盐胁迫下拟南芥去乙酰化酶基因的转录组分析

为了探究盐胁迫下拟南芥HD2去乙酰化酶调控的下游基因,本研究以拟南芥野生型WT和四突(hd2q,HD2四个基因的突变体)为材料,采用RNA-seq技术和生物信息学方法,对生长10d的幼苗在高盐(150mmol/LNaCl)处理前和后进行比较转录组分析,并结合实时荧光定量PCR验证转录组数据的可靠性.结果显示:在高盐处理...     

NaCl胁迫下红砂种子萌动期差异表达基因的转录组分析

【目的】筛选NaCl胁迫下红砂萌发期的差异表达基因,为耐盐碱树种选育提供基因资源。【方法】以前期拟合的萌发阈值浓度(273 mmol/L,记为M)、最适萌发浓度(43 mmol/L,记为L)、蒸馏水(记为C)处理红砂种子,每个处理3次重复,待胚根突破种皮,不超过2 mm时取出,进行转录组测序。【结果】分别在L与C对比组(记为LvsC)、M与C对比组(记为MvsC)、M与L对比组(记为MvsL)中筛选出210、2 273、2 888个差异表达基因,其中LvsC中116个上调表达,94个下调表达; MvsC中1 781个上调表达,492个下调表达; MvsL中2 165个上调表达,723个下调表达; 上调表达基因在KEGG富集中主要集中在核糖体、碳代谢、细胞色素P450代谢、谷胱甘肽代谢等途径,下调表达基因主要富集在蔗糖淀粉代谢、内质网蛋白质加工等过程。【结论】盐胁迫条件下,差异基因诱导相关反应协同发挥作用,最终使胚轴细胞伸长,突破种皮完成萌发。     

HD2基因调控拟南芥下胚轴发育的功能研究

为探究组蛋白去乙酰化酶HD2基因在拟南芥下胚轴发育中的调控作用,本研究采用野生型（Col-0）、HD2突变体以及过表达植株为材料,研究其在1/2MS以及1/2MS+100 mmol/L甘露醇培养中下胚轴的表型特征,并结合转录组测序数据进一步分析. 实验结果显示,四种过表达株系下胚轴长度较Col-0长,伸长百分比为7.1%～19.5%,差异显著;甘露醇处理后,过表达植株下胚轴较Col-0更长,伸长百分比为14.6%～32.8%,差异更加显著,缩短幅度也更小. hd2a/hd2b和hd2a/hd2c双基因突变体植株在有无甘露醇时,下胚轴长度均显著短于Col-0,但干旱胁迫后变短幅度无明显增加. 转录组数据揭示,HD2基因调控光合系统响应基因影响植株暗形态建成反应,从而影响下胚轴发育. 甘露醇处理后,HD2基因诱导产生非生物刺激响应因子,帮助下胚轴抵抗不良环境. 综上所述,HD2基因在拟南芥下胚轴发育中承担重要调控作用.     

盐胁迫下棉花根系的转录组分析及耐盐基因筛选

为揭示棉花耐盐分子机制,筛选出棉花盐胁迫应答相关基因.文章从4个新疆主栽棉花品种中筛选得到一个对盐胁迫具有强耐受性的‘新陆中69号’,并在盐胁迫下对棉花根系进行了转录组分析.结果表明:有891个基因表达量上调,666个基因表达量下调; GO富集分析结果表明:差异表达基因数量较多的主要集中在分子功能、细胞组分、生物学过程中; KEGG分析结果表明:差异表达基因主要参与木质素生物合成和植物MAPK信号通路.     

