科研产出
人参种胚不同后熟发育阶段比较转录组学分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：胚后熟发育对人参种子休眠解除具有重要影响.为探索人参胚后熟发育的分子机制,本研究利用Illumina Hi Seq X-ten平台对人参种子五个后熟发育时期(心形胚,鱼雷胚,子叶胚,成熟胚和芽胚)的胚组织进行转录组测序,共获得412 604 390条高质量reads.以心形胚为对照,在鱼雷胚、子叶胚、成熟胚和芽胚时期分别鉴定到2 359个、3 048个、6 180个、12 067个差异表达基因(DEGs),去重复后四个时期共获得13 724个DEGs.GO富集分析显示,四个时期的和总的DEGs主要共同富集到催化活性、细胞和发育过程等GO条目.与种子休眠结束中胚发育相关的DEGs编码蛋白构成的蛋白互作网络分析显示,指导m RNA合成的RNA聚合酶Ⅱ第二大亚基(NRPB2)、脯氨酸合成的关键酶Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS1和P5CS2)为核心节点蛋白,它们可以通过调控mRNA合成、脯氨酸合成和与其互作蛋白的表达来影响人参种胚的发育.KEGG富集分析发现,四个发育时期的DEGs主要共同富集到代谢过程、次生代谢合成和植物激素信号转导通路.其中,在植物激素信号转导通路中参与生长素和脱落酸信号转导的DEGs最多.因此,我们认为NRPB2、P5CS1、P5CS2蛋白互作和植物激素信号转导可能对人参胚的后熟发育至关重要.本研究结果对揭示人参胚的发育和种子休眠解除的分子调控机制有一定的参考意义.
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茶树叶片响应茶饼病侵染的转录组分析
《茶叶科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：采用高通量测序技术对被茶饼病病菌侵染的茶树叶片进行转录组测序,筛选得到差异基因359个,其中248个上调表达,111个下调表达.差异基因中有216个获得GO(Geneontology)数据库功能注释,主要涉及到生物合成过程、催化活性、细胞过程等诸多生理生化过程;KEGG(Kyotoencyclopediaofgenesand genomes)数据库富集分析发现,共有106个基因被注释到47个代谢通路中,其中,单萜生物合成、卟啉和叶绿素代谢、核糖体、氮代谢、双萜生物合成、植物病原互作等通路显著富集.有32个差异基因被鉴定为转录因子,分布在16个转录因子家族中.利用实时荧光定量PCR(RealtimequantitativePCR,qRT-PCR)验证了随机挑选的差异基因在感病叶片和未感病叶片中的相对表达量,与转录组测序结果的变化趋势一致.结果表明,茶树响应病原菌侵染是一个复杂的过程,大量基因被诱导或抑制表达,与抗病相关的转录因子被大量激活且上调表达.本研究为深入挖掘茶树抗病基因及进一步研究抗病分子机制提供了理论依据.
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苦荞种皮转录组SSR位点信息分析及其分子标记的开发
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为开发苦荞新的SSR标记,本研究利用MISA软件对苦荞种皮转录组测序数据进行SSR位点信息搜索,利用Primer 3设计引物并随机选择53对引物进行验证.结果表明:苦荞种皮转录组数据库中共搜索到9 094个SSR位点,其中,单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸重复类型占优势,占总SSR的63.99%、19.35%、15.49%;共发现70种重复基元,其中A/T、AT/AT、AAG/CTT基元是优势基元.设计合成的53对引物中,41对引物(77.36%)获得有效扩增,21对引物具有多态性.本研究从转录组序列中大规模开发的SSR分子标记将有助于苦荞遗传多样性与分子育种研究.
