藏茵陈基源植物皱边喉毛花的全长转录组信息分析

皱边喉毛花为藏药藏茵陈基源植物之一,其包含丰富的药用成分。为进一步了解皱边喉毛花转录组,丰富其基因注释、代谢通路等遗传信息,该研究利用PacBio测序平台对皱边喉毛花叶片进行全长转录组测序。结果表明:(1)全长转录组测序共获得17 Gb的高质量数据,对795 698 个CCS序列进行聚类和去冗余,最终获得87 814 条高质量的全长转录本。(2)与7个数据库比对后,共有277 451 条转录本注释成功,其中注释到NR数据库的转录本最多,有39 214 条。26 396 条转录本成功注释到KOG数据库中,共有26 个子类。39 104 条转录本注释到KEGG数据库中,涉及6 个主要通路和40 个子通路。39 102 条转录本注释到GO数据库中,按分子功能、生物学过程和细胞成分3大类对注释成功的转录本进行分类。(3)SSR分析共鉴定到22 861 个SSR,其中单碱基重复最为丰富; 共检测到1 874 个转录因子和15 166 个长非编码RNA(LncRNA),而注释到转录本最多的转录因子家族是C3H。(4)筛选出55 条与单萜类及黄酮类化合物合成相关的转录本。该研究结果丰富了皱边喉毛花的转录组信息,为进一步筛选皱边喉毛花药用成分合成相关的关键基因提供了重要的遗传资源。     

基于转录组的八角挥发油合成相关基因挖掘与分析

为更好地挖掘八角(Illicium verum)挥发油合成相关基因，该文对挥发油性状差异显著的优良无性系桂角69号及普通品种砧01号叶片进行了转录组测序及组装注释，并对差异表达基因进行了GO分类和KEGG通路分析。结果表明：(1)转录本经组装后获得84 182条序列，使用NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、KOG、GO和Pfam数据库进行序列比对，共注释了59 161条序列，筛选出30 572个差异表达基因。与砧01号相比，桂角69号叶片中上调基因有15 025个，下调基因有15 547个。(2)GO分类结果显示共有20 287个差异基因被注释。KEGG分析结果表明，有21 600个差异基因被注释到133条KEGG通路上，其中挥发油合成相关的单萜生物合成通路、萜类骨架生物合成通路、苯丙素合成通路中的芳樟醇合酶、月桂烯合酶、香叶基香叶基焦磷酸合酶、肉桂酰辅酶A还原酶、咖啡酸3-O-甲基转移酶、肉桂醇脱氢酶等关键酶基因呈差异表达。(3)转录因子分析发现差异表达基因分布于31个转录因子家族，其中MYB家族序列数量最多。该文利用转录组测序技术分析八角优良无性系与普通品种叶片的差异基因及...     

基于转录组测序的羽衣甘蓝叶色相关基因分析

叶色是羽衣甘蓝重要的观赏性状之一。本研究采用Illumina Hi-Seq2500高通量测序技术,对基因型纯合的紫叶和白叶羽衣甘蓝叶片进行转录组测序,筛选差异基因并与GO和KEGG数据库比对进行注释分析,分析羽衣甘蓝叶色形成相关基因。结果显示,获得高质量短读序共104 608 770条,筛选出紫叶相对白叶的差异表达基因1 993个,其中上调表达基因1 094个,下调表达基因899个。根据GO功能分类可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类64功能组。根据KEGG代谢通路分析可以分为171类,在叶色相关的类黄酮生物合成途径中黄酮醇合成酶(FLS)、二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)上调以及类胡萝卜素生物合成途径中的类胡萝卜素β-环化酶上调与紫叶形成关系密切。本研究丰富了羽衣甘蓝的转录组信息,获得了一些差异表达基因,为进一步研究羽衣甘蓝叶色形成的遗传机制提供了有价值的信息。     

