PEG渗透胁迫下3份大麦材料幼苗叶片抗旱生理特性分析

以甘啤4号、哈瑞特和D- 22大麦为材料,测定不同浓度PEG6000(5％、10％、15％、20％、25％和30％)渗透胁迫处理下大麦幼苗叶片的相对含水量、Pro含量等生理指标,分析PEG渗透胁迫模拟干旱对大麦生理生化特性的影响.结果表明,随着PEG溶液浓度的增加,三个材料的大麦幼苗叶片的相对含水量均下降,而脯氨酸含量...     

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。     

水分胁迫下水稻对褐飞虱转录组的影响

为明确褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)在稻田缺水条件下的发生和灾变规律,以感虫水稻品种TN1为材料,以取食无水分胁迫水稻的褐飞虱为对照组,取食水分胁迫(以15%PEG6000营养液处理48 h模拟)水稻的褐飞虱为处理组,采用Illumina转录组测序技术研究水分胁迫下水稻对褐飞虱转录组的影响。结果显示,测序序列经拼接后得到褐飞虱全部单基因unigene共47 335条,平均长度为1 234 bp;与对照组相比,处理组中表达量差异显著的基因共有1 331条,其中表达量上调的基因有712条,表达量下调的基因有619条;随机选取20条具有显著表达差异的基因,通过实时荧光定量PCR方法检测其表达量以进行验证,其中有13条基因的表达量与测序结果变化一致。对差异表达基因进行GO注释和KEGG代谢通路功能富集分析表明,能量代谢和水分代谢相关通路在水分胁迫处理的褐飞虱中显著富集,表明这几类基因在褐飞虱应答水分胁迫中发挥了重要作用。     

铜胁迫下的哈茨木霉Th-33转录组分析

采用Hiseq2500高通量测序平台完成了铜胁迫和对照条件下哈茨木霉Th-33的转录组测序,共检测出差异表达基因891条,其中上调表达基因570条,下调表达基因321条。GO富集分析显示,共有438个差异表达基因参与到673个不同的功能亚类中;KEGG代谢途径分析显示,共有254个差异表达基因归到167个代谢通路中,其中涉及基因最多的是对氨基苯甲酸甲酯降解和氯烷烃、烯烷烃降解通路。通过对差异表达基因和代谢通路分析,推导出菌株Th-33细胞内可能的铜胁迫应答途径。铜胁迫下,Cu~(2+)还原为Cu~+、铜转运蛋白(copper transporter,Ctr)的转运途径受到抑制,铜离子可能一部分通过吞饮的作用进入哈茨木霉Th-33细胞,可能通过与谷胱甘肽(GST)结合,或通过P-type ATP酶的外排作用将铜离子向质膜外运输以减少对细胞的毒害作用。     

西花蓟马对高低温胁迫响应的转录组分析

为揭示西花蓟马Frankliniella occidentalis对温度的适应机制,采用高通量测序技术对低温（-13℃）、常温（26℃）和高温（40℃）胁迫1 h后西花蓟马进行转录组测序分析,筛选差异表达的unigenes,并对其进行功能注释与相关代谢通路富集分析,同时随机选择8个西花蓟马耐热性相关unigenes进行实时荧光定量（real-time fluorescence quantification PCR,qRT-PCR）测定,以验证转录组测序数据的正确性。结果显示,转录组测序、组装后共获得79 516个unigenes,在NR和KEGG数据库中分别注释到28 675个和47 285个unigenes。40℃与26℃温度胁迫后差异表达的unigenes数量最多,为333个;-13℃与26℃温度胁迫后差异表达的unigenes最少,只有134个;40℃与-13℃温度胁迫后差异表达的unigenes为230个。差异表达的unigenes主要参与内质网蛋白合成和代谢通路等途径,其中有许多热激蛋白基因和细胞色素P450基因受到高低温胁迫后上调表达,表明这些unigenes可能参与西花蓟马应对极端温度的耐受性作用。随机筛选的8个差异表达unigenes的qRT-PCR结果与转录组测序结果一致,表明转录组数据可靠。     

