【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...

对芝麻叶片发育及其结构的观察表明,芝麻茎尖有2层原套细胞,叶原基起源于原套的第二层.幼叶中层既可由亚边缘原始细胞或远轴层叶肉的第一个细胞单独产生,也可由它们二者共同产生.板状分生组织的细胞分裂能力及持续时间从远轴层到近轴层叶肉逐渐增加.栅栏组织、海绵组织、表皮三者相比,细胞分裂持续的时间前者最长,中间者次之,后者最短.芝麻叶片栅栏组织有1层细胞,海绵组织有3～4层细胞.耐渍性强的品种栅栏组织及海绵组织的细胞间隙较耐渍性差的大.

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】为研究不同生育期渍害胁迫对不同耐湿性芝麻品种生长发育的影响。【方法】在盆栽试验条件下,以郑芝13和郑98N09为研究对象,研究了初花期和盛花期不同渍水时长对芝麻农艺性状,干物质积累及产量构成的影响。【结果】(1)渍害延缓芝麻生长发育,使芝麻叶龄,叶面积指数和叶绿素含量降低,品种间差异显著,渍水时间越长,影响越大。(2)渍害抑制芝麻植株干物质的积累,使干物质向茎杆中转运比例增大,减少了向生殖器官的转运,容易形成秕籽,降低产量。(3)同一时期渍水时间越长,对芝麻产量构成的影响越大。渍水处理后,产量的降

为明确芝麻种子发育过程中木酚素、粗脂肪、粗蛋白质的积累变化规律,以2个高木酚素芝麻品系SJ856、SJ857为材料,研究了其种子发育过程中木酚素、粗脂肪及粗蛋白质的积累变化情况。结果表明,随着芝麻种子逐渐发育,种子含水量不断下降,种子干物质积累量先近似直线上升后下降,授粉后35 d时积累量达最大值(干基千粒质量为2.99 g);粗脂肪、粗蛋白质积累与干物质积累同步,均先近似直线增加后下降,授粉后35 d时积累量均达最大值(1.633 5,0.690 0 mg/粒);芝麻素和芝麻林素积累量也随着芝麻种子逐渐发育而增加,在授粉后35 d时积累量均达最大值(17.103 4,6.134 1μg/粒)...

【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】利用RNA-seq技术对楸树易生根品种‘豫楸1号’的嫩枝扦插生根的4个发育阶段进行转录组测序和分析,为阐明楸树不定根发育的分子机制奠定理论基础。【方法】首先利用浓度为2 g·L-1IBA处理‘豫楸1号’嫩枝,然后分别提取处理后0天(对照)、1天(激活期)、15天(愈伤形成期)的插穗基部的RNA及25天(不定根形成期)和35天(不定根伸长期)的根部的RNA进行转录组测序;接着测序得到raw reads,通过去除接头、重复序列、低质量的序列,得到高质量的clean reads,使用Trinity软件进行拼接获得contigs;随后,利用BLASTx、RSEM、Cytoscape及Me V4.9.0分子生物学软件对测序结果进行注释和差异基因鉴定;最后随机选取15个差异表达的RNA-Seq数据利用q PCR验证基因的表达。【结果】在62 955个unigenes中,31 646(50.26%)个unigenenes获得了注释;差异基因分析发现了11 100个差异基因,其中包括10 200个特异的和900个共同的差异基因;GO富集分析发现‘细胞骨架’仅在激活期显著富集,而‘DNA代谢过程’仅在愈伤组织形成期显著富集;KEGG富集分析显示参与丙烷合成、糖酵解和植物激素代谢等途径的基因对楸树不定根的形成具有重要的作用,并且随着楸树不定根发育进程的发展,参与糖酵解途径的基因数目逐渐减少而参与苯丙素合成的基因数量却在持续增加,表明在IBA刺激后,代谢通路的动态变化响应了不定根的发育进程。【结论】通过对楸树‘豫楸1号’不定根发育的4个阶段的转录组分析,发现细胞分裂素和乙烯间的互作促进楸树愈伤形成而生长素和油菜素内酯间的互作则促进了楸树不定根的伸长。虽然本研究不能完全解释‘豫楸1号’不定根形成的分子机制,但它可以作为进一步探索与这一复杂过程相关的候选途径和基因的有力工具,可为解析楸树不定根发育的分子机制和其他近缘物种的研究提供帮助。

【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。

应用离差平方和法对已编目的4251份中国芝麻种质资源进行了聚类分析，从中挑选出884份（约占20％）资源作为中国芝麻中心资源的诗选品。中选资源不仅与全部资源相应性状的平均值和变异系数基本相等，变幅的吻合率除种子蛋白质含量为98％外，其余均为100％；且包含有全部资源中各种类型的多个性状值特殊的材料。中选资源基本代表了全部资源的遗传多样性。

【目的】推测芝麻资源群体材料的遗传变异、群体结构和分子亲缘关系,通过关联分析检测群体中影响含油量表型的位点,为芝麻高油育种及开展其它性状关联分析等提供科学依据。【方法】利用20对SSR引物、43对SRAP引物及16对AFLP引物,对来自芝麻核心品的216份芝麻资源进行遗传多样性分析、群体结构分析和含油量性状关联分析。【结果】共检测到338个等位变异,群体遗传多样性为0.2493、多态性信息含量为0.2090。群体结构分析将216份芝麻资源分为2个亚群(POP1和POP2);其中,174份资源(80.56%)归属POP1亚群,42份资源(19.44%)归属POP2亚群。POP1亚群的遗传多样性(...

随着世界芝麻消费需求的不断增加,芝麻的生产规模不断扩大,其主产国也逐步从亚洲和美洲地区向非洲地区转移,体现了芝麻生产的劳动密集型特征。与此同时,世界芝麻的贸易量也在逐年增长,主要进口市场和出口市场分别向亚洲和非洲地区转移。中国、日本、韩国和土耳其是主要芝麻进口国,其中中国芝麻进口量占世界芝麻进口量的40%以上;印度和非洲的埃塞俄比亚、苏丹等国是芝麻主要出口国,亚洲和中东地区是主要出口市场。随着世界各国食品消费结构的不断转型升级,世界芝麻消费需求将进一步扩大,预计未来更多的芝麻将流向中高端食品和保健品市场。