玫瑰茄转录组测序及花青素合成相关基因表达分析

以玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa Linnaeus)花瓣和花萼为研究对象,采用Illumina Hiseq~(TM) 2500高通量测序技术,对花瓣和花萼进行转录组测序及花青素合成相关基因差异表达分析。结果表明,花瓣和花萼共获得13.94 Gb有效数据(clean data),Q30碱基百分比均达到93.0%以上;共获得1 399个差异表达基因(DEGs),包括65个上调基因,1 334个下调基因,且功能注释的基因有1 176个;筛选出了与花青素合成相关结构基因CHI、FLS、ANR、CHI在花萼中表达显著,FLS、ANR在花瓣中表达显著。本研究丰富了花青素相关研究,可为阐明玫瑰茄花青素合成机制提供理论依据。     

紫肉甘薯及其突变体花青素积累差异的比较转录组分析

紫肉甘薯因其块根中富含紫色花青素而得名.本研究以2组栽培种紫肉甘薯及其淡黄肉突变体为材料,基于甘薯转录组测序(RNA-seq)数据进行生物信息学分析.以|log2 FC|≥1且错误发现率(FDR)<0.01作为筛选标准,鉴定差异表达基因(DEGs),对DEGs进行GO功能分类和KEGG代谢通路分析,并采用实时荧光定量P...     

高粱窄叶突变体nal1表型鉴定及转录组分析

为解析高粱窄叶的分子调控机制,挖掘影响高粱叶片发育的关键差异表达基因。利用0.1%EMS化学诱变野生型BTX623获得高粱窄叶突变体nal1(narrow leaf1),以野生型植株BTX623和窄叶突变体nal1为材料,对不同发育时期的叶片长、叶片宽、株高、穗长等性状进行表型分析。结果表明：与野生型BTX623的叶片相比,2叶1心时,窄叶突变体nal1的叶片开始变窄;开花期植株和成熟期植株叶片宽和叶片长差异极显著;成熟期窄叶突变体nal1穗较松散,但植株株高差异不显著。开花期剑叶转录组分析结果表明：高粱窄叶突变体nal1和野生型BTX623开花期剑叶共筛选到差异表达基因1 520个,通过KEGG、GO富集分析得出,功能注释基因显著富集在植物激素信号转导、玉米素生物合成、光合作用天线蛋白、次级代谢产物生物合成等通路上;进一步研究发现参与调控生长素和玉米素信号转导的差异表达基因有17个,参与调控玉米素生物合成的差异表达基因为7个,这些基因在窄叶突变体nal1中差异表达,直接影响生长素、玉米素的信号转导和玉米素的生物合成。因此推测突变体nal1通过调节生长素、玉米素的信号转导和玉米素的生物...     

猴樟叶片转录组测序及盐碱胁迫响应基因表达模式研究

为了解猴樟响应盐碱胁迫机制,以2个耐盐碱猴樟品系和1个盐碱敏感型猴樟品系3年生种苗叶片为材料,利用Illumina Hiseq^TM平台对其进行转录组测序,对6个精氨酸和脯氨酸通路相关基因进行qRT−PCR分析。结果表明：研究共获得72369条Unigenes,其中39156条Unigenes在NR、NT、KEGG、SwissProt、PFAM、GO、KOG数据库中获得注释;HDHZ vs. HJHZ 组有5415个DEGs,其中4003个得到GO注释;YYHZ vs. HJHZ 组有4665个DEGs,其中331个得到GO注释。此外,KEGG通路分析发现,HDHZ vs. HJHZ组上调基因主要富集在氨基酸代谢和生物碱合成相关通路,下调基因主要富集在倍半萜和三萜的生物合成,以及光合作用相关通路;YYHZ vs. HJHZ组上调基因主要富集在倍半萜和三萜的生物合成及类黄酮生物合成通路;下调基因主要富集在色素代谢和酚类物质代谢相关通路。结合6个差异表达基因的qRT−PCR结果,生物碱类、精氨酸和脯氨酸代谢可能在猴樟响应碱胁迫过程中起主要作用,所得基因的表达模式与RNA−Seq数据结果一致,证实RNA−Seq数据准确。     

番红花多柱头突变体Cs5的转录组分析

番红花(Crocus sativus L.)为鸢尾科番红花属球茎类药用植物,以其干燥柱头入药,具有活血化瘀、解郁安神、凉血解毒等功效,同时也应用于食品、化妆品行业染料及香料的制作[1-2].番红花在浙江、江苏、上海、四川等地广泛栽培,但全国种植面积不到667 hm2,占市场需求量的20％左右,大部分还是依赖进口,因此番...     

