湿地松木质部和针叶松脂合成基因分析

为挖掘湿地松(Pinus elliottii)松脂合成相关的基因,对不同采脂期的木质部和针叶进行高通量转录组测序,与火炬松(Pinus taeda)参考基因组进行比对,共获得了68 211条unigenes,546 356 450条clean reads,平均比对率达90.21%。将不同时期木质部、木质部与针叶间进行两两对比,以P＜0.05,|log₂FoldChange|＞1.0为标准来筛选差异基因,并进行GO和KEGG富集分析。结果表明,参与萜类物质合成的差异基因有133个,其中大部分富集在MEP途径,从差异基因中挑选8个产脂相关的候选基因进行RT-qPCR验证,确定HMGR、DXS、TPS、ABC转运蛋白基因与产脂存在关联性。通过转录组测序与分析,挖掘出133个参与松脂萜类物质合成相关的差异基因,其中萜烯合酶基因(TPS)和ABC转运基因在正调控萜类物质合成中发挥关键作用。     

禽致病性大肠杆菌pagP基因缺失株相关毒力基因的RNA-Seq分析

本研究为筛选禽致病性大肠杆菌pagP基因缺失后表达量变化的相关毒力基因,对禽致病性大肠杆菌AE17及pagP基因缺失株进行RNA-Seq测序,从中筛选出与毒力相关的差异基因并对其表达量的变化进行GO和KEGG分析。以|Fold-change|≥2且FDR≤0.05为条件从测序结果中筛选得到372个差异表达基因,其中339个基因表达上调,33个基因表达下调。GO功能分类结果显示差异基因主要集中在物质跨膜运输、转Class录调控以及生物膜的形成等功能注释;KEGG数据库显示,差异表达基因主要富集在鞭毛装配、双组分系统、脂多糖的生物合成以及ABC转运蛋白等通路。pagP基因缺失会引起相关毒力基因表达量的变化,根据RNA-Seq测序结果筛选出7个对APEC具有重要作用的毒力基因,为深入研究APEC的致病机理提供依据。     

圆口铜鱼亲本与子代肝脏转录组特征及对比分析

通过Illumina HiseqTM 2000测序平台首次开展了圆口铜鱼(Coreius guichenoti)亲本与子代肝脏转录组测序并对比分析其测序结果。对转录组进行拼接和组装, 共获得80688个Unigene, Unigene的长度主要分布在401—600 bp, 占总Unigene的43.56%。与Nr、GO、COG、KEGG等公共数据库比对并进行功能注释, 经分析圆口铜鱼亲本与子代差异表达基因共2701个, 其中上调1240个, 下调1461个。差异基因表达模式聚类热图显示, 同一样本不同重复基因表达相似。将差异基因映射到代谢通路KEGG数据库进行富集分析, 并对37个KEGG显著富集的代谢通路(P<0.05)构建其基因共表达网络, 结果显示丙酸盐代谢、丙酮酸代谢、原核生物固碳途径、乙醛和二羧酸代谢、脂肪酸代谢、萜类骨架生物合成是KEGG差异表达基因的核心代谢途径, 且这些基因在圆口铜鱼子代中表达量均显著上调。该结果丰富了圆口铜鱼基因组数据, 并首次从分子水平比较了圆口铜鱼亲本和子代的代谢差异, 同时解释了在同一循环水系统中子代不易患病的现象。     

多年宿根甘蔗的转录组分析及差异基因挖掘

甘蔗(Saccharum hybirds)宿根性直接关系到甘蔗生产成本和种植效益,品种、环境和栽培措施均会影响甘蔗宿根能力,但品种的种性是影响宿根性最关键因素。国内外从分子生物学层面解释甘蔗宿根性差异的文献鲜见报道,从转录水平分析不同宿根年限GR2号和ROC22号基因表达的差异。结果表明：转录组测序共得到100 558条转录本和25 582条Unigene。获得53 790条Unigene的注释结果,分别在NR、Swiss-Prot、KEGG、COG、KOG、GO和Pfam数据库进行比对。GO功能注释共分成三大类,51小类,6年宿根蔗注释到1 029个差异基因,3年宿根蔗注释到3 391个差异基因。主要KEGG代谢通路有8条,分别涉及植物激素信号转导,淀粉和蔗糖代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,苯丙素生物合成,同源重组,DNA复制,错配修复及植物病原体相互作用。筛选出脱落酸(ABA)相关差异基因6个,分别为脱落酸不敏感蛋白2基因(ABI2)、bZIP转录因子超家族蛋白、碱性亮氨酸拉链型转录因子基因(ABI5)、aba响应元件结合因子1基因(ABF1)、G-box结合因子基因(GBFs)...     

