通过整合转录组与代谢组解析不同类型椰子的脂肪酸调控网络

为了探究不同类型椰子中脂质种类和含量的差异,本研究利用非靶向代谢组学方法对海南高种和矮种椰子椰肉组织的代谢物进行了分析,共检测到12 579种代谢信号,其中鉴定了564种代谢物,包括氨基酸、脂肪酸、类黄酮等。定量分析表明高种椰子的脂质总体含量高于矮种椰子,其中绿矮椰子脂质含量最低。甘油脂、鞘脂和脂肪酰是不同类型椰子中主要的差异物质。转录组数据结果表明,不同类型椰子中的差异基因主要参与脂肪酸代谢、α-亚麻酸代谢、木质素代谢和苯丙烷代谢。基于表达模式的不同将差异基因划分为20个不同的模块,其中“Melightyellow”模块与差异积累的脂肪酸高度相关。通过分析模块中脂质途径结构基因启动子区的cis-element,发现大多数脂质途径基因的启动子区存在多个MYB家族的结合位点及大量的激素信号响应元件。结果表明,MYB家族的转录因子可能在脂质的合成调控中发挥重要作用,并且激素可能作为一种信号分子参与到脂质的合成调控中。本研究通过组合策略对不同品种椰肉组织脂质差异的分子机理进行分析,并进一步构建了转录因子-结构基因-代谢物的合成调控网络,为后续解析脂质合成调控的分子机制提供了资源,为油脂椰子品...     

WRKY转录因子在植物非生物胁迫抗逆育种中的应用

干旱、高盐和低温等非生物逆境是影响农作物产量的重要因素。WRKY转录因子由于其过量表达能够提高植物抗旱、耐盐、耐低温、抗冻甚至抵抗重金属等逆境胁迫的能力,因此被作为应用基因工程途径进行植物抗逆性状改良的理想候选基因。在分子育种中,增加1个关键的转录因子的调控能力,能同时激活多个功能基因表达,从而提高植株综合抗逆性。本文主要综述了WRKY转录因子的结构、功能、转录调控机制研究以及近年来国内外WRKY转录因子新基因的发现及其在培育抗逆性转基因植物中的应用,以期为植物抗逆分子育种改良提供参考。     

基于转录组测序的高羊茅分蘖与株高相关差异表达基因分析

分蘖与株高是禾本科草类植物重要的农艺性状,明确参与调控分蘖与株高的基因类型对牧草和草坪草分子辅助育种具有重要意义。以表型差异明显的两个高羊茅品种“Kentucky-31”（K31）和“Regenerate”为材料,旨在构建高羊茅分蘖节转录组图谱,挖掘在分蘖节部位调控生长发育相关的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）。基于高通量测序技术平台Illumina HiSeq 2500×Miseq 300进行转录组测序,并将得到的数据进行de novo组装,结果共获得77872条单基因簇（unigene）。将获得的unigenes与非冗余蛋白数据库（non-redundant protein database,NR）、蛋白质数据库（universal protein,Uniprot）、基因本体数据库（gene ontology,GO）、东京基因与基因组数据库（kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）以及直系同源蛋白簇（clusters of orthologous groups,COG）数据库进行比对,结果显示：分别有59927、40213、44447、15146和13767条unigenes成功获得注释。“Regenerate”与“K31”对比有1573个上调DEGs和1441个下调DEGs。GO富集分析发现,DEGs主要富集在细胞、细胞组分、大分子复合物组装等生物过程。DEGs中共注释到42个差异表达转录因子,主要包括TCP、WRKY和ARF等19种类型。还注释到与8类植物激素相关的DEGs,包括生长素、细胞分裂素、脱落酸、赤霉素、乙烯、油菜素甾醇、水杨酸和茉莉酸。利用实时荧光定量PCR对DEGs进行表达模式验证,发现其与RNA-Seq测序结果一致,证实了测序结果的准确性。研究结果丰富了高羊茅的转录组序列资源,初步获得控制株高及分蘖发育的候选因子,为进一步开展基因功能及分子育种研究提供了理论支持。     

禽腺病毒血清4型感染鸡组织中NLRP3基因转录水平的实时荧光定量PCR分析

旨在分析禽腺病毒血清4型(FAdV-4)感染鸡组织中NLRP3基因的转录水平,本研究设计鸡NLRP3特异性引物,利用RT-PCR扩增NLRP3基因180 bp片段并克隆至pMD-18T载体,制备重组质粒pMD-18T-NL-RP3.以pMD-18T-NLRP3质粒作为标准品进行荧光定量PCR并建立标准曲线.通过反应条件...     

