避光对麻竹笋苦涩味及单宁含量、形态与分布的影响

[目的]探讨不同避光处理对麻竹笋苦涩味强度及单宁含量、形态与分布影响的机理。[方法]运用感官评定、光学显微镜、电子显微镜透射技术和磷钨酸-钨酸钠比色法,采用覆土(EP)、双层不透光套袋(CLPB)和自然生长(CK)3种不同处理,对麻竹鲜笋的口感品质进行感官评定,分析测定麻竹笋笋体单宁物质含量、形态和分布。[结果](1)不同处理的麻竹鲜笋的口感不仅均呈苦涩味,且苦涩味强度均表现为由麻竹笋的基部到笋尖逐渐增强的趋势,其苦涩味强度整体大小顺序为:CKCLPBEP。(2)麻竹竹笋壁中含有单宁物质的细胞(CWT)可被2%氯化亚铁溶液染成黑色,与不含单宁物质的细胞区别明显。(3)单宁大量分布在薄壁细胞内,少量在纤维细胞内,维管束中的筛管和导管细胞中无单宁分布。(4)单宁在薄壁细胞中主要分布于细胞质内,少量分布在液泡中,电镜下CWT中积累的单宁可分为絮状、颗粒状和块状3种类型。(5)不同处理的麻竹笋单宁含量为CK:1.15 2.67 mg·g~(-1),CLPB:1.03 1.43 mg·g~(-1),EP:0.36 1.13 mg·g~(-1),其相应的CWT密度大小顺序为:CKCLPBEP,3种处理不同部位的单宁含量与CWT密度大小均为笋尖中部基部。[结论]避光显著降低麻竹竹笋壁的苦涩味强度及单宁含量,自然光照下生长的麻竹笋苦涩味强度及单宁含量显著高于避光处理;光与竹笋中单宁物质分布和形态相关不显著,单宁形态仅与竹笋部位密切相关。覆土、套袋等避光措施可显著降低笋体单宁物质的含量,降低苦涩味,改善竹笋的口感品质,为培育低苦涩味麻竹笋提供科学的理论依据。     

杉木施肥引发基因表达响应机制的转录组分析

【目的】从基因表达水平上,研究施肥引起杉木基因表达变化规律,为杉木施肥理论与MAS育种实践,提供科学依据。【方法】以开化1年生的杉木无性系开6扦插苗为研究对象,4种施肥处理,每处理三个重复,采用Illumina HiSeq4000高通量测序技术进行测序,对测序结果进行无参转录组分析。【结果】1)转录组测序共产生clean reads5.0E+07 nt到7.1E+07 nt,总拼接长度724341090 nt,通过Trinity组装,获得了74288个unigenes(基因),然后将组装序列在6个数据库(Nr,Swiss-prot,eggNOG,KEGG,Pfam,GO)进行BLASTX分析,获取功能注释信息;2)韦恩图揭示基因对不同施肥处理的响应是:在-P-N1-VS-WT比较组中,未施肥处理,有4650个特异表达基因,其中包含了若干耐性基因,其它比较组也获得了相应的结果。杉木施肥诱导一些基因的开启和上调,同时也导致一些基因表达的关闭或下调;不同处理间的表达差异基因数在不同施肥组间变化很大,显著差异表达基因从施磷与对照比较组的429个到施磷与施氮比较组的4942;3)差异表达极显著基因的热聚类分析结果,揭示同一比较组,不同处理间基因表达是互补的关系:同一基因要么高表达,要么低表达;4)GO富集与分类显示施肥对杉木影响显著的基因主要定位在叶绿体、细胞骨架、细胞膜、细胞核、细胞质上;5)GO富集分析的结果表明施氮(磷)肥,不仅可以促进氮(磷)的吸收与代谢,而且也能促进磷(氮)的吸收与代谢;6)对施磷肥与氨酰基-tRNA大分子化合物合成的生理生化过程进行了分析。基于以上研究结果:今后可对转录组分析获得的重要基因进行研究,其结果可用于指导杉木施肥和杉木营养遗传育种MAS选择。【结论】RNA-seq高通量测序技术,对于研究非模式植物(包括基因组比较大的针叶树)施肥分子机制,是一种快速而简便的方法。研究结果表明,施肥不仅激活了与N、P的吸收、转运和利用有关的基因表达,还下调了与生长发育和光合作用有关的基因表达。施肥促使杉木的生长发育向着适应环境、竞争资源和生长发育的方向发展。     

