科研产出
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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大豆响应涝害bZIP基因Glyma04g04170的生物信息学分析及互作蛋白预测
《大豆科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：bZIP转录因子参与多种非生物胁迫,为研究涝害胁迫下大豆bZIP转录因子的调控作用,本研究对耐涝性极强大豆品种齐黄34进行淹水处理,对处理不同时间根部组织样品进行转录组测序,筛选出1个响应耐涝的差异表达的bZIP转录因子编码基因Glyma04g04170,其qRT-PCR分析结果与转录组测序数据趋势一致,在4个取样时间点都下调表达,证明该转录组数据具有可靠性,Glyma04g04170可能通过负调控的方式参与大豆耐涝应答反应.Glyma04g04170蛋白保守结构域分析发现该蛋白内部含有bZIP保守结构域.蛋白三级结构中存在参与寡聚化作用的亮氨酸拉链保守结构域,同时也包含与特异DNA序列相结合、起核定位信号作用的N-x7-R/K结构.分离鉴定的Glyma04g04170蛋白是一个结合AREB/ABF的bZIP转录因子,预测结果显示,与该蛋白互作的蛋白主要是丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶.转录组和RT-qPCR数据表明,Glyma02g37090基因在4个取样时间点的表达量都呈显著性差异,处理与对照相比,表达量升高.
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基于转录组分析不同着色桃果皮花青苷表达模式与转录因子
《植物生理学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：桃(Prunus persica)是我国重要的果树树种之一,其果皮色泽是重要的外观品质。本研究以同期成熟的红色桃‘秋雪’和白里‘肥桃’为试材,基于Illumina HiSeqTM 2500高通量测序平台,采用RNA-seq技术比较分析两个品种桃果实不同发育时期转录组数据。测序共产生16.59 Gb Clean Data测序数据,基于有参或无参转录组序列组装法获得30 211个Unigene,其中3 060个差异表达基因在Nr、Swissprot、GO、COG和KEGG数据库中得到功能注释。在这些注释的差异基因当中有6个KEGG通路得到显著富集,其中包括类黄酮合成通路和光合通路。差异基因与植物转录因子数据库比对,筛选到153个差异表达基因分属于32个转录因子家族,其中包括已报道的参与调控花青苷合成的MYB和bHLH两类转录因子家族。进一步对花青苷代谢途径中的类黄酮合成通路中的关键酶基因进行q-PCR分析发现, CHS、CHI和F3H在‘肥桃’和‘秋雪’桃中表达方式很相似,但DFR、ANS和UFGT表达模式上存在较大差别,尤其是UFGT基因。通过果皮花青苷含量检测分析发现,‘秋雪’桃与‘肥桃’果皮中花青苷含量变化趋势与UFGT基因的表达模式一致。本研究结果有助于阐明桃不同果皮色泽分子遗传差异,为揭示其调控机制奠定基础。
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NaCl处理谷子萌发期种子的转录组学分析
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】谷子具有抗旱、耐贫瘠的特性,逐渐成为研究禾本科作物的模式作物。本研究以前期筛选并获得的谷子耐盐品种和敏感品种为材料,通过RNA-Seq测序筛选鉴定谷子的盐胁迫响应基因,揭示其响应盐害机制,为培育谷子抗盐新种质提供理论依据。【方法】对14个谷子品种进行了萌发期抗盐筛选。谷子不同品种的种子经150 mmol·L-1NaCl处理萌发培养7 d后,分别统计各品种种子的萌发率、根长和芽长,综合各项指标鉴定到豫谷2为耐盐品种、安04为盐敏感品种。以这两个品种盐胁迫前、后萌发期种子为材料,应用RNA-Seq进行转录组测定,分析鉴定盐害下差异表达基因(differentially expression gene,DEG),并对DEG进行GO和KEGG功能富集分析。同时应用qRT-PCR对随机挑选的15个DEG表达模式进行验证,并与RNA-Seq结果进行相关性分析。【结果】耐盐品种豫谷2、盐敏感品种安04种子经盐胁迫处理后,分别鉴定出2 786个和4 413个DEG;其中,每个品种在NaCl处理前及处理后分别鉴定出1 470和3 826个DEG。GO和KEGG聚类分析显示,NaCl处理下参与信号转导、抗氧化、有机酸的合成及转运以及次生代谢等相关的DEG在谷子萌发期种子应对盐胁迫响应过程中具有关键性的作用,DEG主要集中在胁迫响应、离子的跨膜转运、氧化还原、次生代谢及有机酸、多胺、苯丙烷的合成等过程。qRT-PCR对15个DEG表达模式的检测结果与RNA-seq结果相关系数为0.8817。其中编码离子通道的基因(HKT)、过氧化物酶基因(POD)、黄烷酮-3-羟化酶基因(FL3H)、MYB转录因子基因等在豫谷2中表达量较高,显示其在谷子萌发期种子响应盐胁迫中可能发挥一定作用。【结论】谷子耐盐品种及盐敏感品种的种子对盐胁迫的响应程度具有一定的差异性,且品种对盐害的耐受能力主要与基因对胁迫的响应程度相关,而与DEG的数量相关性不大。
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盐胁迫条件下花生应答转录因子鉴定与分析
《山东农业科学 》 2018
摘要：转录因子是一类具有特殊结构、调控基因表达的蛋白质分子。为了解析转录因子在花生适应盐胁迫环境中的分子机制,本研究以鲁花14号为材料,通过RNA-seq分析花生转录因子在盐胁迫以及恢复后的表达差异。结果表明,在250 mmol/L Na Cl处理4 d后,花生中共检测到76个差异表达的转录因子,分别属于13个转录因子家族。其中,根中35个转录因子上调表达,29个下调表达;地上部40个上调表达,17个下调表达。盐胁迫解除后,有35个转录因子不但没有恢复到盐处理前的水平,反而表达量进一步增加。本试验为进一步研究花生转录因子家族在盐胁迫中的作用和提高花生的耐盐性奠定理论基础。
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干旱胁迫下谷子的转录组分析
《山东农业科学 》 2018
摘要：谷子作为我国的传统优势作物,具有抗旱、耐瘠薄、基因组小等突出优势,已逐渐发展为研究禾本科作物新的模式作物。利用高通量RNA-seq技术,我们对干旱胁迫6 h和6 d的谷子进行转录组测定,筛选表达差异基因。结果显示,干旱胁迫后的差异基因主要富集在生物学通路及代谢通路中,其中编码蛋白激酶、磷酸酶、信号转导组分、转录因子、功能蛋白等基因的表达变化较明显。尤其在干旱胁迫6 d后,谷子中E3泛素连接酶介导的泛素蛋白酶体途径被明显激活。该研究对于筛选谷子抗旱基因进而揭示谷子的抗旱机制提供了重要依据。
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