3个甘蔗品种响应低温胁迫的转录组分析

为挖掘甘蔗(Saccharum officinarum L.)响应低温的特异基因,揭示甘蔗响应低温的分子调控机理,以3个抗寒能力不同的甘蔗品种作为试验材料,利用转录组测序技术分析不同抗寒能力的甘蔗品种在低温胁迫(4℃)下的基因表达差异。结果表明,利用权重基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA)鉴定出13个基因共表达模块,通过相关性分析筛选出blue和yellow模块作为甘蔗抗寒机理研究的目标模块。基于blue和yellow模块筛选出可能与甘蔗抗寒能力密切相关的13个响应低温胁迫的基因,为后续选育抗寒性强的优良甘蔗新品种提供重要参考。     

番茄bZIP转录因子响应低温胁迫的功能研究

通过生物信息学方法鉴定番茄基因组上的bZIP转录因子(SlbZIP),为研究番茄bZIP转录因子提供相关信息以及为低温胁迫下的候选基因预测提供参考.通过Pfam下载bZIP隐马尔科夫模型bZIP＿1(PF00170),利用HMMER 3.0鉴定番茄bZIP转录因子,并从Plant PFDB数据库中获取其理化性质等信息.使用Clustal W、MEGA11.0、TBtools和MEME等在线软件对其蛋白序列进行生物信息学分析.通过与拟南芥的bZIP转录因子家族进行系统进化树分析,将番茄bZIP分为13个亚族(A—I和S、X、Z).染色体定位分析显示,番茄bZIP转录因子不平均分布在12条染色体上.保守基序和进化树分析表明,同一亚族同一分支的转录因子基序类型大致相同,预示同一分支的转录因子功能可能相似.未知功能的番茄bZIP转录因子蛋白二级结构和三级结构预测表明,番茄bZIP转录因子蛋白以无规则卷曲和α螺旋为主,且占比较大,此类结构对番茄bZIP转录因子蛋白功能的发挥有重要作用.未知功能的番茄bZIP转录因子与拟南芥的进化树表明,10个番茄bZIP转录因子与拟南芥中能够抵御低温胁迫的转录因...     

植物低温响应研究进展

低温胁迫下会对植物的正常生长发育和生理代谢产生直接影响,最终可能会直接导致生物量积累的持续减少及其抗逆性的能力降低,严重时会引起植物的大量死亡,从而遏制了植物生产和观赏利用并带来损失。植物耐低温的研究方向跟随着现代研究技术手段的进步也不断得到了更新,随之可应用于鉴定植物抗寒性鉴定上的研究方法逐渐增多。将通过对植物在低温胁迫下的表型、组织结构响应、生理响应以及分子组学四个方面进行系统论述。     

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。     

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.     

马铃薯块茎不同发育时期转录组分析

为解析与薯块发育相关的关键基因,以马铃薯匍匐茎、薯块起始期和膨大期的薯块为材料进行转录组分析.结果显示:匍匐茎与薯块膨大起始期、薯块膨大起始期与膨大期比较分别筛选出759个和773个差异表达基因.基因本体分析显示这些基因主要富集到细胞过程、代谢过程和催化活性等生物学过程,代谢通路富集分析显示差异基因主要富集到能量代谢与...     

灰树花菌（Griflola frondosa）子实体原基转录组测序及分析

采用Illumina测序平台对灰树花菌（Griflola frondosa）原基进行转录组测序,获得了大量转录组信息.结显示果,测序得到38 189个非冗余Unigene,在Nr数据库中有31 454个Unigene被注释;与KEGG数据库比对,共有1 832个Unigene被注释,分属20条生物通路;在COG数据库中注释可划分为25类;与GO数据库进行注释可分为分子功能、细胞组分和生物过程3个主类和60个二级亚类.     

高通量转录组测序的数据分析与基因发掘

高通量转录组测序(RNA-seq)是在转录组水平上进行深度测序的一项技术,为真核生物转录组学的研究开创了新平台,但同时测序所得到的海量数据的生物信息学分析成为科研工作者的一大挑战。对转录组测序技术进行了阐述,重点介绍了转录组测序后的数据分析,以及在真核生物尤其是非模式物种中的基因发掘方法。     

冷驯化下的牛皮杜鹃转录组变化分析

冷胁迫是限制植物生长和分布,降低作物产量的重要环境因子.冷驯化是温带植物对抗冷胁迫的有效手段.本研究以具有耐寒能力的高山植物牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum Pall.)作为研究对象,探究冷驯化前后牛皮杜鹃的基因表达和代谢通路的变化.基于转录组数据的测序结果:常温组和驯化组的总reads分别为...     

