【目的】通过对大豆受豆卷叶螟幼虫胁迫下的转录组和蛋白质组结果进行联合分析,筛选出一些与大豆抗豆卷叶螟相关的候选基因,为深入认识大豆抗豆卷叶螟的分子调控机制奠定基础。【方法】以高抗材料赶泰-2-2(HR)和高感材料皖82-178(HS)为研究对象,运用RNA-Seq技术和iTRAQ技术鉴定出豆卷叶螟幼虫取食诱导0和48 h时样品间的差异表达基因(DEGs)和差异表达蛋白(DEPs),将在蛋白水平和转录水平关联到的所有可定量数据进行关联分析,计算蛋白水平和转录水平间的相关系数。【结果】蛋白质鉴定结果表明,HR

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。

【目的】南方春大豆种子在生理成熟(R6或R7期)过程中易受高温高湿胁迫影响常会发生种子田间劣变,已经严重制约了中国南方春大豆生产和应用的发展。应用比较蛋白质组学技术,在蛋白表达水平上揭示高温高湿下南方春大豆种子田间劣变性和劣变抗性的机制,为遗传育种改良和新品种选育奠定种质基础。【方法】利用抗种子田间劣变种质湘豆3号和不抗种质宁镇1号为材料,在种子发育到生理成熟期时模拟田间高温高湿胁迫处理,运用双向电泳(2-DE)和MALDI-TOF/TOF鉴定技术研究春大豆种子蛋白质表达谱的变化。【结果】高温高湿胁迫处理和对照条件下(1、5、10、16和24 h),湘豆3号和宁镇1号大豆种子可溶性蛋白的每张2...

【目的】低温是导致香蕉减产的主要自然灾害之一。基于转录组与蛋白质组关联分析参与香蕉抗寒的相关基因、蛋白及信号、代谢通路调控网络，探讨香蕉抗寒的分子机制。【方法】以巴西蕉为试材，在7℃低温下处理1 d(Cold1)和3 d(Cold3)，以28℃培养的巴西蕉为对照（CK），基于笔者课题组前期获得的蛋白质组数据，利用转录组测序技术检测巴西蕉在低温胁迫下基因调控网络的变化，同时与蛋白质组学数据进行关联分析，共同解析巴西蕉响应低温胁迫的分子机制。【结果】转录组分析结果显示，Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3三个对比组分别鉴定出11 370、15 460和9 619个差异表达基因，对这些基因的KEGG富集分析发现，差异表达基因在光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等多个低温胁迫关键信号代谢通路中富集。对部分差异表达基因进行实时荧光定量（qRT-PCR）分析，其中DREB、MAPK和MYB等低温调控关键基因的表达量在低温处理后显著上升，所选20个基因的表达变化趋势与RNA-seq基本相符，证实了RNA-seq的准确性。转录组与蛋白质组关联分析结果显示，共鉴定到6 211个与转录本相对应的蛋白，转录组与蛋白质呈现正相关关系，共有105个转录本及其对应的蛋白表达量共同上调，有218个转录本及其对应的蛋白表达量共同下调。GO富集分析显示，差异表达基因和蛋白在光响应、叶绿体、氧化还原酶活性等功能大量富集。此外，对差异表达基因和蛋白KEGG通路的关联分析发现，低温处理抑制了苯丙素生物合成和光合作用信号途径相关基因及蛋白的表达，促进了α-亚麻酸代谢和谷胱甘肽途径的表达。【结论】运用转录组结合蛋白质组学技术绘制了基因和蛋白质水平上的香蕉抗寒调控网络，并发现香蕉响应低温的信号通路主要涉及光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等途径。

【目的】为揭示豌豆的抗病反应机理,采用蛋白质组学方法对豌豆上胚轴组织中应答GSH的抗病防御蛋白质种类和信息进行分析研究。【方法】以50mmol·L-1还原性谷胱苷肽(reduced glutathione,GSH)作为抗病激发子,利用高通量2-DE和MALDI-TOFMS质谱技术大规模分离和鉴定豌豆白化苗中与抗病防御相关的差异蛋白质点。【结果】从GSH处理48h的豌豆白化苗上胚轴组织中共分离筛选得到4种蛋白质与豌豆的抗病防御反应密切相关,包括病程相关蛋白PR10(PI49)、脱落酸胁迫响应蛋白ABR17和ABR18及1个富含甘氨酸的RNA束缚蛋白(GRPs)。发现ABR17与PI49在GSH逆...

【目的】定位大豆蛋白质和油分含量QTL及互作分析,为大豆品质性状QTL精细定位和分子辅助育种提供基础。【方法】以Charleston和东农594为亲本,构建了含147个株系的重组自交系,以F2:19—F2:20代重组自交系为试验材料,利用Windows QTL Cartographer V.2.5软件的复合区间作图法和多重区间作图法,对该群体的蛋白质和油分含量进行QTL定位分析,并利用QTL Network 2.1软件分析QTL间的上位性效应及环境互作效应。【结果】采用CIM和MIM 2种算法在2011和2012年哈尔滨、红兴隆、佳木斯和牡丹江每年3个地点共6个种植环境下共定位了9个蛋白质和1...