青杨天牛幼虫响应低氧胁迫的转录组分析

为探究青杨天牛Saperda populnea幼虫低氧适应的分子机制，分别对青杨天牛幼虫进行常氧（21%氧浓度）、中度缺氧（14%氧浓度）和重度缺氧（7%氧浓度）处理，采用高通量测序技术对低氧胁迫下青杨天牛进行转录组测序与组装、功能注释与分类、差异基因筛选与分析，采用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR，qPCR）技术对转录组测序结果进行验证。结果表明，与常氧处理相比，14%和7%氧浓度处理下青杨天牛幼虫显著差异表达基因数分别为31个和1 525个。低氧胁迫后青杨天牛幼虫的显著差异表达基因功能主要富集到跨膜转运蛋白活性、细胞或亚细胞组分运动、微管运动等。低氧胁迫后青杨天牛幼虫差异表达基因代谢通路主要富集到氮代谢、蛋白质消化吸收、昼夜节律和环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）信号通路等。qPCR检测结果与转录组测序结果一致，表明转录组测序结果可靠。     

亚洲小车蝗响应高效氯氰菊酯胁迫的转录组及抗性相关基因分析

为筛选亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus响应高效氯氰菊酯胁迫的抗性相关基因和代谢通路,解析亚洲小车蝗对高效氯氰菊酯的抗性机制,利用Illumina Hiseq 4000高通量测序平台对高效氯氰菊酯（LD10=0.008μg/头）处理48 h前后的亚洲小车蝗3龄蝗蝻进行转录组测序,采用BLAST、edgeR以及Trinity等生物信息学软件进行功能注释、差异表达基因分析及代谢通路分析。结果显示,从亚洲小车蝗中共筛选到743个响应高效氯氰菊酯胁迫的差异表达基因,包括208个上调基因和535个下调基因,其中有168个差异表达基因显著富集到GO数据库的细胞组分、分子功能和生物学过程三大功能分类中,162个差异表达基因显著富集到20条不同的代谢通路中,主要涉及核糖体、碳代谢、糖酵解/糖异生和氨基酸生物合成等代谢通路,其中多个代谢通路与昆虫抗药性相关。进一步分析发现与昆虫抗药性相关的差异表达基因有47个,包括编码谷胱甘肽S-转移酶、乙醇脱氢酶、细胞色素P450基因家族、热激蛋白、羧酸酯酶、黏蛋白、多功能氧化酶以及羰基还原酶等蛋白的基因,推测这些基因在亚洲小车蝗响应高效氯氰菊酯胁迫的过程...     

干旱胁迫下桑树活性氧信号传导及转录组分析

对干旱胁迫处理后的桑树幼苗(‘湖桑32’和‘德果1号’)进行ROS信号组织定位和叶的转录组测序，旨在从细胞和分子角度探究干旱胁迫后ROS信号在桑树组织细胞中的分布规律及与之相关的代谢通路和基因调控表达变化。结果表明:在正常情况下桑叶组织细胞中会产生少量的■，而干旱胁迫处理后桑叶组织细胞中ROS积累增多，推测ROS作为一种动态信号分子，会向毗邻细胞或远端细胞进行信号转导，进而与多种信号组分共同完成系统响应表达以调控桑树的生长发育及抗逆性。转录组数据表明:重度干旱胁迫处理后‘湖桑32’有5677个差异表达基因显著多于‘德果1号’(5575)，且差异显著基因(DEGs)主要富集在半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、果糖和甘露糖代谢、碳代谢等通路中，推测‘湖桑32’的抗旱性与渗透调节物质的合成有关。同时，挑选11个基因进行qRT-PCR验证，其中11个DEGs的表达趋势与对应的RNA-Seq数据一致。研究也发现调控MKK4/5和WRKY22表达的相关基因LOC21384958和LOC21396104，在弱抗旱桑‘德果1号’中分别上调表达0.72(P<0.05)和2.16(P<0.05)，而...     

