【目的】分析镉胁迫下中辽1号杨的转录水平,筛选差异表达基因,挖掘与镉胁迫相关的功能基因,为深入探索中辽1号杨对镉胁迫响应的分子机制提供理论依据。【方法】以中辽1号杨为试验材料,采用盆栽试验的方法将其扦插于土壤Cd含量为20 mg/kg(M20)的花盆中,以不加Cd为对照(CK),80 d后采集不同处理中辽1号杨叶片进行转录组测序,使用DESeq2软件筛选CK与M20处理中辽1号杨的差异表达基因,将得到的差异基因在基因本体数据库(gene ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、蛋白相邻类聚簇数据库(clusters of orthologous groups of proteins,COG)中进行注释,分析差异表达基因在不同数据库中的注释信息。随机挑选6个差异表达基因(超氧化物歧化酶(SOD)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(STK)、脱落酸(ABA)、T复合蛋白1(TCP1)、MYB基因(MYB)、丝裂原活蛋白激酶12(MAPK12)),利用Primer 5软件设计特异性引物进行实时荧光定量PCR(RT-q PCR)试验,检测这6个基因表达水平的变化,验证转录组结果的准确性。【结果】在CK和M20处理的中辽1号杨中,共发现3 812个差异表达基因,其中上调表达的有2 209个,下调表达的有1 603个。GO分析发现,差异表达基因注释到3大类49个功能组中,其中与代谢过程有关基因最多。转录组KEGG代谢通路分析发现,差异表达基因主要在信号转导途径、代谢途径和生物合成途径富集。COG分析发现,1 455个差异基因被注释到22种分类中,其中一般功能预测基因注释最多,其次是信号转导机制基因。结合各数据库分析结果发现,Cd胁迫下中辽1号杨转录组的注释结果中代谢过程和信号转导过程相关基因较多。镉胁迫下差异表达基因最多的家族是ABC、MYB、WRKY、b HLH和NAC基因家族,挖掘出与镉胁迫相关基因WRKY家族基因47(WRKY47)、硝酸盐转运蛋白基因(NRT)、ABC家族转运蛋白基因2(ABC2)、苹果酸脱氢酶(MDH)、谷胱甘肽S-转移酶基因(GSTs)、NAC家族基因2(NAC2)的表达量显著上调,MYB家族基因44(MYB44)、重金属相关异戊二烯化植物蛋白基因39(HIPP39)的表达量显著下调。RT-q PCR结果显示,随机挑选6个差异表达基因表达量的变化趋势与转录组测序结果一致。【结论】镉胁迫后中辽1号杨转录组的差异表达基因主要富集在代谢过程和信号转导过程,挖掘出与镉胁迫相关基因,分别是WRKY47、NRT、ABC2、MDH、GSTs、NAC2、MYB44、HIPP39,为深入探索杨树对镉胁迫响应的分子机制提供了理论依据。

【目的】通过转录组测序和分析,发掘美洲黑杨无性系‘中菏1号’耐镉关键功能基因,揭示美洲黑杨在镉胁迫下的响应机制。【方法】以‘中菏1号’为试验材料,通过沙培试验法对处在不同质量浓度(0 mg/L(ZH1C0),10 mg/L(ZH1C1),20 mg/L(ZH1C2))Cd~(2+)环境下的无性系进行胁迫处理,而后采集叶片,提取RNA,并使用Illumina HiSeq TM2500系统对转录组进行高通量测序。【结果】主成分分析确定PC1作为区分不同Cd~(2+)浓度样本的标准;经过差异表达分析,在ZH1C0和ZH1C2之间共检测到4 109条差异基因,其中2 741条基因显著上调表达,1 368条基因显著下调表达;在ZH1C1和ZH1C2之间检测到3 710条差异基因,其中1 969条基因显著上调表达,1 741条基因显著下调表达;不同数据库之间的注释表明Cd~(2+)不仅会影响叶绿体、线粒体等细胞器的微结构,而且会干扰光合作用和呼吸作用中的电子传递。转录因子分析发现,WRKY、MYB、ZIP、ERF、bHLH在镉胁迫响应和耐受中具有重要作用。【结论】在‘中菏1号’中,异戊二烯化植物蛋白在阻止Cd~(2+)进入细胞内部发挥了重要作用;谷胱甘肽不仅可以促进细胞内Cd~(2+)的螯合,还可以缓解细胞内的氧化胁迫;ABC家族蛋白和MATE家族蛋白是‘中菏1号’体内转移Cd~(2+)螯合蛋白的关键载体。

