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[期刊] 西南农业学报
[作者]
郑乾明 王小柯 马玉华
【目的】分离红肉火龙果成熟茎中表达的基因全长序列,为研究参与蔗糖合成和降解等重要代谢途径的候选基因生理功能提供基础。【方法】提取红肉火龙果成熟茎总RNA,采用基于Pacbio Sequel平台的转录组测序进行全长转录组分析。对获得的序列进行功能注释和分类,并与此前基于illumina平台的转录组测序结果进行比较分析。【结果】全长转录组测序共获得30 313条高质量转录本,平均长度为1 829 bp。预测获得编码序列(Coding sequence,CDS)数量为40 255个,长度为297~5 202 bp,平均长度为1 179 bp;共计13 939条转录本在公共数据库被注释,占所有转录本数量的45.98%;在NR数据库中注释的转录本数量占比为45.49%,注释转录本数量较多的物种为甜菜和菠菜,占比分别为50.95%和24.90%。与此前基于illumina平台的转录组测序联合分析,获得若干在成熟茎中表达的蔗糖代谢相关基因的全长序列。【结论】基于全长转录组测序获得的转录本长度显著长于illumina平台的转录组测序,有利于后续分离和研究红肉火龙果成熟茎中重要代谢途径的功能基因全长。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
魏长宾 武红霞 马蔚红 王松标 孙光明
以爱文芒果(Irwin)为试材,研究了爱文芒成熟阶段的蔗糖代谢。结果表明:爱文芒果实中可溶性糖含量最多的是蔗糖(81.79 mg.g-1)、果糖次之(30.15 mg.g-1),葡萄糖最少(9.95 mg.g-1)。爱文芒的酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)在采收前活性差别不大,在后熟阶段,AI、SS、SPS活性显著增加,并且SPS活性达到最高值,NI略有增加。葡萄糖含量采后呈先增后减的趋势,果糖含量采前缓慢增加,采后迅速增加,蔗糖含量在采前略有增加,采后呈快速积累趋势,并且含量达到最高值。爱文芒果的糖代谢关键时期是采后阶段,并且以积累蔗糖为主...
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
袁亚芳 赵珍珍 王威 陈清西 余志雄
采用红外吸收光谱分析技术以及液相色谱-质谱联用技术,对提取、纯化得到的火龙果果皮红色素进行官能团、组分及结构分析.结果表明:火龙果果皮红色素均为甜菜苷;共得到6种组分的甜菜苷,以5-O-β-葡萄糖-甜菜苷为主要成分.
关键词:
火龙果 色素 提取 纯化 HPLC-MS
[期刊] 西南农业学报
[作者]
郑乾明 王小柯 马玉华
【目的】检测果实甜菜红素含量,克隆HpCYP76AD1基因并分析其表达模式,分析基因表达与甜菜红素含量之间的关系,为研究红肉火龙果果实甜菜红素积累的分子机制和改良果实营养价值提供理论依据。【方法】利用比色法测量果实成熟期间甜菜红素的相对含量,基于果实转录组测序数据结合RT-PCR克隆获得HpCYP76AD1基因,分析该基因编码蛋白质的理化性质和系统进化关系,通过qRT-PCR检测HpCYP76AD1基因在果实成熟期间的表达模式。【结果】红肉火龙果果实成熟期间甜菜红素快速积累,成熟果实(授粉30 d)中的含量约是授粉20 d的150倍。HpCYP76AD1基因的开放读码框长度为1 521 bp,编码长度为 506个氨基酸的蛋白质序列。HpCYP76AD1蛋白的相对分子量为57.5 kDa,预测等电点为8.86。HpCYP76AD1氨基酸序列与梨果仙人掌OfCYP76AD8相似度最高,达89.96%。HpCYP76AD1与甜菜BvCYP76AD1、紫茉莉MjCYP76AD3和紫色苋菜花AcCYP76AD2属于CYP76AD1家族α类,HpCYP76AD1在果实甜菜红素积累的两个羟基化反应中均具有催化活性。HpCYP76AD1基因在果实成熟期间显著上调表达,与果实甜菜红素的积累模式正相关。【结论】红肉火龙果细胞色素P450家族成员HpCYP76AD1基因属于α类,可能在甜菜红素积累的两步羟基化反应中均具有催化活性;在果实成熟期间大幅上调表达,参与果实甜菜红素积累。
[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] 华北农学报
[作者]
窦佳欣 田甜 王鹏 刘媛 陈涛 张沛沛 杨德龙
