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[期刊] 中国农业科学
[作者]
戚仁洁 宁宇 刘静 刘之洋 徐海 罗志丹 陈龙正
【目的】皂苷是苦瓜果实苦味的主要来源，具有降血糖、抗癌等多种药用价值。鉴定和挖掘参与调控苦瓜皂苷生物合成的代谢通路及基因，为进一步深入解析苦瓜皂苷形成的分子机制提供参考。【方法】以苦瓜高代自交系GK24为试验材料，分别在子房期（T1）、幼果期（T2）、商品果期（T3）和完全成熟期（T4）取果实组织，通过香草醛-冰醋酸法测定不同时期的苦瓜皂苷含量，利用转录组测序的方法鉴定差异表达基因。【结果】从T1到T4，苦瓜内源皂苷含量随着果实发育而呈现显著下降的趋势。转录组测序共鉴定到17 504个基因，在T1-vs-T2、T2-vs-T3和T3-vs-T4三组比较中，下调表达基因数量均高于上调表达基因数量。GO富集分析表明含磷复合物代谢过程、驱动蛋白复合体和2-琥珀酰-6-羟基-环己二烯-1-羧酸合成酶活性分别是生物过程、细胞组分及分子功能模块最显著富集的条目。KEGG分析显示全局与概述图谱、碳水化合物代谢和氨基酸代谢是3组比较中共同的最显著富集的代谢通路。根据表达模式可将基因划分为20个模块，其中profile 0中基因的表达量从T1到T4逐渐降低，与苦瓜果实发育过程中皂苷含量变化规律一致。从profile 0中鉴定出与苦瓜皂苷生物合成相关的基因14个，包括萜类骨架生物合成通路上的基因AAT1、HMG1、MVK、PMK、MVD2和FPS1，倍半萜与三萜生物合成途径中的基因SS12、SQE1和CPQ及后修饰酶基因CYP97A3、CYP71AN24、UGT94E5及UGT73C6。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果与RNA-seq结果一致。【结论】苦瓜果实中皂苷含量随着果实不断成熟而逐渐降低。苦瓜皂苷生物合成首先通过上游的萜类骨架生物合成（ko00900）代谢途径完成萜类皂苷骨架的积累，随后通过倍半萜与三萜生物合成（ko00909）代谢途径以及下游的氧化还原酶、糖基转移酶的修饰最终生成皂苷，本研究通过转录组测序共鉴定到14个与苦瓜皂苷生物合成相关的基因。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
隋哲 程旭 王海燕 余海忠
【目的】以襄麦冬(Liriope spicata var.prolifera Y. T. Ma)为对象，通过转录组学技术筛选、发掘相关功能基因，以期解析襄麦冬块根中甾体皂苷的生物合成。【方法】选取襄麦冬始见期块根样本和膨大期块根样本，使用转录组测序、序列注释分析、RT-qPCR等技术，验证并筛选多个与甾体皂苷合成相关的关键基因。【结果】共获得2个襄麦冬转录组的多条高质量序列(始见期样本59 405 731条；膨大期样本71 478 348条),共88 239条被注册到GO、COG、KOG、KEGG等数据库中。其中，通过GO数据库注释了42 388条拼接序列(分为3大类60个功能亚类),并在2个襄麦冬转录组中发现5563个差异表达基因；通过比对COG/KOG数据库，发现10 077条序列可注释到23个COG类群，8187条序列可注释到25个KOG类群，均与襄麦冬块根的生长及代谢有关。基于KEGG数据库的代谢通路分析表明，26 626条拼接序列可映射到不同的KEGG途径中，1981个差异表达基因被映射到227条KEGG途径；进一步筛选出43个可能参与甾体皂苷生物合成的差异表达基因后，并选取其中8个关键基因进行qRT-PCR验证。8个基因在襄麦冬不同生长时期表现出不同的表达量，与甾体皂苷合成有关的基因表达上调，且表达差异与转录组分析结果一致。该结果进一步验证了甾体皂苷在襄麦冬块茎中的生物合成途径，同时说明甾体皂苷的合成代谢与襄麦冬生长阶段性之间的相关性。【结论】初步揭示与襄麦冬甾体皂苷生物合成有潜在关联的基因和代谢通路，为今后进一步研究襄麦冬甾体皂苷的主要关联基因及代谢通路的功能以阐明其合成机理奠定了基础。
关键词：