镉(Cd)作为生物非必需、毒性极强的蓄积性重金属,易通过食物链进入人体,严重威胁人类健康。扇贝相对于其他贝类具有特异性蓄积镉的能力,成为水产品安全领域关注的焦点。为了阐释扇贝高蓄积镉的分子机制,本研究以镉胁迫的栉孔扇贝(Chlamys farreri)消化盲囊组织为研究对象,通过转录组测序技术进行基因转录水平分析。通过比较转录组拼接获得105071个unigene和3800个差异基因,对所得unigene进行功能注释,发现这些基因集中在蛋白绑定、细胞黏附、免疫应答、细胞凋亡和能量代谢等方面。对这些蛋白的分

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。

分析干旱胁迫下枇杷叶片的转录组,挖掘功能基因并对其差异表达基因进行筛选和分析,为枇杷抗旱提供理论依据。利用新一代高通量测序技术测序,对测序结果进行de novo拼接、功能注释和ORF预测,将差异表达基因在COG、GO和KEGG数据库中进行比对注释。测序结果表明,获得转录本共88 530个,平均长度为740.64 bp,ORF41 748条。COG、GO和KEGG数据库将转录本分别划分为24,54个功能类别及291条代谢通路中。25 197个差异表达的基因在30条代谢通路中显著富集,与酶活性、激素合成代谢和

为了挖掘小麦响应草铵膦胁迫下的关键基因，解析关键基因及其家族成员染色体分布、表达模式等，以冬小麦津农6号为研究对象，喷施不同浓度的草铵膦，观察其药后表型；提取胁迫处理0,3,9 h的小麦叶片总RNA,进行转录组测序，筛选关键基因并对其表达量、结构及表达模式进行分析。结果表明：转录组分析发现草铵膦胁迫诱导TraesCS4A02G044000基因上调表达，序列分析表明，该基因位于小麦第4同源基因A基因组。蛋白结构域分析可知，该基因编码蛋白存在1个信号肽、1个DUF568结构域和1个b561结构域。此外，在该基因家族成员中挖掘出12个同时含有DUF568和b561结构域的基因，位于第4,5,7同源群，其中位于第4同源群A、B、D染色体的TraesCS4D02G265000、TraesCS4B02G265100和TraesCS4A02G044000基因在草铵膦胁迫诱导下显著上调表达，该3个基因均编码细胞色素b561。编码细胞色素b561的TraesCS4A02G044000及其同源基因在草铵膦胁迫下显著上调，表明b561在小麦受到草铵膦胁迫后产生了积极的响应，参与了草铵膦在小麦体内的代谢。

