萱草叶片响应低温胁迫的转录组分析

低温胁迫是萱草（Hemerocallis fulva）生长过程中经常会遭遇的一种非生物胁迫。比较了萱草叶片在低温处理（10、5、0 ℃）下转录组与对照（15 ℃）数据的差异,共筛选出差异表达基因2 457个,其中上调基因1 253个,下调基因1 204个。差异表达基因主要富集在细胞过程、代谢过程和催化活性等49个GO过程,代谢途径、次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等42条KEGG代谢途径中。其中参与植物激素信号转导通路的差异表达基因发生了不同程度的变化,GH3.10基因上调至对照组的13.624倍,IAA1基因下调0.120倍;参与可溶性糖合成通路的差异基因发生了0.076~28.114倍不同程度的变化。随后对3个低温处理组共有的29个差异表达基因进行热图和网络调控分析,基于基因在网络调控中的位置,对ABCF5、OFPs和SWEETs等基因在冷应答的作用进行了分析。本研究结果为进一步挖掘萱草低温响应的关键基因及耐寒萱草种质开发、分子育种提供了一定的理论支撑。     

PEG模拟干旱胁迫下马铃薯茎段转录组分析

该研究以‘青薯9号’马铃薯无菌苗为材料,采用转录组测序技术分析模拟干旱胁迫下马铃薯茎段的差异表达,探究茎段在干旱胁迫下的分子机制。结果表明:(1)不同程度干旱胁迫下,马铃薯叶片脯氨酸、可溶性糖以及可溶性蛋白含量明显增加;马铃薯茎段差异表达基因下调的数量均多于上调,其中3种处理条件下共有的差异表达基因有657个。(2)GO富集分析表明,马铃薯茎段差异表达基因主要集中在氧化还原过程、激素响应、氧化还原酶活性以及糖基水解酶活性;Pathway富集分析表明,马铃薯茎段差异表达基因主要集中在植物激素信号转导、苯丙酸生物合成、玉米素生物合成、苯丙氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢以及次生代谢产物的生物合成。(3)实时荧光定量PCR验证结果表明,6个差异表达基因在不同程度干旱胁迫中的差异表达与转录组分析的结果基本一致,证明转录组数据的可靠性。该结果对进一步研究马铃薯干旱胁迫响应机制有一定参考价值,也丰富了马铃薯抗旱育种的基因资源。     

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...     

东乡野生稻苗期响应低温胁迫的转录组分析

为了解东乡野生稻（Oryza rufipogon）对低温胁迫的响应机制,对苗期的RNA-seq转录表达谱进行了研究。结果表明,与对照相比,共检测到10 200个差异表达基因（DEGs）,其中5 201个上调表达,4 999个下调表达,其中有426个DEGs位于已报道的水稻耐冷QTL区间,且37个为耐冷调控相关的家族基因。GO功能分类和KEGG代谢路径分析表明,核酸结合转录因子活性、氨基酸生物合成以及光合作用代谢等均参与响应低温胁迫过程。实时荧光定量分析表明,ABA响应蛋白基因、MYB转录因子和40S核糖体蛋白SA基因等12个可能与低温胁迫响应相关的DEGs表达模式与RNA-seq的一致。可见,植物激素传导途径和转录因子相关调控基因在东乡野生稻苗期响应低温胁迫过程中起重要作用。     

休眠期间油桃花芽碳水化合物代谢及其相关基因的表达变化

以十年生大田和三年生盆栽‘曙光’油桃花芽为材料,分别测定了其休眠期碳水化合物含量、糖代谢相关基因的季节性表达及低温处理下相关基因的表达变化,旨在探讨碳水化合物及低温与休眠的关系。结果表明：休眠期间可溶性糖（主要是蔗糖）含量逐渐增加,淀粉含量则呈相反趋势。糖代谢相关基因表达明显不同：腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因口GPase）无明显变化;组氨酸H3基因（HisH3）和己糖激酶I基因（胱,）在进入内休眠前有明显上升,蔗糖合酶基因（SuSy）则与之相反;尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）表达总体上呈上调趋势,在进入内休眠后稍有下调。表明进入内休眠后,依赖HKl的糖信号转导途径起重要作用。在4℃处理后,与细胞分裂有关的基因HisH3含量急剧升高,而后下降,说明细胞分裂的减少并不是休眠期间抑制生长的原因;UGPase表现出与内休眠期一致的变化趋势,说明对低温有一定的适应性。     

