科研产出
基于大豆叶枕响应叶柄角变化转录组的MYB基因分析
《西北农林科技大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]阐明MYB基因家族成员是否参与大豆叶柄角(leaf petioles angle,LPA)变化的调控过程,为大豆理想株型育种研究奠定基础.[方法]以郑196为材料,利用大豆叶枕响应叶片向光运动转录组挖掘差异表达大豆MYB基因(GmMYB);利用ProtComp 9.0进行亚细胞定位预测;以拟南芥MYB蛋白序列为参考,采用MEGA v5.0软件进行系统进化分析;分别利用在线程序MEME和PlantPAN3.0分析差异表达MYB基因保守基序(motif)和启动子序列的顺式作用元件;以NCBI数据库中大豆转录组数据及RNA-seq数据为基础,采用TBtools进行表达模式分析,并在此基础上进行候选基因的精准定量检测.[结果]①鉴定出13个差异表达GmMYB,其中上调表达9个,下调表达4个;亚细胞定位结果表明,11个MYB蛋白位于细胞核,2个位于细胞外基质.②基于MYB蛋白序列构建系统进化树,可将13个差异表达GmMYB分为6组.③对13个差异表达GmMYB基因结构进行分析,结果共鉴定到10个基序,其中基序1和基序2是MYB保守结构域的一部分.④在启动子区域鉴定获得脱落酸响应元件、参与干旱响应元件、响应光照的顺式作用元件、分生组织表达和生长素响应等多个响应逆境胁迫及光照的顺式作用元件.⑤表达模式分析结果表明,13个差异表达GmMYB基因在大豆不同组织器官中存在表达差异,其中Glyma.01G190100 和 Glyma.08G042100 在叶枕处表达.⑥对 Glyma.01G190100 和 Glyma.08G042100 进行精准定量检测,结果显示其相对表达量在叶片向光运动前后变化剧烈,可作为大豆叶柄角调控候选基因用于进一步研究.[结论]鉴定出13个与大豆叶柄角调控相关的MYB基因,其中Glyma.01G190100和Glyma.08G042100可作为大豆叶柄角调控候选基因用于大豆理想株型育种研究.
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葡萄VvMET1-1基因在葡萄和拟南芥中的功能研究
《中外葡萄与葡萄酒 》 2024 北大核心
摘要：DNA甲基化修饰对于植物的生长发育十分重要,而MET1是植物中重要的甲基转移酶,能维持植物的CG位点甲基化修饰.为了研究葡萄MET1基因的功能及对植物发育的影响,将葡萄VvMET1-1基因转入葡萄胚性愈伤组织和拟南芥中进行研究.本研究选择35S::VvMET1-1-GFP表达载体转入葡萄胚性愈伤组织后检测到明显的GFP信号,且该胚性愈伤组织能被成功诱导为体细胞胚,表明VvMET1-1首次被成功转入葡萄胚性愈伤组织中并且不影响胚性愈伤组织的发育和分化.VvMET1-1被转入拟南芥中发现,该基因能影响拟南芥叶片的长度和宽度,但是不影响植株形态和种子发育;转录组数据分析表明,许多逆境胁迫、生长素、种子萌发、果实成熟、脱落酸和茉莉酸合成相关的基因差异表达;甲基化组结果显示,拟南芥过表达VvMET1-1后CG和CHH位点甲基化水平分别发生了明显的上调和下调,且DNA甲基化差异区(DMR)的类型主要是CG和CHH型,因此推测VvMET1-1可能通过调控DNA甲基化水平的变化影响下游基因的表达,进而调控拟南芥的生长发育.
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氮素缓解花生干旱胁迫的生理和转录调控机制
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：干旱胁迫下氮素施用对植物生长发育具有重要的影响.为明确氮素提高花生抗旱性的生理和转录调控机制,本研究对施氮、干旱及旱氮同存处理下的花生生理指标和根系转录组进行了测定.结果表明,旱氮同存处理提高了干旱胁迫下花生生物量和叶片相对含水量.施用氮肥增加了干旱胁迫下花生根系的总酚和类黄酮含量,提高其过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低其丙二醛(MDA)含量,提高花生抗旱性.转录组分析表明,施用氮肥产生5396个差异表达基因,这些基因主要参与谷胱甘肽代谢、氮代谢和碳代谢相关过程及应激和防御反应.干旱处理和旱氮同存处理下,次生代谢物生物合成、运输和分解代谢及碳水化合物运输和代谢这两类功能差异表达基因富集.旱氮同存处理下酚类代谢物质相关的3种途径中有51个差异基因上调表达,207个基因下调表达.由此表明,施用氮肥通过调控花生次生产物代谢、碳水化合物代谢等途径提高干旱胁迫下花生植株的抗氧化能力,从而提高花生的抗旱性.