油茶花发育转录组测序及相关基因表达分析

通过对油茶成花过程的转录组测序及其成花相关基因的表达分析,结果表明：转录组测序总共获得28448847个 reads,5742023480 bp 数据量,GC 含量为46.52%;拼接成大于200 bp 以上的 Unigenes 有94476条,N50长度为806 bp,其中1 kbp以上的Unigenes 共12643条,占Unigene总数的13.38%; Unigenes 在各数据库中功能注释数目,在 COG中有9095条,在 GO中有27201条,在 KEGG中有6431条,在 Swissprot中有24534条,在TrEMBL中有36393条,在Nr中有36400条,在Nt中有30858条;茎尖中FLC,FCA和FT基因表达量较 AP1,AP2和 PI 基因低,FT基因( ID：Unigene60063)是油茶成花的关键基因,PI 基因( ID：Unigene56059)与雄蕊发育关系紧密。     

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。     

盐胁迫下比拉底白刺差异表达基因的转录组分析

[目的]为了挖掘比拉底白刺耐盐相关基因,对其盐胁迫下差异表达基因进行筛选分析。[方法]以比拉底白刺幼苗为材料,用200 mmol·L^-1 NaCl对幼苗处理7 d,并对胁迫处理和对照植株叶片进行转录组测序及生物信息学分析。[结果]有效序列组装共得到应答盐胁迫的168 463条unigenes和196个差异表达基因。通过差异基因GO和KEGG功能聚类,分别获得64个GO功能小类和25条KEGG通路。进一步基因相互作用网络分析发现,转录调控、氧化还原以及抗逆相关基因在比拉底白刺应答盐胁迫中发挥重要作用,其中,筛选到3个重要的节点基因,分别是热激同源蛋白基因、L型凝集素类受体激酶基因和Win类蛋白基因。[结论]本研究获得了盐胁迫下比拉底白刺的差异表达基因及功能注释信息,有助于理解其耐盐的分子机制,为后续开发耐盐分子标记及通过基因编辑改良植物耐盐特性提供了科学依据。     

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.     

无瓣海桑根响应盐胁迫的转录组分析

目的 初步探究无瓣海桑的耐盐分子机制,筛选出无瓣海桑抗盐候选基因,为后续功能验证实验及林木抗盐性遗传育种奠定分子基础。 方法 以1年生无瓣海桑幼苗为材料,用500 mmol·L−1 NaCl分别处理0 d（对照组）和10 d（处理组）,取不同条件下的根部组织进行转录组测序,并结合三代全长转录组数据进行后续生物信息学分析。 结果 （1）与对照组相比,NaCl处理10 d后,无瓣海桑幼苗根系中共有14401个差异表达基因,其中,7153个上调,7248个下调。（2）GO分析发现,共有11068个差异基因在47个GO 条目得到注释。（3）在KEGG富集分析中,共有6189个差异基因富集到134条通路,其中,共有14条通路显著富集（P值<0.01,Q值＜0.05）。（4）通过进一步对差异基因进行功能注释分析,共筛选出抗盐候选基因89个,其中,抗氧化基因24个,渗透调节物质基因22个,植物激素基因19个,蛋白激酶基因10个,转录因子基因14个。 结论 活性氧清除、渗透调节、植物激素、蛋白激酶及转录因子相关基因参与调控无瓣海桑盐逆境适应过程。     

