科研产出
基于RNA-seq番石榴果实软化候选基因的挖掘及表达分析
《植物遗传资源学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：番石榴变种丰富，不同品种的果实质地差异较大。果实的软化程度决定了其食用口感、运输贮藏及货架期等商品价值。为探究影响番石榴果实质地软化的调控基因，本研究比较了酥脆品种粉红蜜与软肉品种西瓜2号果实在坚熟期与软熟期的转录组。结果表明，软熟期品种间差异表达基因数目最多，GO注释显示差异基因主要富集在结合活性和催化活性等分子功能中，KEGG代谢通路分析显示差异基因主要富集在光合作用、光合作用天线蛋白、半乳糖代谢和植物激素信号转导途径。两个品种在软熟期果实质地的差异与细胞壁代谢途径、木质素生物合成途径、植物激素代谢基因和转录因子的调控密切相关。J3R85008159＿PG和J3R85010291＿XTH的上调表达是促进番石榴软化的重要因素。J3R85010291＿TCH4可能通过降低细胞壁的机械强度调控果实软化。木质素合成途径基因（J3R8506005＿CAD、J3R8502863＿POD、J3R8507303＿POD、J3R8500836＿LAC和J3R8507803＿LAC）的下调表达延缓木质素的积累，促进果实软化。ABA途径调控基因（PYL和SnRK2）、乙烯途径调控基因（ETR/ERS、EBF1/2、EIN3）和相关转录因子家族基因（J3R85017767＿MYB、J3R85004770＿MYB、J3R85004060＿NAC、J3R85006932＿NAC、J3R85012461＿ERF、J3R85010726＿bHLH、J3R85003109＿bHLH、J3R85014989＿bHLH、J3R85015176＿WRKY、J3R85014001＿WRKY、J3R85014684＿WRKY、J3R85010736＿WRKY）可能协同调控细胞壁代谢基因的表达从而影响番石榴软化过程。
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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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脆蜜金柑果肉转录组SSR分布及其序列特征分析
《南方农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析脆蜜金柑果肉转录组中简单重复序列（SSR）的分布情况及序列特征，为金柑属的遗传多样性分析、SSR分子标记开发及分子辅助育种等提供参考依据。【方法】以脆蜜金柑为试验材料，通过DNBSEQ-G99高通量测序平台对其果肉组织进行转录组测序，高质量测序数据经严格过滤、拼接及组装后，使用MISA对转录组测序得到的Unigenes进行SSR位点检索，并分析其分布情况及序列特征。【结果】脆蜜金柑果肉转录组测序数据经质控及组装后共获得32257条Unigenes,Unigenes总长度为63342722 bp；经MISA搜索，鉴定出22447个SSR位点，分布在11119条Unigenes上，SSR发生频率为34.47%，平均分布距离为2.82 kb。在22447个SSR位点中，以单核苷酸重复类型数量最多（14002个），占62.38%；其次是二核苷酸重复类型（3949个）和三核苷酸重复类型（3980个），分别占17.59%和17.73%。从22447个SSR位点共搜索出116种重复基元种类，且以A/T、AG/CT和AT/AT这3种重复基元的数量占绝对优势（合计占73.99%）;A/T是单核苷酸重复基元中的绝对优势基元，占59.41%;AG/CT是二核苷酸重复基元中的优势基元，占8.87%;AAT/ATT是三核苷酸重复基元中的优势基元，占4.55%。SSR重复基元出现频次从5次到44次均有分布，以出现频次大于10次的SSR重复基元数量最多（10395个，占46.31%），其次是出现频次为10次的SSR重复基元（4997个，占22.26%）。脆蜜金柑果肉转录组SSR位点的平均基序长度为29.63bp，以基序长度在12～20bp的SSR位点数量最多（12692个，占56.54%），呈中度多态性。采用Primer3设计SSR引物，共有17118个SSR位点可设计出引物，成功率为76.26%。【结论】脆蜜金柑果肉转录组SSR位点数量庞大，基元类型丰富，呈中度以上多态性，可用于开发SSR分子标记，为金柑及其他柑橘属植物的遗传图谱绘制、病害抗病分析及种质资源鉴定等研究提供技术支撑。
关键词： 脆蜜金柑 转录组 简单重复序列(SSR) 序列特征 重复基元
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基因组学和转录组学在果树葡萄座腔菌科病原真菌研究中的应用进展
《中国果树 》 2025 北大核心
摘要：葡萄座腔菌科（Botryosphaeriaceae）真菌是一类分布广泛的植物病原菌，通常会引起葡萄溃疡病、桃流胶病、苹果轮纹病、猕猴桃软腐病等病害，给我国水果产业造成严重危害和经济损失。随着基因组和转录组测序技术的快速发展和应用，人们对葡萄座腔菌科真菌鉴定及其在果树上致病机制的认识进一步加深。因此，综述了近年来国内外基因组学和转录组学技术在葡萄座腔菌科植物病原菌研究中的应用进展，即阐述了基因组测序分析在揭示葡萄座腔菌科真菌的进化关系与致病基因挖掘等方面的应用以及转录组技术在分析病原菌与寄主互作和响应环境胁迫等方面的研究成果，以期为葡萄座腔菌科真菌对不同果树和环境的适应性机制研究和病害精准防控提供理论依据。