榆树叶片形成虫瘿过程中转录组学分析

榆瘿蚜取食侵染榆树叶片形成了榆树虫瘿,本研究采用新一代的高通量Illumina Hi Seq^TM 2000技术测序平台对榆瘿蚜取食刺激的榆树叶片进行转录组测序和功能注释,利用生物学方法对基因表达和功能进行研究。测序获得23.19 Gb碱基序列信息,通过对测序数据进行序列过滤、拼接和去冗余,共获得102 017个Unigenes,通过NR与BLAST等数据库比对,其中有37 899个(37.15%) Unigense被注释。利用KOG、GO、KEGG等数据库对榆树虫瘿叶片的Unigense进行比对,按功其能将匹配的Unigenes基因划分25大类;GO注释将信息归纳为基因的3大主类,57个亚类;以KEGG数据库为参考,将Unigene定位到110个不同的代谢通路,包括氧化应激防御、植物激素信号转导、碳水化合物以及次生物代谢等代谢相关的Unigenes通路。本研究通过二代高通量转录组测序技术研究榆瘿蚜侵染下榆树虫瘿的相关基因,为今后研究榆瘿蚜侵染榆树叶片形成虫瘿的分子机理提供了基础资料。     

基于高通量测序的阿尔泰蝠蛾(鳞翅目:蝙蝠蛾科)幼虫转录组分析

本研究采用Illumina HiSeq TM 2500测序平台对阿尔泰蝠蛾Hepialus altaicola Wang幼虫进行转录组测序及生物信息学分析.经序列拼接后共获得100133个Unigenes,总长度86319112 bp,平均长度862 bp,N50长度1628 bp.将Unigenes与NR、COG/KOG、Pfam、Swiss-Prot、GO、KEGG数据库比对,共获得38198条Unigenes,其中Nr数据库注释的Unigenes最多,为32381条,占32.34％.通过GO功能分类,共有13216个Unigenes在GO数据库中细胞组分、分子功能和生物学过程等3大类57个分支中找到注释;KEGG通路分析,共有15058条Unigenes被注释,归属于305条代谢通路.CDS预测发现54002条序列可被编码,占全部基因的53.93％.基因注释进一步获得311个与冷适应相关的代谢调节基因,并用FPKM值对基因表达量进行评估.本研究获得的转录组信息及分析结果,为进一步研究阿尔泰蝠蛾的基因功能及低温生态适应性奠定分子基础.     

朝仓花椒幼芽转录组测序数据组装及基因功能注释

采用2代Illumina Hi-Seq测序技术对朝仓花椒雌株结果期幼芽的转录组进行测序,构建了转录组数据库,获得49 672 080条Clean Reads数据,包含总长度为4 967 208 000 nt序列数据信息;经拼接组装,获得转录组基因信息长达55 902 243 nt的176 407个Contig片段,再通过进一步拼接,共获得平均长度为878 nt的96 475个Unigene片段。与Nt、Nr、Swiss-Prot、COG、GO、KEGG等数据库进行BLAST信息比对(E-value艽10-5),共获得68 315个注释基因,以及62 150个表达序列标签(EST)。与NR数据库比对,发现花椒转录组基因序列与同科柑橘属的甜橙(Citrus sinensis)和克莱门柚(Citrus clementina)具有较高的同源性,分别为43.96%及41.86%,与其他物种的同源性较低,均不足10%;可将花椒转录组的Unigene的功能通过与COG数据库进行注释比对划分为25类;根据GO数据库的注释,可将其分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类共55分支,根据与KEGG数据库的比较分析发现朝仓花椒的转录组数据中含有代谢通路相关基因128类,其中包括多种化合物的代谢途径和次生代谢产物的生物合成途径,其中有较多的次生物质代谢途径,如萜类化合物生物合成途径、黄酮类生物合成代谢途径以及花青素的生物合成途径等。     