金丝楸幼苗响应盐碱胁迫的生理和转录组分析

目的 研究不同盐碱胁迫对金丝楸幼苗生长、光合和生理指标的影响,并结合转录组测序分析,探究楸树耐盐碱的生理机制和分子机制。 方法 采用盆栽法对金丝楸幼苗进行不同盐碱胁迫处理,分析其生物量、光合及生理指标对不同盐碱响应的差异,采用Illumina高通量测序技术进行转录组测序,通过生物信息学分析盐碱胁迫对转录水平的影响。 结果 不同盐碱胁迫下,金丝楸幼苗叶片受伤害程度为Na2CO3>混合盐碱>NaCl;新增株高和地径、地上部和根的干质量和鲜质量、生物量、根冠比均受到明显抑制,并随盐碱浓度增加而抑制加强,但生长胁迫指数均随浓度的增加而降低;丙二醛（MDA）含量和相对电导率都随胁迫浓度增加而不同程度上升,超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖含量、脯氨酸（Pro）含量、叶绿素总量和光合速率都呈现先上升后下降的趋势。转录组测序共产生约60.4 Gb原始数据,组装得到55 793个Unigenes,其中29 534（52.93%）个Unigenes获得了注释;通过差异表达基因（DEGs）分析,3个比较组（CK vs NaCl,CK vs Na2CO3 和 CK vs 混合盐碱）分别筛选出1 779、2 835和4 059 个DEGs;DEGs GO富集分析表明,膜的整体成分、膜的内在成分、催化活性、类异戊二烯代谢和合成过程、氧化还原酶活性等条目被显著富集;DEGs KEGG分析表明,苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、萜类主干生物合成和精氨酸代谢等通路被显著富集;此外,在DEGs中鉴定的bHLH、ERF、MYB-related、NAC、C2H2、WRKY、MYB和bZIP转录因子家族成员最多。 结论 金丝楸主要通过积累可溶性糖和Pro,提高SOD酶活和光合作用来抵御盐碱胁迫,但都呈现“低促高抑”的现象,说明其具有一定阈值。金丝楸通过调节膜成分、催化活性、类异戊二烯代谢和生物合成过程、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导等生物过程和代谢途径,并结合有关转录因子共同响应盐碱胁迫。本研究为深入研究楸树耐盐碱生理机制和分子机制提供科学的理论依据。     

基于转录组分析椰心叶甲啮小蜂复壮和保种种群差异表达基因

为了明确椰心叶甲啮小蜂Tetrastichus brontispae响应种群退化的关键功能基因,通过对比其复壮和保种种群的转录组数据,对差异表达基因进行GO富集分析,并将差异基因在KEGG数据库中进行对比,获得显著性富集的通路注释信息.结果表明:相较于复壮种群,保种种群共有553个差异表达基因,其中206个基因上调表达...     

基于高通量转录组测序筛选马尾松抗松材线虫病相关基因

目的 研究马尾松抗松材线虫病相关基因,为解析马尾松抗性机理和高抗马尾松早期选择提供理论依据。 方法 对高抗和易感2种马尾松基因型接种松材线虫,在接种后第1、15和30天取样进行转录组高通量测序,通过对高抗和易感马尾松差异基因识别以及富集分析,以筛选与抗松材线虫病相关的组成型差异基因。 结果 对高抗和易感马尾松接种松材线虫后的转录组进行比较,在接种后第1、15和30天分别获得2 866、679和1 657个差异基因,且在接种松材线虫后不同时间点间,共有差异基因相对较少。对差异基因进行GO富集分析,结果显示：在接种后第1、15和30天,最显著的生物学进程是氧化-还原过程,而GO项刺激反应、转录调节以及香叶基二磷酸代谢过程也显著富集。对这几类GO项相关基因进一步分析,发现接种后3个时间点GO项刺激反应中共包括26个R基因,除了2个R基因外,其它R基因表达皆为组成型,在接种松材线虫和对照间差异不显著,而GO项转录调节中仅2个差异基因被nr注释为 ERF 转录因子,其余为未知基因。接种松材线虫后, ERF 转录因子在高抗马尾松上的表达量始终高于易感马尾松上的表达量,且在接种松材线虫和对照间表达量变化不显著,也为组成型基因表达。GO项香叶基二磷酸代谢过程中, GGPPS 3个基因也在高抗马尾松上具有更高表达量,为组成型基因表达。这些基因中 TIR-NBS-LRR 基因（c65785.graph_c0）、 ERF 转录因子（c78073.graph_c0）和3个 GGPPS 基因在高抗马尾松中表达量较高,而在易感马尾松中表达量较低,甚至为0,可作为开发分子标记的候选基因用于鉴定抗性马尾松。 结论 高抗和易感马尾松在接种松材线虫后第1天其表达量差异达到显著水平的基因最多,其中, LRR 基因、 ERF 转录因子和 GGPPS 与马尾松的抗性相关,部分 TIR-NBS-LRR 基因、 ERF 转录因子和 GGPPS 有望被开发为鉴定高抗马尾松的分子标记。     

