科研产出
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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比较转录组分析揭示花生种皮花青素积累的分子调控机制
《山东农业科学 》 2019
摘要：花青素作为一种抗氧化物质,具有多种保健功效.与其他颜色花生相比,黑种皮花生具有良好的感官品质,且花青素含量更高.为了揭示花生黑种皮花青素形成和调控的分子机理,本研究以黑种皮花生(YH29)和粉红种皮花生(WH10)为研究对象,通过RNA-seq技术比较其转录组的差异.结果表明,与粉红种皮花生相比,黑种皮花生中1 539个基因表达上调,1 275个基因表达下调.KEGG分析发现花青素生物合成、苯丙素生物合成、类黄酮生物合成等多个与色素积累相关的通路在黑色种皮花生中富集.在黑种皮花生中,苯丙氨酸解氨酶、查尔酮合成酶等5个与花青素合成相关的关键酶基因表达上调,而与花青素生物合成途径竞争同一底物的一些关键酶基因,如柚皮素和甘草素基因,则表达下调,这使得有更多的底物流向花青素合成途径,这些基因的协同表达可能是黑种皮花青素高水平积累的关键.另外,两个R2R3-MYB转录因子在黑种皮花生中也表达上调,可能是引起花青素合成关键基因表达差异的关键因素.我们的研究结果为深入研究花生种皮花青素合成的分子机理及培育高花青素含量的花生新品种提供了参考.
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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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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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遮光性套袋对桃果实转录组的影响
《中国农业科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探明遮光性套袋在桃果实上的转录组差异,丰富桃转录组数据信息。【方法】选取遮光性套袋与对照的桃果实样品,利用Illumina Hi Seq TM 2500进行高通量测序,构建桃果实转录组文库,并用测序评估、基因功能注释等生物信息学方法进行分析。【结果】经过测序获得16.62 Gb clean data测序数据,且碱基百分比(Q30)大于91%,遮光性套袋和对照2个桃果实样品分别获得65 300 730个reads和66 603 686个reads,分别有85.73%和84.60%的reads与桃参考基因组匹配。以无袋处理为参考,对转录组数据进行比较,遮光性套袋处理共获得1 963个差异表达基因,其中,下调基因708个,上调基因1 255个;在Nr数据库中对差异基因进一步进行注释,注释到1 957个基因,其中,下调基因有705个,上调基因有1 252个;COG功能注释分析发现这些差异表达基因共获得853个功能注释,涉及23个功能类别;在GO功能注释分析中,注释到1 609个基因,可以分为53个功能分类,这些分类主要涉及到分子结合、催化活性、细胞过程、生物调节等诸多生理生化过程;KEGG分析发现共有421个基因被注释到94个代谢通路中,其中,光合作用相关通路、类黄酮生物合成、核糖体生物合成等通路显著富集。光合作用通路和类黄酮生物合成通路在果实着色中发挥了重要作用,而核糖体生物合成代谢通路在果实成熟着色中的作用尚不明确。同时也进行了两组样品的果实品质检测,结果表明,遮光性套袋对桃果实的可溶性固形物及可溶性总糖产生显著性影响,可溶性固形物及可溶性总糖显著降低,而对于果实总酸的影响不大,在果实大小上几乎没有影响。【结论】在遮光性套袋处理状态下,获得一定数量的桃果实差异表达基因,光合作用通路和类黄酮生物合成通路基因在果实着色中发挥重要作用,遮光性套袋对桃果实的可溶性固形物及可溶性总糖产生显著性影响。
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桃(Prunus persica [L.] Batsch)转录组SSR信息分析及其分子标记开发
《分子植物育种 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：利用MISA软件筛选桃(Prunus persica[L.]Batsch)转录组数据,获得的109 248条Unigene,检测出24 102个SSR位点,分布于22 689条Unigene中,出现频率为20.76%。SSRs位点中主导类型是以AG/CT(占总SSRs的18.70%)为主的二核苷酸重复,占总SSRs的33%;其次是三核苷酸重复,出现频率为27%;四核苷酸重复,占总SSRs的25%。利用Primer 5共设计出9 657对SSR引物。随机选择50对引物进行PCR扩增,其中20对扩增出清晰可重复的条带,并且在同属材料(苹果试材)中也能获得理想结果,引物多态性检测发现,在15份桃试材中,10对引物具有多态性,利用UPGMA作图,可将15个桃材料很好区分。结果表明,桃转录组测序产生的Unigene是开发SSR标记的有效信息,为SSR标记在桃的遗传分析上提供可靠的标记选择。
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苹果矮化砧‘71-3-150’对冷胁迫的生理与转录组响应
《园艺学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为探索苹果矮化砧木抗寒的生理和分子机制,筛选抗寒相关基因,分析了苹果高抗寒矮化砧木‘71-3-150’在冷胁迫(4℃)0、2、6、12和24 h时的膜伤害、活性氧代谢、渗透调节物质积累等生理指标及转录组的变化。结果表明:‘71-3-150’在冷胁迫0~2 h即表现出抗氧化和渗透调节反应,6 h后SOD、CAT等活性氧清除酶活性及主要渗调物质维持在较高水平趋于稳定,膜伤害加重趋势缓解,说明其具有快速响应冷胁迫的生理机制,0~6 h是其冷适应的关键时期;转录组分析表明,0 h vs 2 h、0 h vs6 h、0 h vs 12 h和0 h vs 24 h等比较组分别含有491、1 115、828和1 047个上调差异表达基因及537、688、708和1 016个下调差异表达基因,其中4个组共有的115个上调基因和136个下调基因表现为6种表达模式;筛选出28个‘71-3-150’冷适应过程中存在显著差异表达的功能基因与转录因子基因,调控低温信号感知与传导的基因在0~2 h出现显著性上调表达,参与渗透调节、活性氧代谢、膜和蛋白保护等过程的基因随低温处理呈现多样性表达模式,表明该砧木在冷适应过程中存在快速和多样的低温信号感知、转导和响应的分子机制。
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