自然环境下不同秋眠型苜蓿PHYA和PHYBmRNA表达量的变化

为揭示光敏色素如何响应外界环境及作用机理,并探讨其与苜蓿（Medicago）秋眠性的关系,以田间自然生长条件下的不同秋眠类型紫花苜蓿标准对照品种Norseman（FD1）, Archer（FD5）和CUF101（FD9）为材料,应用RT-PCR测定在6月、8月、9月、11月采集的叶片PHYA和PHYB mRNA含量。结果表明：从6 月到11月,随着光照时间的逐渐缩短和温度的降低,3个不同秋眠类型紫花苜蓿品种PHYA和PHYB的mRNA含量均呈上升趋势,且PHYA mRNA含量比PHYB mRNA的含量高;除了6月份,其他月份均是随着紫花苜蓿秋眠性的提高,PHYA和PHYB mRNA表达呈上调趋势,且不同秋眠类型间的差距越来越大。据此推测PHYA和PHYB在苜蓿响应外界环境改变过程中起一定的作用,二者基因的转录受光周期与温度因子的调控,且随着光周期的缩短与温度的降低其mRNA量升高,PHYA和PHYB很可能参与了光周期与温度对紫花苜蓿秋眠性的调控。     

烧伤后心肌细胞间隙连接通讯变化的机制研究

为了探究低氧胁迫对中华绒螯蟹血淋巴细胞影响的分子机制,实验通过使用Nova Seq 6000测序技术,检测了低氧组 (1.5±0.5) mg/L和对照组 (6.0±0.5) mg/L分别处理24 h后的中华绒螯蟹血淋巴细胞的转录组数据变化。首先,对测序得到的原始数据进行拼接、注释以及筛选,分析获得的128 614个转录本和128 614条基因,平均长度为2 634 bp (N50),Q30 > 92%。其次,以1.2倍为阈值,共筛选出1 687个差异表达基因,其中上调基因899个,下调基因788个。GO和KEGG分析发现,低氧胁迫对中华绒螯蟹血细胞的三羧酸循环、糖酵解途径、ECM-受体相互作用、间隙连接、细胞凋亡、酚氧化酶系统以及其他免疫相关基因等产生了显著影响。最后,随机挑选转录组数据中的10个基因进行实时荧光定量 PCR(qRT-PCR)验证,结果显示与转录组数据分析相一致,其中包括6个上调的基因：整合素1、铜/锌超氧化物歧化酶、磷酸肌醇3激酶、磷酸甘油酸突变酶2、PDGF/VEGF相关因子1和relish;4个下调的基因：无脊椎连接蛋白7、热休克蛋白90、线粒体ATP合成酶α和天冬氨酸转氨酶。本研究初步阐明了中华绒螯蟹血淋巴细胞短时间内应对低氧胁迫的分子机制,同时该结果也可为今后研究其他甲壳动物在应对低氧胁迫时的生理机制和分子机制提供参考。     

郏县红牛和安格斯牛18月龄背最长肌差异表达基因的筛选与分析

旨在通过转录组学分析筛选出影响牛肌肉发育的候选基因。对5头18月龄的郏县红牛背最长肌进行转录组测序,获得转录组数据后与3头18月龄安格斯牛背最长肌的转录组数据(GSE57327)进行联合分析。结果：与安格斯牛相比,郏县红牛背最长肌中4 945个基因表达显著上调(FDR<0.05), 2 186个基因显著下调(FDR<0.05)。GO功能富集分析显示差异基因主要富集在与代谢相关生物学过程中。KEGG信号通路分析显示差异表达的基因主要富集到氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)等通路上。从氧化磷酸化通路中筛选出两品种间差异表达最显著的20个基因,通过反刍动物基因组数据库(ruminant genome database, RGD)查看该20个基因的组织表达情况,其中泛素-细胞色素c还原酶复合物Ⅲ亚基Ⅺ(UQCR11)、细胞色素c氧化酶亚基7A1(COX7A1)、细胞色素c铜伴侣蛋白(COX17)、NADH氢酶辅酶Q铁硫蛋白5(NDUFS5)和线粒体ATP酶合成体ε亚基(ATP5F1E)这5个基因在牛骨骼肌组织中的表达量高于其他组织,推测这5个基因在牛的...     

