红肉火龙果成熟茎的全长转录组测序分析及蔗糖代谢相关基因分离

[目的]分离红肉火龙果成熟茎中表达的基因全长序列,为研究参与蔗糖合成和降解等重要代谢途径的候选基因生理功能提供基础.[方法]提取红肉火龙果成熟茎总RNA,采用基于Pacbio Sequel平台的转录组测序进行全长转录组分析.对获得的序列进行功能注释和分类,并与此前基于Illumina平台的转录组测序结果进行比较分析.[...     

基于转录组学测序的长白落叶松材性表达基因1）

基于边合成边测序（ Sequencing By Synthesis ,SBS）技术,使用Illumina HiSeq2500高通量测序平台对长白落叶松cDNA文库进行测序。共获得非重复序列基因58683条,总长度为55283938 bp。将得到的转录本使用BLAST软件将非重复序列基因序列与NR、Swiss－Prot、GO、COG、KEGG数据库比对,通过选择BLAST参数E－value不大于10－5,最终获得29350个有注释信息的基因序列,其中19292个转录本注释GO编号,有9112个转录本在COG数据库中被注释并分为25个功能分类,同时注释到120条KEGG代谢途径。在得到注释的转录本中搜索到木质素相关基因共68条,其中与木质素合成相关基因29条,与木质素分解代谢相关基因27条;找到了147条纤维素相关基因,其中与纤维素合成相关基因103条,与纤维素分解代谢相关基因44条。     

基于转录组学测序的长白落叶松材性表达基因

基于边合成边测序(Sequencing By Synthesis,SBS)技术,使用Illumina Hi Seq2500高通量测序平台对长白落叶松c DNA文库进行测序。共获得非重复序列基因58 683条,总长度为55 283 938 bp。将得到的转录本使用BLAST软件将非重复序列基因序列与NR、Swiss-Prot、GO、COG、KEGG数据库比对,通过选择BLAST参数Evalue不大于10-5,最终获得29 350个有注释信息的基因序列,其中19 292个转录本注释GO编号,有9 112个转录本在COG数据库中被注释并分为25个功能分类,同时注释到120条KEGG代谢途径。在得到注释的转录本中搜索到木质素相关基因共68条,其中与木质素合成相关基因29条,与木质素分解代谢相关基因27条;找到了147条纤维素相关基因,其中与纤维素合成相关基因103条,与纤维素分解代谢相关基因44条。     

基于银耳转录组测序的多糖代谢途径分析

【目的】对银耳进行转录组测序分析,分析多糖生物合成途径和挖掘关键功能基因。【方法】采用Illumina Hiseq 2500测序平台对银耳菌丝体进行测序,组装得到unigene序列,并与公共数据库进行对比分析和注释,挖掘果糖和甘露糖代谢通路相关基因。【结果】本研究共得到4.72 Gb raw data,拼接后获得17 008条unigene序列,N50为2073 bp;注释结果表明,76.47%序列能够注释到Uniprot公共数据库,注释到GO分类和KEGG通路的unigene分别为10 152和5671条。进一步分析银耳果糖和甘露糖代谢途径相关基因,挖掘得到74条unigene;其中编码L-iditol 2-dehydrogenase的unigene最多,其次是butanol dehydrogenase。【结论】基于转录组测序数据解析及预测,为研究银耳多糖和其它产物的生物合成途径及分子机制提供了数据支持,也为银耳品质的形成提供理论依据。     

基于糙皮侧耳转录组测序挖掘降解木本基质的候选功能基因

采用Illumina Hi Seq 4000 SBS高通量测序平台对糙皮侧耳[Pleurotus ostreatus(Jacq.:Fr.)Kummer]的转录组进行测序,挖掘糙皮侧耳降解木质基质的候选功能基因。共得到糙皮侧耳转录本序列64 228条,单基因序列46 417条。使用Blast工具将转录本序列比对到NR、Swissprot、KEGG、String、Pfam等数据库中,并有33 736条序列得到注释。通过对差异基因的对比和筛选,得到1 408条差异表达基因,其中有1 183条基因为上调基因,通过GO富集分析表明,差异基因显著富集于木质素分解代谢过程、锰过氧化物酶活性、苯丙素分解代谢过程中。将差异基因比对到KEGG数据库中,共有313条得到注释的序列,对其进行Pathway富集分析,证明差异基因显著富集于氨基苯甲酸降解、色氨酸代谢、β-丙氨酸代谢等通路中。c27028_g1、c28624_g1、c30793_g1、c30849_g1等基因与木质素降解过程相关性较高。c24893_g1、c29559_g1、c29956_g2等基因与纤维素降解过程相关性较高。     