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.     

低温胁迫下克恩氏冬青幼苗叶片差异蛋白质分析

【目的】研究克恩氏冬青叶片应答低温胁迫的蛋白表达情况,探讨克恩氏冬青耐寒的作用机理。【方法】以2年生幼苗为试材,对其进行-8 ℃和-16 ℃低温胁迫处理,运用双向电泳技术(2-DE)结合质谱技术(MALDI-TOF/TOF MS)检测并分析叶片差异表达蛋白,并对差异蛋白进行了生物信息学分析。【结果】在低温胁迫下,克恩氏冬青幼苗叶片中蛋白表达发生了明显变化,胁迫前后发现共有31个显著差异的蛋白质点,经质谱检测及数据库检索,成功鉴定了其中23个差异表达蛋白点。对其中的20个蛋白成功进行了功能分类,主要涉及蛋白质和氨基酸代谢、光合作用、氧化还原平衡、防御作用、碳水化合物代谢、脂类代谢、氮素代谢等生物学过程。【结论】克恩氏冬青应答低温胁迫是多种蛋白质共同作用的结果,主要通过调节多种代谢过程中的相关蛋白表达来发挥作用。     

光照和黑暗条件下西北黄芪幼苗对低温的反应

在光照和黑暗条件下,研究了低温对西北黄芪幼苗生理特性的影响。结果表明：低温条件下,叶片中相对电导率增大,膜脂过氧化产物MDA含量增高,叶绿素含量降低,SOD活性上升;光照下低温处理比黑暗中低温处理变化更为显著。     

低温胁迫对3种牧草幼苗抗性生理指标的影响

取3个温度和3个时间因素，研究低温胁迫对3种牧草幼苗生理指标的影响。结果表明，随温度的降低和胁迫时间的延长，其叶绿素含量均呈下降趋势，但电解质透出率和可溶性糖的含量均增加；温度0℃时，在胁迫的第5天，垂穗披碱草叶绿素a的降幅为48．5％，叶绿素b降幅为55．1％，电解质透出率的升幅为157．4％。青海草地早熟禾电解质透出率的升幅为71．9％，可溶性糖积累最多。3种牧草中，青海草地早熟禾的抗寒性较强，梭罗草次之，垂穗披碱草对低温的适应性较差。     

4个北美冬青品种苗对低温胁迫的生理响应及抗寒性比较

【目的】探究不同品种北美冬青的抗寒性,为北美冬青新品种苗木的推广和研究提供参考。 【方法】以4个引进的北美冬青(Ilex verticillata)品种‘Red Sprite’、‘Gray’、‘Oosterwijk’和‘Winter Gold’2年生扦插苗枝条为试验材料,通过0、-7、-17、-27 ℃低温逐级降温分别处理24 h,研究4个品种北美冬青对低温胁迫的生理响应及抗寒性差异。【结果】4个品种的相对电导率和MDA(丙二醛)含量均随着温度的降低而增加,都在-27 ℃时达到最高。‘Red Sprite’、‘Gray’、‘Oosterwijk’和‘Winter Gold’的低温半致死温度(LT50)分别为-26.38、-24.26、-29.19和-20.04 ℃。随着处理温度的降低,渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量在处理温度>-17 ℃时都出现增加(‘Winter Gold’的可溶性糖含量最高点在-27 ℃),但各品种各指标峰值出现的温度点不同。H₂O₂含量与SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)酶活性同时在-17 ℃时达到最高,而CAT(过氧化氢酶) 酶活性在-27 ℃时急剧增加,说明3种酶对活性氧的清除存在温度效应。【结论】4个品种中‘Oosterwijk’与‘Gray’的抗寒性在整体水平上强于其他2个品种,通过隶属函数和权重综合分析,得出4个北美冬青品种的抗寒能力由强到弱依次为:‘Oosterwijk’、‘Gray’、‘Red Sprite’、‘Winter Gold’。     