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黑籽南瓜NBS类抗病基因的鉴别及关键基因分析
《植物生理学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以云南栽培的枯萎病抗病品种绿皮黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)为材料,采用二代转录组和全长转录组测序相结合的方法,对黑籽南瓜NBS类抗病基因进行鉴别和筛选.结果显示:以NB-ARC作为参考氨基酸序列,共鉴定了43条CfNBS (NBS-type gene from C. ficifolia)类基因全长序列,分属于TNL、CNL、TN、RPW8-N和N类5个亚基因家族,典型的TNL和CNL类分别有2个和13个.系统进化树分析表明, CfNBS类基因可以分为4大类群,黑籽南瓜的NBS类抗病基因数量较少但其基因进化类型比其他瓜类物种丰富.与二代转录组进行比对,筛选获得11个差异表达的黑籽南瓜NBS类关键基因,包括4个抗病蛋白、2个蛋白激酶、2个TMV抗性蛋白和3个未知功能蛋白, qRT-PCR分析表明有10个Cf NBS类关键基因在枯萎病菌接种后48和96 h出现上调或下调表达,可能参与了黑籽南瓜对枯萎病菌侵染不同时间点的抗病应答过程.11个CfNBS类关键基因的GO (Gene Ontology)功能富集分析表明,其涉及的生物学过程显著富集在防卫反应、谷胱甘肽转运、改良氨基酸转运等10条GO条目中,涉及分子功能富集在ADP结合、受体丝氨酸/苏氨酸激酶结合、细胞壁结构成分3个GO条目中.而富集通路最多的是与TMV抗性蛋白同源的2个基因(CL19588contig1和CL21402contig1),说明这2个基因在抗病应答过程中起到了重要作用.11个CfNBS类关键基因qRT-PCR组织表达特异性分析表明,在根、茎、叶和果实中表达量最高的基因分别是CL34065Contig1、CL52011Contig1、CL6035Contig1和CL19588Contig1.以上结果可为开展黑籽南瓜NBS类抗病基因的克隆和功能验证,以及解析黑籽南瓜响应枯萎病菌胁迫的抗性应答机制提供参考.
关键词： 黑籽南瓜 枯萎病 转录组 NBS类基因 qRT-PCR
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利用转录组分析款冬萜类化合物生物合成关键酶基因及表达特征
《中草药 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：目的挖掘与款冬萜类化合物生物合成途径相关的关键酶基因.方法利用Illumina HiSeq2500测序平台对野生款冬花蕾和叶进行转录组测序,使用Trinity软件de novo从头组装,并通过基因功能注释、差异表达基因分析等生物信息学方法进行分析,挖掘款冬中萜类化合物生物合成途径相关的酶基因.结果转录组测序获得39 912 371条高质量reads(SRA号:SRR9113366,SRR9113367),组装获得91 118条Unigene,55 830条Unigene在NR、Swiss-Prot、GO、COG、KEGG等数据库得到注释.鉴定出参与款冬萜类化合物生物合成相关酶基因的129个Unigene,包括91个参与三萜骨架生物合成酶基因,32个萜类合成酶基因,6个细胞色素P450基因,其中差异表达基因25个,涉及上游MVA途径的4个差异基因在花蕾中表达量高于叶,MEP途径的5个差异基因在叶中表达高于花蕾,另外还有10个基因在叶中高表达,9个基因在花蕾中高表达.根据差异基因HMGR、TPS、AS、CYP450基因在花蕾中高表达,推测可能与花蕾中萜类物质含量高有关.结论从款冬转录组数据库中初步获得了可能参与萜类化合物生物合成途径的候选关键酶基因,为进一步阐明款冬萜类化合物生物合成的分子机制奠定基础.
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芸薹根肿菌侵染早期甘蓝型油菜转录组分析
《中国油料作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：根肿病是油菜最为严重的病害之一。为探索根肿病菌和油菜互作中的抗性分子机制,采用RNA-seq技术对根肿病早期侵染中抗病品系ZHE-226(R)和感病油菜10159(S)进行转录组分析。与感病材料S相比,在0、12、48和72h 4个接种时间点,抗性材料R中共有809个基因上调表达,1082个基因下调表达。模式识别受体、几丁质酶、R基因、WRKY、水杨酸和茉莉酸等抗性相关(PRR)基因在抗病材料R和感病材料S中诱导表达并表现出不同的表达模式。抗病材料R中PRR相关基因主要表现为下调表达,R基因上调表达,水杨酸表现为前期下调后期上调表达,茉莉酸、几丁质酶和WRKY因子在R和S中均诱导表达。结果表明PRR介导的PTI(病原相关分子模式触发的免疫反应)在感病材料S中显著诱导,在抗病材料R中作用不明显; R基因介导的ETI(效应蛋白触发的免疫反应)和水杨酸介导的抗病信号途径对根肿病抗性起重要作用。
关键词： 根肿病抗性 芸薹根肿菌 甘蓝型油菜 RNA-seq
