科研产出
转录组测序分析外源水杨酸诱导茶树热激蛋白基因的响应
《江苏农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：水杨酸是诱导植物抗性机制中重要的信号分子，外源喷施水杨酸能够调控多种防御相关蛋白质，提升农作物的抗病能力。开展外源水杨酸诱导茶树抗性机制的研究能够挖掘抗病基因，为茶树抗病育种提供分子基础。本研究采集外源喷施水杨酸0 h、6 h、12 h、24 h、48 h的茶树叶片进行转录组测序与分析，结果表明，外源喷施水杨酸6 h、12 h、24 h、48 h时茶树叶片内差异表达基因数量分别为9 360个、3 399个、596个、115个，外源水杨酸处理后各时间点均发生差异表达的基因共604个。KEGG功能富集结果显示，处理后6 h时富集于植物激素信号转导、植物-病原菌互作、核糖体、剪接体和碳代谢通路上的差异表达基因数量分别为95个、73个、121个、94个、154个。差异表达基因中有12个热激因子基因、40个热激蛋白基因和12个WRKY家族转录因子基因上调表达。处理48 h后，无上调表达的热激因子基因，但仍有28个热激蛋白基因上调表达。病程相关蛋白基因在检测阶段均上调表达。外源水杨酸的诱导作用在处理6 h时最为明显，并且引起了大量热激蛋白的响应。本研究结果为开展外源水杨酸诱导茶树抗病机制和茶树抗病分子育种研究提供了参考。
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两个柠檬品种叶片离区响应乙烯利处理的转录组分析
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：艾伦尤力克是尤力克柠檬的一个芽变品种,结果性状优良,但冬季落叶严重,影响翌年产量,且其落叶的响应机制目前尚不清楚.为探究柠檬叶片脱落的分子调控机制,以2个冬季落叶程度不同的柠檬品种艾伦尤力克和云柠1号为材料,分别于落叶前期(E24)、落叶中期(E48)和落叶后期(E72)采集叶柄离区,通过转录组测序比较2个品种间的差异表达基因.分析表明,落叶前期、落叶中期和落叶后期分别获得1400个、2466个和935个差异表达基因,其中落叶中期的差异基因数量最多.GO分析表明血红素结合、四吡咯结合、氧化还原酶活性、铁离子结合、转录调节活性以及对氧化应激的反应、细胞葡聚糖代谢过程、葡聚糖代谢过程、细胞外围、细胞壁等相关基因在这3个时期品种间均表现出显著差异.KEGG分析表明,落叶中期富集的差异基因数及相关代谢途径最多,主要集中在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成、植物病原体相互作用和MAPK信号通路-植物等途径,通过对以上4个途径的差异表达显著的基因进行分析,最后筛选得到木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶蛋白、吲哚乙酸诱导蛋白、吲哚-3-乙酸-氨基合成酶、过氧化物酶、β-葡萄糖苷酶、发病相关基因转录激活因子AP2和发病机制相关蛋白等13个基因,这些基因可能与柠檬叶片脱落的调控有关.qRT-PCR验证这些基因的表达与转录组数据相一致.以上结论丰富了柠檬叶片脱落相关研究,为柠檬落叶候选基因筛选、落叶途径解析提供可靠数据.