芋全长转录组测序分析及淀粉生物合成相关基因挖掘

【目的】获取芋(Colocasia esculenta)全长转录本序列和结构信息,并挖掘淀粉生物合成相关基因和转录本的结构信息,为后续阐明芋淀粉生物合成的分子机制及深入利用芋基因资源提供科学依据。【方法】以荔浦芋1号为试材,采集其3月龄植株的不同组织(叶片、叶柄、球茎、匍匐茎和根)开展混合样三代全长转录组测序,对获得的转录本进行功能注释,通过生物信息学方法分析转录本可变剪接(AS)、可变多聚腺苷酸化(APA)、长链非编码RNA(lncRNA)、转录因子(TF)和简单重复序列(SSR)等的结构信息,通过京都基因和基因组百科全书(KEGG)注释获得芋淀粉生物合成相关的基因和转录本,并对其进行AS和APA分析。【结果】通过对芋叶片、叶柄、球茎、匍匐茎和根混合样开展三代全长转录组测序,共获得全长转录本序列38 043条;通过与参考基因组进行比对,鉴定出新转录本31 058条,其中28 785条获得功能注释;通过对转录本结构分析,共鉴定出9360个AS事件、6436个基因存在poly(A)位点、25 081个SSR位点、304个lncRNA、1911个融合转录本和1608个TF。通过KEGG注释...     

山羊5个组织的全长转录组构建与分析

【目的】构建山羊（Capra hircus）全长转录组,旨在改进参考基因组的功能注释。【方法】利用PacBio长读段测序技术对南江黄羊肝、脾、肾周脂肪、背最长肌和睾丸5个组织的混合样本进行高通量测序;对原始数据进行校正、聚类去冗余,最后用KEGG数据库对预测转录本序列进行功能注释。【结果】质控后获得28 432条高质量一致性全长序列,其中99.49%的序列被成功比对到山羊基因组;得到源自9 879个基因的19 115个转录本。进一步分析得到表达基因总数的41.39%发生了可变剪接;其中起始外显子可变剪接占比最高（36.47%）,外显子互斥占比最低（1.78%）。另外,144条序列未被比对到参考基因组上,这些序列的平均GC含量高达56.50%;利用KEGG数据库对其进行功能注释,揭示28个转录本与免疫系统相关。【结论】获得的测序数据全面涵盖混合样本中表达的转录本,证明了山羊基因组转录的复杂性。研究结果总体上提高了每个基因平均表达的转录本数量,证明可变剪接的广泛存在;未成功比对的转录本序列GC含量较高且许多转录本来自免疫基因的表达。     

蜜蜂球囊菌基因结构优化及新基因鉴定

为补充和完善蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis基因组序列和功能注释信息,本研究利用RNA-seq技术对球囊菌菌丝和孢子进行深度测序,并基于高质量的转录组数据对已注释基因进行结构优化,对未注释基因进行预测、鉴定和分析。将测序得到的有效读段进行参考基因组比对和转录本重构;利用Cuffcompare软件将重构转录本与参考基因组进行比对。结果表明:共对101个已注释基因的5′端或3′端进行了延长;共鉴定出373个新基因,随机挑选10个新基因进行RT-PCR验证,其中8个能扩增出符合预期的目的片段,表明预测出的多数新基因真实存在;共计147个球囊菌新基因可注释到Nr和eggNOG数据库中,85个新基因注释到29个GO条目,66个新基因注释到33条代谢通路。本研究结果补充了球囊菌的基因结构和功能注释信息,也为新基因的功能研究打下了初步基础。     

基于高通量测序的技术检测梨树病毒

【目的】 研究运用基于高通量测序的技术检测梨树病毒,为梨树病毒的检测提供新方法。【方法】 于2014年、2017年、2018年4月中旬采集库尔勒香梨花朵若干,分别进行转录组测序,将得到的序列经过转录本拼接、层次聚类和基因功能注释,筛选出注释为植物病毒的序列作为候选病毒序列。利用RT-PCR方法检测随机采集的香梨枝条样品,验证高通量测序结果的可靠性。【结果】 根据3组转录组测序数据的生物信息学分析结果,分别对注释为来源于植物病毒的66、202和921条基因序列进行分析。3种梨树中已报道的病毒,分别是苹果茎痘病毒、苹果茎沟病毒和苹果褪绿叶斑病毒,以及梨树中未报道的芸薹黄化病毒。采用设计的特异性引物,通过RT-PCR技术对筛选出的4种病毒进行扩增验证,结果扩增出苹果茎痘病毒和苹果茎沟病毒的目的片段。【结论】 高通量测序技术可作为检测梨树病毒的一种快速、有效手段。     