文冠果果实转录组测序及分析

为了研究文冠果果实转录组中功能基因表达情况,采样RNA-seq技术对文冠果不同发育时期果实进行测序分析。结果显示:两个时期样品材料测序组装后共获得68 298个Unigene序列,有24 691个Unigene得到注释,占36.15%;GO数据库注释显示14 766条Unigene分为细胞组分、分子功能及生物学过程3大类54个功能组;KOG数据库中注释到的13 994条Unigene功能系统分为25类;以KEGG代谢途径数据库为依据,可将8 284个文冠果果实转录组Unigene分为127个代谢通路;在文冠果果实转录组中发现11 732个SSR位点,其中最多的为单核苷酸SSR,占60.85%。本研究为文冠果果实分子生物学研究提供了一定的基础和参考。     

黄秋葵果实转录组测序及分析

为了研究黄秋葵果实转录组中功能基因的表达情况,采用RNA-Seq技术对3份黄秋葵果实进行测序分析。结果显示,3份测序材料组装后共获得了77 476个Unigene序列,有61 891个Unigene在4大数据库中得到注释,占79.88%;以KEGG代谢途径数据库为依据,可将13 336个黄秋葵果实的Unigene分成128个代谢途径;在黄秋葵果实转录组中发现3 830个SSR(Simple Sequence Repeats)位点,分布在3 569条Unigenes中,发生频率为4.61%。     

基于高通量测序的玉米象转录组分析

玉米象Sitophilus zeamais是一种世界性的储粮害虫,但其基因信息尚不完善.本研究利用高通量测序平台Illumina HiSeq TM2000对玉米象成虫进行转录组测序,总计获得64358条unigenes,总长度39481752 bp,最短201 bp,最长29046 bp,平均长度613 bp.将unigenes序列在7大数据库Nr、GO、Swissprot、KOG、Pfam、KEGG、TrEMBL中进行注释,分别有25271、20747、16477、12060、9471、3370、25500条unigenes获得注释.通过GO功能分类,共有20747条unigenes在GO数据库中生物学过程、细胞组分、分子功能3大类68个亚类功能组中找到对应.KOG结果显示,12606条unigenes归到25个基因家族.通过KEGG代谢通路分析,共有3370条unigenes被注释,分别归属于细胞进程、环境信息进程、遗传信息进程、新陈代谢和有机体系统5大类代谢途径,共33个亚类274个功能通路.进一步的数据分析,共鉴定出146081个SNP位点和5002个简单序列重复(SSR)位点.本研究获得的玉米象转录组信息,为玉米象的功能基因挖掘提供了重要的信息资源.     

多裂骆驼蓬叶片转录组分析

多裂骆驼蓬为西北荒漠地区常见植物,具有抗风固沙、防止水土流失、抑菌杀虫和抗肿瘤等功效。为了增加骆驼蓬属植物开发利用的强度,弥补其基因功能、代谢通路等分子生物学研究层面的空缺,该文利用Illumina高通量测序平台对多裂骆驼蓬叶片进行转录组测序,根据测序结果进行转录组数据拼接、功能注释、序列水平和表达水平等分析。结果表明:共获得7 723 653 900 bp核苷酸序列信息,拼接组装得到78 641条Unigene,预测出55 535条CDS序列。与多个数据库对比后,获得33 184个NR数据库注释信息;31 835个GO数据库注释信息; 17 206个KOG数据库Unigene功能分类信息; 7 617个KEGG数据库代谢通路注释信息。对单核苷酸多态性位点和微卫星信息进行检测分析,共发现86 113个SNP位点,6 987个SSR信息。该研究首次获得并分析了多裂骆驼蓬的转录组数据,通过基因比对、CDS预测、通路注释、SNP检测和SSR检测等方法,对该植物的基因、通路以及分子标记等方面有了初步的认识,为本种植物后续研究及资源的开发利用奠定了基础。     

