【目的】板栗Castanea mollisima为我国重要的木本粮食树种，其果实营养价值极高。花发育是板栗产量形成的重要基础。因此，研究板栗雌雄花不同发育时期的基因表达变化，挖掘板栗花发育关键基因，对进一步完善成花机理具有重要的意义。【方法】以不同时期‘檀桥’板栗雌雄花为材料，采用石蜡切片技术观察雌雄花发育进程，利用转录组测序、生物信息学分析以及荧光定量PCR等方法，筛选‘檀桥’板栗雌雄花发育的相关差异基因。【结果】细胞学观察雌花为雌蕊原基分化期和开放期，雄花为花药发育期和开放期。转录组测序共得到90.16 Gb Clean Data，雌花不同发育时期共获得1 094个DEGs，其中600个上调，494个下调；雄花不同发育时期共获得3 407个DEGs，其中1 847个上调，1 560个下调；韦恩图显示两组间共有663个DEGs。雌花有3 260条DEGs注释到GO数据库中，分为细胞组分、分子功能及生物学过程3大类42条通路；雄花注释到10 196条DEGs分为3大类47条通路。KEGG富集分析显示雌雄花两组共有的差异基因显著富集在植物昼夜节律计划、淀粉和蔗糖代谢、类胡萝卜素生物合成代谢通路上；共筛选出69个植物昼夜节律计划、淀粉和蔗糖代谢以及激素信号转导相关差异表达基因。此外，WGCNA分析得到了2个hub基因BAM1、SAMT。【结论】光周期以及糖类化合物、激素信号转导相关基因PIF3、BAM1、SAUR等可能是‘檀桥’板栗成花关键基因。这些结果为深入研究‘檀桥’板栗花发育的分子机理奠定了理论基础。

利用RNA-seq技术对油桐2个不同发育时期的花芽的转录组进行比较分析,获得大量差异表达的unigene序列。通过GO分类和Pathway富集性分析,将这些差异表达unigene分别归类于55个GO term和128个代谢途径。unigene中有103个与植物开花相关,涉及4个开花调控途径(光周期途径、春化途径、GA途径和自主途径)。随着花芽发育,越来越多的unigene表达量呈现上调趋势,上调的基因数量超过下调基因数量。研究结果可在一定程度上解析油桐花芽形态分化的分子调控模式与机制。

【目的】更广泛深入地认识辣椒素生物合成的调控因素，为辣椒生物技术育种工作提供分子基础。【方法】对两个不同辣度的辣椒材料754-3-1-1-1和‘渝椒5号’KS快速生长期和LS绿熟期的果实分别进行转录组测序，通过Cufflinks软件进行基因差异表达分析并利用荧光定量RT-PCR验证基因表达数据的准确性，比较两个材料两个发育时期的转录组数据获得差异表达基因，并对差异表达基因进行GO功能富集分析。【结果】L754LS＿vs＿L754KS、YJ5LS＿vs＿YJ5KS、L754KS＿vs＿YJ5KS和L754LS＿vs＿YJ5LS 4组对比分别有139、1 903、5 550和3 220个差异表达基因。2个材料在KS期有2 667个(48%)特有的差异表达基因，在LS期有871个(27%)特有的差异表达基因。4组对比数据的差异表达基因中共鉴定到18个CapCyc模型基因，其中PAL、CCoAOMT和CCR等辣椒素合成途径中的结构基因在不同样品中表达差异3倍以上。此外，还鉴定出可能参与调控辣椒素合成的MYB家族转录因子36个和ERF转录因子4个。【结论】辣椒素含量受果实发育早期基因的表达水平影响更大。PAL等结构基因可能具有调控辣椒素物质生物合成的作用。本研究为辣椒素生物合成的调控网络研究提供了更多的候选基因。

为了揭示茶树花不同发育时期生长发育和生化成分代谢的分子机制,以‘黄棪’茶树品种为研究对象,通过高通量测序技术对茶树花两个发育时期(花苞期、开放期)的转录组进行比较分析.结果显示:转录组测序共获得135 039 271个过滤序列,GC含量为44.30%～45.35%;茶树花两个发育时期共获得18 352个差异表达基因,其中,上调的基因有8 019个,下调的基因有10 333个.对差异表达基因进行基因本体论(GO)及京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析,发现其主要富集在与茶树花生长发育、生化成分形成有关的植物激素信号转导、光合作用—天线蛋白、植物的昼夜节律、糖胺聚糖降解等代谢途径上.本研究结果表明,茶树花的发育受到植物激素的调控和光周期的诱导,与氨基酸、可溶性总糖有关的代谢途径随着花的发育发生了变化,该结果为进一步研究茶树花发育过程中的动态变化提供了参考.