基于第二代转录组、第三代全长转录组测序条件下草石蚕基因表达特性的初步研究

以宁夏贺兰县地方草石蚕（Stachys sieboldii）品种为试材，探讨应用第三代测序技术获得草石蚕全长转录本信息，应用第二代测序技术获得3个不同发育阶段草石蚕叶片和块茎的转录组信息，对测序结果进行转录组水平分析，筛选特有差异基因，并进行GO和KEGG富集分析，开展草石蚕基因表达特性的初步研究。结果表明，第三代测序后Polymerase read的数据量为50.82 G,FLNC序列的reads数为525 593个转录本；在KEGG等7大数据库的基因功能注释中均注释成功的转录本数目为6 857个，至少有1个数据库注释成功的转录本数目为14 078个；与NR数据库比对注释后，草石蚕与同为唇形目的芝麻（Sesamum indicum）基因序列相似性最高，相似基因个数为9 149个；与GO数据库比对注释后，生物学过程、细胞成分与分子功能中注释到基因个数最多的分别是新陈代谢过程5 093个、细胞2 004个、键联结合6 645个；与KEGG数据库比对注释后，在细胞转化、环境信息处理、遗传信息处理、新陈代谢和有机系统功能中注释到基因数最多的分别是运输和分解代谢409个、信号传导729个、转化...     

新疆早熟陆地棉品种更替过程中的株型特征及 主要经济性状的演变

【目的】 分析新疆早熟陆地棉品种更替产量提高过程中株型特征及主要经济性状的演变趋势,结合发展机采棉对品种特性的需求,阐述品种更替中适宜机采特性的变化,为新疆棉花新品种选育及栽培管理提供理论依据。【方法】 于2015—2016年和2018年选择新疆近40年来自育早熟陆地棉（Gossypium hirsutum L.）不同年代（1980s、1990s、2000s和2010s）大面积主栽品种（新陆早1号、新陆早7号、新陆早13号和新陆早45号）为材料,在膜下滴灌栽培条件下,对不同年代品种的第一果节长度、果枝节间长度、节枝比、株高、果枝始节、始节高度、果枝夹角、果枝数、叶枝数、倒四叶宽和茎粗共11个株型指标及主要经济性状的演变进行分析。【结果】 随品种更替,棉株第一果节长度、果枝节间长度和节枝比逐渐增加,株型由紧凑型向较松散型转变;株高、果枝始节和始节高度逐渐增加,上部果枝与主茎的夹角逐渐减小,果枝上举,具有高产株型特征;根据棉花机采对品种特性的要求,2010s品种果枝始节高度和果枝角度较符合机采棉对株型的要求;不同年代品种间果枝数、叶枝数、倒四叶宽和茎粗无明显差异。皮棉产量、总铃数和衣分均随品种更替逐渐增加,其中1980s、1990s、2000s和2010s品种皮棉产量较当年区域试验产量分别高23%—53%、16%—20%、13%—14%和-2%—6%,膜下滴灌现代高产栽培技术对产量的提高有重要作用,但2000s和2010s品种收获指数显著低于1990s品种。与1980s和1990s品种相比,2010s品种上部铃期短4—5 d,吐絮相对集中,对脱叶剂敏感,吐絮率均在95%以上,无显著差异,但生育期偏长;与审定时品种的生育期相比,1980s和1990s品种提前了3—7 d,2000s和2010s品种提前了0—3 d,这可能与膜下滴灌促早熟栽培技术应用有关。2000s和2010s品种棉纤维长度、比强度、伸长率和纺纱一致性明显改善,但马克隆值相对偏大,纤维强度的改善是以牺牲纤维细度为代价,纤维品质协调性不佳。【结论】 品种更替产量提高过程中,棉花经济性状改善,但品种株型由紧凑型向较松散型转变,生育期偏长,收获指数偏低,棉纤维马克隆值偏大;随着机采棉种植模式的应用,选育和选用纤维品质优、适宜机采的品种是保障新疆棉花产业稳步发展的关键。     