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腾冲红花油茶蜜腺2个发育时期转录组差异性分析
《云南农业大学学报(自然科学) 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】植物蜜腺基因能够调控其分泌产物花蜜中的化学组成,从而影响植物对传粉者的吸引力,本研究主要揭示腾冲红花油茶蜜腺发育与分泌过程中其基因表达的变化情况。【方法】采用高通量Illumina Hiseq测序手段对花蕾期蜜腺与泌蜜高峰期蜜腺进行转录组测序,并对测序数据进行相关分析研究,探讨蜜腺发育与分泌过程中的调控基因。【结果】在蜜腺发育与分泌过程中共检测到58 488个差异基因,其中表达上调的基因有1 602个,表达下调的基因有693个。GO分析结果表明:被注释生物学过程的差异表达基因有3 096个,其中富集差异基因数量较多的生物学过程为胞内过程、生物调节过程和新陈代谢过程;富集于分子功能的差异表达基因有1 280个,其中富集差异基因数量较多的分子功能为连接功能、催化活性和载体活性。Pathway显著性富集分析发现:有2 147个差异表达基因参与了292条代谢途径,其中富集差异基因数量最多的途径是代谢途径(941个,占43.83%),主要是参与糖代谢、氨基酸代谢等过程。【结论】蜜腺发育及花蜜分泌过程中大多数差异表达基因与花蜜化学组成的调控过程有关。
关键词： 腾冲红花油茶 蜜腺 转录组 Illumina测序
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外源水杨酸诱导桑叶响应紫外线胁迫的转录组变化分析
《蚕业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：紫外线胁迫对植物发育具有重要的影响。为进一步揭示外源水杨酸在植物响应紫外线胁迫中的作用,用外源水杨酸处理桑叶,并用含二甲基亚砜(DMSO)的水溶液处理的桑叶为对照,分析桑叶在紫外线胁迫下的转录组表达变化。测序结果得到17.41 Gb clean data,组装得到105 622条转录本(transcript)和75 034条UniGene,共获得42 642条UniGene的注释结果。对605个差异表达基因进行分析,发现桑树中的3个代谢通路(植物激素信号转导途径、苯丙素生物合成途径、类黄酮生物合成途径)对紫外线胁迫有明显的响应。随机选取10个差异表达基因验证转录组数据,实时荧光定量PCR结果显示基因表达量与转录组数据具有较一致的表达趋势。此外,发现参与维生素B6光防护的基因c54220表达量显著上调,与类黄酮合成有关的基因c42518表达量显著下调。上述结果初步揭示了外源水杨酸诱导桑叶响应紫外线胁迫的转录组水平变化。
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红芽直立茶紫色叶形成机制的转录组分析
《茶叶通讯 》 2019 北大核心
摘要：云南具有丰富的茶树资源,紫芽茶树是其中重要的一种。红芽直立茶具有典型的紫色芽叶,富含花青素,是重要的特异茶树种质资源。本研究通过转录组技术对红芽直立茶的不同叶色进行研究,筛选到8779个差异表达基因,GO和KEGG富集结果显示,差异基因涉及到多个色素形成及积累的功能。构建茶叶中类黄酮和类胡萝卜素生物合成两个途径,紫色叶中大量合成黄酮类化合物的关键基因上调,与茶叶紫色的形成密切相关。同时,紫色叶中类胡萝卜素的生物合成受到抑制,紫色叶具有更好的抗衰老能力。本研究将有助于对茶树紫色叶形成机制的认识,为特色茶育种研究奠定基础。
关键词： 红芽直立茶 紫色叶 转录组 类黄酮生物合成 类胡萝卜素生物合成
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款冬转录组SSR标记开发及其多态性研究
《中草药 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：目的分析款冬转录组数据的简单重复序列标记(SSR)位点信息并设计特异引物,以期为款冬分子标记辅助育种提供有力工具.方法对款冬转录组测序数据库中长度1 kb以上的18 938条unigene,利用MISA软件搜索SSR位点信息,利用Primer3设计引物,并随机选择55对SSR引物分析18份不同来源款冬材料的多态性.结果共搜索到4688个SSR位点,分布于3844条unigene中,SSR出现频率为24.75%,平均7979bp含1个SSR位点.SSR位点中三核苷酸重复类型出现频率最高(37.12%),其次是单核苷酸重复(32.36%)和二核苷酸重复(28.20%).共有60种重复基元,其中A/T(31.42%)、AG/CT(12.80%)、ATC/ATG(9.62%)是优势重复基元.随机选择55对引物进行多态性验证分析,其中42对有扩增产物,14对具稳定可重复的多态性;利用UPGMA作图,将18份样品分为3类.结论款冬转录组中SSR位点出现频率高,类型丰富,多态性高,为其遗传多样性分析、遗传图谱构建和分子标记辅助育种等研究提供了候选分子标记.
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