【目的】探讨紫花苜蓿次生壁合成的基因网络调控变化和表达模式,确定一些关键候选基因和转录因子,为紫花苜蓿次生壁加厚调控网络的分子机制研究奠定基础。【方法】对‘中苜1号’紫花苜蓿分枝期(S1)、现蕾期(S2)、初花期(S3)和盛花期(S4)的茎进行近红外光谱法测定次生壁主要物质含量和Illumina Hi SeqTM2500高通量转录组测序。以紫花苜蓿的近缘物种蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)基因组作为参考基因组进行序列比对并组装构建转录本。利用FPKM法计算基因表达量,以Fold change(差异表达倍数)≥2或≤0.5(表达上调或下调)、FDR(false discover rate)≤0.05为筛选条件,在3个相邻时期转录组比较组合中(S2VS S1,S3 VS S2,S4 VS S3)筛选差异表达基因。通过Gene Ontology数据库和KEGG Pathway数据库对紫花苜蓿不同发育时期差异表达基因的功能和参与的代谢途径进行注释。【结果】共获得41 734个基因在紫花苜蓿不同发育时期的转录表达情况,27个功能注释与紫花苜蓿纤维素、木质素合成密切相关的基因差异表达,其变化趋势与纤维素和木质素含量测定结果基本一致,即随着生长发育时期的变化,表达水平逐渐提高。研究表明,初花期是紫花苜蓿次生壁合成调控的转折期,纤维素和木质素含量与其合成基因表达量在初花期均显著提高。MTR_2g016630(Ces)和MTR_7g103590(Ces A1)等纤维素合成酶基因表达水平在初花期显著上升,木质素合成途径中,MTR_1g064090(PAL1)、MTR_1g111240(C4H)和MTR_2g104960(CCR)基因表达量在初花期或盛花期相比分枝期上调表达倍数达到10倍以上。本研究中27个与植物生长发育相关的转录因子在紫花苜蓿不同发育时期差异性表达,其中NAC家族和MYB家族转录因子有18个,也有少量WRKY、BHLH、ERF、C3H等转录因子。【结论】获得‘中苜1号’紫花苜蓿在4个生长发育时期茎的基因表达谱数据,共获得54个差异表达基因,其中稳定上调基因24个,稳定下调基因30个。这些基因很有可能参与紫花苜蓿次生壁的合成调控。

【目的】通过对桃品种‘仓方早生’及其早熟芽变不同发育时期的果实进行转录组分析，挖掘参与调控桃果实成熟的关键因子，为深入研究桃果实成熟调控机理提供理论依据。【方法】以桃品种‘仓方早生’及其早熟芽变为试材，每个品种分别选择长势一致的样品树5株，分别于花后30 d（对应‘仓方早生’c1、早熟芽变y1）、45 d（对应c2、y2）、59 d（对应c3、y3）、71 d（对应c4、y4）及89 d（对应c5）对不同发育时期的桃去皮果肉进行取样和转录组测序，并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对筛选的差异表达基因进行定量验证；利用GO和KEGG对‘仓方早生’及其早熟芽变的差异表达基因进行分析；基于差异表达基因构建加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis,WGCNA），从中鉴定出与果实成熟密切相关的枢纽模块和枢纽基因。【结果】将处于果实相同发育时期的转录组数据进行比较，得到y1与c1、y2与c2、y3与c4和y4与c5四组对比数据，共筛选出差异表达基因4 395个，其中上调表达基因2 212个，下调表达基因2 183个。其中包括10个乙烯、11个脱落酸和18个生长素合成及其信号转导途径基因，并构建了10个IAA蛋白与预测互作ARF蛋白间的相互作用网络。由GO分类统计结果可知，差异表达基因在生物过程板块主要集中于细胞过程、代谢过程和单体过程；在细胞组分板块主要聚集于膜和细胞组分；在分子功能板块主要富集于结合蛋白和催化活性等方面。‘仓方早生’及其早熟芽变果实的差异基因主要集中在y3与c4和y4与c5对比组中，这些差异基因大多被富集到分子功能中结合活力、氧化还原酶活性等方面。对差异表达基因进行KEGG通路分析表明，在果实生长发育成熟过程中伴随着多种次生代谢产物的变化，如倍半萜和三萜生物合成、类黄酮生物合成、类胡萝卜素的生物合成和α-亚麻酸代谢等。同时，本研究发现生长素信号转导途径在不同时间节点均有富集，这意味着植物激素信号转导通路对果实成熟具有极为重要的作用。【结论】在‘仓方早生’及其早熟芽变不同发育时期果实的差异表达基因中，大量激素信号转导途径基因特别是生长素信号途径基因发生了富集，这些基因可能在调控果实发育中具有重要作用，可对这些候选的IAA和ARF功能及其如何通过相互作用调控果实成熟的机制进行进一步的解析。