闽南麻竹人工林地上部分现存生物量的研究

对闽南地区麻竹人工林地上部分生物量模型及现存生物量结构进行了研究。结果表明:以模型m=a·(D²H)^b对麻竹地上部分总生物量和秆生物量进行估计较为可靠,而对枝、叶生物量的估计需引进枝下高因子h及模型m=a·D^b·(H-h)^C或m=a·D^b·[(H-h)/h]^C.闽南地区麻竹人工林地上部分平均现存生物量为39.518t·hm^-2,按年龄分配为:3年生生物量最高,占59.17%,其次为2年生、4年生、5年生;按器官分配为:秆生物量最高,占62.81%,其次为枝、叶。地上部分总生物量与秆生物量随竹秆高度增加而递减,枝、叶生物量自6～8m区分段分别向秆基及秆梢递减。     

麻竹花粉发育过程观察及其分期

以麻竹为材料,采用醋酸洋红、碘-碘化钾压片以及石蜡切片的观察方法对麻竹花粉发育全过程进行了研究,初步将这一过程划分为8个时期,即小孢子母细胞形成期、小孢子母细胞减数分裂期、小孢子早期、小孢子中期、小孢子晚期、二胞花粉早期、二胞花粉晚期和成熟花粉期,并描述了各个时期的基本特征。麻竹花粉发育过程基本正常,小孢子母细胞减数分裂为连续型,四分体主要为左右对称型,也有四面体形的,成熟的花粉为3-细胞型,具单一萌发孔。     

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。     

花吊丝竹居群遗传多样性的ISSR分析

[目的]研究花吊丝竹居群遗传多样性和遗传结构,为种质资源有效利用和良种选育提供理论指导。[方法]利用12条ISSR引物对48份种质(共3个居群)花吊丝竹居群进行遗传多样性和遗传距离分析。[结果]共检测到124个位点,其中,多态性位点为102个,种质和居群水平上的多态位点百分比(PPB)分别为82. 26%和50. 27%,Ne’基因多样性指数(He)分别为0. 220 4和0. 206 6,Shannon’s信息指数(I)分别为0. 349 4和0. 300 5,表明花吊丝竹居群间存在中等水平的遗传变异。根据Nei’s遗传多样性计算出不同居群间分化水平(Gst)=0. 163 3,表明16. 33%的遗传变异存在于居群间,居群内的遗传变异为83. 67%。居群间的基因流Nm为2. 562 1,表明花吊丝竹居群间存在较大基因流,很大程度减少居群间遗传差异。基于遗传距离的UPGMA聚类结果表明,48份种质可分为3组,3个居群可分为2组,居群间地理距离与亲缘关系无显著相关性。[结论]虽然花吊丝竹主要靠营养生殖来繁衍后代,其居群遗传多样性较丰富,且居群内遗传多样性大于居群间。此外,福建居群遗传多样性明显高于广西和广东地区居群。     