水分胁迫下马铃薯萌芽出苗期 根系转录组差异表达分析

以马铃薯‘克新1号’为材料,通过Illumina HiSeqTM 4000高通量测序技术,对不同水分胁迫后的马铃薯萌芽出苗期根系cDNA文库进行了RNA-Seq分析,拟探明马铃薯感应水分胁迫的分子机制,挖掘出与抗旱密切相关的功能基因.将比对到基因组上的基因利用RPKM衡量各样本间的基因表达丰度,以P0.05筛选出差异表达基因,通过GO (基因本体,gene ontology)数据库、KEGG代谢途径数据库,对不同水分胁迫样本差异表达基因的功能和参与的调控路径进行分析;选择6个差异表达基因,利用实时荧光定量PCR验证RNASeq结果的可靠性.结果表明:(1)DLWR(重度水分胁迫)样本中,比对到基因组的表达基因30 114 133个,差异表达基因5 241个;LWR(中度水分胁迫)样本中,比对到基因组的表达基因32 858 890个,差异表达基因1 488个.2个样本中同时存在的差异基因369个,其中上调表达基因78个,下调表达基因291个;显著差异表达基因主要与蛋白激酶、水解酶、氧化还原酶、水通道蛋白、转运蛋白、转录因子等相关.(2)在GO富集分析中,2个水分胁迫处理样本在生物学功能中富集的类别并不完全相同,但显著富集的主要是与氧化还原、转运、膜结合、转录调节子等相关的基因.(3)KEGG代谢分析显示,差异表达基因显著富集在谷胱甘肽代谢、植物激素信号转导等途径,与植物抗逆能力密切相关.(4)利用qRT-PCR验证的6个基因表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性.通过研究得到了不同水分胁迫下马铃薯根系转录组信息,获得了差异基因及其功能信息,阐明了差异基因所参与的代谢通路及与植物水分胁迫的关系.     

大气压低温等离子体抑制甲状腺未分化癌CAL-62细胞生长的机制研究

为了探究大气压低温等离子体(CAP)抑制间变性甲状腺癌的作用机制，应用转录组测序技术，借助生物信息学分析手段研究CAP对CAL-62的抑制作用，筛选出差异基因进行KEGG富集分析和GO分类，最后选取部分基因进行Western blot (WB)验证.结果表明，与对照组相比CAP处理组共有674个差异表达基因，以BIK和CDKN1C等为代表的287个基因上调表达，以TANC2、ESM1和CBL等为代表的387个基因下调表达.KEGG富集分析表明差异基因主要富集在MAPK、Rap1等信号通路及癌症转录失调等.GO分类表明差异基因主要富集在免疫反应、细胞凋亡过程等方面.WB检测部分差异基因的变化趋势，得到与转录组相一致的结果.该研究从转录组学角度去解释CAP抑制CAL-62细胞的机制，以期为CAP应用于甲状腺未分化癌治疗提供一定的理论基础.     

高盐胁迫对坛紫菜(Pyropia haitanensis)叶状体光合作用的影响

坛紫菜(Pyropia haitanensis)具有极强的耐高盐胁迫能力,但其耐盐机理尚不明确。检测了不同高盐（100、110）胁迫处理不同时间（0,4,8,24 h）时坛紫菜Z-61藻体的最大光化学效率（Fv/Fm）和净光合作用,并选取高盐胁迫4 h后的藻体提取RNA,采用第二代高通量测序技术分析正常盐度（对照组,30）与高盐胁迫处理的坛紫菜叶状体转录组数据,探究坛紫菜响应高盐胁迫过程中的光合生理机制。结果发现:盐度100对坛紫菜藻体Fv/Fm无显著影响;而盐度110下,藻体Fv/Fm逐渐下降至0,但转移至对照海水后其仍能恢复到初始水平,可将110称之为“亚致死”（sub-lethal）盐度;当盐度增加至120时,藻体Fv/Fm急剧下降至0,且转移到对照海水中不能恢复,即120是致死的盐度。转录组数据显示,高盐胁迫下的转录本与对照组有很大差异,光合作用相关基因在高盐胁迫下显著上调表达,包括多条碳酸酐酶基因和天线蛋白基因,并且在盐度100胁迫下其上调趋势更为明显。以上结果说明:坛紫菜在耐受盐度100条件下可以通过积极提高光合作用相关基因的表达,维持光合活性,为藻体生长提供物质和能量;而在亚致死盐度110条件下,坛紫菜光合活性逐渐下降,光合基因表达受到抑制,活性氧的产生减少,避免藻体细胞遭受过氧化损伤。这说明坛紫菜可以通过积极响应调节光合系统来应答高盐胁迫。     

转录组测序解析油菜素甾醇调控番茄根发育的机制

利用生理学实验分析番茄幼苗主根对不同浓度油菜素甾醇(BRs)的响应情况,通过转录组测序寻找番茄幼苗根系在不同浓度BRs处理下的差异表达基因,利用GO与KEGG富集分析探究差异表达基因参与的信号通路.结果发现,0.5 nmol/L的表油菜素内酯(eBL,BRs的一种)促进主根伸长,而10 nmol/L的eBL显著抑制主根伸长.转录组测序发现,与对照相比,10 nmol/L eBL处理共产生585个差异表达基因,其中271个上调和314个下调.进一步的GO与KEGG富集分析表明,上调的差异基因主要与乙烯合成与代谢、植物激素信号转导和MAPK信号转导有关,暗示BRs可能与乙烯交叉互作调控高浓度BRs对植物主根生长的抑制.研究结果为BRs参与植物根系发育调控提供了又一证据,也为番茄等农作物生产中科学使用BRs提供了强有力的支撑.     