水稻紫色颖壳突变体的转录组分析

鉴定水稻花青素新基因及揭示其代谢机制,用于水稻新品种选育,是创制功能性水稻的手段之一.为探讨水稻紫色颖壳形成对花青素积累代谢途径的作用,以从水稻籼稻转化体组织培养中筛选获得的1个紫色颖壳杂合突变体(PiX)为材料,采用Illumina HiSeqTM 6000高通量转录组学(RNA-Seq)技术对其自交获得的突变型、正...     

萱草根茎低温胁迫转录组分析

低温胁迫是萱草育种和生产中最严重的非生物胁迫之一.该研究以耐冷型和冷敏感型萱草低温处理前后的根茎为材料,利用转录组测序(RNA-seq)技术,比较了耐冷型和冷敏感型萱草在低温胁迫下的基因表达差异.结果表明,4个样品获得的高质量clean reads均大于35880734条;低温处理后,耐冷型萱草差异表达基因数量多于冷敏...     

玉米穗发芽突变体vp-like4的转录组分析

穗发芽是威胁粮食安全的全球性重要灾害.以玉米穗发芽突变体(viviparous) vp-like4与自交系郑58、Mo17组配的F2分离群体为材料,利用转录组测序技术(RNA-seq),结合生物信息学方法,比较野生型和与之对应的突变体的差异表达基因,并分析差异基因功能以及相关的代谢通路,探索调控玉米穗发芽发生的分子机制...     

硒处理下冰菜的转录组响应及相关基因功能分析

[目的]探索外源硒对冰菜转录组相应机制影响及相关功能基因挖掘.[方法]利用高通量测序技术,构建冰菜硒响应转录组数据库.[结果]硒处理对冰菜植物激素信号转导途径影响:除油菜素类固醇外,其它7个激素代谢途径均产生重要影响.硒处理浓度的增加,能够促进生长素信号转导,激活下游基因表达;细胞分裂素信号转导途径中,AHP对硒处理敏...     

油茶种仁成熟过程油脂合成代谢的转录组分析

以普通油茶品种"闽43"种仁为试验材料,应用转录组测序技术分析油茶种仁成熟阶段中3个发育时期转录组的表达差异,探讨油茶种子油脂代谢的分子机制。转录组测序结果发现,与脂肪酸和甘油三酯代谢相关的4个基因乙酰辅酶A羧化酶羧基转移酶α亚基基因(ACCase α-CT)、β酮脂酰合酶基因(KASⅢ)、长链酰基辅酶A合酶基因2(LACS2)和甘油三磷酸酰基转移酶基因4(GPAT4)随着油茶籽的成熟,表达水平呈上升趋势。4个基因的RT-q PCR的分析结果与转录组数据一致,此外,种仁的含油量的变化趋势与4个基因的表达水平相一致。研究结果表明,4个基因在油茶籽油脂代谢过程中发挥重要作用,有助于油茶籽含油量的增加。     