斜纹夜蛾四龄幼虫暴食相关基因的鉴定和通路分析

为绿色高效防治斜纹夜蛾Spodoptera litura,采用高通量测序技术对斜纹夜蛾暴食前期（3龄期）和暴食初始期（4龄期）进行转录组测序,筛选暴食前期和暴食初始期斜纹夜蛾差异基因,并对其高表达基因的代谢通路进行KEGG富集分析,随机选择缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解通路的5个关键基因对其表达量进行测定,以验证转录组测序结果的正确性。结果显示,从转录组数据中共拼接了17 045条unigenes,其中有876条是新发现的unigenes,16 625条unigenes有注释信息;5个基因的实时荧光定量PCR结果与转录组测序分析结果一致,表明转录组分析结果可信;在暴食初始期高表达的基因主要为血淋巴脂多糖结合蛋白基因,暴食初始期高表达基因富集度最大的通路主要为支链氨基酸代谢通路,其次是脂肪酸降解通路,表明暴食初始期斜纹夜蛾在增强其消化系统功能和营养吸收能力的同时,也加强了其能量代谢,为幼虫获取更多的食物提供动力。     

草地贪夜蛾取食诱导玉米叶片转录组分析

为阐明玉米响应草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda取食胁迫防御反应的分子机制,利用RNAseq技术对草地贪夜蛾取食的玉米叶片进行转录组测序分析,并对抗虫代谢产物生物合成途径中的基因进行筛选鉴定。结果显示,与未接虫对照相比,草地贪夜蛾取食18 h导致玉米叶片中有1 645个基因差异表达(log2|处理/对照|1且FDR0.05),其中上调表达基因有1 352个,下调表达基因有293个。茉莉酸、水杨酸、乙烯等植物激素生物合成与信号转导途径相关基因大多上调表达,其中44个茉莉酸途径相关基因全部上调表达,说明该途径在玉米响应草地贪夜蛾取食诱导的防御反应中发挥着核心作用,其它激素生物合成与信号转导途径发挥协同作用。玉米重要抗虫次生代谢物苯并噁唑嗪酮类生物合成相关基因中有9个基因上调表达;15个萜烯挥发物生物合成相关差异表达基因中有14个上调表达,包括8个萜烯合成酶基因和1个CYP基因CYP92C5。表明草地贪夜蛾取食会诱导玉米复杂的植物激素途径和基因调控机制,激活以次级抗虫代谢物合成为主的防御反应。     

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。     

有翅型和无翅型小麦禾谷缢管蚜转录组差异分析

为有效防控有翅型小麦禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi,以浙江省小麦主要害虫禾谷缢管蚜为研究对象,比较分析其有翅型和无翅型转录组之间的差异,筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行功能注释和代谢通路分析,采用实时荧光定量PCR（real-time fluorescence quantification PCR,RT-qPCR）技术对转录组测序结果进行验证。结果显示,经过StringTie软件组装,共获得39 699条unigenes。注释到NCBI-NR、GO、KEGG、Pfam、Swiss-Prot和eggNOG六个数据库中unigenes数量分别为24 120、17 351、17 137、17 532、15 494和23 128条,分别占unigenes总数量的60.76%、43.71%、43.17%、44.16%、39.03%和58.26%。有翅型和无翅型禾谷缢管蚜之间共筛选到6 747个基因差异表达显著,其中289个基因上调表达,其他6 458个基因下调表达,大多数差异表达基因集中在糖代谢及氨基酸代谢等信号通路上,表明禾谷缢管蚜翅型分化可能与能量分配有关。UGT、MME、GST和ABCG14四个基因的RT-qPCR测定结果与转录组测定结果一致,表明转录组测序数据准确可信。     

茶足柄瘤蚜茧蜂脂代谢相关的滞育关联基因差异表达分析

本文对茶足柄瘤蚜茧蜂滞育组与正常发育组进行转录组测序,筛选差异表达基因,根据功能注释发现这些滞育关联基因主要与碳水化合物代谢、脂质代谢以及信号转导等途径相关。借助KEGG数据库,共筛选出滞育期间401个与脂代谢相关的差异基因,在滞育期间呈现不同程度的上调表达,涉及了脂肪酸生物合成、甘油脂代谢、类固醇生物合成等代谢途径,除与脂质合成相关的脂肪酸合成酶、超长链脂肪酸延伸酶基因上调表达外,与脂质分解相关的酶,如酯酶同样上调表达,可能与提高茶足柄瘤蚜茧蜂免疫力有关;与激素合成相关基因的上调表达,可能抑制茶足柄瘤蚜茧蜂卵巢发育。     

亚洲小车蝗型变相关基因的转录组学分析

为揭示亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus两型现象转变的分子机制,本研究以亚洲小车蝗3龄蝗蝻为研究对象,对散居型单头饲养的亚洲小车蝗进行高密度群居化胁迫处理,并对处理后型变第1、3、5、7天的蝗蝻取样,利用Illummina Hiseq 4000高通量测序平台对样本转录组进行测序、组装、注释,筛选调控亚洲小车...     