蔗糖是小麦茎秆可溶性碳水化合物的主要运输形式,对小麦生长发育和籽粒灌浆起关键调控作用,属于典型的数量性状,遗传基础复杂。在全基因组水平上挖掘小麦茎秆蔗糖积累转运显著相关的SNP位点及候选基因,为相关基因克隆和分子标记辅助选择提供理论依据。在不同环境条件下,通过测定117份国内小麦品种开花期、灌浆期和成熟期茎秆蔗糖含量,计算蔗糖花前、花后转运率和对籽粒灌浆的贡献率等7个性状的表型,基于35K SNP芯片基因型分型,采用混合线性模型MLM(Q+K)进行全基因组关联分析(GWAS)及候选基因预测。在不同环境条件下,不同小麦品种茎秆蔗糖积累转运相关性状表型变异广泛,变异系数为9.53%~45.70%,广义遗传力为0.32~0.49。基因分型表明,SNP标记多态性信息含量(PIC)为0.10~0.38,群体结构分析将供试材料分为4个亚群。通过MLM(Q+K)模型检测到146个与茎秆蔗糖积累转运相关性状显著关联的SNP位点,其中3个位点均在2个环境中被检测到。对稳定显著关联的SNP位点上下游各200 kb物理位置范围内进行候选基因挖掘,筛选出13个与蔗糖积累转运相关性状有关的候选基因,其中TraesCS1B02G324100(核苷二磷酸糖转移酶基因)、TraesCS1B02G324200(纤维素合酶基因)、TraesCS1B02G324300(β-1,3-葡聚糖酶基因)与糖代谢相关。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
齐红岩 刘勇 衣宁宁 谢伟 张建红
对五大类群薄皮甜瓜代表品种"玉美人"、"龙甜三号"、"高甜黄金道"、"日本甜宝"和"香沙蜜"等成熟果实品质和蔗糖代谢酶的测定,结果表明,"玉美人"的水分、氨基酸、苹果酸、酒石酸、总的有机酸和蔗糖的含量较高,"高甜黄金道"的果糖含量较高,"日本甜宝"果实的蛋白质、Vc、葡萄糖和总糖含量较高;"日本甜宝"果实的酸性转化酶(AI)活性最强,"龙甜三号"果实的中性转化酶(NI)活性最强,"玉美人"果实的蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SP)活性最强。不同类群薄皮甜瓜的营养品质各具特点,口味各有特色。
关键词:
薄皮甜瓜 果实品质 蔗糖代谢相关酶
[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] 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] 海洋渔业
[作者]
周钱森 任宪云 史鲲鹏 于振兴 刘萍 李健
为了获得锦绣龙虾(Panulirus ornatus)丰富的转录组信息和功能基因,采用PacBio平台的Single Molecule Real-Time测序技术,对锦绣龙虾鳃、肝胰脏、肌肉、胃、肠、脑和心脏混合组织进行全长转录组测序,首次获得锦绣龙虾的全长转录本文库。通过测序拼接和去冗余后共获得13 297条Unigene,平均长度为2 627 bp,获得12 660个蛋白编码区和6 315条长链非编码RNA序列。采用Micro Satellite (MISA)软件检测及分析其中的简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)位点信息,共检测出14 277个SSR位点,分布在8 813条Unigene中。利用NCBI非冗余蛋白序列数据库(non-redundant protein sequences, NR)、基因功能描述分类系统(gene ontology, GO)、蛋白质真核同源数据库(eukaryotic orthologous groups, KOG)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)等数据库对全长序列进行功能注释,其中11 806条序列得到NR数据库注释,分别比对到424个物种,其中与钩虾(Hyalella azteca)基因相似的序列最多,为3 907条;将获得的锦绣龙虾单基因簇与GO数据库进行匹配,划分为细胞组分、分子功能、生物学过程3大类;KOG功能注释将9 433条单基因簇分为26个功能组分,其中一般功能预测的最多,为1 413条;KEGG注释结果发现,与信号转导通路以及转运、分解代谢通路中注释的基因较多。通过全长转录组测序数据分析及功能注释,可为进一步了解锦绣龙虾的生物学特性、基因功能、相关代谢途径和信号通路等提供理论基础。
关键词:
锦绣龙虾 全长转录组 三代测序 功能注释
[期刊] 华北农学报
[作者]
武悦 陈阳 王星哲 单飞彪 张勇 孙鸿举