宁乡猪皮下脂肪与肌内脂肪组织转录组差异分析

为了比较分析宁乡猪皮下脂肪(subcutaneous fat,SAF)和肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)组织脂肪沉积的分子机制,本文利用RNA-seq技术鉴定和分析宁乡猪SAF和IMF组织中差异基因表达谱。选取6头250日龄健康状况良好、种内个体体重相近(约85 kg)的雄性宁乡猪为实验材料,采集SAF与IMF组织样品。通过对两个脂肪组织转录组测序并进行GO(Gene Ontology)功能注释及KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)信号通路富集分析,得到与脂肪沉积和脂质代谢相关的差异基因。为验证测序数据结果的可靠性,本研究随机选取6个差异基因进行qRT-PCR验证。结果表明,宁乡猪SAF和IMF组织中有2406个基因差异表达,其中1422个基因表达上调,984个基因表达下调。通过GO功能注释分析发现,差异表达基因主要通过参与类固醇生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成、甘油磷脂代谢及自噬途径等与脂质代谢相关途径,调控宁乡猪SAF和IMF的沉积。KEGG通路富集结果显示,差异基因主要富集在脂质结合、脂肪酸代谢过程、甘油...     

秦岭石蝴蝶人工种群花器变异现象研究

以人工栽培的秦岭石蝴蝶为实验材料,通过观察并记录花器官形态和数目的变化,初步探讨秦岭石蝴蝶花器变异规律,并分析了导致其变异的诱因。结果显示:(1)在观察的1 996朵秦岭石蝴蝶花朵中,发现了17种花冠变异类型、5种萼片变异类型和7种可育雄蕊变异类型,总变异率分别为34.57%、38.38%和32.67%。(2)秦岭石蝴蝶花梗或可分支,花梗苞片数目2～3枚。(3)相关性分析结果表明,下唇数目与可育雄蕊数目呈正相关,相关系数为0.927 4,而上唇数目与可育雄蕊数目呈负相关,相关系数为-0.481 1,结合花型图示分析这可能与秦岭石蝴蝶雄蕊着生于花冠下唇内侧近基部有关。该研究统计的秦岭石蝴蝶变异类型丰富,可能对于今后秦岭石蝴蝶的系统进化、花器官发育、生殖生态以及分子遗传方面研究奠定了基础,也为培育不同观赏价值的品种提供思路。     

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...     

基于转录组探讨中国圆田螺在干旱胁迫下休眠特征

中国圆田螺(Cipangopaludina chinensis)属于淡水大型螺类，适应性强，分布广泛，在极端环境下能够迅速进入休眠状态，以抵御不良环境对自身造成的影响。为研究其在干旱胁迫下的休眠特征，应用高通量测序技术对中国圆田螺在干旱胁迫下肝与肾组织进行转录组测序及分析。结果显示，中国圆田螺在干旱休眠时与正常有水养殖相比，其肾组织中110个基因上调，389个基因下调；在肝组织中有84个基因上调，86个基因下调。肝组织差异基因主要与细胞黏附的调节、细胞外基质组织生长、神经元投射和轴突再生等功能相关；肾组织差异基因与碳水化合物代谢过程、去磷酸化、上皮细胞增殖调节、羟酸有机酸跨膜转移、组织重塑等功能相关；KEGG富集分析发现，差异基因主要定位在PI3K-Akt信号通路、蛋白聚糖、乳糖、鞘脂的合成代谢通路等与干旱胁迫相关的主要代谢通路上。研究表明，热激蛋白基因Hsp70、SRCR、FASN、APMAP、MSTN、Poc1b、S1P、Na⁺-K⁺-ATP酶β1亚基及SLC28A3基因在中国圆田螺干旱休眠时开启自身调节，田螺通过调控不同基因，启动阻隔自身对外界光线的感知，停止脂肪积累、抑制肌肉生长、吞噬自身凋亡细胞获取营养、调节细胞渗透压保水等使自身快速适应干旱休眠状态。     