襄麦冬 甾体皂苷 合成酶基因 转录组解析
[期刊] 西南农业学报
[作者]
何芳练 刘莉莉 蒋慧萍 韦绍龙 邱祖杨 董伟清
【目的】获取芋（Colocasia esculenta）全长转录本序列和结构信息，并挖掘淀粉生物合成相关基因和转录本的结构信息，为后续阐明芋淀粉生物合成的分子机制及深入利用芋基因资源提供科学依据。【方法】以荔浦芋1号为试材，采集其3月龄植株的不同组织（叶片、叶柄、球茎、匍匐茎和根）开展混合样三代全长转录组测序，对获得的转录本进行功能注释，通过生物信息学方法分析转录本可变剪接（AS）、可变多聚腺苷酸化（APA）、长链非编码RNA（lncRNA）、转录因子（TF）和简单重复序列（SSR）等的结构信息，通过京都基因和基因组百科全书（KEGG）注释获得芋淀粉生物合成相关的基因和转录本，并对其进行AS和APA分析。【结果】通过对芋叶片、叶柄、球茎、匍匐茎和根混合样开展三代全长转录组测序，共获得全长转录本序列38043条；通过与参考基因组进行比对，鉴定出新转录本31058条，其中28785条获得功能注释；通过对转录本结构分析，共鉴定出9360个AS事件、6436个基因存在poly(A)位点、25081个SSR位点、304个lncRNA、1911个融合转录本和1608个TF。通过KEGG注释获得芋淀粉生物合成相关基因14个和转录本60条；对获得的转录本进行AS和APA分析发现，6个基因发生了AS事件，包括内含子保留（IR）、5'端可变剪接（A5SS）、3'端可变剪接（A3SS）、外显子跳跃（ES）和互斥可变外显子（MEE）5种类型，有10个基因存在poly(A)位点，其中7个基因存在2个及2个以上poly(A)位点。【结论】通过三代全长转录组测序分析获得芋全长转录本序列和结构信息，挖掘到芋淀粉生物合成相关基因14个，转录本60条，可作为后续阐明芋淀粉生物合成分子机制及深入利用芋基因资源的科学依据。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
袁洁 何登骥 何加太 詹庆才 周昆 何艳 阳永建 魏颖娟 陶湘林 唐汉军
针对花粉管通道法导入苦瓜DNA的籼稻子代D9和受体RT,采用IlluminaHiSeq TM平台进行全基因组重测序,分析了精米的基本营养成分、总皂苷成分以及膨胀势和米饭的食味品质。结果表明:苦瓜的部分DNA片段被整合进了受体水稻的DNA中,使生理活性成分总皂苷含量显著提高;苦瓜基因对水稻的营养成分有改善作用,使脂肪含量增加,膳食纤维与灰分的含量有所减少。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
袁洁 何登骥 何加太 詹庆才 周昆 何艳 阳永建 魏颖娟 陶湘林 唐汉军
针对花粉管通道法导入苦瓜DNA的籼稻子代D9和受体RT,采用IlluminaHiSeq TM平台进行全基因组重测序,分析了精米的基本营养成分、总皂苷成分以及膨胀势和米饭的食味品质。结果表明:苦瓜的部分DNA片段被整合进了受体水稻的DNA中,使生理活性成分总皂苷含量显著提高;苦瓜基因对水稻的营养成分有改善作用,使脂肪含量增加,膳食纤维与灰分的含量有所减少。
[期刊] 华北农学报
[作者]
郭静文 史晓蕾 刘茜 赵青松 邸锐 刘兵强 闫龙 王凤敏 张孟臣 赵宝华 杨春燕
通过转录组测序技术挖掘蛋白质合成相关基因,为解析蛋白质合成机制奠定基础。以遗传背景相近但蛋白含量差异较大的大豆高蛋白品系冀HJ117(蛋白质含量52. 99%)及其回交亲本冀豆12(蛋白质含量46. 48%)为研究材料,利用转录组测序技术和生物信息学分析,以期挖掘大豆籽粒蛋白质合成相关基因。通过对转录组数据中冀HJ117和冀豆12差异表达基因的分析筛选,共得到336个差异表达基因,其中冀HJ117较冀豆12有195个上调表达基因,141个下调表达基因。通过GO功能富集分析,发现在分子功能类型中注释的差异基因主要与催化和连接等功能相关; KEGG显著富集分析发现差异表达基因主要富集在蛋白质内质网合成途径中,该途径共筛选到34个差异表达基因,其中33个基因在冀HJ117中表达量较高。从该途径中筛选出9个候选基因,采用荧光定量PCR方法检测其表达量,表达趋势与RNA-Seq检测结果基本一致,证实了RNA-Seq数据的可靠性。RNA-Seq测序结果获得了与蛋白质合成相关基因的基本信息,蛋白质内质网合成途径可能是冀HJ117与冀豆12蛋白质含量产生差异的重要通路。