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通过转录组比较分析挖掘木薯块根耐储关键基因
《农业研究与应用 》 2025
摘要：【目的】耐储性是木薯的重要经济性状，受遗传控制，但对其相关的基因尚未了解。因此，本研究拟通过转录组测序挖掘木薯采后生理变质（postharvest physiological deterioration,PPD）相关基因，为培育耐储木薯品种提供参考依据。【方法】通过对耐储藏的木薯品种华南14 (SC14)和不耐储藏对照品种桂热15231 (GR15231)的块根组织进行转录组测序获得原始测序数据，进行测序数据质量评估、差异表达基因鉴定和统计、基因功能注释、表达量热图绘制，挖掘木薯采后生理变质发生过程中的关键调控基因和功能基因。【结果】本研究获得了高质量转录组测序数据，样本分群效果明显，组内重复性好。通过差异表达分析，共鉴定出14 791个差异表达基因（DEGs）。对2个品种采后第0 d和第12 d的DEGs进行GO和KEGG富集分析，发现GR15231和SC14的上调表达基因显著富集在次生代谢、抗氧化还原和苯丙烷类化合物生物合成等过程，下调表达基因显著富集在糖类的合成与代谢等过程。与GR15231不同的是，SC14的部分上调表达基因显著富集在对病原菌的应答和防御过程中。最后，本研究筛选出36个与木薯耐储相关的候选基因，它们参与木质素合成、氧化还原调节、病害防御以及淀粉与蔗糖代谢过程，在木薯抵御外界胁迫中发挥重要作用。【结论】与不耐储藏品种GR15231相比，耐储藏木薯品种SC14木薯块根内部大量基因在抗氧化还原、对病原菌的应答和防御过程等代谢通路显著上调表达。本研究筛选出36个耐储相关基因，为培育抗采后生理变质木薯新品种提供了基因资源。
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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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基于WGCNA的甘蔗细胞壁建成和糖分积累调控网络分析
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗是重要的糖料作物和能源作物，糖分积累和细胞壁建成是其生长发育中的重要生物学过程。本研究以甘蔗品种新台糖22号为试验材料，采集其第1、3、5节叶片，第1、3、5、7、11、17节间茎髓和第3、5、7、11、17节间茎皮进行转录组测序。对获得的42份转录组数据利用WGCNA构建基因共表达矩阵，获得34个共表达模块。其中鉴定到与第1节叶片、第7节间茎髓和第5节间茎皮特异显著正相关的midnightblue、purple和magenta模块，KEGG代谢通路和GO功能富集分析表明这些模块参与了其组织中特定的生物学过程。Blue、yellow、turquoise和black模块分别主要在叶、幼髓、幼嫩节间和茎皮中表达，最终在blue模块中挖掘到参与光合作用的关键酶，包括LFNR1、PSAK、PETE、PSAN和NADP-ME4等，这些酶对甘蔗糖分的产生及积累十分关键。在yellow模块中，构建以SUS4为核心的蔗糖代谢网络，包括SWEET2等一系列与糖转运相关的酶和蛋白，证实了茎髓是甘蔗运输和储藏蔗糖的主要场所。在turquoise模块中，鉴定到可能参与初生细胞壁合成与修饰的糖蛋白和酶；调控次生细胞壁生物合成的转录因子NST1与其他修饰细胞壁的酶富集在black模块中，表明该模块可能参与茎皮的细胞壁沉积，为甘蔗提供机械强度与防御外界胁迫的屏障。以上结果为研究甘蔗糖分积累和细胞壁建成的调控网络提供重要参考。
关键词： 甘蔗 WGCNA 糖分积累 细胞壁 转录组 调控网络
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睡莲品种保罗蓝花器官不同部位的转录组测序分析
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究热带睡莲花器官不同部位的花香代谢通路及参与萜类香气物质生物合成的差异表达基因,本研究借助转录组测序技术,以热带睡莲品种保罗蓝为研究对象,对其花器官的花瓣(PE,petal)、雄蕊(ST,stamen)和雌蕊(PI,pistil)3个部位进行转录组测序分析.差异表达基因分析结果显示,花瓣相对于雌蕊(PE-vs-PI)、雄蕊相对于雌蕊(ST-vs-PI)和雄蕊相对于花瓣(ST-vs-PE)的差异表达基因数目分别为7853个、7501个和2526个.GO分类和富集分析显示,3个比较组的差异表达基因主要参与了生物调节、细胞过程、代谢过程和刺激应答的生物学过程;KEGG分类和富集分析显示,PE-vs-PI的差异表达基因显著富集的KEGG通路最多,其次为ST-vs-PI,ST-vs-PE最少.从3个比较组共有的794个差异表达基因中筛选出98个参与萜类物质代谢差异表达基因,富集于4条萜类物质合成通路,且PE-vs-PI和ST-vs-PI的差异表达基因数目均高于ST-vs-PE.已知的金合欢醛和二萜贝壳杉烯合成关键基因HMGR和DXS在花瓣和雄蕊的表达量均高于雌蕊.从98个差异表达基因中随机选取了 6个基因进行qRT-PCR验证,基因表达变化趋势与转录组测序一致.研究结果为热带睡莲萜类香气物质生物合成分子机制研究提供了科学参考.