不同来源植物乳杆菌基因组结构和功能差异的比较研究

[目的] 本试验研究不同来源植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）基因特点以及在不同环境下其基因多样性,探究2株L.plantarum A8和P9在肠道生境及植物表面适应性的异同,为优良菌株的开发提供理论基础。[方法] 本研究对从动物肠道和植物表面分离获得的L.plantarum A8和L.plantarum P9的基因组进行分析,利用第二代测序技术（NextGeneration Sequencing,NGS）,基于Illumina NovaSeq测序平台,同时利用第三代单分子测序技术,基于PacBio Sequel测序平台,对L.plantarum A8和L.plantarum P9进行测序。采用Carbohydrate-active enzymes（CAZy）、Koyto encyclopedia of genes and genomes（KEGG）和Clusters of orthologous genes（COG）数据库对基因组进行功能注释;采用CGView软件绘制菌株的基因组环形图谱。应用比较基因组学与已经公开发表的其他L.plantarum基因组进行比较分析。[结果] 由研究可知L.plantarum A8和L.plantarum P9基因组大小存在差异,通过构建系统发育树发现2株菌与其他来源的L.plantarum分在同一分支,并且L.plantarum P9与母乳来源的L.plantarum WLPL04菌株距离最近,而L.plantarum A8与L.paraplantarum DSM10667距离最近。通过基因家族分析可知,2株菌共有基因为2643个,其中包括一些抗应激蛋白如热休克蛋白、冷休克蛋白。L.plantarum A8和P9独特基因分别为321和336个,L.plantarum A8中独特基因主要参与DNA复制、ABC转运系统（ABC transfer system）、PTS系统（phosphotransferase system）、磺酸盐转运系统、氨基酸生物合成等代谢通路;L.plantarum P9的独特基因以参与碳水化合物的运输和代谢基因居多,例如rpiA基因、lacZ基因、FruA基因等。[结论] 通过比较基因组学方法解析L.plantarum的基因组信息,发现动物肠道来源的L.plantarum具有较好的氨基酸转运能力,植物表面附着的L.plantarum菌株具有较好碳水化合物利用能力,从而为益生菌的开发与利用提供理论依据。     

Transcriptome analysis of Verticillium lecanii based on RNA-Seq technology

[目的]蜡蚧轮枝菌是一种防治植物病原物和害虫的生防菌,弄清其致病的分子基础具有重要的意义。[方法]利用Illumina HiSeq技术测序蜡蚧轮枝菌的cDNA文库,并进行RNA-Seq序列拼接和功能注释。[结果]共获得1634670条高品质reads,碱基GC含量48.50%。14856条Unigene经组装拼接后,在Nr、Swiss-Prot、COG和KEGG数据库中分别比对得到1467、9379、6518和4188条Unigenes。采用GO分类工具将21403条Unigenes分成24个功能组,主要包含在细胞组成（1369）、分子功能（1679）和生物学过程（1928）3个大类里,在COG数据库注释的基础上,把6518条Unigenes分成38个功能组,通过GO和COG丰度识别分类,聚类的主要是一般功能预测、次生代谢产物的合成、运输和分解代谢以及信号转导机制起作用的独立基因。能与KEGG路径匹配的108条Unigenes中大部分和新陈代谢途径及次生代谢产物的合成有关。[结论]这些结果将有助于找寻蜡蚧轮枝菌的致病因子,从而丰富其致病机理。     

四种金花茶组植物叶片金属元素含量及富集特性研究

以四种金花茶组植物为研究对象,采用原子吸收光谱法和原子荧光法,测定其嫩叶、老叶及对应土壤中Mg、Ca、Mn、Fe、Zn、Ni、Se、Pb、Cd、Hg、As共11种元素的含量,并分别计算嫩叶和老叶对土壤金属元素的富集系数.结果表明:(1)4种金花茶组植物叶片富含Mg、Ga、Mn、Fe、Zn、Ni等营养元素,各元素在叶片中含量为Ca>Mg>Mn>Fe>Zn>Ni>Se;Pb、Cd、As、Hg等重金属元素含量较低,均达到无公害茶叶标准.(2)老叶和嫩叶中各金属元素含量差异较大,老叶中的Ca、Mn、Fe、Zn、Pb、Cd、Hg、As、Se元素含量均大于嫩叶,尤以Ca、Mn、Fe差异显著;嫩叶中的Mg和Ni含量大于老叶.(3)金花茶组植物对不同金属元素的富集能力不同,对各元素富集能力强弱为Ca、Mn、Mg>Zn、Ni、Hg>Pb、Se>Fe、As,老叶和嫩叶的富集规律存在差异.(4)不同金花茶组植物对金属元素的富集能力有较大差异,龙州金花茶(Camellia longzhouensis)和黄花抱茎茶(C.murauchii)对Mg、Ca、Mn、Zn、Ni、Se、Pb的富集能力均大于金花茶(C.nitidissima)和毛籽金花茶(C.ptilosperma).其中,龙州金花茶对Mg、Mn、Se的富集能力最强,黄花抱茎茶对Ca、Pb、Hg富集能力最强,金花茶对Hg的富集能力较强,对其它元素的富集能力均较弱;毛籽金花茶对Ca、Mn、Ni、Zn的富集能力均最弱.该研究结果为金花茶组植物的进一步开发和利用提供了理论依据.     