巨龙竹秆形发育过程实时荧光定量PCR内参基因的筛选

[目的]利用荧光定量PCR(q RT-PCR)和表达分析软件筛选适用于巨龙竹秆形发育研究的q RT-PCR的稳定内参基因。[方法]应用常规PCR和q RT-PCR,分析EF-1α、GAPDH、Actin、Tubulin、TIP-41、PP2A共6个内参基因在不同秆形巨龙竹("通直型"和"弯曲型")竹笋3个不同发育时期的表达情况。利用Ge Norm、Norm Finder软件对各内参基因的表达稳定性进行评估;以筛选的内参基因对巨龙竹木质素合成中的PTAL基因的表达量进行定量分析,验证所筛选内参基因的有效性。[结果]PCR和q RT-PCR的结果表明,6个候选内参基因PCR目的片段电泳条带单一,熔解曲线具有明显的单一峰。内参基因Actin、EF-1α、GAPDH的稳定性和相关性表现最佳;以它们为内参,对茎秆发育过程中PTAL基因进行定量分析,结果显示它们均具有高效性。[结论]Actin、EF-1α、GAPDH可以作为巨龙竹秆形发育研究中目的基因定量分析的内参基因。为进一步分析巨龙竹秆形发育过程中关键基因表达量的变化提供研究基础。     

杨树PtROP家族基因的表达分析与功能预测

[目的]为探究ROP基因在林木中的功能。[方法]本研究以杨树为模式,在全基因组水平上对ROP基因的家族成员、基因结构、保守结构域、氨基酸序列相似性及表达模式进行了分析。[结果]显示,杨树PtROP基因家族包含13个成员,不同成员间在进化上相对保守,均存在与GTP结合与水解相关的结构域。这些基因在不同组织、不同胁迫条件下的表达具有明显差异,说明它们参与不同的生物学过程。通过构建功能基因网络(functional gene network for poplar)发现PtROP基因主要参与了信号转导过程。[结论]杨树PtROP基因家族包含13个成员参与不同的生物学过程,可能主要参与了信号转导过程。     

云南甜龙竹和黄竹种子灭菌条件和萌发特性初步研究

目的]筛选云南甜龙竹和黄竹种子最佳表面灭菌条件,研究其萌发特性。[方法]筛选NaClO(2%、3%、4%)与HgCl_2(0.01%、0.1%)最佳消毒浓度组合;采用流水冲洗时间(6、12、18 h)、2%NaClO浸泡时间(5、10、15 min)和0.1%Hg Cl_2浸泡时间(5、10、15 min),设计正交试验实验,探讨2种竹种最佳表面灭菌处理的时间组合,并对竹种分别在滤纸、MS培养基以及经3 mg·L~(-1)GA_3浸泡后在MS培养基上的发芽率进行了探讨。[结果]NaClO、Hg Cl_2最佳消毒浓度组合为2%NaClO+0.1%HgCl_2;2种竹种最佳表面灭菌时间组合均为:流水冲洗6 h、2%Na Cl O浸泡10min、0.1%HgCl_2浸泡15 min,经此处理后云南甜龙竹和黄竹的发芽率分别为84.4%、72.2%,污染率分别为18.7%、29.6%。不同处理种子萌发率差异t检验结果显示:2种竹子种子是否经过3 mg·L~(-1)GA_3浸泡,对其在MS培养基上的发芽率无显著影响,但种子在MS培养基上的发芽率显著高于滤纸上的发芽率。经相同处理黄竹的发芽率均低于云南甜龙竹。[结论]云南甜龙竹、黄竹最佳表面灭菌组合均为:流水冲洗6 h、2%NaClO浸泡10 min、0.1%HgCl_2浸泡15 min;3 mg·L~(-1)GA_3浸泡处理对云南甜龙竹和黄竹种子在MS培养基上的发芽率无显著影响,但MS培养基上种子的发芽率显著高于其在滤纸上的发芽率。