甘薯响应冷胁迫的转录组分析

甘薯是世界第七大粮食作物,虽然甘薯对盐、旱等胁迫的抗逆性较强,但因其起源热带而对低温耐受性差,目前低温已经成为影响甘薯产量及限制甘薯种植面积的重要非生物胁迫。本研究以耐冷品种辽薯36为试验材料,在低温处理0 h、6 h、24 h和48 h后,利用转录组测序技术筛选与冷胁迫紧密相关的代谢通路和差异表达基因。结果共获得甘薯转录组数据75.01 Gb,与参考基因组比对效率达76.33%。差异表达基因分析结果表明,甘薯响应冷胁迫的过程中有6282个基因上调表达,3881个基因下调表达,其中283个共有基因在低温处理6 h、24 h和48 h上调表达,26个基因在3个处理中均下调表达。GO功能富集分析发现,差异表达基因被大量富集到蛋白激酶活性、过氧化物酶活性、氧化还原酶活性、蛋白质磷酸化、氨基酸跨膜转运、蛋白质生色团连锁及果胶分解代谢分子功能和生物学过程等分类条目中。KEGG代谢通路富集分析表明,苯丙烷生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、植物-病原相互作用、谷胱甘肽代谢这5个代谢通路富集了大量的差异表达基因。本研究为甘薯耐冷基因克隆及耐冷机制解析提供了理论依据。     

冰菜盐胁迫下的转录组分析

为了解冰菜(Mesembryanthemum crystallinum)叶片抗盐相关基因组学,利用Illumina Hi-seq TM2500高通量测序技术研究冰菜叶片在400 mmol L~(–1) NaCl胁迫下转录组基因的差异表达。结果表明,从400 mmol L~(–1) NaCl胁迫和对照的冰菜叶片中共获得13.01 Gb Clean data,Q30碱基均大于90.08%。共获得123个差异表达基因(DEGs),包括73个上调基因,50个下调基因,其中功能注释的基因有96个。根据Unigene库序列进行GO、COG和KEGG注释,筛选出8个与抗盐性相关差异表达基因,植物激素代谢相关基因,脱落酸8'-羟基化酶、吲哚-3-乙酰酸酰胺合成酶和茉莉酮酸酯ZIM结构域蛋白基因均下调表达,生长素响应蛋白、细胞分裂素合酶基因则上调表达,糖代谢相关基因棉子糖合成酶基因上调表达,质膜H+-ATPase基因上调表达,脱水蛋白基因下调表达。这为冰菜耐盐基因组学和分子生物学的研究奠定基础。     