小叶杨胆碱单氧化物酶(CMO)基因的克隆与转化杂种落叶松及表达

甜菜碱是在生物界广泛存在的一类细胞相容性物质,它不仅能使细胞在干旱等胁迫条件下与环境保持渗透平衡,而且还具有稳定复杂蛋白质高级结构的能力。胆碱单氧化酶(CMO)在植物体中是催化胆碱转变为甜菜碱的关键酶,单独转化CMO基因的转基因植物可以完成甜菜碱的合成,起到抗盐、耐旱的作用。小叶杨是我国特有乡土树种,具有抗旱、耐瘠薄、适应性广、生长优良、寿命长等特性,在荒沙及黄土高原区均能生长。本研究以小叶杨为材料构建了干旱胁迫和正常生长条件下的cDNA文库,以特异性引物从中扩增出一条1269bp大小的DNA片段,经序列分析证实该片段编码胆碱单氧化物酶(CMO);将该片段构建入植物表达载体pBI121中,在落叶松杂交育种中利用花粉管通道法将带有该CMO基因的植物表达质粒转入杂种落叶松,收获球果取出种子,提取转化种子发芽长出幼芽的DNA,特异性PCR扩增和Southern、WesternBlotting检测证实落叶松中CMO基因的插入。因此,我们不仅克隆得到了小叶杨编码胆碱单氧化物酶(CMO)的基因,还将其导入杂种落叶松,得到CMO超重表达的转基因杂种落叶松。     

转录组测序技术在绒毛用羊中的应用研究进展

高通量转录组测序技术在绒毛用羊参考转录组信息的研究过程中发挥着越来越重要的作用。作者主要介绍采用二代高通量测序技术(以RNA-Seq为主),挖掘绒毛用羊产毛、产绒等重要功能性状的分子标记,重点分析新发现的山羊新基因及与绒毛用性能相关的候选标记,为调控绒毛生长的分子机制、相关基因表达调控网络及绒毛分子育种等工作的深入研究提供参考。     

UV-C处理穿心莲转录组分析及穿心莲内酯合成相关基因挖掘

【目的】对紫外线C（UV-C）处理的穿心莲叶片进行转录组测序分析,挖掘穿心莲内酯合成相关基因,为深入探究穿心莲内酯合成相关基因的调控机制和生物学功能提供理论参考。【方法】选用生长60 d的穿心莲幼苗为材料,经UV-C照射2 h后,利用Illumina HiSeq二代测序平台进行转录组测序,并结合生物信息学软件和实时荧光定量PCR （qRT-PCR）对所得序列进行功能注释和相对表达水平验证,挖掘响应UV-C的穿心莲内酯合成相关基因。【结果】共注释到21545个穿心莲基因,有2137个基因呈显著差异表达模式,其中,1147个基因显著上调表达,990个基因显著下调表达。GO功能注释结果显示,UV-C处理造成了氧化胁迫,线粒体氧化磷酸化电子传递链的NADH脱氢酶基因上调表达。KEGG代谢通路富集结果显示,二萜类物质穿心莲内酯的前体（E,E,E）-香叶基香叶基二磷酸（GGPP）合成途径[甲羟戊酸（MVA）途径和2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸（MEP）途径]差异表达基因显著富集。转录组测序结果和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测结果均显示,MVA途径的4种合成酶基因HMGS（CXN00016849）、HMGR（CXN00000058）、MVK（CXN00002900）和MVD（CXN00004398）及GGPP合成关键酶基因FPS的表达量显著上调;MEP途径中,仅DXS（CXN00013302）的表达量显著下调。蛋白互作预测结果显示,2个途径中的差异表达基因编码蛋白之间存在互作,HMGS与CYP71家族成员之间,以及FPS1与UGT71、UGT73和UGT76之间的互作网络丰富。【结论】 UV-C照射调控穿心莲重要生命进程,其中,次生代谢、氧化磷酸化、光合作用等途径基因转录本的相对表达量呈UV-C特异性响应模式。合成穿心莲内酯前体GGPP的细胞质MVA途径基因显著上调表达,推测UV-C诱导穿心莲内酯合成的主要场所为细胞质。穿心莲MVA途径基因及CYP71、UGT71、UGT73和UGT76可作为穿心莲内酯合成途径研究的候选分子靶标。