科研产出
西番莲HSF基因家族的全基因组鉴定及成花期对高温胁迫的响应
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：热激转录因子（heat shock transcription factor, HSF）是重要的调节因子，在植物响应高温胁迫中发挥重要作用。高温胁迫对西番莲成花造成了严重的负面影响，因此研究HSF调控西番莲耐热性的意义重大。本研究利用生物信息学技术在西番莲基因组上鉴定了26个热激转录因子基因，分别命名为PeHSF1～PeHSF26。西番莲HSF基因编码蛋白长度为100～1589个氨基酸，分子量为11 544.9～177 157.8 g/mol，理论等电点为4.25～10.80。西番莲26个HSF基因分布在第1、4、5、6、7、8和9染色体上，分为10个亚群。西番莲全基因组复制事件分析结果表明，ZX01G0033270、ZX01G0052790和ZX01G0052980等5个HSF基因位于重复片段内。西番莲HSF基因有1～12个内含子和2～13个外显子，都包含HSF-DNA结合结构域。利用RNA-seq分析黄果原生种与金陵紫果HSF基因对高温环境的响应，发现ZX01G0002530、ZX01G0052790和ZX01G0121040等基因在花蕾中表达量差异显著，并通过RT-qPCR验证候选HSF基因表达水平。综合分析，推测西番莲响应高温胁迫的最理想的候选HSF基因为ZX01G0121040。这些结果有助于了解HSF在西番莲成花期响应高温胁迫过程中的功能，为西番莲耐高温的遗传改良提供重要基因资源和理论依据。
关键词： 西番莲 高温胁迫 热激转录因子 同源基因 成花 转录组测序 候选基因
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冷胁迫下果蔗叶片转录组分析及茉莉酸信号传导基因挖掘
《作物杂志 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：探讨冷胁迫（0℃）条件下果蔗基因表达谱的变化，为果蔗抗寒育种、引种及栽培提供理论依据。采用高通量测序平台对对照组（25℃）和冷胁迫处理组（0℃）条件下果蔗进行转录组测序。对测序数据进行分析，筛选响应冷胁迫的茉莉酸代谢途径关键基因，对鉴定出的重要基因进行表达量的qRT-PCR验证。结果表明，低温胁迫处理后，2组样品通过筛选共获得321个差异表达基因（DEGs），其中167个基因上调，154个基因下调。GO功能富集分析显示，DEGs显著富集于催化活性、结合、代谢过程、细胞过程和细胞器等条目。KEGG途径富集分析发现，角质和木栓质合成、光合作用、脂肪酸代谢、淀粉和蔗糖代谢以及植物激素信号转导等为果蔗响应冷胁迫的重要代谢通路。qRT-PCR分析表明，冷胁迫后果蔗茉莉酸代谢途径相关基因SoPYL1、SoOPCL1、SoAOC1、SoLOX3、SoAOS1和SoMYC2均上调表达，该结果与转录组测序变化趋势相似，同时进一步证实了RNA-seq数据的准确性。
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木薯叶芽和花芽的转录组差异分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：本研究以木薯花芽与叶芽为材料,通过Illumina HiSeqTM4000测序平台对其进行转录组测序,结果获得高质量序列45 010 506个、碱基数13.46 Gb,GC含量在43.5%以上、比对效率在78%以上.筛选得到3 782个差异表达基因(DEGs),其中上调2 409个、下调1 373个.DEGs涉及的主要功能有一般功能预测,翻译,复制、重组与修复,信号传导机制,次生产物合成、运输与代谢,翻译后修饰、蛋白质周转和分子伴侣,氨基酸运输与代谢,碳水化合物运输与代谢.DEGs显著富集的KEGG通路主要有植物激素信号传导、苯丙烷类生物合成、淀粉和蔗糖代谢、苯丙氨酸代谢、氨基酸的生物合成和碳代谢.获得植物开花相关基因47个,其中39个上调表达、8个下调表达.研究结果在一定程度上解析了木薯花芽分化的分子机制,并为后续的深入研究提供了基础数据.