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基于转录组测序解析草地贪夜蛾对溴氰虫酰胺的解毒代谢分子机制
《植物保护学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为阐明草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对溴氰虫酰胺的解毒代谢分子机制，通过LC50的溴氰虫酰胺诱导草地贪夜蛾3龄幼虫后，利用酶活测定和转录组测序鉴定解毒代谢相关基因，并采用实时荧光定量PCR技术对细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase,P450）基因进行验证分析。结果表明，经LC50的溴氰虫酰胺处理后，草地贪夜蛾3龄幼虫体内3种解毒代谢酶活性较对照均有所升高，但仅P450活性较对照显著升高，而谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶与对照无显著差异。经LC50的溴氰虫酰胺处理后草地贪夜蛾3龄幼虫转录组中共筛选到1 408个差异表达基因，其中上调表达的基因有935个，下调表达的基因有473个。药物代谢-细胞色素P450通路、药物代谢-其他酶通路及细胞色素P450对异生物质的代谢通路中有超过20个基因存在差异表达。在草地贪夜蛾转录组中筛选鉴定到121个P450基因，其中，属于CYP2、CYP3、CYP4以及Mito家簇的基因分别有9、45、58和9个，而经LC50的溴氰虫酰胺诱导后有8个P450基因上调表达，实时荧光定量PCR验证结果显示其中有6个P450基因CYP321A8、CYP6B2、CYP6B7、CYP6B5、CYP4C1及CYP4D1表达量显著上调，这些都属于与害虫抗药性相关的CYP3和CYP4家簇基因。表明P450基因CYP321A8、CYP6B2、CYP6B7、CYP6B5、CYP4C1及CYP4D1可能在草地贪夜蛾对溴氰虫酰胺的解毒代谢中发挥着重要作用。
关键词： 草地贪夜蛾 溴氰虫酰胺 转录组 解毒代谢 细胞色素P450单加氧酶
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猕猴桃'脐红'与'徐香'越冬期转录组的比较分析
《湖北农业科学 》 2023 北大核心
摘要：以不同抗寒能力的中华猕猴桃(Actinidia chinensis)'脐红'和美味猕猴桃(Actinidia deliciosa)'徐香'为材料,在越冬期取样并分析生理指标,发现'脐红'低温耐受性高于'徐香'.对2个品种的转录组进行分析,GO聚类中细胞成分组织或生物生成、细胞器部分等差异较大;KEGG聚类中膜运输、翻译、转录、复制和修复等差异较大.对2个品种进行富集分析,淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、苯丙类化合物的生物合成和黄酮类化合物的生物合成通路存在差异表达,解析了2个品种在越冬期转录水平的变化.
关键词： 中华猕猴桃(Actinidia chinensis) 美味猕猴桃(Actinidia deliciosa) 低温胁迫 越冬期 转录组
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基于转录组分析花生单粒精播与多粒穴播植株荚果产量差异的分子机制
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]在中国,为保证出苗率及播种质量,田间常采用多粒播种.然而,多粒穴播植株间的竞争往往限制了植株的生长和最终产量.为了解决这一矛盾,团队前期研究建立了单粒精准播种的高产栽培技术.单粒精播技术的节种作用和增产效果结合起来能够带来更大的效益,实现节本增效.挖掘不同种植方式花生叶片、根系及荚果中的差异表达基因,探讨单粒精播栽培技术提高花生荚果产量的分子机制,为进一步推动花生高产高效提供理论依据和技术支撑.[方法]以花生品种花育25号为试材,测定单粒精播和多粒穴播种植产量相关指标,分别取花生开花后30 d倒三叶和主根及侧根、鸡头幼果期花生荚果进行转录组测序,从分子水平阐述不同播种方式花生产量的差异.[结果]与多粒穴播相比较,单粒精播种植方式下花生单株荚果数、单株饱果数、单株果重、经济系数均显著提高.转录组数据组装后,平均每库包含4 430万个读数.通过不同比较组合中差异表达基因、GO和KEGG通路分析,与多粒穴播相比较,单粒精播种植植物叶片中参与赤霉素信号传导、光信号传导等过程的转录因子及光系统Ⅱ放氧复合体、叶绿体膜、氧化还原反应等光合作用相关基因表达量升高;根系中生物胁迫和非生物胁迫诱导的苯丙素代谢途径相关基因包括细胞色素P450 基因、氧化还原基因、胁迫反应转录因子和信号调节蛋白显著富集.荚果发育初期淀粉和蔗糖代谢基因显著富集,更加有利于花生荚果发育过程中籽仁充实.[结论]花生叶片中光合相关基因表达上调能够促进光合效率提升,与产量的增加密切相关;单粒精播提高了根系抗生物和非生物胁迫的能力,结合荚果发育初期能量物质相关基因表达上调均有利于地下部花生荚果的发育,提高花生产量.
