顶芽的转录组进行测序,采用BLAST软件将获得的Unigene与NCBI-nr、Swiss-Prot、KEGG和COG数据库进行比对,根据基因功能注释后分析杧果病健组织的差异表达基因(DEGs),并对DEGs进行GO和Pathway富集分析。结果表明:2个样品共获得119 815条Unigene,N50为1 546 bp,平均片段长度为880 bp;鉴定了29 878个DEGs,对随机挑选的11个差异表达基因进行了qRT-PCR验证,结果与转录组一致。以corrected P-value≤0.05为阈值的代谢途径有22条,其中大多数代谢途径与植物的抗逆响应密切相关;153个DEGs参与了淀粉和蔗糖代谢途径,DEGs主要是编码糖类异构酶、水解酶和转移酶等,参与葡萄糖水解、细胞碳水化合物、丙酮酸盐和核苷酸代谢等生物进程;在抗氧化生物过程中,编码活性氧代谢相关酶且log_2Ratio10或-10以上的DEGs有20个,14个属上调表达,表明活性氧代谢在杧果与病原互作过程中起到重要的调解作用;F.mangiferae侵染杧果后,以log_2Ratio10或-10为筛选条件,共获得酚类代谢相关差异表达基因53个,其中40个DEGs上调表达,推测杧果可能是通过合成加固细胞壁的木质素或生成抑菌作用的酚类化合物来提高对病原菌的抵抗能力;杧果与F.mangiferae互作过程中,钙信号传导、SA信号途径和丝裂原活化蛋白信号传导途径相关基因表达下调,造成了下游植物抗病基因RPM1的表达受到抑制,这可能是杧果畸形病的主要成因之一。     

球孢白僵菌对小菜蛾的侵染相关基因分析

本文研究球孢白僵菌对小菜蛾的侵染相关基因,为提高球孢白僵菌的致病力提供基因靶点,从而提高球孢白僵菌对小菜蛾的防治效果。通过室内生物测定,筛选出球孢白僵菌对小菜蛾的高毒力菌株;采用新一代Solexa高通量测序技术对纯培养的球孢白僵菌和球孢白僵菌侵染小菜蛾48 h的虫菌混合样品分别进行转录组测序,筛选差异表达基因;结合生物信息学方法分析差异表达基因涉及的基因功能及细胞通路等;应用荧光定量PCR技术验证20个基因的差异表达。转录组测序结果显示,纯培养的球孢白僵菌与侵染小菜蛾幼虫48 h的球孢白僵菌转录组对比分析共得到8383个差异表达基因,其中显著差异表达基因716个,上调基因350个,下调基因366个。本研究筛选获得的差异表达基因,特别是上调表达的基因可能与球孢白僵菌对小菜蛾的侵染有关。GO二级分类表明,DEGs被注释到26个GO term中,包括11个生物学过程,8个细胞组分和7个分子功能;Pathway分析表明共有12个Pathway,93个上调基因和61个下调基因参与了这些途径。深入分析发现,胞外丝氨酸富集蛋白、细胞壁蛋白、胞外双加氧酶、铁转运蛋白、细胞壁半乳糖抗原蛋白等在侵染过程中与毒力相关的基因均具有显著性差异表达。研究结果为阐明球孢白僵菌对小菜蛾的侵染机制提供了基础。     

草莓应答炭疽菌侵染的转录组分析

本研究以栽培草莓为材料,用炭疽菌对植株进行侵染,对健康草莓和患病草莓进行转录组分析(RNA-seq),共得到86 988个序列以及2 127个差异表达基因。利用GO数据库对差异表达基因进行了聚类分析,结果发现差异表达基因主要聚类在光合作用、氧化还原过程、氧化还原酶活性、碳固定过程以及糖代谢过程等方面。同时,利用KEGG数据库对差异表达基因影响的通路进行注释后发现,炭疽菌侵染主要影响了光合作用、倍半萜和三萜生物途径、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢和植物激素信号转导等途径中关键基因的表达水平。挑选了20个差异表达基因进行qRT-PCR,结果有19个基因的表达趋势与转录测序结果一致。本研究获得的草莓应答炭疽菌侵染转录组数据信息,将有助于丰富草莓抗炭疽病的调控机制。     