枫香变红过程中叶片组织结构、光合特性及色素含量变化研究

枫香(Liquidambar formosana)因其叶片入秋后逐渐变红而极具观赏价值,是优良的景观生态树种。为了解枫香叶片结构变化与叶色的关系,该文通过连续监测枫香叶片变红过程中组织结构、光合特性及色素含量的变化,分析叶片结构与其光合特性和色素的关系。结果表明:(1)叶片变色过程中,表皮细胞均为椭圆形,紧密排列,未观察到明显的细胞变异,表面未附着绒毛和蜡质,且上表皮细胞与栅栏组织细胞间排列紧密,未出现较大的气室。(2)随着叶片逐渐变红,叶片结构变化显著,其中叶片、上表皮、栅栏组织和海绵组织厚度及气孔开度均逐渐减小,而气孔器长和宽、单个气孔器面积则逐渐增大。(3)随着叶片结构的变化,其叶绿素含量逐渐减少,致使净光合速率逐渐减小,在出现光破坏时,叶片通过在栅栏组织细胞液泡内合成花色苷来自我保护,而大量的花色苷致使叶片表面呈现红色。综上认为,叶绿素含量降低,花色素苷大量积累是导致枫香叶片变红的直接原因,而枫香叶色变红则是其一系列生理结构特征综合作用的结果。     

基于转录组测序的枫香EST-SSR引物开发及有效性评价

枫香是广西重要的乡土树种之一，具有较高的用材、观赏及药用价值。为验证枫香SSR引物的实际应用效果，该研究基于转录组测序技术，检测枫香SSR位点并设计引物，通过PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选出具有较高多态性的枫香EST-SSR引物，并对1个枫香天然群体进行遗传多样性分析。结果表明：(1)共发掘到23 777个SSR位点，单核苷酸重复类型SSR位点占总位点比例最高(46.54%),在重复次数上5～12次之间的SSR位点占比最高(72.36%)。(2)共开发出262对SSR引物，有效扩增率为53.1%,最终筛选出扩增稳定、条带清晰的引物18对。(3)多态性检测结果显示所有位点均具有多态性，天然群体遗传多样性结果显示该天然群体中等位基因数量(Na)、有效等位基因数量(Ne)、Shannon多样性指数(I)、观测杂合度(Ho)变化范围分别为2～4、1.112 8～2.609 6、0.208 9～1.112 7和0.275 9～1.000 0,平均值分别为2.333 3、1.957 4、0.708 5和0.722 6。综上认为，枫香中占优势的SSR位点重复类型和重复基序与其他物种基本相同，所开...     

枫香秋季变色期叶色变化及其生理基础

为探究秋季枫叶呈色的关键生理因素,该文以转色期叶色为绿色、黄色和红色的枫香单株为试材,研究了L^*、a^*、b^*值变化与叶片色素、可溶性糖及可溶性蛋白质含量变化的相关性。结果表明:(1)在变色期,3种色彩枫香叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素均大量降解,花色素苷不同程度积累。(2)绿色叶单株叶绿素和类胡萝卜素始终保持较高含量,花色素苷含量上升4.2倍,叶片内色素含量比值始终保持稳定; 黄色叶单株叶绿素和类胡萝卜素含量最低,花色素苷含量上升4.4倍,b^*值与叶绿素含量极显著负相关,与类胡萝卜素含量显著负相关,与花色素苷/类胡萝卜素含量比值极显著正相关; 红色叶单株叶绿素和类胡萝卜素含量略高于黄色叶单株,花色素苷含量上升27.2倍,a^*值与叶绿素含量、类胡萝卜素含量极显著负相关,与花色素苷含量显著正相关,与色素含量比值无显著相关性。(3)红色叶单株具有较高的可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量。因此,在枫香叶片变色期,保持较高的叶绿素和类胡萝卜素含量,维持色素含量比值稳定使叶片呈现绿色; 叶绿素和类胡萝卜素的大量降解,以及花色素苷/类胡萝卜素含量比值的升高使叶片呈现黄色; 叶绿素的降解和花色素苷的大量合成使叶片呈现红色。     