【目的】长链非编码RNA(lncRNAs)在动植物的各种生物过程中起着重要作用。青稞是青藏高原的主要粮食作物,对其胁迫诱导基因的研究不仅有助于了解胁迫耐受的分子机制,而且有助于利用基因工程培育胁迫耐受性品种。【方法】本文对2个青稞品种(0119盐碱高抗,0226盐碱敏感)幼苗分别进行盐碱胁迫和对照处理2、8、24、48和72 h后,提取植株叶片RNA进行全转录组测序(设置3个生物学重复),共获得60组RNA-seq数据。【结果】青稞基因组中含有大量的lncRNAs;总共鉴定出6704个lncRNAs,包括2741个基因间长链非编码RNA和1378个反义长链非编码转录本。比较盐碱处理组和对照组的基因表达水平,获得5个时间点的mRNAs和lncRNAs的差异表达基因集,但5个差异表达基因集合之间重叠较少,说明在盐碱胁迫的不同阶段,不同的mRNAs和lncRNAs参与了盐碱响应。研究发现,在24 h时0119和0226中差异表达基因的数目均降低,这可能与作物对刺激反应的两个阶段相关。根据基因的相对位置和表达相关性,预测了lncRNAs的顺式和反式靶基因;功能富集分析发现在0119品种中特异性差异表达的3118个(1303个上调和1815个下调)mRNAs和798个(346个上调和452个下调)lncRNAs可能与耐盐碱性有关,它们直接或间接参与"胁迫应答/刺激反应"、"离子运输"、"膜"和"植物激素信号转导"。为了验证利用RNA-Seq数据计算基因表达量的可靠性,挑选部分mRNA和lncRNA在8, 24和48 h盐碱胁迫的0119品种中进行RT-qPCR验证,结果表明RT-qPCR与RNA-seq的基因表达水平一致。【结论】本研究有助于进一步了解青稞盐碱耐受性的机制,提高青稞对盐碱胁迫的耐受性。

为探索坛紫菜叶状体响应低盐胁迫的分子生理学机制，本研究采用第二代高通量测序技术，分析比较在正常盐度（２６，对照组）和低盐度（３，胁迫组）下培养不同时间（３、６和９ ｈ）的坛紫菜叶状体转录组数据。结果显示，测序数据经ｄｅ ｎｏｖｏ组装，获得了３３ ８７２条ｕｎｉｇｅｎｅｓ，平均长度为６１２ ｂｐ；与对照组相比，３个胁迫组分别产生了１１０８、１６３８和１８８１条差异性表达基因。ｇｏ功能富集分析显示，一些可能与低盐胁迫相关的重要生物过程得到了显著富集，如单分子有机物代谢过程，单糖的合成代谢和分解过程，糖质新生，有机物分解代谢过程等。Ｋｅｇｇ代谢通路富集分析发现，低盐胁迫不同时间富集到的代谢通路存在很．．．

为明确软腐病害生理机制，提高甘薯贮藏期的品质，以浙江地区甘薯主要鲜食品种‘心香’为试验材料，对其病菌侵染前后的生理生化响应和转录组学进行分析。结果表明：1）软腐病侵染后，甘薯抗氧化酶和细胞壁降解酶活性显著提高，超微结构显示甘薯细胞结构受到严重破坏。2）甘薯软腐病侵染过程中有12 205个基因发生显著变化，其中7 505个上调表达，4 700个下调表达；GO类目中，差异表达基因（DEGs）被富集到细胞器、膜等细胞部位，代谢过程、生物活性和相应刺激反应等生物过程，催化活性等分子功能。KEGG注释分析可知，DEGs显著富集在苯丙烷代谢、碳代谢、淀粉蔗糖代谢、氨基酸生物合成、柠檬酸循环和激素信号转导次生代谢产物的生物合成中。本研究为进一步甘薯抗病相关基因功能的研究和抗病机理的解析提供了理论参考。

[目的]为了挖掘比拉底白刺耐盐相关基因,对其盐胁迫下差异表达基因进行筛选分析。[方法]以比拉底白刺幼苗为材料,用200 mmol·L~(-1) NaCl对幼苗处理7 d,并对胁迫处理和对照植株叶片进行转录组测序及生物信息学分析。[结果]有效序列组装共得到应答盐胁迫的168 463条unigenes和196个差异表达基因。通过差异基因GO和KEGG功能聚类,分别获得64个GO功能小类和25条KEGG通路。进一步基因相互作用网络分析发现,转录调控、氧化还原以及抗逆相关基因在比拉底白刺应答盐胁迫中发挥重要作用,其中,筛选到3个重要的节点基因,分别是热激同源蛋白基因、L型凝集素类受体激酶基因和Win类蛋白基因。[结论]本研究获得了盐胁迫下比拉底白刺的差异表达基因及功能注释信息,有助于理解其耐盐的分子机制,为后续开发耐盐分子标记及通过基因编辑改良植物耐盐特性提供了科学依据。