基于转录组测序解析干旱胁迫对祁连山黄参基因表达的调控

以栽培2个月的黄参为试材,设置对照（土壤相对含水量70%~80%）和适度干旱胁迫（土壤相对含水量55%~60%）处理,利用高通量转录组测序BGISEQ-500平台,对测序结果进行基因功能注释、差异表达基因(DEGs, differentially expressed genes)筛选。结果表明：(1)获得的68193条Unigene中,分别有34230(50.20%)、34170(50.11%）、31727(46.53%)、27701(40.62%)、27092(39.73%)和22793(33.42%)个Unigene分别被分配到NCBI非冗余蛋白(NR)、eggNOG(基因的进化谱系, Evolutionary genealogy of genes: Non\|supervised Orthologous Groups)、基因本体(Gene ontology,GO)、Pfam (Protein family)、SwissProt (Reviewed protein sequence database)和KEGG (Kyoto encyelopedia of genes and genomes)六大功能数据库。(2)DEGs分析显示,黄参块状根和叶中分别有10674个和13402个DEGs;GO富集结果表明,根和叶中的DEGs功能部位中的分布基本一致,主要富集在生物过程、DNA的复制和翻译调控、氧化还原过程、蛋白质磷酸化、防御响应等;KEGG富集分析表明,根中DEGs显著富集在苯丙烷类生物合成、半乳糖代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌相互作用、植物激素信号转导等途径,叶中DEGs则主要富集在半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成、戊糖、葡萄糖醛酸转换、植物激素信号转导等途径,说明淀粉和蔗糖代谢、半乳糖代谢、苯丙烷类生物合成途径、植物激素信号转导途径在黄参应对干旱胁迫中起重要作用。干旱胁迫影响黄参不同器官中差异基因的表达,为解析黄参耐受干旱的生物学途径、黄参药效成分的生物合成和分子机制提供了理论依据。     

基于转录组测序的柴达木地区枸杞根腐病发病机理研究

为初步了解柴达木地区枸杞根腐病发病机理,文中通过转录组测序技术对健康和发病枸杞进行测序分析。结果共筛选得到6503个差异表达基因,其中3558个差异上调基因,2945个差异下调基因。通过差异基因GO功能注释分析,GJ(健康组) vs GF(发病组)中差异表达基因主要表现在代谢过程、细胞过程、催化活性、结合、细胞和细胞部分等生物学功能上。KEGG代谢通路分析显示,差异上调基因主要富集在内质网中的蛋白质加工、植物激素信号传导、植物-病原体互作等代谢通路;差异下调基因主要富集在碳代谢、氨基酸生物合成、光合作用生物的碳固定、糖酵解/糖异生、光合作用等通路上。转录因子预测结果显示：24个转录因子表达发生了变化,分别归属于13个转录因子家族,C2H2、TCP、WRKY等多个转录因子的表达均受到不同程度的抑制。利用实时荧光定量PCR技术对挑选的10个关键差异表达基因进行验证,结果显示10个差异表达基因表达趋势与转录组测序相一致。     

小檗公式在小麦条锈菌侵染过程中的表达特征

 小檗是小麦条锈菌的转主寄主,自然条件下在小檗上进行有性生殖不仅是条锈菌毒性变异的重要途径,也为病害的流行提供了初侵染源。目前条锈菌与小麦互作已经有较为细致深入的研究,而条锈菌与小檗分子互作的研究未见报道。NPR1是植物调控防卫反应的一个关键基因,本研究克隆得到小檗NPR1基因(BhNPR1),并对BhNPR1及其下游病程相关基因的表达模式进行了分析。与小麦NPR1基因受条锈菌夏孢子侵染诱导不同,BhNPR1的表达水平在条锈菌担孢子侵染小檗过程中保持稳定。另外,条锈菌侵染小檗过程中NPR1下游的病程相关基因BhPR5和BvPDF1.2a的表达量变化也不明显,而BhPR1和BhPR2则显著上调表达。这些结果表明BhNPR1及多个病程相关基因不参与对条锈菌的防卫反应,这可能是导致小檗先天免疫缺陷而成为多种锈菌共同的转主寄主。     

