科研产出
转录组测序技术在甘薯研究中的应用
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：甘薯是世界上重要的粮食、饲料、工业原料作物。随着高通量测序技术的快速发展，转录组测序技术已广泛应用于甘薯研究之中。为了今后利用转录组学技术更好地开展甘薯功能基因挖掘、重要性状调控机制解析等研究，本综述分析了各国研究机构共享的甘薯转录组数据，并总结了近年来转录组测序技术在甘薯逆境胁迫响应、块根发育和淀粉合成等方面的应用及取得的成果。认为目前甘薯转录组研究在试验设计、数据挖掘以及研究结果实用性方面仍存在不足。提出在未来研究中，可将转录组学技术与其他组学技术及遗传学分析方法相结合，以推动甘薯研究的不断深入。
关键词： 甘薯 转录组 生长发育 逆境响应 品质形成 高通量测序 块根发育 淀粉合成
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基于转录组测序分析猪子宫内膜妊娠中的关键非编码RNA及其调控通路
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究调控具有不同产仔数的川乡黑猪和藏猪的猪子宫内膜妊娠过程的相关miRNA、lncRNA及靶基因,进一步揭示影响不同品种猪子宫内膜妊娠相关非编码RNA富集的信号通路.[方法]对平均产仔数为11.35和6.70的川乡黑猪和藏猪第2、5胎次的子宫内膜进行分离,提取RNA,质检合格后进行转录组测序,测序数据经过拼接、比对到miRNA和lncRNA并预测其靶基因,进行GO和KEGG富集分析筛选到调控川乡黑猪和藏猪不同产仔数的候选基因以及信号富集通路.[结果]不同胎次的川乡黑猪和藏猪之间存在多个miRNA、lncRNA及靶基因的差异表达,其中第2胎次具有1571个miRNA和2042个lncRNA差异表达,第5胎次具有1042个miRNA和2096个lncRNA差异表达.进一步根据靶基因的GO和KEGG富集分析发现川乡黑猪在促性腺激素释放激素(GnRH)分泌、ECM受体互作以及Wnt信号通路等的富集程度高于藏猪.同时发现川乡黑猪相比藏猪有醛固酮调节钠重吸收、谷胱甘肽代谢、果糖和甘露糖代谢等过程的富集.此外,已鉴定的关键候选调控基因包括FSHR(Follicle stimulating hormone receptor)、DBX1(Developing brain homeobox 1)、ARID2(AT-rich interaction domain 2)、TNC(Tenascin C)、NT5C2(Neuropilin 2)、LAMC3(Laminin subunit gamma 3)、MADD(MAP kinase activating death domain)等.[结论]高产仔数的川乡黑猪相比低产仔数的藏猪在子宫内膜妊娠过程中有更高的促性腺激素释放激素(GnRH)分泌、ECM受体互作以及Wnt信号通路富集(GO分析结果),同时也有代谢途径的参与(KEGG分析结果).涉及到的关键调控基因主要有FSHR、DBX1等.本研究为探究非编码RNA在猪子宫内膜妊娠过程中的功能及其分子调控机制提供了新的思路.