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芒果点斑螟不同发育阶段转录组及保幼激素和蜕皮激素相关基因分析
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探明芒果点斑螟(Citripestis eutraphera)不同发育阶段的转录组差异,挖掘保幼激素(JH)和蜕皮激素(Ecd)合成等生长发育相关基因,为芒果点斑螟特异性防治和研发环保型生长调节类杀虫剂打下基础.[方法]利用高通量测序技术对芒果点斑螟幼虫、蛹和成虫进行转录组测序、数据组装、功能注释和比较分析,筛选出JH和Ecd合成相关基因,并通过实时荧光定量PCR进行验证.[结果]芒果点斑螟幼虫、蛹和成虫3个阶段共组装得到254154条Unigenes.幼虫与蛹阶段比较筛选出10688个差异表达基因(DEGs),幼虫与成虫阶段比较筛选出10041个DEGs,蛹与成虫阶段比较筛选出12896个DEGs;将DEGs进行Nr数据库比对,结果显示与脐橙螟蛾(Amyelois transitella)的序列相似度最高;进行GO功能注释分析,共注释到61266条Unigenes,各发育阶段芒果点斑螟的DEGs多富集在细胞结构体、细胞过程、催化活性和结合等过程;在KEGG数据库中共有14731条Unigenes得到注释,涉及147个代谢通路,DEGs富集在代谢过程、核糖体和氧化磷酸化过程等通路的数目较多,筛选出49条Unigenes涉及JH和Ecd合成相关基因,对DIB、JHAMT、FPPP、ALDH-1和ALDH-2等5个DEGs进行实时荧光定量PCR分析,结果ALDH-1、ALDH-2DIB和DIB在蛹期高表达,且相对表达量显著高于其他时期(P<0.05,下同),FPPP和JHAMT在幼虫期低表达且相对表达量显著低于其他时期.[结论]基于转录组分析获得不同发育阶段芒果点斑螟的DEGs多富集在细胞结构体、细胞过程、催化活性和结合等过程,且主要富集在代谢相关通路中;筛选出49条与JH和Ecd合成相关的基因,DIB、JHAMT、FPPP、ALDH-1和ALDH-2等基因在芒果点斑螟不同发育阶段表达差异显著,可能在芒果点斑螟生长发育中发挥重要作用.
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利用高世代转录组测序挖掘控制南方大豆皱叶症候选基因
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】南方大豆皱叶症（southern soybean crinkle leaf disease,SSCLD）严重时可导致大豆减产40%左右，利用高世代分离群体转录组测序技术（high-generation segregating populations RNA-seq,HGRNA-seq）挖掘控制SSCLD的候选基因，为揭示SSCLD发生的分子机制提供数据支撑。【方法】以2个南方皱叶症症级差异材料及其衍生的F2:7株系为研究材料，对双亲进行重测序，对12个F2:7单株（7个皱叶，5个正常叶）进行单个样本转录组测序，利用转录组及亲本的SNP/InDel数据进行混池法定位分析，利用转录组表达量差异数据进行GO和KEGG功能注释和富集分析，并在定位区间附近开发7个KASP分子标记，利用230个F2群体构建局部连锁图谱，对转录组数据定位结果进行验证。联合基因定位和转录组分析结果，筛选控制SSCLD的候选基因。【结果】利用混池法把控制皱叶症的基因位点CL12定位在大豆第12染色体末端39 231 651—40 705 115 bp的1 473 464 bp区间内，利用F2群体将控制皱叶症的基因定位于39 743 275—40 948 295 bp的1 205 020 bp区间内，与混池法定位结果基本一致。GO注释结果显示，代谢过程包括免疫系统过程，以及对刺激的反应等，细胞组分主要与膜等相关，KEGG注释结果显示，生物系统通路中主要包括植物-病原菌互作和环境适应等通路。GO富集的表达差异基因主要同跨膜受体蛋白活性、蛋白磷酸化及信号受体活性等方面相关，KEGG富集到的最多差异表达基因（differently expressed genes,DEGs）主要在植物-病原菌互作和植物MAPK信号通路上。结合南方大豆皱叶症诱因特点，选择定位候选区间内与抗病等相关且在外显子上存在非同义突变或表达量有差异的基因作为候选基因，结合qRT-PCR验证，最终确定GLYMA＿12G223100、GLYMA＿12G223900、GLYMA＿12G224100、GLYMA＿12G231800和GLYMA＿12G233000等5个基因为控制南方大豆皱叶症的候选基因。【结论】HGRNA-seq实现了RNA-seq和BSA-seq相结合，成功挖掘了控制SSCLD的候选基因。
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