小檗NPR1在小麦条锈菌侵染过程中的表达特征

小檗是小麦条锈菌的转主寄主,自然条件下在小檗上进行有性生殖不仅是条锈菌毒性变异的重要途径,也为病害的流行提供了初侵染源。目前条锈菌与小麦互作已经有较为细致深入的研究,而条锈菌与小檗分子互作的研究未见报道。NPR1是植物调控防卫反应的一个关键基因,本研究克隆得到小檗NPR1基因(BhNPR1),并对BhNPR1及其下游病程相关基因的表达模式进行了分析。与小麦NPR1基因受条锈菌夏孢子侵染诱导不同,BhNPR1的表达水平在条锈菌担孢子侵染小檗过程中保持稳定。另外,条锈菌侵染小檗过程中NPR1下游的病程相关基因BhPR5和BvPDF1.2a的表达量变化也不明显,而BhPR1和BhPR2则显著上调表达。这些结果表明BhNPR1及多个病程相关基因不参与对条锈菌的防卫反应,这可能是导致小檗先天免疫缺陷而成为多种锈菌共同的转主寄主。     

小麦锈菌蛋白激酶基因家族的鉴定与生物信息学分析

为深入分析锈菌结构基因组,阐明锈菌毒性变异的分子机制,本研究通过生物信息分析方法,对3种小麦锈菌蛋白激酶(protein kinases,PKs)超家族预测基因进行了系统分析,利用COG(clusters of orthologous groups of proteins)、KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)、GO(gene ontology)和PHI(pathogen-host interactions)数据库进行注释分析,并对小麦锈菌MAPK基因的蛋白质互作网络进行预测。结果表明,条锈菌Puccinia striiformis、叶锈菌P.triticina和秆锈菌P.graminis的PKs基因数量分别为221、159和159个,不同PKs基因家族类型在3种锈菌中的数量分布上表现出很高的保守性。注释分析表明,PKs家族预测功能涉及病原菌生长发育中的调控作用和病原菌-寄主互作机制,包括信号传导和致病因子等。PKs家族核心基因数目在蛋白激酶基因中占比大于1/3。MAPK基因的催化结构域序列呈现高度相似性。以STRING数据库的酿酒酵母蛋白质互作网络信息为参考,对小麦锈菌MAPK基因的蛋白质互作网络进行预测,共鉴定出25个互作关系,包含29个MAPK基因。研究表明这3种锈菌之间MAPK互作蛋白质分布不均衡,这可能反映了锈菌基因组进化的特殊复杂性。     

沃尔巴克氏体感染对黑腹果蝇头部转录组的影响

为明确沃尔巴克氏体Wolbachia对果蝇神经行为影响的分子机制,采取转录组测序技术对感染沃尔巴克氏体和未感染的黑腹果蝇Drosophila melanogaster头部样本进行转录组测序、组装、注释,筛选感染沃尔巴克氏体wMel和未感染黑腹果蝇头部转录组间的差异表达基因,并选择差异表达基因中差异倍数较大或与神经行为相关的基因进行qPCR验证。结果表明,感染沃尔巴克氏体wMel和未感染黑腹果蝇头部差异表达基因有679个（差异倍数≥2,P<0.05）,其中,由于感染沃尔巴克氏体wMel而上调表达的基因有566个,下调表达的基因有113个。GO功能注释分析显示,差异表达基因与代谢过程、催化和结合功能相关。KEGG通路注释分析发现,差异表达基因主要富集在蛋白消化与吸收、内分泌、神经活性配体-受体互作以及激素合成等通路中。从差异表达基因中筛选出11个基因进行qPCR验证,有9个基因的表达趋势与RNA测序结果一致。表明沃尔巴克氏体可广泛影响果蝇头部基因的表达水平,暗示可能由此影响宿主的神经行为。     