[目的]对油桐种仁不同生长时期的油体蛋白进行定量蛋白质组研究,鉴定油桐种仁油体蛋白质的组成,探讨不同生长时期种仁油体蛋白质组的表达差异。[方法]采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术提取3个不同生长时期的油桐种仁油体蛋白质组,质检合格的蛋白经酶解、iTRAQ标记后进行高效液相、质谱检测。利用Mascot软件对转换的二级质谱数据进行蛋白质鉴定,通过iTRAQ定量寻找差异表达蛋白,并对差异蛋白进行GO功能注释、KEGG代谢通路和聚类分析。[结果]在3个生长时期成熟油桐种仁油体亚细胞器中共鉴定出5 632个蛋白,其中,2 639个具有催化活性,401个蛋白质参与脂肪酸及油脂的合成与代谢。在种仁成熟的3个生长时期中,共有3 430个油体蛋白的表达量发生了显著变化。油体差异蛋白的富集分析发现,具有催化活性这一分子功能的差异蛋白主要在油脂积累初期发生富集。在桐油和桐酸积累时期,参与脂肪酸代谢和油脂贮藏的酰基辅酶A氧化酶、DGA蛋白和油质蛋白(Oleosin)表达量显著上升,表明这些蛋白在调控桐油和桐酸的积累中可能发挥着关键作用。[结论]获得油桐种仁成熟过程中动态特异的油体蛋白质组表达谱,揭示油体蛋白质组的组成、主要调控桐油合成的关键酶和结构蛋白,为进一步研究油脂的合成与油体的装配等相关机制奠定了基础。

以20~30年生白桦的雌雄花序为材料,研究东北地区白桦花发育的生殖周期和发育时序特征。结果表明:雌花序出现于4月中下旬,5~10d后开始受粉,持续1周左右;大孢子母细胞于5月中旬开始减数分裂,3~4d后形成大孢子,功能大孢子继续发育,成熟胚囊在5月底产生,并进行受精,6月初开始胚胎发育,8月中下旬种子成熟。雄花序出现于5月底,比雌花序晚1个月左右;小孢子母细胞于7月中旬开始减数分裂,8月中旬结束,历时近1个月;白桦的雄配子体发育很特殊,在当年不形成成熟的雄配子体,以单核小孢子状态宿存于雄花序中越冬,直到第2年4月中下旬才发育成熟,形成具有2核或3核的成熟花粉,随即散粉。雌花受粉时的花粉来源于前...

与传统的母系遗传不同,双壳贝类线粒体有M和F型2种mt DNA,称为双单亲遗传(doubly uniparental inheritance,DUI)。为了探究DUI的形成机制,实验利用RACE方法得到三角帆蚌M、F-type COⅡ基因的cDNA全长;荧光定量检测各时期各组织中M、F-type COⅡ基因的表达。结果发现,(1)M-type COⅡ基因的cDNA序列全长1244 bp,F-type COⅡ基因的cDNA序列全长808 bp,M型3′端较F型有一段546 bp的特异性延长序列;跨膜结构预测

【目的】系统了解芝麻发育及种子形成转录组特征,丰富芝麻转录组数据信息。【方法】选用6份芝麻样品(5个不同芝麻品种的完整植株、1份不同发育阶段的芝麻籽粒),构建转录组测序文库并进行Illumina RNA-seq双端测序及生物信息学分析。【结果】共获得原始数据12.69 Gb,有效数据8.80 Gb。通过de novo拼接获得了长度大于100 bp的转录物26 837条(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/TSA.html,登录号:JP631635—JP668414);转录物总长度18.35 Mb,平均长度683 bp,N50长度1 006 bp。转录物注释结...