拟南芥SnRK2.2/2.3激酶参与调节镉胁迫响应的机制探究

为探究拟南芥SnRK2.2和SnRK2.3基因对Cd胁迫响应的分子机制. 以野生型（WT）、双突变体SnRK2.2/2.3、过表达SnRK2.2和过表达SnRK2.3的转基因植物为材料,研究SnRK2.2和SnRK2.3基因与Cd胁迫响应的关系.发现过表达两个基因可以提高拟南芥对Cd的耐受性,表现为可以减少Cd、丙二醛（MDA）及活性氧（ROS）的累积量,增加抗氧化酶CAT、POD和SOD的活性. qRT PCR结果显示在Cd胁迫下,两种过表达植株中铁转运蛋白IRT1和转录因子FIT、bHLH038和bHLH039表达水平受到明显抑制,ABA合成相关基因AAO3和NCED3的表达量显著上调.在Cd胁迫下,两种过表达植株中ABA含量显著高于WT和双突变体. 以上结果表明：拟南芥遭受Cd胁迫时,SnRK2.2和SnRK2.3基因通过下调IRT1基因表达从而减少植物对Cd的吸收,同时通过增加内源ABA含量来缓解Cd对植物的毒害.     

怀玉山高山马铃薯及其平原种植退化块茎的转录组分析

为探究怀玉山高山马铃薯平原生境种植出现种性退化导致形态和品质变异的机制,本研究以怀玉山高山马铃薯(麻籽洋芋)正常种及其平原种植退化种的采后块茎为试验材料进行转录组分析.结果表明:怀玉山高山马铃薯正常种及其平原种植退化种块茎差异表达基因数目为3 604个,其中上调基因的数目为1 331个,下调基因的数目2 273个. GO富集分析显示,差异基因主要注释到镉离子响应、根毛伸长、对缺水的反应、病原菌防御反应、盐胁迫反应、脱落酸反应、细胞组分、质膜、细胞内包膜细胞器、叶绿体、高尔基体、光系统Ⅱ、光系统I、蛋白质结合、电子载体活性、血红素结合、叶绿素结合、谷胱甘肽结合等功能. KEGG富集分析显示,差异基因主要注释到苯丙氨酸代谢、植物-病原菌相互作用、苯丙素生物合成、谷胱甘肽代谢、半乳糖代谢、光合作用、氮代谢等生物功能. qRT-PCR检测了10个差异基因在怀玉山高山马铃薯正常种及其平原种植退化种块茎的表达量,其变化趋势均与RNA-seq一致.研究结果将为进行怀玉山高山马铃薯平原生境种植出现形态变大、品质下降等现象的基因表达分析提供参考.     

唐古特白刺NtCBL1、NtCBL2基因克隆及表达分析

[目的]唐古特白刺(Nitraria tangutorum)是土壤荒漠化和盐碱化防治的先锋植物,对高盐和干旱有极强的适应能力,植物CBL基因作为钙离子感受器,在植物逆境应答及发育过程中具有重要功能.以盐生植物唐古特白刺为材料,开展唐古特白刺CBL基因克隆及表达分析,以深入了解唐古特白刺的抗逆分子机制.[方法]根据唐古特...     

月季插穗不定根起始的转录组分析和关键基因筛选

为研究月季插穗在不定根发生过程中的关键基因调控机理,利用Illumina平台测序技术对切花月季品种‘卡罗拉’插穗的3个发育阶段(不定根未启动期、愈伤组织形成期和不定根伸长期)插穗基部1 cm皮层进行转录组测序分析,结果表明:月季插穗不定根发生的3个阶段中,在不定根未启动期与愈伤组织形成期之间共筛选出差异表达基因5 033个,其中2 313个基因上调,2 720个基因下调;在愈伤组织形成期与不定根伸长期之间共筛选出差异表达基因1 865个,其中1 332个基因上调,533个基因下调;GO功能分析表明,差异表达基因主要参与生物过程、分子功能和细胞组分3大功能;KEGG富集分析结果表明,差异表达基因主要参与植物激素信号转导、次生代谢产物的合成以及碳水化合物的合成等代谢通路;将月季插穗生根过程中差异性最为显著的8个基因通过实时荧光定量PCR检测其转录水平变化,结果表明: 实时荧光定量PCR的验证结果与转录组测序结果基本一致.     

