镉胁迫下梭鱼草叶片转录组测序及苯丙烷代谢途径相关基因挖掘

为揭示苯丙烷代谢途径参与梭鱼草防御重金属胁迫的作用机制,分析镉(Cd)胁迫下梭鱼草叶片转录组序列,将其与NR、NT、PFAM、KOG、Swiss Prot、KEGG和GO公共数据库进行比对注释,并对差异表达基因进行趋势化分析,同时从中挖掘与苯丙烷代谢途径相关的差异表达基因。结果表明：(1)共获得221 392个unigenes,其中170 175个unigenes被注释到数据库,6 506个unigenes被注释到31条次生代谢通路;(2)将梭鱼草叶片unigenes与Swiss-Prot和Nr数据库进行比对,共得到168 355条CDS序列,Estscan软件预测得到84 673条序列;(3)对检测到的20 025个差异表达基因进行趋势分析,发现有3个显著的基因表达模式,包括2个下调表达模式(Cluster 0：2 631个基因,Cluster 1：3 153个基因)和1个上调表达模式(Cluster 5：3 733个基因);(4)进一步挖掘转录组数据发现,在6＿0 h和48＿0 h组中,梭鱼草叶片中共有26个差异表达的基因被鉴定出来,分别编码3个苯丙烷代谢公共途径关键酶,5个木质素...     

不同成熟度树葡萄叶片中类黄酮合成转录组基因分析

为了解树葡萄(Myrciaria cauliflora)类黄酮合成相关酶差异表达基因信息,对其幼叶和成熟叶进行全转录组测序并比较分析。结果表明,从树葡萄幼叶和成熟叶中获得59 321条单基因簇(Unigenes),在8大数据库共注释到32 912条Unigenes信息,其中类黄酮合成代谢相关酶基因77个,在成熟叶片中显著下调表达的基因6个,包括2个CHI、1个CHS、1个F3H、1个2-羟基异黄酮脱水酶基因和1个ANS。5个差异表达基因经qRT-PCR验证的结果与转录组测序结果相符合。因此,树葡萄叶片中含有大量不同种类黄酮合成代谢相关酶家族基因,成熟叶片中类黄酮含量显著减少是由于少量相关基因显著下调。     

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。     

基于转录组的楠木MYB转录因子的挖掘及分析

楠木(Phoebe zhennan)为樟科常绿乔木,是国家二级重点保护树种。楠木生长缓慢,木材形成所需周期较长,其原因有待进一步深入分析。近年来转录因子已成为植物分子生物学研究的热点,高通量测序技术的应用和发展促进了转录因子的挖掘和深入分析。该研究基于我国特有濒危树种楠木的转录组数据,通过与拟南芥基因组MYB转录因子进行对比,对楠木MYB转录因子进行挖掘和生物信息学分析,并结合功能预测和不同组织表达对其进行深入分析。结果表明:从楠木转录组数据中,共挖掘出82个MYB转录因子,这82个MYB转录因子蛋白质所含氨基酸数目为50~1 121个、分子量为5.907~123.64 k Da,整体表现为亲水性不稳定蛋白,以α-螺旋和无规则卷曲为主要二级结构元件。序列比对和进化树分析表明,楠木MYB转录因子的结构域有高度保守性,含有[W]-X(19)-[W]-X(19)结构;82个Pz MYB可分为22类,参与生长发育、次生代谢、逆境响应等过程,与功能预测分析结果相一致。同时,在楠木茎和叶中,差异表达Pz MYB数目为18个,其中上调10个、下调8个。该研究结果不仅对楠木MYB转录因子的挖掘和功能分析以及分子生物学研究奠定了基础,而且还对其遗传改良和分子育种具有参考价值。     

野八角果实挥发油的化学成分

野八角（IlliciumSimOnsnM。Xim”）,俗称山八角,主要分布于贵州省西北部地区,资源丰富,果实含挥发油约四％～2％,主要成分为L．柠檬烯,占74％〔刁,有止咳、祛痰、镇痛和抑菌等功效饲I。为提高L．柠檬烯得宰,采用金属不锈钢丝作分馏塔板,根据沸点和停留时间不同进行分馏,收集馏分。经气一质联用分析,L一柠檬烯得率可提高到85％。1．材料与方法1．1材料野八角果实于60℃下烘干,碾成粗粉,用水蒸气蒸馏法得原油。采用玻璃管往,柱长33cm,直径5cm,外用石棉布包扎,保温。玻璃管内用不锈钢金属丝填充,作分离塔板［刘。以空气…     