中国北方杂草稻幼苗对干旱胁迫的生理响应

以杂草稻heb07-2、wr04-6及巴西陆稻IAPAR9为研究材料,采用人工气候箱培养幼苗,利用20%聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱条件,研究了杂草稻及巴西陆稻幼苗叶片和根系生理特性标的变化。结果表明：干旱胁迫下,杂草稻heb07-2幼苗的叶片与根系具有较高的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活力;杂草稻heb07-2的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量高于其它材料。杂草稻heb07-2细胞膜系统保持完整,膜质过氧化程度小于其它材料,表明干旱胁迫对杂草稻heb07-2伤害较小,具有较强苗期抗旱性。     

梨小食心虫雄成虫、蛹和幼虫的转录组比较分析

为挖掘杀虫剂靶标及解毒代谢和抗药性相关基因，利用高通量测序技术对梨小食心虫Grapholita molesta雄成虫、蛹和幼虫进行转录组测序和数据组装，并对转录组数据进行功能注释和比较分析。结果表明，对梨小食心虫雄成虫、蛹和幼虫测序所得高质量reads组装得到195 473个转录本，含有158 206条unigene，其中有71 762条unigene在至少1个数据库中能获得功能注释，有8 186条unigene在所有数据库中均能获得注释，分别占unigene总数的45.36%和5.17%。在GO数据库中共有45 810条unigene的注释划分到56个不同功能区中，鉴定到240个与解毒代谢相关的基因，包括61个羧酸酯酶（carboxylesterases，CarE）基因、38个谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione S-transferase，GST）基因、92个细胞色素P450酶基因和49个ABC转运蛋白基因。雄成虫和蛹之间共注释到262个代谢通路，包括42 143个基因，其中差异表达基因有1 561个；蛹和4龄幼虫之间共注释到232个代谢通路，包括39 127个基因，其中差异表达基因有1 095个；雄成虫和4龄幼虫之间共注释到235个代谢通路，包括41 436个基因，其中差异表达基因有1 582个。选择ABC转运蛋白基因进行深入分析，可划分为8个亚家族；对6个ABC转运蛋白基因进行实时荧光定量PCR验证，显示其表达情况与转录组分析结果基本一致，表明转录组分析结果可靠。     

干旱和盐胁迫对向日葵叶片蜡质积累的影响及蜡质烷烃合成基因的克隆

植物表皮蜡质在植物逆境胁迫响应中发挥重要作用。为了研究干旱和盐胁迫对向日葵叶片蜡质积累的影响,对三周龄向日葵分别进行干旱和盐胁迫处理,7 d后提取蜡质并利用气相色谱-质谱联用仪进行分析。结果表明：向日葵幼苗叶片蜡质主要由初级醇、烷烃和脂肪酸组成,其含量分别占蜡质总含量的79%、10%和9%。干旱和盐胁迫均没有改变向日葵幼苗叶片蜡质的组成,但是能够显著提高蜡质总含量,与对照相比,分别增加了8.8%和8.5%。所有蜡质组分中,烷烃含量变化最大,分别在干旱和盐胁迫后较对照增加了62.5%和47.0%,表明了向日葵幼苗叶片蜡质组分中,烷烃积极响应干旱和盐胁迫。为进一步研究参与向日葵蜡质烷烃合成的基因,在向日葵基因组中进行同源检索,共获得6个差异表达的候选基因,克隆了两个在叶片中表达水平较高的HaCER1-1和HaCER3-1。测序结果显示,HaCER1-1和HaCER3-1编码区长度分别为1 869 bp和1 674 bp,编码622个和557个氨基酸的蛋白质。利用qRT-PCR技术进一步分析了NaCl和PEG溶液处理下HaCER3-1的表达水平,结果显示,在处理后的12 h时,HaCER3-1在叶片中的表达分别增加了11倍和3.5倍,表明HaCER3-1的表达受到干旱和盐胁迫的诱导。本研究为解析向日葵蜡质响应渗透胁迫和烷烃合成机制奠定了分子基础。