为获得扁茎黄芪转录组信息及功能基因表达特征,以扁茎黄芪的幼苗叶片为材料,利用Illumina HiSeq平台进行转录组测序及生物信息学系统分析。结果显示,共获得扁茎黄芪Unigene 19 280条,总长23 472 470 bp,其中GC含量达42.74%,测序质量和组装效果较好。通过Blast分析后,分别有12 541,10 120,9 412,8 953,7 494,5 052条Unigene在Nr、Swiss-Prot、GO、KEGG、KOG、COG数据库获得注释。注释到的扁茎黄芪Unigene同源物种以豆科植物为主,尤其是与其同属蝶形花亚科的鹰嘴豆、蒺藜苜蓿和相思子匹配度较高,分别占31.49%,14.50%,11.65%;扁茎黄芪注释Unigene涉及3个GO类别,354条KEGG代谢通路和25个KOG功能分类,其中富集最多的类别分别为代谢过程、一般功能预测和嘌呤代谢,说明扁茎黄芪幼苗期的叶片细胞具有活跃的新陈代谢活动,基因表达丰富。另外,扁茎黄芪Unigene在KEGG数据库中的感染性疾病类别获得较多注释,表明其植株部位也可能具有药用价值。利用MISA软件挖掘到5 849个SSR位点,SSR出现频率30.34%。扁茎黄芪基因组内SSR位点丰富、类型多样化,单碱基至六碱基重复全部出现,其中单碱基丰度最高,占40.56%,以A/T、AG/CT和AAG/CTT为优势基元。
[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] 上海海洋大学学报
[作者]
陈思弘 周志刚
为了能深入地了解缺刻缘绿藻花生四烯酸(ArA)和脂质的代谢过程,利用Roche 454 GS FLX测序仪对该藻转录组进行高通量的焦磷酸测序。得到高质量读序(read)382 468条,占原始读序的97.14%,平均每条读序长322 bp,总大小达123 Mb。经CAP3软件拼接得到22 714条重叠群、25 621条singleton。将这些序列与公共数据库进行同源性搜索、比较、基因功能注释和分类。基于转录组中所注释的基因构建缺刻缘绿藻脂质代谢途径:脂肪酸是在叶绿体内从头合成,然后游离脂肪酸进入胞质,由内质网进行三酰甘油的合成,最后可能在油体蛋白作用下形成油滴并储在于细胞中。ArA自油酸是开...
[期刊] 华北农学报
[作者]
何美敬 刘立峰 穆国俊 侯名语 陈焕英 崔顺立
蔗糖合成酶(Sucrose Synthase,SuSy)是蔗糖代谢途径中的关键酶,在植物生长、发育和渗透调节过程中起着重要作用。为揭示蔗糖合成酶基因在花生中的抗逆机理,以花生基因组DNA为模板,利用染色体步移技术(GenomeWalking)中的TAIL-PCR技术扩增花生SuSy基因组序列和启动子区域,得到基因组序列6 189 bp,启动子预测分析表明,该序列包含约800 bp的启动子上游调控序列,13个外显子,12个内含子。启动子元件分析显示,该片段含有典型的TATA-box、CAAT-box,并存在低温响应元件LTR、GA响应元件、干旱响应MYB结合位点、厌氧诱导必要的顺式作用元件ARE...
[期刊] 西南农业学报
[作者]
董伟清 刘莉莉 邱祖杨 何芳练
【目的】探究芋球茎响应干旱胁迫的分子机制,特别是干旱胁迫对淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响,为耐旱品种选育提供依据。【方法】以荔浦芋1号为试验材料,对干旱胁迫下的芋球茎进行转录组测序,对获得的差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,进一步筛选与淀粉和蔗糖代谢通路相关的酶基因,并分析这些酶基因在干旱胁迫下的表达模式。【结果】芋球茎在干旱胁迫下筛选到差异表达基因1983个,其中上调表达基因373个,下调表达基因1610个。GO富集分析显示,差异表达基因在生物过程富集最多的是细胞过程和代谢过程,在细胞组分富集最多的是细胞解剖实体,在分子功能富集最多的催化活性和结合。KEGG富集分析显示,富集最多的通路分别是代谢通路、氮素代谢通路、抗坏血酸和醛酸代谢通路。对淀粉和蔗糖代谢通路的差异表达基因进行统计,共筛选到26个差异表达基因,涉及11种酶,其中上调表达基因5个,下调表达基因21个。在干旱胁迫下,淀粉合成酶、己糖激酶、果糖激酶、UTP-葡萄糖-1-磷酸盐尿苷酸转移酶、α-淀粉酶、内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和β-呋喃果糖苷酶的基因下调表达;UDP -葡萄糖磷酸水解酶和海藻-6-磷酸合成/磷酸酶的基因上调表达;蔗糖合成酶和β-呋喃果糖苷酶的基因既有上调表达,也有下调表达。【结论】淀粉和蔗糖代谢通路相关基因的表达受到干旱胁迫的影响。调控淀粉代谢和海藻糖生物合成相关基因下调表达,而调控蔗糖代谢相关基因既有上调表达,也有下调表达。
关键词:
芋 干旱胁迫 表达分析 淀粉 蔗糖
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