Roles of pollination and short-chain saturated fatty acids in flower senescence

Pollination induced an immediate increase in ethylene production in Dianthus caryophyllus and Petunia hybrida. In Cymbidium, a lag of several hours was observed. In all three species, pollination induced premature flower senescence. Treatment of the stigmatic surface with aminoethoxyvinylglycine prior to pollination effectively blocked the increase in ethylene production and alleviated the detrimental effect of pollination on flower life.In all three tested species, octanoic and decanoic acids, when applied to the stigmatic surface, had no effect on ethylene production and flower life. In isolated Cymbidium lips placed with their cut base in solutions containing these fatty acids, no effects on red colouration, ethylene production, and ethylene forming enzyme activity were observed. In addition, ethylene sensitivity of isolated lips was not affected. The putative regulatory role of short-chain saturated fatty acids in (pollination-induced) flower senescence is discussed.     

Ethylene-promoted tomato flower abscission and the possible involvement of an inhibitor

The abscission zone in tomato (Lycopersicon esculentum (L.) Mill. flower pedicels is morphologically distinguishable prior to separation and is delineated by an indentation of the epidermis. Exposure of excised pedicels with the flower attached to ethylene results in abscission within 12 h and this can be accelerated by flower removal. Abscission of excised pedicels with the flower removed takes place in the absence of exogenous ethylene but this is delayed by pretreatment with aminoethoxyvinyl glycine, an inhibitor of ethylene biosynthesis. The data presented support the hypothesis that flower tissue is the source of an abscission inhibitor.Abbreviations AVG aminoethoxyvinyl glycine - IAA indole-3-acetic acid     

Butterflies show flower colour preferences but not constancy in foraging at four plant species

1. The extent to which flower colour and other visual cues influence butterfly flower choice in the field is poorly understood, especially in comparison with choices by Hymenoptera. 2. Using a novel approach to studies of visitation behaviour by butterflies, flower colour of four Asteraceae species was phenotypically manipulated to decouple the influence of that trait from others (including morphology and nectar rewards) on visitation by Lycaena heteronea, Speyeria mormonia, Cercyonis oetus, and Phyciodes campestris. 3. Flower visits were recorded to experimental flower arrays in subalpine meadows to measure (i) spontaneous preference by butterflies for particular colours and other traits and (ii) flower constancy (longer than expected strings of visits made to flowers of the same species), a behaviour that can reduce interspecific gene flow in plants. 4. Over three field seasons, 3558 individual flower visits in 1386 foraging bouts were observed for free‐flying butterflies. All four butterfly species responded to the phenotypic manipulations of flower colour, although in different ways. Speyeria mormonia and L. heteronea also exhibited preferences based on other flower traits. Lycaena heteronea responded to combinations of traits such that the other traits it preferred depended upon the context of flower colour. 5. None of the butterfly species exhibited flower constancy in any of the arrays employed. 6. The observed preferences show that butterflies, like some other pollinators, are potentially capable of exerting selection on colour and other floral traits. Moreover, these flower preferences can depend on the context of other flower traits. The absence of constancy contrasts with reports of high constancy in many bees.     

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。     

春兰CgSEP3基因的克隆和表达分析

该研究采用RT-PCR和RACE技术从春兰(Cymbidium goeringii)中分离到1个SEPALLATA3(SEP3)基因。序列分析表明,该基因含有1个732bp的开放阅读框(ORF),共编码243个氨基酸。系统进化树分析显示,该基因是MADS-box基因家族AP1/AGL9组SEP的同源基因,其编码蛋白与其它植物SEP3类蛋白具有较高的一致性,命名为CgSEP3(登录号为KF924272)。实时荧光定量分析表明,CgSEP3在春兰花器官中均有表达,其中在唇瓣、侧瓣和萼片中的表达量较高,在子房和蕊柱中的表达量较低;而且CgSEP3在花发育各个时期都有表达,在1~2cm的花芽中表达量最高,在盛开的花中的表达量最低。研究认为,CgSEP3基因可能在春兰花瓣和萼片的形成过程中具有重要作用。