[期刊] 华北农学报
[作者]
潜宗伟 陈海丽 崔彦玲
为了发掘茄子萼片刺形成的相关基因,为茄子萼片刺形成的机理和基因定位奠定基础,以萼片有刺和萼片无刺的2个自交系1607和1608为材料,构建了F2遗传分离群体,利用新一代高通量测序手段对双亲和2个混池的转录组进行了测序分析。通过转录组分析,共获得409 363 358个干净的高通量序列,其中比对到参考基因组的序列共有311 756 616个,比对效率均大于75. 00%。发掘24 310个新基因,其中获得注释信息的新基因总数为1 540个。对转录组测序获得的全部基因表达量进行了分析,在双亲中共得到2 438个差异表达基因,其中97个差异基因在2个混池中同时存在。通过对差异基因的注释分析,富集到了可能与茄子萼片刺形成的相关的候选基因3个:Sm CKX(Eggplant_newGene_1802)、Sm STS(Sme2. 5_09750. 1_g00002)和Sm FAR(Eggplant_newGene_4241)。Sm CKX是一个茄子细胞分裂素氧化酶/脱氢酶相关基因,与番茄的Solyc04g080820. 2和Solyc04g080810. 3,拟南芥的At CKX6具有同源性。Sm STS是茄子水苏糖合成酶相关的基因,与番茄的Solyc01g079300. 3基因和拟南芥的AT4G01970. 1基因同源性较高。Sm FAR是一个脂肪酰辅酶A还原酶相关基因,与番茄Solyc11g067180. 2基因(FARx相关基因)同源。以上同源基因参与了植物角质,小檗碱和蜡生物合成途径、细胞分裂素合成途径和水苏糖代谢途径,因此,茄子萼片刺的形成可能具有相同的代谢调控途径。
关键词：
茄子 萼片刺 转录组 基因
[期刊] 西南农业学报
[作者]
吴萍 王晓宇 李青苗 郭俊霞 张松林 方清茂
【目的】为获得白芷转录组序列信息,了解不同产地间白芷的差异表达基因情况。【方法】以白芷根为研究对象,采用Illumina HiSeq X Ten平台对不同产地白芷进行高通量转录组测序,并对其差异表达基因进行筛选和分析。【结果】川白芷产地间、亳白芷产地间及川白芷与亳白芷间的差异基因总数分别为2686、1704、11 549条,分别被GO富集注释11 038、434、5604条,差异基因的主要功能与细胞组成、细胞、细胞器、结合、催化活性、细胞过程及代谢过程有关。KEGG通路分类显示,差异表达基因被分为4大类,24个小类,所在通路主要与代谢过程相关。与白芷主要化学成分香豆素和挥发油合成相关的4-香豆酸连接酶、丙氨酸氨解酶、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶在川白芷中表达量升高,1-脱氧-D-木糖-5-磷酸合成酶、脱氢多萜醇焦磷酸合成酶在川白芷中表达量降低。【结论】通过转录组测序分析了不同产地白芷根基因差异表达状况,为白芷药材道地性品质的形成提供了理论依据。
关键词：
白芷 转录组测序 差异表达基因
[期刊] 林业科学
[作者]
胡玉玲 姚小华 任华东 王开良 林萍
通过对油茶成花过程的转录组测序及其成花相关基因的表达分析,结果表明:转录组测序总共获得28 448 847个reads,5 742 023 480 bp数据量,GC含量为46.52%;拼接成大于200 bp以上的Unigenes有94 476条,N50长度为806 bp,其中1 kbp以上的Unigenes共12 643条,占Unigene总数的13.38%;Unigenes在各数据库中功能注释数目,在COG中有9 095条,在GO中有27 201条,在KEGG中有6 431条,在Swissprot中有24 534条,在TrEMBL中有36 393条,在Nr中有36 400条,在Nt中有30 ...