小麦-条锈菌互作过程中TaRLK3D.2功能初步研究

小麦条锈病是由小麦条锈菌引起的气传性真菌病害,在全球小麦种植区广泛发生,严重威胁小麦的安全生产。充分利用寄主抗病性是防治条锈病最经济的方法。富含亮氨酸重复类受体蛋白激酶(leucine-rich repeat receptor-like protein kinase, LRR-RLK)作为RLK家族最大分支的模式识别受体,在防御病菌入侵方面发挥重要作用。本研究系统鉴定了小麦LRR-RLKs家族成员,从小麦与条锈菌互作的转录组数据库中筛选出了43个显著差异表达的LRR-RLKs,最后选取了在亲和与非亲和互作过程中都显著上调表达的TaRLK3D.2为对象,利用实时定量PCR、亚细胞定位及大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默初步研究了该基因在小麦与条锈菌互作过程中的功能。结果表明TaRLK3D.2定位于植物细胞膜,瞬时沉默TaRLK3.2后,条锈菌侵染严重度显著下降,生长发育变慢。作为典型的LRR-RLKs家族成员,TaRLK3D.2在小麦条锈菌侵染过程中可能行使感病功能。本研究初步明确了该基因的功能,以该基因为靶标通过基因编辑或诱变获取稳定的功能缺失突变体可创制持久抗条锈病材料,为生产服务。     

OsDCL1基因沉默突变体诱导稻瘟病抗性的转录组分析

稻瘟病是严重危害水稻生长的真菌病害,每年给水稻生产带来重大经济损失。与野生型日本晴NPB相比,OsDCL1基因沉默突变体增强了水稻对稻瘟菌的广谱抗病性。为了解水稻OsDCL1-RNAi突变体的抗病机制,我们分析和比较了它和野生型日本晴NPB在稻瘟菌侵染前后转录组水平的变化。响应稻瘟菌侵染的7 129个差异表达基因(DEGs)中,NPB和OsDCL1-RNAi突变体分别有5 382和5 180个基因表达发生了变化,参与生物胁迫反应、信号通路、蛋白代谢和RNA调控4个通路的基因明显被富集。以野生型未受稻瘟菌侵染的基因表达为对照,在OsDCL1-RNAi突变体中共发现1 318个DEGs,且超过70%是上调的,其中很多基因参与了生物胁迫反应(26.9%)和信号通路(11%),上调表达基因中与生物胁迫反应相关的主要为PR基因和细胞壁相关基因。另外,还发现10个茉莉酸相关基因和11个水杨酸相关基因分别在OsDCL1-RNAi突变体中显著下调和上调表达。在OsDCL1-RNAi突变体中还发现WRKY和MYB等一些转录因子家族以及部分受体类激酶被诱导表达。用qRT-PCR方法验证部分差异表达的基因,其结果与DEGs基本一致。OsDCL1-RNAi突变体中转录组变化的分析,为深入了解该突变体抗瘟性增强的机制奠定了基础。     

小麦凝集素类受体激酶TaLecRLK1的鉴定及抗锈病功能分析

凝集素类受体激酶(lectin receptor-like kinase, LecRLKs)是一类在植物应答多种生物/非生物胁迫中发挥重要作用的类受体激酶。本研究在小麦与条锈菌互作的转录组中筛选到1个在小麦与条锈菌非亲和互作中显著上调表达的LecRLKs基因TaLecRLK1。该基因全长2 292 bp,编码蛋白含有1个胞外信号肽、B-lectin结构域、PAN＿AP结构域、跨膜域和胞内酪氨酸激酶域。qRT-PCR分析表明：TaLecRLK1在小麦与条锈菌非亲和互作早期诱导表达,在烟草及小麦原生质体中瞬时表达,TaLecRLK1-GFP定位在细胞膜上。利用大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默技术(BSMV-VIGS)沉默TaLecRLK1,接种无毒性条锈菌小种CYR23后,沉默叶片表面产生少量夏孢子堆,组织学观察发现沉默植株中条锈菌菌丝长度增长、侵染点附近活性氧积累面积减少;TaPR1、TaPR2、TaPR5的表达受到抑制,TaCAT和TaSOD则被迅速诱导表达。综上所述,TaLecRLK1对小麦抗条锈病起到正调控作用。     