【目的】探究叶面喷施氮素缓解花后高温导致的春小麦(Triticum aestivum L.)早衰的分子机理。【方法】采用单因素对比试验，设春小麦花后高温前叶面喷氮（D20）和不喷氮（CK）2个处理，喷氮后在人工气候室中进行高温（35±2）℃处理，连续处理3 d，时间为9:00—17:00，高温结束后开始取样，测定高温处理后春小麦旗叶可溶性糖、淀粉含量及淀粉酶活性，并对春小麦旗叶进行转录组、蛋白组测序。【结果】高温处理后，D20处理春小麦旗叶的可溶性糖、直链和支链淀粉含量及淀粉酶活性均显著高于CK。转录组和蛋白质组联合分析表明，与CK相比，D20处理春小麦旗叶中共鉴定出3441个差异基因（Differential expressed genes，DEGs）和150个差异蛋白（Differential expressed proteins，DEPs），其中相关联的差异因子23个，包括13个基因上调和10个基因下调及8个蛋白质上调和15个蛋白质下调。在基因和蛋白水平上有16个因子表达一致，包括7个上调因子和9个下调因子。GO和KEGG富集发现，在基因和蛋白水平上，春小麦硫胺素代谢、蔗糖淀粉代谢和苯丙烷类生物合成均发生上调表达。春小麦的THI1和bglx基因上调表达，硫胺素含量、可溶性糖、香豆素和木质素含量增加，抗逆性增强。对表达趋势一致的春小麦旗叶基因和蛋白的差异基因进行实时定量PCR，结果与转录组分析一致，差异基因在两者中均表现为上调表达。【结论】春小麦花后高温处理前喷氮可调控硫胺素代谢、蔗糖淀粉代谢和苯丙烷类生物合成相关基因和蛋白的表达模式，从而缓解花后高温造成的早衰，提高春小麦产量。

【目的】对大豆质核互作雄性不育系NJCMS1A及其同型保持系NJCMS1B的二胞花粉期花药进行差异蛋白质组学研究,探讨大豆质核互作雄性不育的分子机制。【方法】采用双向凝胶电泳技术对其蛋白质进行分离,凝胶用考马斯亮蓝染色,使用PDQuest软件分析蛋白质图谱,利用基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对差异表达蛋白进行质谱分析,获得肽质量指纹图谱,用Profound和Mascot软件搜索NCBInr数据库,初步鉴定差异表达蛋白并分析其功能。【结果】在分子量18.4～116.0kD、等电点4～7线性范围内,检测到约212个蛋白点,差异表达蛋白点24个。其中10个在NJCMS1...

【目的】基于全基因组重测序结果,开发与高蛋白、耐荫、抗倒伏等性状紧密相关的分子标记,同时利用开发的分子标记构建遗传连锁图谱,并对籽粒蛋白质含量进行QTL定位,为后续高蛋白、耐荫、抗倒育种研究提供参考和分子标记资源。【方法】以大面积栽培品种南豆12和地方品种十月黄为亲本,构建F2分离群体。对亲本材料进行覆盖度约为40×的全基因组重测序,用BWA、GATK及Breakdancer等软件比对,检测亲本材料在全基因组范围内的突变类型,挖掘相关变异基因。结合种子不同发育时期和荫蔽处理获得的转录组数据,结合qRT-PCR对发生突变的储藏蛋白、环境适应相关基因进行表达规律分析。同时,基于重测序数据,挖掘亲本间存在于基因编码区的SNP位点,对其进行酶切位点分析,将SNP标记转化为CAPS或dCAPS标记。此外,搜索亲本间存在的插入/缺失变异位点,在插入/缺失位点两侧高度保守的区域设计引物开发InDel标记。对开发的CAPS标记和InDel标记进行多态性筛选,选取具有多态性的CAPS分子标记和InDel标记,对F2材料进行基因分型。根据分型结果,利用JoinMap 4.0软件进行遗传连锁图谱的构建。依据构建的遗传图谱,结合近红外分析获得F2材料的籽粒蛋白质含量数据,使用Windows QTL Cartographer V2.5软件对大豆籽粒蛋白质含量进行QTL分析。【结果】测序结果显示,南豆12大量储藏蛋白、环境适应相关的重要基因或同源基因发生突变。转录组数据分析结果显示部分变异基因呈现不同的表达模式且差异显著,qRT-PCR分析进一步验证了该结果。此外,经检测开发的540个CAPS分子标记中有332个具有酶切多态性,300对InDel引物中有201对引物能扩增出多态性。基于533个多态性分子标记构建了一张包含20个连锁群的遗传连锁图谱,覆盖长度2 973.87 cM,标记间平均遗传距离5.58 cM。利用此图谱对大豆籽粒蛋白质含量进行QTL定位,共检测到QTL位点6个,可解释4.68%—18.25%的表型变异。【结论】基于亲本间的变异位点,共开发了533个多态性分子标记(包含8个基因特异性分子标记),检测到6个大豆籽粒蛋白质含量QTL位点,其中,主效QTL位点1个(qSPC-6)。