[目的]本文旨在探明2个大豆品种根系对早期缺铁胁迫的响应差异。[方法]以铁高效品种‘吉育99’和铁低效品种‘吉育93’大豆为材料进行水培试验，将对照(25μmol·L~(-1) Fe)和早期(1和6 h)缺铁胁迫(1μmol·L~(-1) Fe)处理的大豆根系进行转录组测序。[结果]与对照相比，铁高效大豆品种差异基因数随着缺铁胁迫时间的延长而增加，而铁低效品种差异基因数随着胁迫时间的延长而降低。差异表达基因(differential expression gene, DEG)的KEGG通路富集结果表明，缺铁胁迫处理1 h, 2个大豆品种在苯丙烷生物合成、倍半萜和三萜生物合成、植物病原体相互作用、植物MAPK信号通路、淀粉和蔗糖代谢等代谢通路中的相关基因表达有显著差异。缺铁胁迫处理6 h, 2个大豆品种在苯丙烷生物合成、倍半萜和三萜生物合成、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢等代谢通路中的相关基因表达有显著差异。差异表达基因转录因子分析结果表明，铁高效大豆品种受早期缺铁胁迫调控的转录因子家族主要有AP2/ERF-ERF、C2H2、MYB、WRKY、bHLH、NAC,铁低效大豆品种中转录因子家族主要有AP2/ERF-ERF、MYB、WRKY、bHLH、NAC。[结论]缺铁胁迫1 h大豆就能对缺铁胁迫作出响应，且不同铁效率大豆品种在苯丙烷生物合成、转录因子调控等相关基因的表达存在显著差异。

低温冷害是限制我国东北地区花生产量和品质提升的主要环境因素,鉴定花生耐寒的关键功能基因,并揭示其调控机制是创制耐寒花生种质,提高花生耐冷性的重要途径之一。以耐寒型花生品种农花5号为试验材料,对6℃低温胁迫下的花生叶片进行RNA-Seq转录组测序分析。结果表明:与对照相比,共有3910个基因持续差异表达;GO功能注释将差异表达基因富集到43个功能组,其中生物学过程中的代谢过程富集到的基因数目最多;KEGG代谢通路分析将持续差异表达基因富集到116个代谢通路中,其中植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌互作、植物昼夜节律和α-亚麻酸代谢途径富集到的基因数目最多,且大部分为上调表达,在低温胁迫中具有重要作用。从转录组数据库中随机挑选6个差异表达基因进行qRT-PCR验证,其表达趋势与高通量测序结果相一致,证明了转录组数据的可靠性。研究结果将为揭示花生响应低温胁迫的分子机制提供理论依据。

玉米籽粒发育时期对高温胁迫十分敏感，严重影响玉米的产量和品质。为研究不同耐高温玉米自交系籽粒响应高温胁迫的基因表达差异，在基因水平解析不同玉米种质响应高温胁迫的分子机制，以前期筛选的耐高温自交系XN202和敏感自交系CT110为材料，利用RNA-Seq技术挖掘正常和高温胁迫下授粉后15 d玉米籽粒的差异表达基因(DEG)。与对照相比，XN202和CT110分别检测到1 517,1 012个DEGs,共同的DEGs有142个，包含7个转录因子。不同耐高温玉米自交系的籽粒对高温胁迫的响应存在明显差异，通过基因本体(GO)功能注释和全基因组及代谢途径数据库(KEGG)信号通路富集分析筛选出DNA复制、核小体、微小染色体维持复合物、DNA引物酶-多聚酶α复合体、营养库活性、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等共同参与响应高温胁迫的应答过程。通过生物信息学分析，共有374个DEGs位于已报道的玉米耐高温相关性状QTL区间，其中42个DEGs为已报道的耐高温相关基因。综上所述，高温胁迫下玉米籽粒会形成复杂的细胞保护和防御系统，AP2/ERF、MYB、bHLH、NAC、HSF、HSP等耐高温相关的DEGs可能在分子调控网络中发挥重要作用。