叶面喷水影响芒果叶片午休的转录组分析

【目的】通过组学技术对持续喷水处理的芒果叶片产生的影响进行研究,揭示喷水处理打破“午休”的分子机制,为进一步优化喷水处理条件以实现最佳效果提供科学依据,并对提高芒果产量和品质以及响应国家减肥增效政策具有理论意义。【方法】以元江“台农一号”芒果品种为试验材料,对坐果期芒果在“午休”时段(12:30—14:10)喷水3次,每次喷水20 min,间隔20 min,以不喷水为对照,并以2组3个不同时期叶片进行Illumina Hi SeqTM 62000高通量转录组测序分析,利用基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库分析“午休”时段喷水与不喷水处理的差异表达基因(DEGs)。采用DESeq对基因表达进行差异分析,以|log2αFC|>1,P<0.05为筛选差异表达基因的条件。【结果】3个时期分别获得3 789,2 885,1 667个差异表达基因。GO分析发现差异基因与细胞组分分类中的膜、膜的固有成分、膜的组成成分等条目密切相关,KEGG分析差异表达基因主要富集在植物激素信号转导、植物MAPK信号通路、植物昼夜节律、氨基糖和核苷酸糖的代谢、类黄酮生物合成、光合生物碳固定、角质和亚硫酸盐及蜡的生物合成、卟啉和叶绿素的代谢、淀粉和蔗糖代谢以及甘油酯质代谢等代谢途径。根据富集结果筛选8个差异表达基因表达分析,经实时荧光定量验证,基因表达趋势与转录组测序结果相符。【结论】CAO和POR基因表达延后,推测喷水处理可以延长叶绿素的合成时间;FBPase和SBPase的基因表达略微降低,推测叶面喷水调控基因的表达量降至缓解芒果午休的最适范围内,有利于树体积累碳同化物,从而提高光合效率。     

蔗糖调节拟南芥花青素的生物合成

为了探讨糖在花青素合成过程中的调节作用,采用蔗糖和其代谢糖（葡萄糖 和果糖）组合处理拟南芥幼苗.实验结果表明,60 mmol/L蔗糖处理显著提高拟南芥 幼苗的花青素、还原糖含量,并上调花青素合成相关基因（CHS, FLS-1, DFR, LDOX, BANYULS）的转录,对叶绿素含量和UGT78D2基因的转录无影响;20 mmol/L 葡萄糖+20 mmol/L果糖处理,对花青素、叶绿素和还原糖的含量无影响,对花青素 合成相关基因转录影响不一;20 mmol/L蔗糖+20 mmol/L葡萄糖+20 mmol/L果糖处 理后,花青素和还原糖含量介于前两个处理之间,也上调花青素合成相关基因的转 录;但和蔗糖处理组相比,上调UGT78D2基因转录,下调FLS-1基因转录.在不同处 理组之间,花青素含量变化和还原糖含量变化趋势相同,有可能糖在调节花青素 合成的同时也调节还原糖含量.因此,蔗糖既可以通过蔗糖特异信号途径,也可以 和其代谢糖通过其他途径共同调节拟南芥花青素的生物合成.     

致病性与无致病性茄科罗尔斯通氏菌转录组测序与分析

为了挖掘茄科罗尔斯通氏菌（Ralstonia solanacearum）致病相关基因,分别提取致病性（RS+）和无致病性（RS-）茄科罗尔斯通氏菌的总RNA进行转录组测序。两组测序数据经组装后得到5 111条Contigs,RS-和RS+对比发现779条差异表达基因（DEGs）,其中上调表达376条,下调表达403条。功能注释显示,这些DEGs主要集中在氨基酸代谢、膜转运、细胞运动和翻译等途径。信号通路富集显示,茄科罗尔斯通氏菌对寄主的响应由众多信号通路共同参与,其作用方式可能包括增强细菌趋化性、强化鞭毛组装能力、提高细菌分泌系统、上调双组分信号转导系统、调整MAPK信号通路和增强氨基酸代谢等。转录组测序还发现许多毒力基因,其中茄科罗尔斯通氏菌Ⅲ型分泌系统的hrp基因簇中的23个基因,有16个在无致病性茄科罗尔斯通氏菌中下调表达。随机挑选4个DEGs进行qPCR分析,荧光定量结果与测序数据基本一致,说明基于转录组分析DEGs的表达较为可靠。研究为进一步深入探究茄科罗尔斯通氏菌致病分子机理提供参考。     