藤壶是一种重要的海洋污损生物，其在海洋工程设备表面的附着严重地影响着设备的使用，造成巨大的经济损失。发展环境友好的藤壶防除技术离不开对藤壶附着机理的深刻理解，而目前对于藤壶附着变态过程的调控机理尚未研究清楚。藤壶幼虫的附着涉及幼虫的生长发育、基底的探索、变态过程以及藤壶胶的分泌等多个复杂过程，传统的细胞生物学和分子生物学方法难以对这些过程进行详尽地分析。近年来，基于高通量测序技术的转录组学和蛋白质组学成为研究污损生物附着过程的重要手段，在揭示藤壶幼虫附着机理方面积累了大量的数据。本文综述了近年来国内外对于藤壶附着机理的研究，总结了利用组学方法研究藤壶幼虫的附着和变态过程、藤壶胶的成分和固化机理方面的研究进展，对未来防污技术的研究方向提出建议。

【目的】研究大豆异黄酮与脂肪、蛋白质含量基因定位及相关性,为大豆品质改良、分子育种及基因克隆等应用提供理论依据。【方法】利用SSR技术,对晋豆23号和灰布支杂交构建的F13代大豆重组自交系群体的474个家系进行了连锁图谱的构建。在此基础上,利用WinQTLCart2.0软件分析了影响大豆异黄酮含量、脂肪含量和蛋白质含量3个重要品质性状的QTL,通过复合区间作图分析,检测QTL;同时,对异黄酮与脂肪、蛋白质的含量相关性分析。【结果】检测到23个QTL,其中控制异黄酮含量QTL有6个,分别定位在J、N、D2和G染色体的连锁群上;控制脂肪含量的QTL有11个,分别定位在第A1、A2、B2、C2和D2...

以高抗大豆胞囊线虫3号生理小种品种灰皮支黑豆(ZDD2315)为父本,高感大豆胞囊线虫3号生理小种品种辽豆15为母本,配制杂交组合,利用分离群体分组分析法将杂交后代分为抗池和感池。采用三氯乙酸/丙酮法提取大豆根系总蛋白质,运用双向电泳和质谱分析技术研究大豆胞囊线虫3号生理小种胁迫下不同抗性大豆杂交后代根系蛋白质组的变化。结果表明:抗池、感池分别有367,372个蛋白点在银染的2-D胶上分离,经ImageMaster 2D Platinum software对2-D胶分析后,以感池为参考胶,抗池有6个蛋白点特异表达,13个蛋白点的含量上调2倍以上,4个蛋白点的含量下调2倍以上,感池有4个蛋白点特...

[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。

为了充分挖掘野生大豆种质资源中的高蛋白基因及其连锁标记,以来自中国、韩国和日本,涵盖第4,5,6,7,8熟期组的508份野生大豆种质资源为材料,通过全基因组关联分析挖掘与野生大豆中高蛋白基因相关的SNP。参试材料蛋白含量数据从美国农业部种质资源信息网下载,为2 a利用凯氏定氮法测定蛋白含量数据平均值,基因型数据从Soybase网站下载,利用Illumina公司大豆50K芯片(SoySNP50K BeadChip含有52 041个SNP标记)检测获得。结果表明,参试材料蛋白含量呈正态分布,介于38.1%～56.9%,平均48.1%,标准差2.71%。遗传结构分析将参试材料划分为3组,分别包含271,111,126份材料。基于混合线性模型的关联分析,共检测到与蛋白含量相关的SNP位点74个,散布在19条染色体的60个单倍型区段内。显著性SNP位点LOD平均值为3.47,SNP位点BARC_1.01_Gm_01_54656209_A_G的LOD值最大,为5.18。根据显著性SNP位点富集程度,确定第11号染色体常染色质区15 128 832～15 253 199 bp、第12号染色体异染色质区26 842 687～27 818 244 bp的单倍型区段为本研究中的2个蛋白含量显著性相关区段,命名为HAP_11_1和HAP_12_1。HAP_11_1中,SNP位点BARC_1.01_Gm_11_15167305_G_A的LOD值最大,为3.80,可解释遗传变异为2.88%。HAP_12_1中,SNP位点BARC_1.01_Gm_12_27563620_C_T的LOD值最大,为4.12,可解释遗传变异为3.23%。为野生大豆高蛋白基因育种利用提供了检测标记,为野生大豆高蛋白基因克隆提供了线索。