新疆早中熟棉花品种果枝数、果节数与成铃结构

【目的】分析182个南疆棉花品种(系)果枝数、果枝分布、果节数及果枝果节与成铃的关系,研究南疆早中熟棉花品种果枝数、果节数选择指数,为棉花高产育种提供理论依据。【方法】采用品种对比试验方法,收集比较新疆不同遗传背景的182个品种(系),测试不同品种(系)果枝数、果枝分布、果节数、成铃数等性状,分析南疆棉区气候条件下果枝、果节构成及果枝果节与成铃关系。【结果】182个南疆棉花品种的果枝数为4.6~10台, 果节数为7.6~21个,结铃数为5.4~12.2个,内围铃∶外围铃=3∶1;不同品种的果节数和单株结铃,随着果枝数的增加而增加,差异显著;果枝数与果节数、结铃数、内围铃数、上部铃数呈极显著正相关,果节数与结铃数、内围铃、外围铃、下部铃及中部铃具有极显著正相关性。【结论】在南疆气候条件下,应选择果枝数为8~10台果枝、果节量为18~20个的棉花品种,更有利于充分利用南疆有限的热量、积温条件,形成更高的产量。     

中国南瓜主要经济性状的灰色关联分析

采用灰色系统理论和方法对129份中国南瓜F1代品系的10个主要经济性状进行了关联分析。结果表明,与单瓜重关联度最大的为第一雌花节位和蔓粗;与可溶性固形物含量关联度较大的是节间长度、瓜横径、蔓粗;而与第一雌花节位关联度最大的是蔓粗;与果形指数关联度最大的是瓜纵径。最后文章讨论了蔓粗在南瓜目标育种中的重要作用。     

种植密度对南疆机采棉群体农艺特征和产量的影响

在新疆南疆地区自然生态条件下,以中棉所88号为试验材料,采用单因素随机区组试验设计,设置6个种植密度（P1：9万株·hm^-2,P2：12万株·hm^-2,P3：15万株·hm^-2,P4：18万株·hm^-2、P5：21万株·hm^-2,P6：24万株·hm^-2）,研究了一膜六行机采棉模式下棉花株高、主茎日增长量、茎粗、节枝比、叶面积指数（leaf area index,LAI）、冠层开度、叶倾角和产量对种植密度的响应。结果表明：增大密度显著降低了棉花的株高、茎粗、单株叶面积、冠层开度及节枝比（P<0.05）;主茎日增量在初花期以前为密度越大其越高,初花期后则反之;各处理LAI均在盛铃前期达到峰值,以P4处理最高为4.74;叶倾角则随密度增大而增大,各处理在30.0°～46.9°浮动;籽棉及皮棉产量均在P5处理达到最高,分别为6 272.79 kg·hm^-2和2 874.82 kg·hm-²但其与P3、P4处理均无显著差异。综上得出,在一膜六行机采模式下,南疆棉花的种植密度在15万～18万株·hm^-2范围内,棉花株型及冠层结构良好,产量较高。     

棉花高产育种中植株形态性状及产量性状选育模式参数的研究

以2006年和2007年参加河南省春播棉品种区域试验的15个棉花品种为试材,对其植株性状(株高、果枝始节和果枝台数)、产量因素性状(单株铃数、单位面积总铃数、铃重、籽指、衣分、皮棉产量)和纤维品质性状(上半部长度、整齐度、麦克隆值、比强度、伸长率、反射率、黄度、纺纱均匀性指数)的17个数量性状为研究对象,各棉花品种的指标数据均取其2 a参试结果的平均值,在主成分分析和通径分析的基础上,利用多元多项式回归及模拟仿真因素取值的频率分析棉花高产育种的数量性状选育模式参数。结果表明:皮棉产量≥1500 kg/hm2的棉花选育模式参数为株高97.67～99.60 cm、果枝始节6.48～6.89节、果枝台数13.68～13.97台、株铃19.08～19.27个、铃重6.14～6.18 g、衣分39.23%～39.51%,产量期望可达到2 196 kg/hm2。     

早熟陆地棉主要株型性状与产量的相关性

【目的】分析早熟陆地棉主要株型性状与产量的相关性,为新疆早熟陆地棉品种选育提供科学依据。【方法】采用SPSS 19.0软件,对早熟陆地棉品种的籽棉产量与株型性状进行相关性分析、通径分析和逐步回归分析。通过对产量与株型性状的逐步回归分析,得出产量与株型性状之间的最优回归模型。【结果】对早熟陆地棉籽棉产量有直接作用且有极显著影响的因子(P＜0.01),依次是:株高(X₁)、铃数(X₄)、始节位(X₂),对产量(Y)的直接相关系数分别为:0.322 1、0.298 1、-0.216 2;果枝数(X₃)对Y值直接作用较小,系数为0.082 04,通过其他因子对Y值的间接作用较大,简单相关系数为0.403,相关性极显著(P＜0.01)。早熟陆地棉株型性状(X_i)对产量(Y)的最优回归方程:Y=173.898+2.279 X₁-17.632 X₂+21.795 X₄。估测值与实测值之间的相关程度为0.527,决定系数R²为0.278。【结论】株高、铃数、果枝始节位对产量性状有直接作用,且作用显著;而果枝台数对产量有间接作用,且作用显著。     