[目的]探究不同氮效率马铃薯品种氮代谢对低氮胁迫的响应及分子机制,为马铃薯氮高效育种及高产栽培提供理论依据。[方法]以氮高效马铃薯品种冀张薯12号和氮低效马铃薯品种尤佳70为材料,采用盆栽试验方式,设置低氮(3 mmol/L纯氮)和正常施氮(15 mmol/L纯氮)处理,在出苗后30 d测定植株的干质量、氮积累量及氮代谢相关酶(硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT))活性,并依托Illumina HiSeq 2000平台进行转录组测序分析。利用DESeq进行差异基因分析,通过GO富集和KEGG Pathway数据库注释参与马铃薯氮胁迫响应的差异表达基因。[结果]2种施氮量下冀张薯12号茎叶和根系的干质量、氮积累量以及NR、NiR、GS、GOGAT活性均高于尤佳70。与正常施氮相比,低氮胁迫下2个马铃薯品种茎叶和根系的干质量、氮积累量及叶片的NR和NiR活性均显著降低,根系的GS活性显著提高;尤佳70叶片的GS活性、GOGAT活性和根系的GOGAT活性均显著降低,冀张薯12号根系的NiR活性显著降低。转录组分析结果表明,在2个施氮量对比组中,尤佳70叶片和根系中的差异表达基因分别有6 173个和249个,冀张薯12号叶片和根系中的差异表达基因分别有3 455个和1 990个。GO和KEGG结果显示,冀张薯12号的差异基因主要涉及氮代谢、氨基酸代谢等生物过程,尤佳70的差异基因主要涉及光合作用等生物过程。尤佳70和冀张薯12号根系中富集到氮代谢通路的差异基因分别有1个和8个,叶片中分别有11个和8个。尤佳70和冀张薯12号叶片的氨基酸相关代谢途径中涉及上调差异表达基因最多的均是苯丙氨酸代谢,其中编码苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化酶、4-香豆酸-CoA连接酶的基因表达显著上调。[结论]在低氮条件下,氮高效品种冀张薯12号氮代谢相关酶活性较高,能减缓低氮胁迫对氮代谢的影响,进而保证较高的氮效率。

[目的]为探明两个不同大豆品种根系对早期缺铁胁迫的响应差异。[方法]本研究以铁高效品种(吉育99)和铁低效品种(吉育93)大豆为材料进行水培试验，将对照(25 μmol·L~(-1) Fe)和早期(1 h和6 h)缺铁胁迫(1 μmol·L~(-1) Fe)处理的大豆根系进行转录组测序。[结果]与对照相比(CK)，铁高效大豆品种差异基因的数量随着缺铁胁迫时间的延长而增加，而铁低效品种差异基因数量随着胁迫时间的延长而降低。差异表达基因(differential expression genes， DEGs) 的KEGG通路富集结果表明，缺铁胁迫处理1 h，两个大豆品种在苯丙烷生物合成、倍半萜和三萜生物合成、植物病原体相互作用、植物MAPK信号通路、淀粉和蔗糖代谢等代谢通路中的相关基因表达有显著差异。缺铁胁迫处理6 h，两个大豆品种在苯丙烷生物合成、倍半萜和三萜生物合成、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢等代谢通路中的相关基因表达有显著差异。对差异表达基因进行转录因子分析，结果表明，铁高效大豆品种受早期缺铁胁迫调控的转录因子家族主要有AP2/ERF-ERF、C2H2、MYB、WRKY、bHLH、NAC等，铁低效大豆品种中转录因子家族主要有AP2/ERF-ERF、MYB、WRKY、bHLH、NAC等。[结论]缺铁胁迫1 h大豆就能对缺铁胁迫做出响应，且不同铁效率大豆品种在苯丙烷生物合成、转录因子调控等相关基因的表达存在显著差异。