关键词： 木薯(Manihot esculenta) 转录组测序 花芽分化 开花基因
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基于转录组测序的木薯性别决定相关基因挖掘
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]明确木薯不同性型花的转录组差异,为深入研究木薯多开雌花和两性花及协调木薯性别比例提供理论参考.[方法]以木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾为供试材料,采用Illumina HiSeqTM 4000测序平台对其进行转录组测序,通过生物信息学对转录本进行比较分析,预测和筛选出木薯性别决定相关基因.[结果]通过转录组分析获得高质量序列(Clean reads)64189053个,高质量碱基19.29 Gb.3种花蕾的GC含量均在43.00%左右、Q30均在95.00%左右.木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾的Clean reads总数分别为42642272、42172402和43563432条,其中,参考基因组和单端的比对率均在77.00%左右、多位置比对率均小于0.80%,正、负链比对率均在39.00%左右;约有90.00%的序列定位于外显子,仅有5.00%的序列定位于内含子或基因间区.在雄蕾—雌蕾(前者是对照,后者是处理,下同)、雄蕾—两性蕾和雌蕾—两性蕾3个对比组中分别筛选到3629、2499和2492个差异表达基因(DEGs),注释到GO功能数据库中的DEGs分别为2544、1749和1807个,其中,雄蕾—雌蕾对比组的上调表达基因和下调表达基因数量均最多.以富集于生物学过程(主要为代谢过程和细胞过程)的DEGs最多,其次是分子功能(主要为结合和催化)和细胞组分(主要为细胞和细胞部分);无论是注释到GO功能数据库的DEGs,还是注释到生物学过程、细胞部分和分子功能等主要次级分类中的DEGs,均以雄蕾—雌蕾对比组最多.3个对比组中均以参与激素信号传导的DEGs最多;且又以富集于一般功能预测的DEGs最多,其次是富集于转录的DEGs,富集于复制、重组和修复及信号传导机制的DEGs也较多,但雄蕾—雌蕾对比组大部分GOG功能类别的DEGs明显多于雄蕾—两性蕾和雌蕾—两性蕾对比组,而雄蕾—两性蕾与雌蕾—两性蕾对比组间差异不明显.3个对比组的DEGs富集于50条KEGG信号通路,其中以富集于植物激素信号传导的DEGs最多,共筛选获得88个与激素信号转导相关的DEGs,其中log2FC>3的基因有26个,且大多数为生长素相关的基因.木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾间差异表达的转录因子基因有196个,log2FC>3的转录因子基因有87个,主要为ERF、bHLH、WRKY和MYB四大类转录因子基因.[结论]木薯不同性型花存在较多的DEGs,其中与生长素及ERF、bHLH、WRKY和MYB转录因子相关的基因均与木薯性别决定密切相关,可能是木薯性别分化的关键调控基因.
关键词： 木薯 性别决定 基因挖掘 差异表达基因(DEGs) 激素信号传导 转录组测序
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基于RNA-Seq的甘蔗主茎和分蘖茎转录组建立及初步分析
《基因组学与应用生物学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：本研究以甘蔗与斑割复合体杂交F1代中1个株系在主茎和分蘖茎的节间长度存在明显差异的植株为实验材料,利用RNA-seq测序技术对甘蔗主茎(节间短)和分蘖茎(节间长)叶片样品RNAs进行了转录组测序并进行从头组装分析。结果表明,共获得测序数据量11.16Gb,其中甘蔗主茎(BG-stalk)为5.67Gb,分蘖茎(BG-tiller)为5.49Gb。去冗余后,denovo组装得到69204条Unigene,并对这些Unigene进行七大功能数据库(NR,NT,GO,COG,KEGG,Swissprot和Interpro)注释,结果发现,有83.73%(57942条)的Unigene得到注释,16.27%(11262条)的Unigene未被注释。所有的Unigene共有9156个SSR(simple sequence repeat)位点,其中三核苷酸重复最多、四核苷酸重复最少,且CCG/CGG出现的频率最高。差异表达基因分析显示,分蘖茎(BG-tiller)样品表达的上调基因有1842个,下调基因的有2663个。进一步对这些差异表达基因进行GO和Pathway功能分类分析,分别获得57个功能小组和19条生物通路。本研究对甘蔗主茎和分蘖茎叶片转录组信息进行初步分析,获得了分蘖茎表达上调和下调的差异基因,为后面进一步分析调控甘蔗节间长短差异的基因及挖掘甘蔗分蘖生育调控相关基因提供数据参考。
关键词： 甘蔗(Saccharum officinarum L.) RNA-Seq 转录组 Unigene SSR 差异表达基因
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杧果果实响应1-MCP处理的数字基因表达谱分析
《园艺学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：以‘台农1号’杧果为试材,用1–甲基环丙烯(1-MCP,1μL·L-1)常温下处理12 h和未处理的果实为对照,通过数字基因表达谱(DGE)技术,寻找1-MCP处理对杧果贮藏影响的潜在关键基因。DGE数据分析结果表明,1-MCP处理与对照样品文库相比,共检测到7 350个差异表达基因。其功能主要涉及细胞壁代谢,激素调节,逆境胁迫应答,氧化损伤保护,能量代谢,蛋白质折叠,泛素化和蛋白酶体途径介导的细胞程序性死亡,成熟与衰老调控等。利用实时定量PCR(q RT-PCR)技术对DGE部分数据进行验证,检测了其中6个较有代表性的应答基因的差异表达。通过基因本体(Gene Ontology,GO)通路功能富集分析表明,1-MCP处理增加果实对逆境胁迫的抵抗能力,抑制物质和能量代谢,减少细胞内钙的流失并保护果实细胞。qRT-PCR技术数据支持RNA-Seq的检测结果。
关键词： 杧果 基因表达谱 RNA-Seq 1-MCP 采后
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