基于转录组学的蓖麻耐盐基因的挖掘

为获取蓖麻耐盐基因的序列信息,挖掘盐胁迫下差异表达基因及相关代谢途径,本研究以盐胁迫（300 mmol/L NaCl）处理0、12和24 h后通篦5号的幼苗真叶为试验材料,借助高通量测序技术进行转录组测序分析。结果表明,在盐胁迫12 h和24 h分别有4822和3103个差异表达基因。对共有的1872个差异表达基因进行共表达模式聚类分析,发现这些基因共有3种表达模式。KEGG代谢通路分析结果显示,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解（ko00280）、植物昼夜节律调控（ko04712）以及淀粉和蔗糖代谢（ko00500）3个通路在盐胁迫适应过程中显著富集;GO功能富集分析结果显示,多数差异表达基因被富集到生物过程中,其中细胞进程（GO:0009987）和响应非生物胁迫（GO:0009628）过程富集到差异表达基因的数目最多。另外,共有19个转录因子参与蓖麻的盐胁迫响应。植物激素信号转导通路中有42个差异表达基因,其中有97.6%的基因分别在12 h和24 h是上调表达的。此外,还筛选出包括光合作用途径、抗氧化调节、Na+、K+和Ca2+转运相关参与蓖麻幼苗盐胁迫的差异表达基因。qRT-PCR结...     

紫背天葵叶和花中花青素合成相关转录组基因分析

为获取紫背天葵(Gynura bicolor D C.)花青素合成代谢相关调控基因信息,该试验以紫背天葵叶片为材料,以其花朵为对照,进行转录组测序,并进行CHS、CHI、F3H等8类合成酶基因以及MYB、bHLH及WD40等3类转录因子检索,从中选取8个相关差异表达显著调控基因进行qRT-PCR验证分析。结果显示:(1)在紫背天葵中共获得72个花青素合成酶信息,其中差异表达明显的有1个F3′H和2个3GT下调,9个F3H基因中有上调基因4个和下调基因5个。(2)在紫背天葵中获取到238个MYB、113个bHLH和219个WD40转录因子,这3类转录因子中差异表达明显的分别为22个、16个和7个。(3)qRT-PCR结果显示,所选取的8个花青素合成相关调控基因,在紫背天葵叶及花朵中的下调表达趋势与转录组测序结果完全一致,但不同基因差异表达趋势略有不同。研究表明,在紫背天葵叶片和花朵中所存在的大量花青素合成代谢调控基因中,只有少量差异表达显著,但转录因子相比合成酶的调控更为复杂。     

阴地蕨全转录组分析及植物激素信号转导相关基因筛选

该研究以新鲜阴地蕨全株为材料,用Illumina HiSeq 2500平台进行全转录组测序,干净序列经组装后得单一基因(Unigene),将Unigene在非冗余蛋白/核酸数据库(nonredundant protein database,NR)、核酸序列数据库(nucleotide sequence database,NT)、基因本体论数据库(gene ontology,GO)、蛋白质真核同源数据库(clusters of eukaryotic orthologous groups,COG)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、蛋白质序列数据库SwissProt和Interpro进行生物信息学分析。结果表明:共获得干净序列6.67 Gb,组装后得到58 646个Unigene,平均长度为1 023 bp,Unigene在上述数据库的总体注释率为69.25%。其中,在GO数据库中,20 762个基因被注释到生物功能、细胞组分和分子功能3个本体的52个功能组,COG注释了20 633个基因并将其划分为25个...     

肿柄菊挥发油的化学成分分析及其化感作用

采用水蒸气蒸馏法提取肿柄菊地上部分的挥发油,利用GC-MS技术对肿柄菊地上部分的挥发油进行分析,以假臭草、巴西含羞草、含羞草、蝶豆和鬼针草5种肿柄菊伴生植物为供试植物,用半密闭容器法对肿柄菊挥发油的化感效应进行生物测定。GC-MS分析结果显示,从肿柄菊挥发油中鉴定出50个化合物,占总出峰面积的94.79%,肿柄菊挥发油中主要含有α-蒎烯(63.81%)、柠檬烯(7.07%)、β-石竹烯(4.85%)、双环大香烯(2.95%)、香桧烯(2.78%)、斯巴醇(2.70%)等萜类和醇类化合物,占挥发油总量的94.15%,其中萜类化合物含量占总挥发油的86.01%。生测结果显示,肿柄菊挥发油对5种受试植物的种子萌发和幼苗生长均产生抑制作用,其中对巴西含羞草的抑制作用最为显著,而对含羞草和蝶豆影响较小。说明肿柄菊挥发油在其入侵扩散中发挥一定的化感作用。     

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...     