橡胶树白粉菌侵染过程转录组学分析

为明确橡胶树白粉菌Erysiphe quercicola参与致病过程相关基因的表达情况，基于RNA-Seq测序技术对橡胶树白粉菌侵染过程进行转录调控研究，通过对病原菌孢子（0 h）及3个侵染时期（接种1、3和30 d）的转录组进行比较，筛选差异表达基因并对其进行功能注释分析，同时对不同侵染阶段的基因表达趋势进行聚类分析。结果表明，相比于病原菌孢子，3个侵染时期（接种后1、3和30 d）分别有198、458和27个差异表达基因。基因功能富集分析发现氧化还原酶相关基因在侵染1 d阶段显著富集，可能参与病原菌侵染前期对活性氧的防御。基因表达趋势聚类分析显示不同侵染阶段的基因共分为51种表达类型，其中编码候选效应蛋白基因集中分布在侵染1 d后上调表达的6个类型当中。表明橡胶树白粉菌侵染过程相关基因具有明显的功能倾向性和表达趋势特征。     

L-半胱氨酸对稻曲病菌菌丝生长的抑制作用及其转录组分析

 分别应用3个稻曲病菌菌株ZJ09、XS14、XS1214,以及马铃薯蔗糖琼脂(potato sucrose agar,PSA)固体培养基、马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextrose agar,PDA)固体培养基、TB₃固体培养基和马铃薯蔗糖(potato sucrose,PS)液体培养基,进行固体或液体培养,实验结果表明补充0.250~0.500 g·L^-1 L-半胱氨酸对稻曲病菌菌丝生长具有明显的抑制作用,作用强度随L-半胱氨酸浓度提高而增加。分别采集未补充L-半胱氨酸和补充0.250 g·L^-1 L-半胱氨酸的PSA固体培养基平板上培养6 d的两组ZJ09菌丝进行转录组测序,得到2 138个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中985个被L-半胱氨酸上调表达,1 153个被L-半胱氨酸下调表达。针对转录组测序结果获得的6个DEGs进行了RT-qPCR验证。GO富集结果显示,DEGs在细胞组分、分子功能和生物过程3个类别中均有富集,说明L-半胱氨酸抑制菌丝生长机制复杂。KEGG通路注释结果表明,L-半胱氨酸抑制菌丝生长可能主要与其影响内质网中蛋白质的加工有关。分析DEGs功能后还发现,L-半胱氨酸显著削弱菌丝中几丁质合酶D、细胞分裂控制蛋白6(cell division control protein,CDC6)及细胞分裂控制蛋白48(CDC48)编码基因的表达,推测可能与其对稻曲病菌菌丝生长的抑制作用有关。     

晚疫病抗性相关基因NbMybl的克隆与功能分析

Myb转录因子广泛参与调控植物生长发育以及应对环境胁迫,但有关其对晚疫病抗性调控机制的研究较少。本研究从本氏烟草中克隆获得一个含Myb-like结构域的蛋白编码基因,命名为NbMybl。该基因开放阅读框全长为753 bp,编码250 aa。实时荧光定量PCR(qPCR)结果显示NbMybl受致病疫霉(Phytophthora infestans)侵染诱导表达。亚细胞定位表明NbMybl定位在植物细胞核和细胞质中。利用病毒诱导的基因沉默技术,发现沉默NbMybl能够明显降低本氏烟草对致病疫霉的抗性。分析比较NbMybl沉默和非沉默对照烟草株系应对P.infestans侵染的转录组数据,发现差异表达基因(Differentially expressed genes, DEGs)8486个,其中上调基因4202个,下调基因4284个。使用KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库进行基因富集分析,发现鉴定得到的DEGs中共有373个参与植物-病原菌互作,308个参与植物激素信号转导,216个参与植物MAPK信号途径。推测这些DEGs可能与...     