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云南怒江番茄种植新区番茄病毒检测及病毒种传特性
《植物保护 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：病毒病对番茄生产造成严重危害，近年来在番茄种植新区发生严重，疑似为种子带毒传播。本研究通过对云南省怒江州番茄种植新区的番茄病毒病样品采用RNA-seq高通量测序，RT-PCR验证的方法检测病毒种类；对番茄病果种子进行超薄切片制样透射电子显微镜观察，将病果种子播种后对种苗进行RT-PCR带毒检测。结果表明，RNA-seq高通量测序及RT-PCR检测到的病毒有番茄环纹斑点病毒（tomato zonate spot orthotospovirus, TZSV）、番茄黄斑驳相关病毒（tomato yellow mottle-associated virus, TYMaV）、辣椒脉斑驳病毒（chili veinal mottle virus, ChiVMV）、南方番茄病毒（southern tomato virus, STV）。透射电镜观察到种胚细胞及胚乳细胞中分布典型的正番茄斑萎病毒属Orthotospovirus病毒粒体。病果种子播种28 d后的种苗具有病毒病症状，通过RT-PCR检出TZSV、ChiVMV、STV,检出率分别为60%、100%、80%。上述研究结果为TZSV通过种子传播提供了有利的证据，并为源头防控番茄病毒病提供了依据。
关键词： 番茄 番茄病毒 病毒检测 RNA-seq 种传病毒
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近冰温贮藏在延缓甜龙竹笋采后木质化衰老中的作用
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：以室温和4℃为对照，以勃氏甜龙竹笋（Dendrocalamus brandisii）为研究对象，通过分析贮藏过程中呼吸强度、质量损失率、硬度、H2O2含量、木质素含量、木质素合成关键酶活性和木质素合成关键基因表达情况，总结近冰温（near-freezing temperature,NFT）贮藏对竹笋采后木质化的调控作用。结果表明：相较于室温和4℃，NFT贮藏显著抑制了甜龙竹笋呼吸强度、质量损失率、硬度、H2O2含量、木质素含量上升；延缓了苯丙氨酸解氨酶、肉桂醇脱氢酶、肉桂酸羟化酶和氧化物酶活性升高；同时基于转录组技术发现PAL、4CL、HCT、CCR、CAD等家族基因中有33个基因表达量下调，25个基因表达量上调；相关性分析进一步表明大部分生理指标、木质素合成关键酶活性和关键基因表达情况与木质素含量呈显著正相关。综上，NFT贮藏可通过影响呼吸强度、质量损失率、硬度、H2O2含量、木质素含量、木质素合成关键酶活性和合成关键基因表达，有效延缓甜龙竹笋采后木质化衰老。
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卷叶木薯及其突变体叶片的比较转录组分析
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为解析卷叶木薯叶片异常发育的分子调控机制及代谢通路,以正常卷叶木薯叶片(JY)、突变株展叶叶片(ZY)和突变株卷叶叶片(BJ)为试验材料,基于转录组测序(RNA-seq)数据进行生物信息学分析。DESeq差异分析结果显示,ZY vs BJ、JY vs ZY、JY vs BJ分别有327 (255个上调, 72个下调)、1085 (337个上调, 748个下调)、689 (381个上调,308个下调)个DEGs,有19个DEGs是3个比较组共同表达的。GO功能分析显示,DEGs在刺激反应、膜的组成部分、跨膜转运蛋白活性等途径差异显著。KEGG富集分析显示, DEGs在苯丙素的生物合成、植物激素信号转导、内质网中的蛋白加工等通路较为活跃。进一步对变异展叶与同株的卷叶和其他植株正常卷叶的DEGs分析发现集中富集到苯丙素的生物合成途径、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导,这可能是展叶突变体形成的关键因子。展叶与卷叶差异基因的主要KEGG代谢通路有9条,重要差异基因有9个。对不同类型叶片显微分析发现突变后的展叶木薯上表皮细胞层数增加、海绵组织结构变得疏松、维管束细胞减少。研究结果为进一步理解木薯叶片异常发育的分子机制提供了理论指导,为木薯遗传改良、种质创新挖掘提供基因资源和改良策略。
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外源赤霉素和多效唑诱导蓖麻伸缩茎节的转录组分析