基于全长转录组的蛇足石杉ARF基因家族鉴定分析

生长素响应因子(ARF)是介导生长素信号传导并调节多种生物学过程的转录因子家族。为探究蛇足石杉ARF基因家族成员及其在高温和干旱胁迫响应中的作用,该研究利用全长转录组和RNA-seq数据,分析蛇足石杉ARF基因家族成员的系统发育及表达模式,并通过生物信息学分析,对ARF基因家族的理化性质、结构域、保守基序、系统发育、组织表达模式及高温和干旱胁迫下的表达模式进行分析。结果表明:(1)在蛇足石杉全长转录组中共筛选出24个ARF家族成员,均为酸性蛋白且均为亲水蛋白。(2)亚细胞定位预测显示,所有24个HsARF均定位于细胞核。(3)系统发育分析发现,HsARF与被子植物拟南芥和水稻亲缘关系较远,与高等开花植物只有2个共同的ARF祖先。(4)结构域分析发现,除HsARF18/23/24外,大多数HsARF有B3结构域。二级结构分析发现,HsARF蛋白占比最多的为无规卷曲,其次为延伸链和α-螺旋。24个HsARF蛋白中所用的三级结构模型只有4种。(5)RNA-seq分析显示,7个HsARF在所有检测的组织中表达量均较高,10个HsARF在茎中的表达量高于根和叶,而HsARF13和HsARF14在叶中的表达量低于根和茎。(6)HsARF在高温和干旱胁迫下表达量发生显著变化,其中18个HsARF基因不同程度高温胁迫诱导,有7个HsARF基因响应干旱胁迫,其中有3个HsARF基因受干旱诱导,有4个HsARF基因受干旱抑制。该研究结果为蛇足石杉HsARF基因的功能和生物育种提供了理论参考。     

基于转录组数据藏波罗花WRKY转录因子鉴定与表达分析

为了解在藏波罗花中转录因子WRKY基因家族的结构和组织特异性表达情况,进而为其特征成分萜类化合物的合成与调控提供一定的借鉴,本研究从藏波罗花的转录组数据中共鉴定出了38个WRKY转录因子,进行生物信息学分析。根据WRKY转录因子保守结构域将38个藏波罗花WRKY转录因子分为三类（Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ）,长度为115～623。表达量分析结果表明,有16个转录因子在叶和根中差异表达,其中10个在叶中显著上调,6个在根中显著上调。选取了5条WRKY转录因子进行qRT-PCR验证,结果与转录组数据相一致,表明转录组数据可靠。这些在藏波罗花中不同组织之间的差异WRKY转录因子可能在应对极端环境和介导组织特异性次生代谢产物方面发挥作用,这也为后续探究植物在应对高海拔极端环境和次生代谢产物的合成与积累提供一定的帮助。     

基于转录组测序的姬松茸镉胁迫下内参基因筛选

[目的] 筛选不同实验条件下,尤其是镉胁迫下的姬松茸内参基因,为研究姬松茸镉富集相关基因功能研究奠定基础。[方法] 根据不同浓度Cd（0、2、5 mg/L）胁迫下菌丝中转录组表达量数据,筛选出18个候选基因,设计了30对引物;根据引物扩增的特异性、扩增效率初步筛选出来自不同基因的5对引物;运用qRT-PCR检测了5个基因在不同浓度Cd胁迫下的菌丝样品、原基、菌柄和菌盖中的C_t值,利用geNorm、NormFinder和BestKeeper对这些基因的表达稳定性进行评价。[结果] SGT2和STK是菌丝阶段Cd胁迫下最稳定的2个候选内参基因,GAPDH是不同组织中最稳定的内参基因,SGT2、STK和GAPDH是所有实验条件下最稳定的3个内参基因。[结论] 在姬松茸镉胁迫条件下,本研究筛选出的SGT2和STK比常用的内参基因表现出更强的稳定性。     

广西莪术关键采收月份挥发性成分的差异及动态变化研究北大核心CSCD

为探究4个采收月份(即2018年的12月和2019年的1月、2月、3月)广西莪术挥发性成分的差异性及动态变化规律,该研究利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对挥发性成分进行分析鉴定,并运用化学计量学方法对相对含量在1%以上的挥发性成分进行数据分析。结果表明:经GC-MS分析均鉴定出34种挥发性成分,不同采收月份广西莪术挥发性成分相对含量存在差异性;主成分聚类分析均分为4类,采用偏最小二乘法判别分析发现7个差异性化合物,其中莪术呋喃二烯酮的含量在1月份达到峰值,吉马酮和humulene 2,3-epoxide两个化合物的相对含量均在2月份达到最高,莪术烯、萜品油烯、异龙脑和表莪术呋喃烯酮在3月份达到峰值。该研究结果为广西莪术的质量控制、生长过程控制以及其他开发研究提供了参考依据。     