水杨酸诱导苹果抗轮纹病差异表达基因分析

以对苹果轮纹病抗病性不同的两个苹果品种‘北之幸’和‘礼泉短富’为材料,利用高通量测序技术对水杨酸(SA)处理后的苹果叶片cDNA文库进行差异基因表达谱分析。结果表明,经SA诱导后,抗病品种‘北之幸’的差异表达基因有257个;感病品种‘礼泉短富’的差异表达基因有150个;不同品种间得到差异表达基因828个。经GO分析,大部分差异基因参与代谢过程、应答刺激、生物学调控、免疫系统过程和抗氧化活性等。与抗性相关的功能注释主要涉及信号转导机制、防御机制和能量产生与转导等,但感病品种‘礼泉短富’没有注释到有关防御机制的差异基因。推测这些基因可能在SA诱导苹果抗轮纹病的过程中起重要作用。差异基因参与抗病相关的代谢通路涉及过氧化物酶体途径、苯丙烷生物合成途径、苯丙氨酸代谢途径、植物与病原菌互作途径和植物激素信号转导途径等。且抗性品种产生的差异基因数量、涉及的代谢通路均较感病品种多,说明抗病品种的抗性相关基因更易受到SA的诱导。     

马铃薯糖苷生物碱处理后枸杞鲜果的转录组学分析

为探明马铃薯糖苷生物碱（potato glycoside alkaloid,PGA）处理后枸杞鲜果的基因表达变化规律,以枸杞鲜果为试材,利用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq^TM 4000对PGA不同处理时间的枸杞鲜果果肉组织进行转录组测序分析,采用生物信息学方法对差异基因进行功能注释和通路分析。结果显示,经PGA处理2、4和6 d后,枸杞鲜果的差异表达基因分别为22 966、19 474和13 904个,在处理后第2天差异表达基因数量最多。GO功能注释结果显示,细胞组分数据库中细胞组分及细胞器的分类条目富集较显著;分子功能数据库中参与结合蛋白功能、催化活性、结构分子活性以及转运活性的分类条目富集较显著;生物学过程数据库中代谢过程、细胞进程、信号有机体进程及生物调节的分类条目富集较显著。经PGA处理后第2天,有4 557个差异表达基因显著富集到1 227条代谢通路上;处理后第4天,有16 096个差异表达基因显著富集到11 155条代谢通路上;处理后第6天,有13 038个差异表达基因显著富集到2 206条代谢通路上。表明PGA作为诱导因子能够显著诱导采后鲜果的抗病基因,在枸杞采后病害的抗性效应中发挥着重要作用。     

基于RNA高通量测序分析灰葡萄孢侵染垫形成相关基因

 灰葡萄孢产生功能上类似附着胞的侵染垫来侵染寄主植物,但目前对于侵染垫形成的分子机制尚不明确。本文利用高通量测序技术对菌株CanBC-1(弱毒,不形成侵染垫)和CanBC-1c-66(强毒,正常形成侵染垫)进行了转录水平比较。结果表明:在菌株CanBC-1中共检测到2 333个差异表达基因(与菌株CanBC-1c-66相比较),其中1 425个基因表达上调,908个基因表达下调。对差异表达基因进行功能注释(GO)分析发现,在细胞组分(Cellular component)中细胞(Cell)和细胞部分(Cell part)这2个亚类所占比例较大, 在分子功能(Molecular function)中结合活性(Binding)和催化活性(Catalytic)这2个亚类所占比例较大。这些结果暗示差异基因主要参与细胞、代谢和发育等生物学过程。筛选得到12个与真菌致病相关的基因,其中BC1G_03994和BC1G_01012与稻瘟病菌侵染相关的classⅡ疏水蛋白基因Mhp1同源。RT-PCR检测发现这2个基因在弱毒菌株CanBC-1中表达下调,同时该菌株疏水性降低,推测它们可能参与灰葡萄孢侵染垫形成。这些差异基因的获得为揭示灰葡萄孢侵染形成的分子机制奠定了基础。