为深入开发柿SSR和SNP分子标记,进而推动柿品种鉴定和遗传多样性等研究,以‘禅寺丸’柿的雌雄花芽转录组序列为基础,对SSR和SNP位点进行发掘。结果表明:转录组测序获得了154 741条unigene,其中有38.49%unigene在数据库中得到注释。利用MISA软件进行SSR位点的搜索,共得到44 304个SSR,包含83种重复基元,其中以A/T类型为主的单核苷酸重复所占的比例最高(20 006个,占47.63%),其次是以AG/CT类型为主的二核苷酸重复(16 055个,占38.23%),再次是以

【目的】体细胞胚胎发生是板栗有效的离体再生方法。然而，目前板栗体细胞胚胎由于发育慢、再生效率低等问题，制约了板栗体细胞胚胎的再生进程，难以在后续基因功能验证和新种质创制过程中发挥作用。本文旨在通过研究HDZIPⅡ基因家族成员CmHAT1在板栗体细胞胚胎发育过程中的作用，进一步加速板栗体细胞胚胎的发育进程。【方法】利用生物信息学的方法鉴定了板栗HD-ZIPⅡ基因家族成员，并分析了该家族成员在板栗体细胞胚胎不同发育时期的表达情况，筛选调控体细胞胚胎发育的关键候选基因CmHAT。进一步通过烟草亚细胞定位实验、荧光定量和遗传转化方法，研究关键基因CmHAT的亚细胞定位和基因功能。【结果】（1）板栗HD-ZIPⅡ基因家族有7个成员，大部分CmHD-ZIPⅡ成员在板栗体细胞胚胎发育时期均有表达，其中CmHAT1在愈伤组织时期表达较低，在球形胚时期表达上调，心形胚时期表达最高，而在子叶形胚时期表达下调，因此筛选出CmHAT1作为调控体细胞胚胎发育的关键候选基因。（2）CmHAT1定位在细胞核；与转化空载体相比，过表达CmHAT1使体细胞胚胎数量显著减少，体细胞胚胎体积显著增大，而沉默CmHAT1后体细胞胚胎的表型没有显著性差异。【结论】在同等质量的愈伤诱导体细胞胚胎的情况下，过表达CmHAT1后可以调控板栗体细胞胚胎的数量和体积，影响体细胞胚胎的发育。本研究为进一步优化板栗再生体系和遗传转化体系奠定了基础，为利用体细胞胚胎系统创制板栗新种质提供了科学依据。

利用RT-PCR与RACE扩增方法,分别从板栗正常雄花序和芽变短雄花序cDNA中分离出编码板栗天冬氨酸蛋白酶cDNA全长的序列,序列分析表明:克隆的cDNA片段总长分别为1 822 bp和1 909 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小均为1 539 bp,可编码长度为513个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与蓖麻、可可和葡萄的天冬氨酸蛋白酶的蛋白质氨基酸序列相似性分别为83%,80%和75%。正常与芽变短雄花序中天冬氨酸蛋白酶的氨基酸序列存在6个氨基酸的差异,其中有3个位于活性区。后证实分离出的2个天冬氨酸蛋白酶基因在正常雄花序和芽变短雄花序中共同存在,命名为CmAPs1和...

【目的】对柞蚕雌蛾粘液腺的生长发育过程和组织结构特征进行研究,并分析其内容物成分,为阐明粘液腺分泌胶着物质的机理提供参考。【方法】通过解剖获得不同发育时期的粘液腺并制备组织石蜡切片,观察其形态特征及组织显微结构。【结果】随着发育阶段的推进,粘液腺形态呈现出逐渐增大趋势,至羽化前达最大。而粘液腺内容物的颜色亦发生了显著变化,由透明色逐渐变为深黑色。光学显微镜观察结果显示,粘液腺的分泌部和贮藏部横截面结构存在差异,前者具备分泌细胞的特征,而后者不具备。【结论】粘液腺的形态结构特征在不同发育时期及组织部位存在差异。

板栗和锥栗种子发育过程中内源ＡＢＡ含量逐渐上升，达到高峰时间是板栗开花后１０５天、锥栗开花后１００天，随后ＡＢＡ含量均逐渐下降。果实成熟采收时ＡＢＡ含量比高峰时小１０倍。随着种子发育，种子和胚对外加ＡＢＡ的敏感性也逐渐下降，１０－５ｍｏｌ／ＬＡＢＡ可以完全抑制开花后１００天的两个树种种子的发芽，但对成熟种子１０－２ｍｏｌ／ＬＡＢＡ亦不能抑制发芽。ＡＢＡ对成熟前期胚的贮藏蛋白质合成无影响，但能促进成熟中后期胚的贮藏蛋白质的积累作用，ＡＢＡ维持板栗和锥栗贮藏蛋白质合成和积累作用表现在转录水平上。