基于转录组测序的宁夏枸杞不同品种果实活性成分合成差异表达基因分析

为探究不同品种宁夏枸杞果实活性成分生物合成相关基因的表达水平,筛选关键差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),揭示宁夏枸杞品种间活性成分含量差异的分子机制,本研究采用Illumina NovaSeq 6000高通量测序技术,对宁夏枸杞‘宁杞1号’和‘宁杞7号’青果期、转色期及成熟期果实进行转录组测序,比较2个品种果实不同发育期相关基因表达谱的变化。结果显示:转录组测序共获得811818178条clean reads,有121.76 Gb有效数据。‘宁杞1号’和‘宁杞7号’在青果期、转色期和成熟期差异表达基因分别有2827、2552和2311个;分别有2153、2050和1825个差异基因在基因本体论(gene ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析和同源蛋白簇(clusters of orthologous groups of proteins,KOG)分析等6个数据库中被成功注释。青果期、转色期和成熟期果实的差异表达基因,在GO数据库分别有1307、865和624个被富集到生物学过程、细胞组分及分子功能3个部分中;KEGG通路富集结果均集中在代谢途径、次生代谢物生物合成和植物-病原互作过程;在KOG数据库,3个发育期分别注释了1775、1751和1541个差异表达基因。对注释的基因进行PubMed数据库检索,在青果期、转色期和成熟期分别筛选到与枸杞活性成分合成相关的差异表达基因18、26和24个,这些基因主要参与类胡萝卜素、类黄酮、萜类、生物碱和维生素等代谢途径。选取7个差异表达基因进行RT-qPCR验证,结果与转录组测序数据表达趋势一致。本研究从转录水平为不同品种宁夏枸杞活性成分含量差异提供了初步证据,为进一步挖掘枸杞活性成分生物合成的关键基因及解析其表达调控机制提供了研究基础。     

菊叶香藜转录组数据库中FPPS基因的挖掘与生物信息学分析

为深入了解菊叶香藜法尼基焦磷酸合酶基因,该研究对菊叶香藜转录组数据库进行挖掘,获取了两条FPPS基因序列(DsFPPS1和DsFPPS2),并对DsFPPS1和DsFPPS2编码蛋白的理化性质、结构、功能、系统进化进行了分析。结果表明:DsFPPS1和DsFPPS2基因分别包含1 029 bp和969 bp的开放阅读框,分别编码342个(DsFPPS1)和322个(DsFPPS2)氨基酸。DsFPPS1和DsFPPS2位于线粒体内,未发现信号肽和跨膜结构,DsFPPS1为稳定蛋白,DsFPPS2为不稳定蛋白。氨基酸序列比对发现DsFPPS1和DsFPPS2序列相似性为60.53%,均含有5个保守结构域和2个天冬氨酸富集区域。DsFPPS1和DsFPPS2二级结构主要由α-螺旋构成,三级结构为由8个α-螺旋形成的α-螺旋束,但DsFPPS2的三级结构中缺少一个α-螺旋A。系统进化树中DsFPPS1与藜科植物聚为一枝,与藜科植物遗传距离较近,而DsFPPS2单独聚为一枝。通过对菊叶香藜转录组数据库中FPPS基因的挖掘与生物信息学分析,为菊叶香藜FPPS的功能研究及其倍半萜类化合物的生物合成研究奠定了一定的理论基础。     

土荆芥挥发性化感物质对蚕豆叶表皮保卫细胞的影响

化感作用是外来植物土荆芥( Chenopodium ambrosioides)成功入侵的机制之一。为了探讨土荆芥挥发油的化感作用机制,该文以蚕豆( Vicia faba)叶的下表皮为材料,将表皮条孵育在分别含土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素的MES [2-( N-morpholino) ethanesulfonic acid]缓冲液中,25℃下光照培养30 min,采用吖啶橙/溴乙锭( AO/EB)双荧光染色法和Feulgen染色法,研究土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素对保卫细胞活性和细胞核形态的影响。结果表明：在土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素的作用下,蚕豆气孔保卫细胞活性降低,细胞核出现固缩、畸形或降解等细胞凋亡特征。随着处理剂量增加,保卫细胞活性显著下降,核异常率显著增加,表明土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素均对蚕豆保卫细胞具有细胞毒性,其中,挥发油毒性最大,α-萜品烯的毒性次之,对伞花素的毒性最小;Caspase抑制剂Z-VAD-FMK可缓解挥发油、α-萜品烯和对伞花素对保卫细胞的毒性,提高细胞活性,这种缓解效应随着抑制剂浓度的增加而增大。由此可见,土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素诱导蚕豆保卫细胞发生了Caspase依赖性的细胞凋亡。