扁杆藨草持续危害对棉花农艺和经济性状的影响

【目的】研究扁杆藨草持续危害对棉花的影响,为棉田该杂草科学防治提供依据。【方法】扁杆藨草种群密度设为60 株/m² ,测定其持续危害0、10、20、30、40、50 、60 d和全生育期棉花株高、茎粗、主茎节数、结铃数、单铃重、产量和纤维品质指标。【结果】棉花株高和茎粗随扁杆藨草危害持续期延长而减小。扁杆藨草持续危害期小于30 d,对棉花主茎节数和果枝数影响不显著,大于30 d则显著减少。扁杆藨草持续危害期对棉花中部和下部果枝结铃数影响不显著,显著引起上部果枝结铃数、单铃重减少。扁杆藨草持续危害期大于10 d,可使棉花产量显著减少,导致棉纤维品质指标下降。【结论】依据棉花产量指标,扁杆藨草防除应不晚于棉花打顶前30 d。     

基于灰色关联评价的普通菜豆农艺性状对其产量的影响

为解决食用豆类高效育种与栽培问题,以普通菜豆为试验材料,采用灰色关联评价方法对黔西北主产地区的10个品种进行研究。结果显示,普通菜豆不同性状与产量的关联度大小为:X1(株高)X4(单株荚数)X2(主茎节数)X10(果实成长期)X8(生育期)X7(百粒重)X9(开花期)X5(荚长)X6(单株粒数)X3(主茎分支)。提出了在育种研究中结合相关农艺性状的主次关系选育出适合本地区的高产普通菜豆品种的建议。     

海岛棉熟性及其高关联农艺性状与生态因子的关系

【目的】海岛棉的熟性在不同区域差异较大,是品种选择优先考虑的因素。研究世界海岛棉熟性特征及其关联性状与生态因子的关系,为海岛棉熟性育种、针对性引种提供参考。【方法】2013~2016年,对218份世界海岛棉资源材料采用同一生态区连续集中种植的方法进行鉴定,研究其熟性和相关性状表现。【结果】综合考察各材料的主要农艺性状,其中亚洲地区的资源变异系数显著高于其他地区,果枝类型、始果节位、果枝数、单株铃数变异系数达到20%以上;熟性特征,材料间全生育期及各生育阶段差异显著,其中以蕾期变异数最大。比较熟性特征与主要农艺性状的关系,全生育期、蕾期、花铃期均与果枝类型、第一果枝节位呈高度正相关,零式、Ⅰ式果枝类型生育期较短,Ⅱ式、Ⅲ式果枝类型生育期较长。以熟性特征进行比较和分类,埃及材料＞美国材料＞中亚国家材料,中国新疆塔里木盆地材料和塔吉克斯坦、土库曼斯坦接近。不同地区来源的材料熟性与其育种地纬度、海拔呈极显著负相关,与无霜期、生育期内积温呈高度的正相关。根据熟性聚类可将海岛棉分为三个类群,与地理分布趋势一致。【结论】海岛棉熟性与果枝类型、始果枝节位高度正相关,与纬度、海拔显著负相关,中国新疆海岛棉和中亚零式果枝材料接近,从中亚国家引进熟性接近的品种更易获得成功。     

荨麻皮刺水提液对小鼠离体肠平滑肌运动的影响

【目的】研究荨麻促进消化道平滑肌运动的植株主要部位,分析其可能的受体机制。【方法】用生物信号处理系统监测麻叶荨麻皮刺与内茎(不含皮刺)水提液对小鼠离体小肠平滑肌的影响。【结果】2倍浓度递增(0.1%~3.2%)的皮刺剂量依赖性增加小肠收缩幅度、收缩张力和收缩峰值(P<0.05),但对收缩频率无影响(P>0.05);而内茎浓度达0.4%后使小肠收缩频率减慢(P<0.05)。0.8%皮刺一次性用药后小肠收缩幅度、收缩张力、收缩峰值均显著升高(P<0.05),而同剂量内茎对小肠收缩无影响(P>0.05)。M-受体阻断剂ATr与0.8%皮刺联合用药可使收缩幅度显著减弱(P<0.05)。【结论】荨麻植株的皮刺对消化道平滑肌具有促进作用,且可能部分作用是通过激活M-受体而实现。