基于转录组分析筛选牛心朴子响应低温胁迫的转录因子家族

[目的]从转录水平分析牛心朴子在低温胁迫下的差异表达基因,筛选响应低温胁迫的转录因子家族,鉴定出牛心朴子低温胁迫响应的关键调控基因,为全面解析逆境胁迫响应分子调控网络及有效挖掘关键调控基因提供理论参考.[方法]通过高通量测序技术对低温胁迫(CT组)和常温处理(对照,CK组)的牛心朴子cDNA文库进行转录组测序分析,对差异表达基因进行功能注释和富集,鉴定出响应低温胁迫的转录因子家族,并选取4个差异表达的转录因子基因进行实时荧光定量PCR检测,以验证转录组测序结果的可信度.[结果]从CK组和CT组共获得30.50 Gb的原始数据,Cycle Q20平均值在96%以上,经数据过滤及去冗余后,拼接组装获得100006条Unigenes,但其功能注释率较低,有47082条至少在一个数据库中被功能注释,占Unigenes总数的47.07%;而在NR、NT、KO、SwissProt、PFAM、GO和KOG数据库中均被注释的Unigene有7070条,仅占Unigenes总数的7.06%.GO功能富集分析筛选到5545个差异表达基因,其中,上调表达基因2039个,下调表达基因3506个,分别富集到生物过程、细胞组分和分子功能三大类别中.从牛心朴子Unigene中共鉴定到83个转录因子家族的1826个转录因子,其中,以MYB转录因子家族成员数目最多,为136个(占7.45%).从差异表达基因中筛选到与低温胁迫有关的66个转录因子家族的550个转录因子,其中MYB、C3H、bHLH、AP2-EREBP、C2H2、NAC、bZIP、CCAAT和WRKY等转录因子家族均有大量转录因子能被低温胁迫诱导表达.基于实时荧光定量PCR的牛心朴子低温胁迫下转录因子基因表达水平检测结果与转录组测序分析结果基本一致.[结论]MYB、C3H、bHLH、AP2-EREBP、C2H2、NAC、bZIP、CCAAT和WRKY等转录因子家族成员在牛心朴子响应低温胁迫时发挥主导作用,同时各家族转录因子间存在共表达性或协同作用,通过复杂的转录调控网络发挥重要调节作用,进而提高牛心朴子对低温胁迫的耐受性.     

小麦条锈菌产孢转录组分析

为研究不同毒力小麦条锈菌侵染过程中基因表达差异,通过RNA-seq测定其转录组并分析差异表达基因。结果表明,每个小麦条锈菌转录组文库产生8 000万～9 000万条读长,其中,至少71.15%的读长可以比对到参考基因组。将读长转换计算出FPKM值并比较多个基因表达水平,FPKM值小于15的基因数分别占对应文库的79.17%、79.24%、80.01%和79.41%,FPKM值大于60的基因数所占比例均低于7.0%,而FPKM值大于10 000的基因在CY31、CY32、CY33和V26菌系样品文库中分别有7、8、7、7个。从|log₂Fold change|≥1且FDR<0.005这2个水平评估小麦条锈菌CY31、CY32、CY33和V26菌系间差异表达基因,结果显示,差异水平变化主要集中在6倍以内,差异倍数最大的一个基因为13倍。将差异表达基因与KEGG数据库比对发现,共有53个基因被注释到了KEGG中的36个通路中,其中,显著富集通路(P<0.05)有5个,主要参与到氧化磷酸化、淀粉和糖代谢等通路中。可见,小麦条锈菌CY31、CY32、CY33和V...     

AaMcm1基因调控链格孢菌丝生长的转录组初步分析

MADS box转录因子是生物体中重要的结合型转录因子,属于SRF型的Mcm1基因已被证实在多种真菌中发挥重要作用.本课题组前期对链格孢菌中的AaMcm1基因进行敲除,得到了生长速度严重下降的突变体,通过对该突变体及野生菌进行转录组研究,发现有1917个基因表达上调,1322个基因表达下调,GO分析表明上调基因参与了4...     

天台铁线莲花色变异的转录组分析

天台铁线莲是中国特有的铁线莲属植物,为大花平展型藤本花卉,具有较高观赏价值,花色通常白色.项目组在天台铁线莲引种驯化过程中发现了花萼呈现白色和紫色相间以及花萼全部为蓝紫色的多个花色变异类型.为进一步探究影响花色变异机制,以白色原种天台铁线莲为对照进行了转录组测序.测序结果共获得136.03 Gb的clean data....     