基于转录组测序的铁皮石斛植物甾醇生物合成相关基因分析

为了解铁皮石斛(Dendrobium officinale)植物甾醇的生物合成途径,利用Illumina HiSeq 4000高通量测序技术对茎和叶进行转录组测序,比较植物甾醇生物合成关键酶基因的表达。结果表明,共获得43 085条Unigenes,其中24 459条在Nr、Swiss-prot、KOG和KEGG数据库获得注释,7 333条获得共同注释。KEGG代谢途径分析表明,铁皮石斛植物甾醇生物合成分为3个阶段,共有50个Unigenes (30种酶)参与。表达分析表明,DXR和HMED的表达量明显高于MK和MVD;成熟期茎、叶SMT1的表达量比生长期高,SMT2则生长期高于成熟期;同一时期,SMT1和SMT2在叶的表达量都比茎高。这为铁皮石斛植物甾醇的开发利用和调控植物甾醇生物合成研究提供了科学依据。     

基于联合测序分析技术挖掘红苞凤梨lncRNA信息

为了揭示lncRNA在红苞凤梨嵌合叶片形成和生长发育过程中的调控作用机制,该文以金边红苞凤梨为材料,采用Hiseq2500测序和SMRT三代全长转录组测序联合测序分析技术,分析挖掘红苞凤梨lncRNA信息。结果表明:(1)鉴定得到6 018条lncRNA,包含3 298个基因间lncRNA,870个反义lncRNA,717个内含子lncRNA和1 109个正义lncRNA,数据量较二代测序有了极大的提高。(2)结构分析表明,红苞凤梨lncRNA的总体表达丰度低于mRNA;序列长度在400~1 200 nt区间比例高于mRNA,而在1 600 nt区间,lncRNA分布的比例显著小于mRNA; lncRNA中的外显子数量总体少于mRNA,开放阅读框长度总体上也短于mRNA。(3)差异表达分析表明,在全绿、全白叶片发育过程中鉴定到1 710个差异表达lncRNA。(4)靶基因预测结果表明,5 441个lncRNA通过cis作用方式预测到靶基因,1 544个lncRNA通过trans方式预测到靶基因。(5)靶基因的功能注释和富集分析显示,差异表达lncRNA的靶基因主要作为酶蛋白参与调节叶片代谢活动和信号转导等方面,与叶片的颜色形成、光合作用和生长发育密切相关。该文鉴定出的lncRNA信息以及对其结构和功能的分析,为红苞凤梨以及凤梨科其他植物的lncRNA表观遗传调控机理研究提供了数据基础,筛选出的差异表达lncRNA在金边红苞凤梨叶片嵌合性状的形成和生长发育中具有重要的调控作用。     

林隙对香樟和枫香幼苗早期生长阶段功能性状的影响

探究林隙对不同需光性树种早期生长特征和功能性状的影响,对揭示林隙微生境影响次生林内幼苗更新机制具有重要意义。以亚热带次生林中耐荫常绿树种香樟和阳性落叶树种枫香幼苗为试验对象,研究大林隙(D/H介于1.5—2.0)、中林隙(D/H介于1.0—1.5)和小林隙(D/H介于0.5—1.0)对不同需光树种幼苗早期(1—3年生)生长特征和功能性状的影响。结果表明：(1)林隙大小对两种幼苗的生长均有显著影响。其中,中林隙可显著促进香樟2—3年生幼苗的生长,大林隙对枫香1—3年生幼苗的生长均具有显著促进作用。(2)对林隙环境因子与幼苗功能性状的关系进行冗余分析表明,香樟幼苗功能性状的变化与林隙土壤有机质含量、水解性氮含量、酸碱度和有效磷含量密切相关,而枫香幼苗功能性状则主要受林隙土壤酸碱度、有机质含量、水解性氮含量、土壤含水率、冠层透光率和土壤有效磷含量的影响。(3)维持较高的根重比、细根比根长、叶碳氮比和叶碳磷比是幼苗应对林隙环境影响的重要生理生态调节机制。