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基于转录组和代谢组解析川芎对镉胁迫的响应机制
《中国农业科技导报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了解不同水平镉（Cd）胁迫下川芎基因表达和代谢产物的变化规律，探究川芎对Cd胁迫的响应机制，利用盆栽试验，以不添加Cd溶液的清洁土壤为对照，设置1、3、6、10 mg·kg-1共4个Cd胁迫处理水平，采用转录组学测序（RNA sequencing,RNA-seq）和超高效液相色谱质谱联用（ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS）技术，筛选川芎抗Cd胁迫的关键基因与代谢通路。结果表明，共筛选到8 569个差异表达基因，包括上调基因6 859个，下调基因1 710个。与对照相比，4个Cd处理组的共有差异基因仅1个，为CML19，可能是川芎抗Cd胁迫的关键基因。代谢组共标注和定量了1 238种差异代谢物，在KEGG数据库中注释得到76条代谢通路，其中包括氨基酸代谢、氨酰基-tRNA的生物合成和脂肪酸的生物合成等。联合分析表明，当受到不同水平Cd胁迫时，川芎通过调节不同种类氨基酸来维持自身代谢平衡，在川芎抗Cd胁迫中发挥重要作用。研究结果为川芎抗Cd胁迫提供科学支撑与理论依据，为针对川芎资源的栽培育种及缓解Cd胁迫等相关研究提供基础。
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基于三代全长转录组测序的极边扁咽齿鱼SSR分子标记开发
《南方农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]基于三代全长转录组测序数据,开发极边扁咽齿鱼SSR分子标记,积累和丰富该物种遗传信息,为后期指导和优化人工繁殖技术提供理论参考.[方法]基于极边扁咽齿鱼三代全长转录组测序结果(PRJNA792686),分析SSR分布情况,筛选出具有多态性的SSR引物,并对2个流域37尾边扁咽齿鱼的遗传多样性进行分析.[结果]极边扁咽齿鱼单核苷酸重复SSR个数最多,占37.87%,二核苷酸~六核苷酸重复序列依次占31.77%、10.32%、1.29%、0.25%和0.10%;二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和六核苷酸重复序列均以重复次数5~8次居多,分别占各自SSR总数的55.26%、94.90%、70.92%和89.52%;之后随重复次数增加而逐渐减少,当重复次数为21~24次时最低,分别占各自SSR总数的2.63%、0.04%、2.68%和0.单核苷酸重复序列以重复次数9~12次居多,占其SSR总数的71.43%;五核苷酸重复序列的重复次数主要集中在5~8次,占其SSR总数的83.33%;三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸重复序列中,排名前5的序列分别是TA(17.07%)、AT(16.95%)、TG(15.29%)、AC(12.51%)和CA(9.71%);TTA(7.53%)、GAT(6.07%)、TAT(5.93%)、CAG(5.50%)和GAG(5.50%);TATC(4.83%)、TTTA(4.32%)、TTCT(3.81%)、TATT(3.56%)和TGTT(3.18%).共设计38对SSR引物,最终筛选得到9对SSR多态性引物.2个流域的极边扁咽齿鱼等位基因数(Na)为3~29,其中,A流域极边扁咽齿鱼的期望杂合度(He)为0.484~0.931,香农指数(H′)为0.677~2.793;B流域极边扁咽齿鱼的He为0.315~0.948,H′为0.578~3.075.[结论]2个流域的极边扁咽齿鱼具有较高的遗传多样性.开发的9个多态性SSR分子标记可用于极边扁咽齿鱼育种和种质保护.
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叶面喷施脱落酸对黄瓜果实品质的影响
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨叶面喷施脱落酸（ABA）对黄瓜品质的影响，为外源施用激素ABA调控黄瓜果实品质提供生产指导和理论基础。【方法】以‘川翠13号’黄瓜品种为试验材料，通过叶面喷施不同浓度的ABA（0、50、100、200和400μmol/L）,研究其对黄瓜果实的可溶性糖、抗坏血酸以及风味物质反，顺-2,6-壬二烯醛累积的影响。【结果】叶面喷施50～200μmol/L ABA提高了黄瓜果实中可溶性糖和抗坏血酸含量，降低了风味物质的累积。当叶面喷施400μmol/L的ABA时，抗坏血酸含量显著降低。为了进一步分析外源施用ABA影响黄瓜果实品质的机理，对黄瓜果实进行转录组分析，ABA处理叶片后，果实差异表达基因中上调的有94个，下调的有75个，GO基因功能富集分析结果表明，大量差异基因参与转录调控以及大分子的生物合成调控过程，KEGG通路富集分析结果表明差异表达基因主要参与代谢途径和激素信号转导途径，说明外源施用ABA可能通过调控黄瓜果实代谢过程以及激素信号转导过程影响果实的品质。此外，44个转录因子的表达也受到外源ABA的诱导，主要包括bHLH、bZIP、FAR1、MYB以及NAC等转录因子。【结论】本研究通过对黄瓜果实品质以及转录水平变化进行分析，发现叶片喷施ABA通过转录水平调控相关基因的表达正向调控可溶性糖、抗坏血酸含量，负向调控黄瓜风味物质的累积。