[期刊] 草业科学
[作者]
郭强 王英哲 王昆 徐博
本文采用高通量Illumina Hiseq测序平台对紫花苜蓿(Medicago sativa)的铅胁迫处理组(Pb96)和对照组(CK)进行转录组测序,并对测序数据进行分析,探究紫花苜蓿抗铅应答的分子机制。结果表明,在铅胁迫处理下共检测到2 242个差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)。其中,1 321个DEGs上调表达,921个DEGs下调表达。GO (Gene ontology,http://www.geneontology.org/)富集分析,差异表达基因主要涉及物质代谢、蛋白结合、催化活性等。KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes,http://www.genome.jp/kegg/)分析,差异基因主要涉及代谢途径、光合作用、淀粉和蔗糖代谢等。COG (Clusters of orthologous groups of proteins/orthologous groups of genes)分析,差异基因主要涉及"碳水化合物的运输和新陈代谢"、"翻译、核糖体结构和生物发生"、"次生代谢产物的生物合成、转运和分解代谢"等。本研究通过对紫花苜蓿根系转录组分析,为研究紫花苜蓿耐铅分子机制提供参考。
关键词：
紫花苜蓿 转录组 铅胁迫 耐铅基因
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
王志伟 李涵 邹甜 孙波 孙小武
以西瓜品种和欣(HX)和黑媚娘(HMN)的幼苗叶片为材料,经60 mg/kg氯化镉溶液处理(以未经氯化镉溶液处理的为对照)后,采用Illumina测序技术对转录组进行高通量测序,探讨西瓜镉胁迫的分子机理。结果表明:在黑媚娘处理组(HMN)和对照组(HMNCK)中共检测到8 579条差异基因,其中有4 297条基因表达显著上调,4 282条基因表达明显下调;在和欣处理组(HX)和对照组(HXCK)中共检测到7 108条差异基因,其中有3 662条基因表达显著上调,3 446条基因表达显著下调;不同组间差异基因的维恩图表明,HMN和HX组间有5 656条差异基因;根据不同数据库的注释信息,发现西瓜体内与镉胁迫相关的差异表达基因主要包括响应光合作用、信号转导、次生物质代谢、转录因子等相关基因;转录因子MYB、AP2/EREBP、bHLH、NAC和WRKY家族可能在西瓜响应镉胁迫中具有重要作用。用q RT–PCR技术对随机挑选的7条基因进行荧光定量验证,结果与Illumina测序数据一致,证实了差异表达基因数据的有效性。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
林淑婷 钟金仙 王火珠 刘亚婷 姜兆华 赖正锋 吴立东
[目的] 探究苦瓜皂苷坐果期间不同发育阶段的变化特征、差异性以及相关性研究，为苦瓜的功能性育种、最佳采收期确定及品质调控提供科学依据。[方法] 以自主选育的苦瓜‘明绿5号’为研究对象，通过香草醛法、高效液相色谱-质谱法、离子发射光谱仪等对苦瓜皂苷的组成、含量及其理化因子进行探究，并对结果进行化学计量学分析。[结果] 不同发育阶段苦瓜总皂苷含量差异极显著（P<0.01），总体呈下降趋势，含量变幅为3.14～10.64 mg·g~(-1)，而单果总皂苷含量呈上升趋势，含量变幅为9.03～77.14 mg。特征图谱共标定共有峰55个，包含了苦瓜皂苷的大部分信息，不同发育阶段共有峰峰面积RSD的变幅为14.68%～193.01%，其中变幅在50%以上的共有峰占比达85.45%。聚类分析与主成分分析结果一致，均将幼果期3个批次聚成一类，膨大期聚为一类，3个成熟期聚为一类。通过偏最小二乘分析，青熟期至完熟期差异较小，但与幼果期、膨大期差异显著，经质谱确证，最终确定了10个特征差异代谢物。相关性分析表明，在坐果期间，差异代谢物总体与总皂苷、果形指数、氮元素、磷元素和铜元素呈极显著正相关（P<0.01），与果实纵径、果实横径、单果重、果肉厚和含水率呈极显著负相关（P<0.01）。[结论] 不同发育阶段苦瓜皂苷组成较稳定，总皂苷及其组分含量有显著性差异。转色期可作为以皂苷收获为目标的最佳采收期。苦瓜皂苷L、苦瓜皂苷K等10个单体皂苷组分是不同发育阶段的主要活性单体，其变化与总皂苷、果形指数以及氮、磷、铜元素密切相关。
[期刊] 水产学报
[作者]
刘慧芬 卢良盛 王静 周传江 顾钱洪 马晓 冯军厂 聂国兴 李学军