甜高粱蔗糖积累关键时期叶片转录组测序分析北大核心CSCD

通过转录组测序技术,在甜高粱糖分累积的关键时期寻找甜高粱和普通高粱组织间差异表达的相关基因,通过相关基因的功能注释及相关联的Pathway代谢通路分析,进一步筛选与糖分积累与代谢相关的基因,以利于为充分挖掘甜高粱的生物学潜能,改良高粱品种提高其茎杆的糖含量打下坚实基础。以甜高粱辽甜1号和粒用高粱新苏2号为材料,对甜高粱与粒用高粱在成熟期进行叶片转录组数据测序分析并比较,测序结果如下,共得到71.98 M条reads,总碱基数14.54 Gb。使用Cufflinks软件对reads进行组装,共发掘出1 562个新基因。通过差异表达筛选出3 115个差异基因,其中1 499个上调,1 616个下调。对差异基因进行GO、COG分类和KEGG代谢途径富集性分析,将这些差异表达基因归类于包括淀粉与蔗糖代谢途径在内的94个代谢途径,从淀粉与蔗糖代谢通路(Pathway ID:Ko00500)中取β-呋喃果糖苷酶、蔗糖合成酶、果糖激酶的5个差异基因分别为Sb06g031910、Sb06g023760、Sb01g035890、Sb01g033060和Sb10g0082805进行实时荧光定量分析,发现这些基因在不同生育时期的表达与其对应酶类的活性有紧密的联系,推测这些基因在甜高粱叶片的蔗糖合成及积累过程中发挥着至关重要的作用。     

文冠果性别分化关键期花芽转录组分析

为探究文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge)性别分化过程的分子机制,本研究对其性别分化关键期花芽进行RNA-seq分析.结果 共获得37.13 Gb原始数据,de novo组装后共产生29430条Unigenes,平均长度1144 bp,其中21887条Unigenes获得功能注释.此外,共得到差异基因4864个,其中相对于性别分化前期(Ta)差异上调基因3003个,差异下调基因1861个.GO富集分析显示,差异基因主要注释到代谢进程、植物激素信号转导、生长素激活的信号通路等功能.KEGG富集分析显示,差异基因主要注释到植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢等生物功能.还筛选出6个MADS-box相关基因(TR576|c0_g1,TR7438|c0_g1,TR10037|c1_g10,TR13325|c0_g1,TR 6316|c0_g1,TR5807|c0_ g1),参与雄蕊发育、花粉管生长、花发育调节、花瓣发育、胚珠发育、转录因子活性等过程调节.RT-qPCR检测了16个基因在两个时期的表达量,结果均与RNA-seq一致.研究结果将为进行文冠果性别分化过程中基因表达分析提供参考.     

甜高粱蔗糖积累关键时期叶片转录组测序分析

通过转录组测序技术,在甜高粱糖分累积的关键时期寻找甜高粱和普通高粱组织间差异表达的相关基因,通过相关基因的功能注释及相关联的Pathway代谢通路分析,进一步筛选与糖分积累与代谢相关的基因,以利于为充分挖掘甜高粱的生物学潜能,改良高粱品种提高其茎杆的糖含量打下坚实基础。以甜高粱辽甜1号和粒用高粱新苏2号为材料,对甜高粱与粒用高粱在成熟期进行叶片转录组数据测序分析并比较,测序结果如下,共得到71.98 M条reads,总碱基数14.54 Gb。使用Cufflinks软件对reads进行组装,共发掘出1 562个新基因。通过差异表达筛选出3 115个差异基因,其中1 499个上调,1 616个下调。对差异基因进行GO、COG分类和KEGG代谢途径富集性分析,将这些差异表达基因归类于包括淀粉与蔗糖代谢途径在内的94个代谢途径,从淀粉与蔗糖代谢通路(Pathway ID:Ko00500)中取β-呋喃果糖苷酶、蔗糖合成酶、果糖激酶的5个差异基因分别为Sb06g031910、Sb06g023760、Sb01g035890、Sb01g033060和Sb10g0082805进行实时荧光定量分析,发现这些基因在不同生育时期的表达与其对应酶类的活性有紧密的联系,推测这些基因在甜高粱叶片的蔗糖合成及积累过程中发挥着至关重要的作用。     