关键词： 花生 单粒精播 产量 RNA-Seq 光合作用 苯丙素途径
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基于转录组测序技术筛选影响蛋鸡产暗斑蛋候选基因的研究
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：本研究旨在利用转录组测序技术(RNA-seq)筛选鸡十二指肠中与暗斑蛋形成相关的功能基因和信号通路.选取连续产暗斑蛋率低和连续产暗斑蛋率高的济宁百日母鸡各 10 只分别作为对照组和暗斑组,采集十二指肠组织,测定钙代谢相关基因mRNA表达量,利用RNA-seq技术对差异表达基因(differentially ex-pressed genes,DEGs)进行GO(gene ontology)功能注释和KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)信号通路富集.结果表明,转录组获得高质量数据 108.75 Gb且所有样本Q30>97%;共筛选得到 471 个DEGs,其中327 个上调,144 个下调,随机选取 7 个DEGs进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证,表达趋势与转录组测序结果基本一致;GO功能注释分析筛选到SLC8A3、SLC24A4、SLC9A2 等DEGs主要富集到线粒体钙离子稳态、钠离子跨膜转运和钙离子结合的过程;KEGG通路富集结果显示,GSTT1、GSTO2、GSTA3、CLDN2、CLDN10等DEGs主要富集到细胞色素P450 介导的外源物代谢通路、药物代谢-细胞色素P450、钙信号通路等;与对照组相比,暗斑组十二指肠钙结合蛋白(CALB1)的mRNA表达量显著下降(P<0.05).综上,蛋鸡十二指肠中GSTT1、GSTO2、GSTA3 基因的上调和SLC8A3、SLC24A4 等基因的下调是影响暗斑蛋形成的关键因素,钙信号通路在暗斑形成中发挥了重要作用.本研究为暗斑蛋的机理研究提供了基础材料.
关键词： 蛋鸡 蛋壳暗斑 十二指肠 差异表达基因 转录组测序
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基于RNA-Seq鉴定不同石榴品种间果实糖酸代谢基因
《植物生理学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：糖酸组分与含量是影响石榴果实品质的重要指标,研究其代谢机理能为石榴品质改良提供理论依据.本研究用Illumina高通量测序技术比较分析了石榴'泰山红'和'牡丹'成熟期的转录组数据,对糖酸代谢相关基因进行了鉴定和表达分析.结果表明,共获得51 670个差异表达基因,其中显著差异表达基因2 409个,不显著差异表达基因40 101个.在GO数据库中,7 502个差异基因被注释到3个类别46个亚类中,主要参与代谢过程和细胞过程.在KEGG代谢通路中,257个差异基因参与了19个代谢通路,代谢途径和次生代谢物生物合成途径得到显著富集.通过生物信息学分析,挖掘出参与石榴果实糖酸代谢的关键基因17个.qRT-PCR分析表明,2个石榴品种中TK基因的表达量最高,存在品种差异性.'泰山红'中FRK、SS、BGLU、UXS、FBA和4DH的表达量高于'牡丹'.石榴果实中,葡萄糖和果糖是主要的糖组分,酸以柠檬酸和苹果酸为主.
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基于高通量测序的菟丝子生防菌"鲁保一号"转录组学研究
《山东农业科学 》 2021
摘要："鲁保一号"是对菟丝子具有良好防效的生防菌,由于其致病力退化和分子遗传信息的匮乏,对于该菌的深入研究受到了限制。为进一步挖掘"鲁保一号"菌株的遗传资源,获得致病力退化相关的功能基因,本研究运用新一代高通量测序技术（Illumina Hiseq 2500）对"鲁保一号"菌株进行转录组测序分析。结果表明,获得了总长度为31 126 662 bp的unigene序列信息;对序列进行组装拼接后获得17 031条单基因簇（unigene）,平均长度为1 827.65 bp。序列同源性比较表明,86.04%的序列与已知炭疽菌序列有不同程度的同源性。将unigene与KOG数据库进行比对,根据其功能大致分为25类,其中注释最多的是一般功能预测类基因,其次是翻译后修饰、蛋白折叠和分子伴侣类基因。针对测序得到的基因信息,筛选获得6个CDC相关基因,分为3个亚组。本研究通过对"鲁保一号"菌株进行高通量测序,获得了丰富的转录组信息,为新基因的挖掘和基因组学的研究奠定了基础。
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茉莉酸和乙烯信号转导途径参与花生应答果腐病病原菌侵染的转录组测序分析(英文)
《花生学报 》 2021
摘要：花生果腐病是花生生产上的一种重要病害,对花生的产量和品质构成了严重威胁。本研究以花育20号感病前后籽仁为样品,进行转录组测序,得到Unigene 60 756个,其中表达量上调的基因10 147个,下调的基因4 334个;GO富集分析表明,差异表达基因被分类到24种细胞组分、5种分子功能和23种生物过程中;KEGG富集分析发现有4 291个差异基因被注释到34条代谢通路中。筛选得到多条花生响应果腐病相关的激素信号转导途径,通过分析相关基因的表达图谱,推测花生可能通过JA/ET介导的抗病途径来抵抗果腐病病原菌的侵染。
关键词： 花生 果腐病 转录组测序 JA/ET信号转导途径
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