为筛选影响花■卵巢发育相关的基因,采用Illumina Hiseq技术对花■脑、卵巢和肝脏组织进行高通量转录组测序。结果显示,3个组织分别产生了49 484 132、47 540 538和50 622 304个clean reads,组装后共获得了99 878个unigenes,平均长度为1 430 bp。DE seq分析发现,在脑vs.卵巢组中特异性表达的基因数为2 305个,脑vs.肝脏组中特异性表达的基因数为839个,卵巢vs.肝脏组中特异性表达的基因数为1 474个,3个比较组共有的差异表达基因数为860个。GO分析发现,上述差异表达基因主要集中在初级代谢过程(primary metabolic process)、单细胞过程(single-organism process)、有机物代谢过程(organic substance metabolic process)等生物学过程中。KEGG pathway分析显示,一些与卵巢发育和减数分裂相关的信号通路得到了显著富集,如GnRH信号通路、类固醇激素合成、TGF-β信号通路、卵母细胞减数分裂等代谢通路。本研究结果丰富了花■的基因资源,可为花■的繁殖生物学研究提供基础数据。
关键词：
花■ 卵巢发育 转录组
[期刊] 中国农业科学
[作者]
肖涛 李辉 罗韦 叶涛 余欢 陈友波 石钰仕 赵德鹏 吴芸
【背景】绿壳蛋深受消费者喜爱，蛋壳绿色的深浅在市场上是影响绿壳蛋定价销售的重要参考指标。绿壳蛋的形成受多基因共同调控，蛋壳绿色深浅不一，其分子机理尚不清楚。通过对赤水乌骨鸡蛋壳腺组织进行转录组测序，挖掘其调控绿壳蛋蛋壳颜色深浅的候选基因以及关键信号通路，探究影响蛋壳颜色遗传性，以期发展绿壳蛋的选种选育和提高经济效益。【目的】探讨赤水乌骨鸡的遗传基础，并通过SLCO1B3基因分型对其进行鉴定和筛选，以期通过分子标记在青壳鸡育种规划中提供新的见解，并在后期的选择策略中帮助控制和提高赤水乌骨鸡蛋壳品质的同质性。【方法】以纯系的280日龄赤水乌骨鸡为研究对象，屠宰产浅绿色蛋（QL）和深绿色蛋（SL）的母鸡各3只，采集蛋壳腺以RNA-seq技术检测分析，筛选与蛋壳颜色密切相关的差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs），并对这些DEGs进行GO和KEGG富集分析。利用qRT-PCR技术检测与蛋壳颜色相关的6个候选基因的转录水平变化以验证转录组数据可靠性。【结果】在深绿组与浅绿组中共筛选到93个显著DEGs，有59个基因在深绿组中显著上调，34个显著下调。DEGs注释到GO数据库进行比对，主要显著性富集的是钠离子转运、负离子结合、肌质网膜等。KEGG分析富集程度最显著的是醛固酮调节钠的重吸收，以及富集的矿物质吸收、亚油酸的新陈代谢等信号通路。通过qRT-PCR验证，结果显示这些基因的表达趋势与转录组的测序结果一致。【结论】经功能分析，TF基因、SCNN1家族基因、CYP450家族基因、SLC家族基因和FAM家族基因，以及醛固酮调节钠的重吸收信号通路参与蛋壳色素合成、转运和沉积。上述基因和信号通路可能是影响赤水乌骨鸡蛋壳绿色深浅不一的候选基因和关键信号通路。
[期刊] 中国水产科学
[作者]
杨爱馥 周遵春 高杉 孙红娟 潘泳嘉 陈仲 董颖
为了寻找仿刺参(Apostichopus japonicus)养殖期间的"化皮病"关键调控基因,并分析这些基因所参与的信号通路,对本课题组前期已获得的仿刺参"化皮"I期(早期)、II期(中期)和III期(后期)3个阶段的病变及其同一个体正常体壁组织之间的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)进行进一步分析。主成分分析(principal component analysis,PCA)结果显示,"化皮"II期病变组织与正常组织之间的差异最小,"化皮"I期与III期表达关系比较接近,"化皮"II期是一个"转折期"。KEGG富集分析结果显示,补体与凝血级联(Complement and coagulation cascades)通路和细胞外基质受体(ECM-receptor interaction)通路在"化皮"3个阶段都显著改变。通过构建"化皮"过程关键差异表达基因调控网络,发现Ig GFc-binding protein(Fc GBP)基因和Tenascin(TN)蛋白家族基因在"化皮"不同阶段参与到发生显著变化的信号通路。q RT-PCR验证结果显示,5个DEGs在仿刺参"化皮"不同阶段表达趋势与RNA-Seq结果一致,皮尔逊相关系数r值为0.7714。"化皮"过程关键调控基因的筛选将为抗逆品种选育以及"化皮病"的防控提供科学依据。
关键词：
仿刺参 化皮 差异表达基因 调控网络
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