摘心对‘巨峰’葡萄生长及蔗糖和淀粉代谢的调控作用

为揭示摘心对‘巨峰’葡萄(Vitis vinifera L. × V. labrusca L. cv. Kyoho)生长发育、蔗糖和淀粉代谢的作用及其分子机理,采用不同留叶摘心,研究‘巨峰’葡萄叶片和茎段表型,果实可溶性固形物、蔗糖和淀粉积累特征,以及蔗糖和淀粉代谢相关基因的表达变化。结果表明,摘心抑制‘巨峰’葡萄叶片生长和茎段增粗,但是促进花序早期的快速增长,提高单果重、果穗重、株产量和可溶性固形物含量;2叶摘心提高生长发育后期叶片蔗糖、茎段蔗糖和淀粉的含量;2叶摘心促进蔗糖代谢基因SPS、NI、CWI的高表达,同时抑制淀粉代谢中AMY的表达。因此,2叶摘心能够调控SPS、NI、CWI和AMY基因的表达进而促进蔗糖合成和淀粉积累,为果实成熟、新梢萌芽和开花奠定营养基础。     

茶树种子发育过程的转录组分析

该研究以‘铁观音’茶树品种的种子为试验材料,采用转录组测序技术分析种子发育的3个时期(幼果期、膨大期、成熟期)的表达差异,探究茶树种子油脂代谢的分子机制。结果表明:(1)经转录组测序、组装后共获得30 940 581个clean reads,经数据合并拼接最终得到36 951条非冗余Unigene序列,其中28 476个Unigene可得到功能注释;在转录本中能够被注释到GO分类的Unigene有11 201条(30.3%),KEGG分析发现共有17 172个基因参与了127个代谢通路。(2)经KEGG通路筛选出14条与脂肪酸代谢相关的通路,且随着茶籽的发育,大部分脂肪酸调控途径相关基因呈下调趋势,其中上调基因数最多的有α-亚麻酸代谢途径和脂肪酸降解途径(有17个基因表达量上调),下调基因数最多的是甘油磷脂代谢途径(有58个基因表达量下调);在茶籽发育幼果期α-亚麻酸代谢途径中表达量上调的基因数超过表达量下调的基因数。(3)研究发现茶籽脂肪酸合成相关的基因涉及14个脂类调控途径,共409条差异基因;随着茶树种子发育到成熟期,上调的差异表达基因数量在减少,下调的差异表达基因数量增加,其中α-亚麻酸途径中的基因PLA2G16、DAD1、pldA、FabF、FabI表达量上调显著,随后表达量下调。(4)qRT-PCR检测结果表明,7个茶树FAD和1个ACP差异表达基因的水平与转录组测序结果基本一致;随着茶籽的发育,基因CsFAD7和Δ6-CsFAD从幼果期、果实膨大期至果实成熟期都为差异下调表达,CsFAD2、CsFAD6和Δ7-CsFAD为差异上调表达,CsFAD8、Δ8-CsFAD和CsACP在幼果期至果实膨大期差异上调表达,在果实膨大期至果实成熟期差异下调表达。     

低氧胁迫下唇?及杂交F1代肝脏转录组学分析

为探讨低氧胁迫对唇?Hemibarbus labeo和杂交?基因表达水平的影响，基于Illumina HiSeq高通量测序平台，对低氧条件下唇?和杂交?肝脏组织进行转录组测序并开展生物信息学分析。结果显示，唇?和杂交?分别产生了126 646 494个和130 613 321个clean reads，组装后共获得了48 027个unigenes，分别在NR、SwissProt、GO、COG、KOG、eggNOG4.5、KEGG数据库中获得32 253个注释；低氧胁迫时，分别有3 589个和3 177个差异表达基因（DEGs）上调，4 075个和5 473个下调；GO功能富集分析发现，DEGs与细胞结合、催化活性和代谢进程密切相关，KEGG通路富集分析发现，DEGs富集在一些与代谢和细胞生长增殖、分化、凋亡相关的信号通路中。研究结果为深入开展唇?和杂交?溶解氧胁迫的调控机制和养殖育种提供了参考。     