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】旨在探索调控蓖麻株高生长的关键代谢通路及基因，以期为通过分子育种技术培育出理想株型的蓖麻新品种提供基因资源与理论依据。【方法】以外源赤霉素诱导蓖麻伸长茎节和多效唑诱导缩短茎节，通过转录组测序分析赤霉素处理后(GA vs CK)和多效唑处理后(PAC vs CK)的差异表达基因。【结果】赤霉素处理显著诱导1539个基因的差异表达，其中619个基因上调，920个基因下调；而多效唑处理则导致786个基因的差异表达，包括380个上调基因和406个下调基因。GO富集分析表明，这些差异表达基因主要富集于细胞组分构建、生物合成过程、信号传导及转录调控等关键生物学过程。特别值得注意的是，赤霉素氧化酶基因RcGA2ox7、RcGA2ox3在赤霉素处理下显著上调，而RcGA20ox3和RcGA20ox4则在多效唑处理下上调，这些基因通过调控体内活性赤霉素浓度，响应外源赤霉素和多效唑作用。KEGG富集分析结果显示，两组差异表达基因的主要富集通路包括植物激素信号传导途径、淀粉和蔗糖代谢途径以及苯丙烷类生物合成途径。在植物激素信号传导途径中，生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯等多种激素相关基因均表现出显著的差异表达。在苯丙烷类生物合成途径中，催化单木质醇聚合为大分子木质素的过氧化物酶基因28320.t000063和30015.t000008响应赤霉素处理下调表达，响应多效唑处理上调表达。GA处理导致类黄酮合成途径的主要基因上调表达，PAC处理与之相反，GA处理促进类黄酮生物合成增加，导致木质素合成减少。【结论】通过转录组测序分析，成功筛选出一批可能参与蓖麻株高调控的关键基因，包括赤霉素氧化酶基因、生长素信号传导基因、木质素合成过程中的过氧化物酶基因以及类黄酮合成基因。这些发现不仅为揭示蓖麻株高调控的分子机制提供重要依据，也为未来通过基因编辑或分子育种技术优化蓖麻株型奠定基础。另外，由于外源赤霉素会干扰蓖麻生长发育，产生不利影响，蓖麻生产中应避免施用赤霉素。
关键词： 蓖麻 株高 转录组分析 激素信号传导 苯丙烷类生物合成
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利用RNA-seq技术筛选药用野生稻抗白叶枯病相关基因
《广东农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】药用野生稻(Oryza officinalis)属于稻属CC染色体组，在长期的自然生存过程中，积累了大量适应恶劣环境的抗性基因。利用转录组测序(RNA-seq)挖掘植物抗病相关基因，为开展基因功能与调控机制研究等奠定基础。【方法】对云南省6个居群(Ⅰ～Ⅵ)的38份药用野生稻进行白叶枯病菌CX28-3和PXO99的抗性评价，以PXO99人工接种处理筛选到的药用野生稻36号(抗病)与37号(感病)植株为对象，于0、24、48 h取其叶片进行转录组测序分析，并预测药用野生稻抗白叶枯病相关基因。【结果】6个居群38份云南药用野生稻材料对2个菌株(CX28-3和PXO99)表现为不同的抗病性，总体为中抗至抗以上，其中抗病率最高的是V居群、为93.50%，最低的是III居群、为62.50%。38份药用野生稻对CX28-3菌株感病的植株有5份，感病率为13.15%；对PXO99菌株的感病率为42.10%，表明PXO99的致病力强。此外，抗2个菌株的药用野生稻材料有20份，占全部材料的66.67%，37号材料对2个菌株均表现为中感，36号材料对2个菌株都表现为抗。转录组测序共鉴定到75 650个差异表达基因(DEGs)。GO功能富集分析显示，PXO99处理后共包含45个显著富集的生物进程GO类别，其中富集DEGs数量最多的集中在细胞过程、代谢过程、细胞解剖实体、绑定、催化活性等。KEGG富集分析表明，抗病和感病野生稻材料共显著富集到19个KEGG通路，其中与抗病相关的蛋白等KEGG通路显著富集上升，进一步明确抗病药用野生稻36号的抗病性受白叶枯病菌激发显著。筛选到共同DEGs 256个，11个基因可能与野生稻白叶枯病抗性密切相关；Unigene1184、Unigene15669、CL1239、CL1421、CL4899、CL660、CL7463 7个基因在抗病材料中上调表达，在感病材料中下调表达；Unigene18206、CL210、CL3554、CL9248 5个基因在抗病材料中下调表达，在感病材料中上调表达。【结论】6个居群38份云南药用野生稻材料对CX-28和PXO99菌株表现出不同的白叶枯病抗性，总体为中抗至抗以上。利用RNA-seq技术获得与药用野生稻白叶枯病(PXO99)抗性相关基因11个，可为药用野生稻抗白叶枯病相关基因的挖掘和功能研究提供参考。
关键词： 药用野生稻 白叶枯病抗性 转录组测序 差异表达基因 代谢通路 抗病相关基因