NaCl处理下全缘冬青和红果冬青根系的转录组活性比较

【目的】研究全缘冬青(Ilex integra)和红果冬青(I. purpurea)的根系在NaCl胁迫处理中的转录组活性差异,为进一步研究二者耐盐性差异的生理学机理奠定基础。【方法】以内含250 mmol/L NaCl的1/2浓度霍格兰德溶液对全缘冬青和红果冬青的两年生扦插苗进行盐胁迫处理,采集经0(盐处理前)、6和72 h盐处理的根系样品,提取总RNA,进行转录组测序,组装转录本,筛选差异表达基因,分析两种冬青根系中的功能富集通路和特定代谢途径的基因表达变化。【结果】全缘冬青根系盐处理6 h的差异表达基因数量为2 616,盐处理72 h为1 802;而红果冬青根系盐处理6 h的差异表达基因数量为1 831,盐处理72 h为3 490。全缘冬青盐处理6和72 h根系中共同的KEGG富集途径为植物激素信号转导、亚油酸代谢、类胡萝卜素生物合成和甜菜红素生物合成,红果冬青根系6和72 h盐处理共同的KEGG富集途径为植物激素信号转导、苯丙烷生物合成和类胡萝卜素生物合成。甜菜红素生物合成和亚油酸/花生四烯酸代谢为盐胁迫处理全缘冬青根系中特有的富集代谢通路。全缘冬青中受盐胁迫正调控的过氧化氢酶基因数多于红果冬青的,并且在盐处理下其表达水平远高于红果冬青的。【结论】全缘冬青根系较强的耐盐性可能与植物激素信号转导、类胡萝卜素生物合成、甜菜红素生物合成和脂肪酸脂类代谢等生理过程相关联;盐处理下过氧化氢酶基因的高效表达也可能是全缘冬青根系具较强耐盐性的因素之一。     

F-box基因FOF2在拟南芥盐和冷胁迫响应中的功能分析

FOF2为F-box蛋白家族成员,其生物学功能尚不清楚.采用实时荧光定量PCR和生理学实验相结合的方法,对FOF2基因的表达模式及其在拟南芥抗盐和冷胁迫响应中的作用进行了分析.研究发现,FOF2在拟南芥根、茎生叶和果荚中表达较高,并且其表达受盐和冷胁迫诱导.FOF2过表达株系对盐胁迫敏感,与野生型相比种子萌发率低、幼苗主根较短;相反,fof2突变体对盐胁迫的敏感性则减弱.FOF2过表达和缺失突变体种子萌发对冷胁迫无响应,但其主根在冷处理中分别比野生型短或者长.盐处理下,FOF2过表达株系中盐胁迫反应相关基因的表达量显著降低,fof2突变体中则升高;冷处理下,FOF2过表达株系中冷胁迫反应相关基因的表达量显著升高,fof2突变体中则降低.结果表明,FOF2在植物抗盐胁迫响应中起负调控作用,在抗冷胁迫响应中则可能起正调控作用.     

化州柚与柚的转录组比较及黄酮生物合成差异表达基因分析

为获得化州柚和柚的转录组数据及黄酮类成分生物合成相关的差异表达基因,采集化州柚和柚的嫩叶样本作为受试材料,采用高通量二代测序技术进行转录组测序,并运用Nr、Swiss-Prot、KOG、KEGG等网络数据库进行转录组中表达基因功能的生物信息学分析,共组装得到116 202个单基因(Unigene),注释了68 923个单基因(59.31%),柚转录组中表达基因有94 798个,化州柚中表达基因107 196个,化州柚与柚的转录组差异表达基因共6 419个.结果表明:化州柚相对于柚上调基因有3 799个,占差异表达基因的59.18%,下调基因2 620个,占40.82%.通过与KEGG数据库进行比对,共获得771个基因功能注释,涉及125条代谢通路,找到9个与类黄酮、黄酮和黄酮醇生物合成相关基因,为化州柚和柚的化学成分差异分子基础研究奠定了基因数据基础.     

菠菜SoNAC转录因子家族的全基因组鉴定与分析

采用生物信息学分析方法,从菠菜基因组中筛选鉴定了57个菠菜NAC转录因子,并对其基因结构、编码蛋白和系统进化进行了分析;通过荧光定量聚合酶链式反应qRT-PCR分析,研究了高温和盐处理后菠菜叶片中NAC基因的表达模式.研究结果显示:菠菜NAC转录因子可以被归入2组17个亚组,GroupⅠ包含10个亚组,GroupⅡ包含...