初花期和盛花期的桂花比较转录组分析

桂花开放期间色泽和香味均发生明显变化,目前对于其内在的分子机制尚不清楚。本研究以四季桂"金玉台阁"为实验材料,对初花期和盛花期桂花花朵进行转录组测序。去除低质量数据后,初花期桂花文库得到6 342万条Clean reads,盛花期桂花文库得到4 941万条Clean reads,经de novo组装后共得到113 292条Unigenes,平均长度为775 bp。在设定阈值下(|log2 Ratio|≥1且FDR≤0.05),有1 381个Unigenes上调表达,464个Unigenes下调表达。Gene Ontology (GO)分析显示有47个GO类别被显著富集;KEGG分析显示有24代谢通路显著富集,涉及植物激素与信号传导、类胡萝卜素生物合成、萜类生物合成、苯丙氨酸代谢、淀粉与蔗糖代谢等代谢过程。此外,还在转录组数据中鉴定到9个类胡萝卜素合成基因和3个香味形成基因,大部分基因在盛花期的表达量要高于初花期。本研究有助于桂花花色和香味形成关键基因的挖掘,且对今后桂花遗传改良育种有一定的指导意义。     

肾透明细胞癌Caki-1细胞系差异表达基因的生物信息学分析

目的比较肾透明细胞癌Caki-1细胞系与正常肾上皮细胞系ASE-5063中的差异表达基因（DEGs）,寻找潜在的肾透明细胞癌特异性分子标志物。 方法利用GEO数据库自带的GEO2R在线分析工具分析基因芯片GSE78179,将筛选出的DEGs分别导入Metascape、STRING以及Cytoscape进行综合分析并筛选出核心基因。最后使用FunRich等软件对筛选出的核心基因进行GO和KEGG富集分析。 结果共筛选出562个DEGs,其中上调基因345个,下调基因217个。进一步使用MCODE筛选出36个关键基因,GO功能分析发现这些基因与细胞粘附分子活性、趋化因子活性、细胞通讯和信号转导等密切相关;KEGG通路富集结果则表明差异基因主要集中在趋化因子信号通路、TNF信号通路以及NF-κB信号通路等多种与肿瘤相关的通路上。 结论运用生物信息学方法筛选出肾透明细胞癌Caki-1细胞系中DEGs,其中数个核心基因广泛参与多种肿瘤的病理进程,但尚未在肾透明细胞癌有相关研究报道,提示其可能是治疗肾透明细胞癌的潜在靶点。     

盐度胁迫对幼体大海马基因转录表达的影响

为探究大海马(Hippocampus kuda Bleeker)幼体在高盐、低盐胁迫条件下的基因表达水平的变化规律,对实验条件下的大海马幼体的肝脏样品进行了转录组测序。对照组(CK, 25‰)、高盐(HS-test, 31‰)和低盐(LS-test, 17‰)胁迫组共获得71794个单基因簇(Unigenes), N50为1780 bp,平均长度为820.71 bp。高盐胁迫组与对照组比较,共获得2740个差异表达基因(DEGs),其中495个DEGs上调, 2245个DEGs下调;与对照组相比,低盐胁迫组共获得3715个DEGs,其中1854个DEGs上调, 1861个DEGs下调。高/低盐胁迫组DEGs经KEGG数据库富集发现,高/低盐度胁迫均能导致大海马幼体体内氨基酸代谢、免疫代谢、能量和脂肪酸代谢相关基因受到影响。其中,低盐胁迫时能量代谢和氨基酸代谢的相关基因显著上调,高盐胁迫时脂肪酸代谢的相关基因显著下调,而高/低盐胁迫时免疫代谢的相关基因都显著上调。从经过盐度胁迫的大海马幼体的肝脏转录组中分别筛选到免疫相关基因Gst、Hsp70、Hsp90、Sod、Bcl-2、Gadd45...