花魔芋响应软腐病菌侵染初期的转录组分析

为探讨花魔芋抵御软腐病害的分子机制,分别以染病初期和健康的花魔芋球茎为材料进行转录组测序。结果表明,健康和染病初期花魔芋两组出现3222个差异表达基因,其中2660个基因上调表达,562个基因下调表达,差异表达基因主要涉及细胞组分、生物学过程及分子功能等生理生化过程。表达量上调和下调最大的前10个基因包含编码MiAMP1抗菌蛋白、热激蛋白、胰蛋白酶与蛋白酶抑制剂、胰凝乳蛋白酶抑制剂等与抗病相关的基因。GO功能分类和KEGG通路分析表明,类黄酮和苯丙烷类物质在花魔芋抵御软腐病菌侵染初期发挥重要作用。值得关注的是,硒化合物代谢、维生素B6代谢、类黄酮生物合成、N-聚糖生物合成及链霉素生物合成通路等抗病相关的差异表达基因在花魔芋染病初期全部或大部分受诱导表达。利用高通量测序获得大量花魔芋转录组信息,有助于挖掘与花魔芋抗软腐病相关的关键基因,也为魔芋抗病分子育种提供理论参考。     

基于转录组学的植物响应盐胁迫调控机制研究进展

盐胁迫是限制植物生长和产量的重要环境因子之一.经过长期的进化,植物已形成了一套响应盐胁迫的调控机制.转录组学可以从植物mRNA整体转录水平揭示植物响应盐胁迫的调控机制,对研究植物抗盐、耐盐具有重要意义.本文针对转录组学在植物响应盐胁迫调控机制中的研究,简述了植物体内的信号传导、渗透调节、内源激素合成、光合作用、活性氧清...     

卡尼鄂拉蜂越冬工蜂咽下腺转录组学分析

为探究卡尼鄂拉蜂(Apis mellifera carnica)越冬工蜂在越冬、春繁和淘汰3个阶段咽下腺(HGs)的调控变化规律,对蜂群3个关键阶段工蜂咽下腺进行转录组测序,差异表达基因筛选、功能富集等一系列转录组学方法分析工蜂咽下腺活性功能基因的变化,并通过qPCR对测序结果进行验证。结果表明:在3个阶段工蜂咽下腺组织中共鉴定到21 441个基因,其中737个基因在不同阶段的组织中差异表达。对差异表达基因分析发现,蜜蜂咽下腺有30个基因与糖类和能量代谢、转录因子等功能相关,其中在蜜蜂春繁阶段高表达15个,越冬阶段7个,淘汰阶段3个。这一研究提示季节性介导的咽下腺活动变化与冬春季节期间数百个基因的表达水平和模式变化显著相关。     

转录组学分析揭示高粱对麦二叉蚜抗性的响应机制

[目的]麦二叉蚜是高粱生产过程中引起蚜害的主要优势种群之一,前期研究发现高粱抗蚜种质PI550607在苗期和成株期均抗麦二叉蚜,本研究通过转录组测序技术研究PI550607抗蚜相关基因的调控机制和代谢通路,为高粱蚜虫防控技术研究与抗蚜品种选育提供理论指导。[方法]以抗蚜品种PI550607为试验材料,室内培养出苗后2周进行人工接蚜,进行对照组0、12 h以及接蚜后12 h采样,提取RNA,进行转录组测序,对测序数据进行生物信息学分析,筛选差异基因,根据差异基因进行基因功能及代谢通路分析。同时,采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。[结果]PI550607对麦二叉蚜表现出较好的抗性。在蚜虫取食12 h后受蚜虫取食诱导的差异表达基因200个,其中上调基因188个,下调基因12个。基因功能注释显示上调表达的基因主要为植物激素代谢途径、苯丙烷类生物合成、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢相关的基因以及WRKY转录因子,细胞色素P450等基因。GO富集分析显示在188个上调表达基因中有178个基因获得注释,分布于35个注释条目中,其中与植物抗虫相关的过程主要有苯丙烷类生物合成过程、响应生物胁迫以及...     

旱柳转录组测序及生物学分析

对盐敏感旱柳沿江柳和耐盐旱柳9901的杂交F_1代根部进行了RNA-Seq测序和分析,共获取了107 950条Unigene,平均长度为1 076.96 bp。通过与COG、GO等8个数据库比对,60 848个基因获得注释信息,其中38 182条Unigene在GO数据库中获得注释,24 101条Unigene在KEGG数据库中获得注释。GO和KEGG富集分析结果表明,差异表达基因主要调节核糖体代谢、植物激素信号转导等生物学功能。