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云南粳稻苗期响应低温胁迫的转录组分析
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】低温是影响水稻生长、发育和生产的环境因素，鉴定水稻耐冷新基因，揭示耐冷新机制是提高水稻耐冷性的重要途径。【方法】以苗期低温处理0、12、24、36 h的耐冷水稻品种云科粳1号为试验材料，利用转录组测序技术筛选与低温胁迫紧密相关的代谢通路和差异表达基因。【结果】共获得云科粳1号转录组数据76.16 Gb,与参考基因组位置的比对效率达93.56%。基因表达数量韦恩图显示，低温胁迫12、24、36 h后有781个基因共表达。三个比较组合（L2 vs L1、L3 vs L1、L4 vs L1）差异基因统计分析显示，L2 vs L1差异基因数为6444个，L3 vs L1差异基因数为10 269个，L4 vs L1差异基因数为12 576个。不同比较组合基因GO功能富集将差异基因分为生物过程、细胞组分和分子功能三大类，其中，L2 vs L1差异基因生物过程、细胞组分和分子功能占比为63.11%、12.25%、24.64%,L3 vs L1差异基因各自占比为62.57%、13.54%,23.89%,L4 vs L1差异基因各自占比为62.71%、13.69%、23.60%;KEGG代谢通路富集分析表明，植物激素信号转导代谢、植物MAPK信号通路、甘油磷脂代谢通路等参与响应低温胁迫过程。实时荧光定量分析表明，MYB转录因子、WRKY转录因子、蛋白磷酸酶7个参与低温胁迫响应相关的差异表达基因qRT-PCR表达模式与RNA-seq的一致。【结论】云科粳1号具有较强的耐冷性，GO和KEGG代谢通路分析表明，植物MAPK信号、植物激素信号转导及甘油磷脂代谢等均参与响应低温胁迫过程。本研究为水稻耐冷基因克隆及耐冷机制解析提供了理论依据。
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褪黑素诱导西伯利亚百合的转录组分析及LoERF96基因克隆
《云南农业大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究西伯利亚百合萌发阶段的分子调控机制，筛选响应褪黑素、促进百合鳞茎萌发的潜在乙烯响应因子(ethylene response factor,ERF)。【方法】对褪黑素处理下的西伯利亚百合小鳞茎关键时期样本进行转录组测序分析，并对差异表达基因进行功能注释，筛选响应褪黑素、促进百合鳞茎萌发的ERF潜在基因。对筛选的关键基因LoERF96进行克隆和生物信息学分析，通过实时荧光定量分析小鳞茎4个不同生长发育时期中LoERF96基因的表达量。【结果】根据转录组数据筛选得到780个差异表达基因，其中上调表达基因392个，下调表达基因388个。GO富集分析结果显示：富集的差异基因主要生物学过程包括代谢过程、细胞过程、生物调节、刺激响应、信号、生殖过程等。KEGG代谢途径分析结果显示：差异基因的代谢途径包括植物激素信号转导、植物MAPK信号途径、苯丙烷生物合成、淀粉和蔗糖代谢、光合作用、碳代谢、内质网中的蛋白质加工等。通过同源克隆得到LoERF96基因，该基因序列全长435 bp，编码144个氨基酸，有1个AP2保守结构域，蛋白相对分子质量约为16.32 ku，理论等电点为4.94，是没有跨膜结构的亲水性蛋白，预测亚细胞定位于细胞核中。RT-qPCR表达结果显示：在百合4个不同生长发育过程中，LoERF96基因的相对表达量总体呈先上升后下降的趋势。【结论】西伯利亚百合中的乙烯响应因子LoERF96受褪黑素诱导表达，这一结果为探究百合AP2/ERF转录因子萌发阶段的生物学功能提供了理论基础和参考。
关键词： 百合 LoERF96 基因克隆 转录组 生物信息学分析
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基于转录组序列的非洲菊密码子偏好性分析
《西南林业大学学报 》 2023 北大核心
摘要：利用CodonW 1.4.2 和在线软件CUSP分析非洲菊转录组 13769 条编码序列的密码子碱基组成、同义密码子相对使用度和密码子偏好性,并通过中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot分析影响密码子偏好性的因素.结果表明:非洲菊编码基因序列的密码子偏好性整体偏弱,影响密码子偏好性的主要因素为突变,同时确定 UUG、UUU、UAU、AUU、UGU、GUU、AGA、GGU、UCU、UCA、CCA、ACC、GCU等 13 个最优密码子,最优密码子偏好以A/U结尾.本研究为进一步明确非洲菊密码子进化特征和遗传转化中最优密码子的选择提供参考依据.
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