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国兰叶色突变体根状茎差异表达基因分析
《核农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：兰花叶色对其观赏及商业价值具有非常重要的意义。国兰春剑隆昌素(Cymbidium longibracteaturn Longchangsu)及其叶色突变体叶艺隆昌素是研究兰花叶色形成机制的重要材料。本研究采用Illumina Hiseq2500对这2种材料的根状茎进行denovo转录组测序,以鉴定其与叶艺形成相关的差异表达基因(DEGs)。差异表达基因分析结果发现色素合成、叶绿体发育等相关的基因在隆昌素与叶艺隆昌素根状茎中的表达存在显著差异。本研究获得的序列数据极大地丰富了国兰可利用的基因资源,为进一步明确国兰叶色形成的分子机制提供了科学参考。
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营养生长期持续高温处理对玉米叶片转录组及生化指标的影响
《玉米科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：以玉米杂交种郑单958和登海605为材料，通过转录组测序分析玉米营养生长期叶片受热胁迫后基因差异表达、基因功能富集和KEGG通路富集，使用微量法和HPLC法分析叶片中相关生化指标的变化。结果表明，高温胁迫会降低光合作用关键酶二磷酸核酮糖羧化酶（Rubisco）和三羧酸循环限速酶柠檬酸合酶（CS）的活力，升高丙二醛（MDA）、脱落酸（ABA）和赤霉素（GA3）的含量，降低水杨酸（SA）的含量。与常温对照比，玉米营养生长期叶片受热胁迫后，两个品种4个比较组合累计检测到16 996个差异表达的基因，共同差异表达的基因有1 160个。光合作用、细胞代谢、叶绿体膜和质体膜等相关基因的表达会响应热胁迫。
关键词： 玉米 高温胁迫 转录组 差异表达基因 富集分析 表型
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转录组和代谢组在林木真菌病害防御反应中的应用研究进展
《世界林业研究 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：真菌病害是林木的主要生物胁迫之一，严重影响林业生态安全和经济效益。近年来随着组学技术的突破，转录组技术和代谢组技术已成功应用于林木真菌病害研究，主要包括致病和抗病关键基因的挖掘、林木防御物质的动态合成、抗病分子育种等方面，但林木如何抵御真菌病害及其两者间的互作机制仍是今后研究的热点与难点。文中通过对林木遭受真菌侵染后的转录组信息和代谢组信息进行探讨，包括类黄酮物质合成途径、植物激素信号转导、林木防御关键基因和关键代谢物、关键防御机制及功能网络等，将在理论上丰富林木响应真菌病害侵染的过程，为林木和真菌病害的互作研究奠定基础，并为林木抗性育种和化学防治提供参考；此外，基于目前转录组和代谢组在林木真菌病害防御反应方面的研究，对林木基因组研究、多组学联合研究以及病原菌组学研究等进行展望，以期为林木真菌病害研究提供新思路。
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水稻幼穗响应稻曲病菌毒素胁迫早期的转录组分析
《中国水稻科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]由稻曲病菌引起的稻曲病不仅造成水稻减产,而且还会产生对动物和植物有毒的真菌毒素.探明水稻幼穗对稻曲病菌毒素胁迫响应的分子机制,可为发掘水稻抗稻曲病基因以及抗病分子育种开辟新的思路.[方法]用稻曲病菌毒素处理水稻幼穗,采用转录组测序技术对水稻幼穗进行转录组测序,以水稻9311基因组作为参考基因组进行对比,利用TPM法计算基因表达量,设定参数(差异倍数的绝对值不小于2,且q值不大于0.05)筛选差异表达基因.结合基因差异表达分析、富集功能分析,鉴定水稻响应胁迫的关键基因,并利用实时荧光定量PCR技术对差异表达基因进行验证.[结果]在稻曲病菌毒素胁迫12 h后,水稻幼穗出现2526个差异表达基因(DEG);通过GO富集、KEGG代谢途经和KOG功能分析,将差异基因划分为GO功能下的64个条目、32个代谢途径和KOG功能下23个类别,包括淀粉和蔗糖代谢、苯丙类生物合成、碳代谢、糖酵解/糖异生、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物学过程.DEG中有66个植物转录因子,分属7种植物转录因子家族,包括WRKY和Myb两大转录因子.分析二萜类生物合成与淀粉和蔗糖代谢途径相关基因发现,OsCPS2、OsKSL4和细胞色素P450等基因表达量上调,而淀粉酶、β-呋喃果糖苷酶和UDP-焦磷酸化酶等基因表达量下调,推测这些基因在水稻响应稻曲病菌毒素胁迫时发挥重要的作用.[结论]稻曲病菌毒素作为非生物胁迫因素对水稻幼穗具有毒性;通过干扰淀粉和蔗糖代谢等途径而影响种子营养物质的合成,降低水稻抵抗病原菌侵染水稻的能力.
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