自然低温胁迫对毛竹生理生化特性的影响应

选用3种不同年龄段毛竹作为试验材料,通过对自然越冬状态下毛竹各项生理指标和低温半致死温度的测试,研究了毛竹抗寒能力及其有关生理生化特性的变化。结果表明：从12月5日到翌年2月5日自然低温过程中,随着温度的变化,毛竹1年生、2年生实生苗和竹林中40 a以上1年生秆毛竹（1年生成竹）的叶绿素含量呈先降低后升高再降低的趋势,总降幅分别为21.46 %、42.38 %、22.76 %;SOD活性和MDA含量的变化趋势类似,先升高后降低;而POD活性为先升高后降低再升高;可溶性蛋白的含量呈先升高后持续降低,总降幅分别为16.43 %、29.46 %、29.61 %;而可溶性糖含量成竹高于1年生和2年生竹,但消耗量低于1年生和2年生竹;半致死温度为1年生(-13.697℃)较高,2年生(-15.426℃)次之,成竹(-18.393℃)较低。半致死温度与12月上旬的MDA含量呈显著负相关,与1月下旬的可溶性糖含量呈极显著正相关。由此表明,毛竹具有较强的抗寒性,并随着年龄的增长,植株的抗寒能力提高。     

QTL analysis of rice low temperature germinability

A double haploid population, derived from anther culture of F1 hybrid between a typical indica and a japonica (ZYQ8/JX17), has been used to investigate the low temperature germinability (LTG) at 15 ℃. The low temperature germinability of two parents was significantly different. In 6-11 d, the germination percentage of ZYQ8 was higher than that of JX17. In 12-16 d, the germination percentage of JX17 was higher than that of ZYQ8. The quantitative trait loci (QTLs) of every day for low temperature germinabilityhave been mapped based on a molecular linkage map constructed from this population. In 8-11 d, qLTG-9 was identified in C397B-RZ617B on chromosome 9, the additive effect was positive, showing that, the allele from JX17 could increase low temperature germinability. In 12-16 d, qLTG-4 was mapped between RG908 and CT563 on chromosome 4, the additive effect was negative, showing that the allele from ZYQ8 could increase low temperature germinability. These two QTLs were detected at different stages, showing the complexity of the mechanism of low temperature germinability.     

低温胁迫对三角褐指藻生长和生理生化特性的影响

在温度分别为3、6、9、20℃的条件下培养三角褐指藻,测定其细胞密度、生物量、叶绿素a含量、脯氨酸含量、丙二醛含量在3、6、9、12、15 d和可溶性糖含量随时间的动态变化情况.结果表明:在不同的低温胁迫条件下,三角褐指藻的细胞密度和生物量均明显低于对照组;叶绿素a含量处理前3d有所上升,没有明显低于对照组,处理6d后明显下降;脯氨酸含量、丙二醛含量、可溶性糖含量均有显著上升.该研究结果为进一步揭示三角揭指藻对逆境耐受能力的生理机制提供一定的理论依据.     

低温热年代学方法及其在叠合盆地构造-热演化研究中的应用

叠合盆地构造-热演化史是当前油气地质研究的重点和难点之一。近年来,低温热年代学测龄技术成为构造-热演化史研究的重要技术,多种测龄手段联用极大地拓宽了其应用范围。江汉平原区具有典型的叠合盆地特征,存在当阳复向斜等中新生代多旋回沉积埋藏区和京山地区等多期持续抬升区。在前一类地区,镜质体反射率记录、磷灰石裂变径迹和锆石裂变径迹等综合反映,该区具有"多段式"热历史,至少发生过2次地质事件,分别对应于侏罗纪-早白垩世后以及古近纪后的大规模构造抬升-地层剥蚀事件;在第二类地区,磷灰石裂变径迹、磷灰石和锆石(U-Th)/He测龄、裂变径迹和(U-Th)/He热史反演等综合反映,该区志留系在早白垩世以来先后经历了快-慢-较快的抬升冷却过程,分别对应于晚侏罗世末期-早白垩世地层大幅度抬升冷却、早白垩世-古近纪盆地拉张沉降和古近纪中期盆地内隆起抬升剥蚀事件。不同类型低温热年代学测龄指标可以有效反映沉积埋藏区地层沉降-古地温演化历史,再现多期持续剥蚀区地层冷却和构造抬升-剥蚀过程。