科研产出
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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不同培养基组分对“台农一号”杧花粉萌发和花粉管生长特性的影响
《中国南方果树 》 2024 北大核心
摘要：为筛选"台农一号"杧花粉体外培养最适培养基和培养时间,探讨不同培养基组分和培养时间对其花粉体外萌发及花粉管生长的影响,以15%蔗糖+25%聚乙二醇-4000+0.015%硼酸+0.03%钙+0.02%镁+0.01%钾为基础培养基,分别设置1、2、3、4、5、6 h培养,不同蔗糖、硼酸、聚乙二醇-4000、钙、镁、钾浓度梯度单因素及蔗糖、硼酸、聚乙二醇-40003个因素正交试验,统计比较不同处理的花粉萌发率和花粉管生长长度.结果表明,培养时间,培养基中蔗糖、聚乙二醇-4000、硼酸对花粉萌发及花粉管生长均有显著影响,而钙、镁、钾影响不显著.培养2~3 h即可统计花粉萌发率及测量花粉管长度.随着培养基中蔗糖、聚乙二醇-4000、硼酸浓度增加,花粉萌发率及花粉管长度均呈现先增加后降低的趋势,适宜浓度的3个组分能够促进花粉萌发及花粉管生长,浓度过高则起抑制作用.3个因素之间存在明显的互作效应,蔗糖与聚乙二醇-4000的互作效应突出.说明培养基中蔗糖、聚乙二醇-4000、硼酸是花粉体外萌发的必需成分,钙、镁、钾为非必需成分."台农一号"杧花粉体外萌发及花粉管生长的最适培养基为15%蔗糖+20%聚乙二醇-4000+0.015%硼酸+0.03%钙+0.02%镁+0.01%钾,适宜培养时间为3 h,此条件下花粉萌发率达到83.40%.
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玉米穗腐病致病南方镰孢菌菌株JX18-4效应蛋白的预测及分析
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为挖掘与玉米受体蛋白互作进而触发免疫反应的南方镰孢菌效应蛋白，基于南方镰孢菌菌株JX18-4全基因组编码蛋白序列，利用Signal P、WoLFP SORT、Target P、TMHMM和big PI Predictor等生物信息学软件预测出分泌蛋白684个，随后再用EffectorP软件预测出效应蛋白157个，随后筛选出氨基酸残基数<400且半胱氨酸残基数≥4的效应蛋白115个。植物与寄主互作(PHI)和碳水化合物酶类(CAZymes)分析结果表明，获得PHI和CAZymes数据库注释的效应蛋白数分别为14、26个。10个效应蛋白获得PHI和CAZymes 2个数据库注释，其中6个候选效应蛋白的注释结果一致。本研究所预测出的南方镰孢菌菌株JX18-4效应蛋白将会为南方镰孢菌引起的玉米穗腐病的致病机制及防控方法研究提供了参考依据。
关键词： 南方镰孢菌 玉米穗腐病 全基因组 分泌蛋白 效应蛋白
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茉莉花全基因组SSR标记开发及其亲缘关系鉴定
《园艺学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：根据茉莉花（Jasminum sambac）全基因组序列进行SSR分子标记开发，分析其SSR位点的组成及特征，并开展40份素馨属（Jasminum）种质的遗传多样性分析及41份茉莉花开放授粉系的亲缘关系鉴定。利用MISA软件对单、双瓣茉莉花全基因组进行SSR位点检索，共检测到140803个，重复基元中共有5种重复类型，以二核苷酸和三核苷酸的重复次数最多，分别为87 785次和46 735次，占SSR总位点数的62.35%和33.19%。挑选单、双瓣茉莉花共有且存在变异的SSR位点，根据单瓣茉莉花的参考基因组，采用Primerv3.0软件成功设计出1847对SSR引物，随机挑选出均匀分布的240对引物，以8个遗传背景差异较大的茉莉花种质混合DNA为模板对其进行扩增，最终确定了14对多态性SSR标记。利用开发的14对SSR标记对40份茉莉花种质进行检测，共发现169个等位基因，平均等位基因数（Na）、有效等位基因（Ne）、Shannon's信息指数（I）、观察杂合度（H_o）和期望杂合度（He）分别为12.1、4.067、1.772、0.505和0.725，多态性信息含量（PIC）介于0.378～0.817之间，均值为0.702。通过UPGMA聚类，在Nei's遗传距离0.82处将40份茉莉花种质划分为3大类群；在遗传距离0.66处，茉莉花和毛茉莉（J.multiflorum）聚为一类。群体结构分析表明40份茉莉花种质可分为3个类群，群体间存在部分种质混杂。利用开发的SSR标记对41份开放授粉系及14份候选父本进行检测，共发现103个等位基因，平均Na、Ne、I、H_o和He分别为7.4、2.446、1.061、0.366和0.522,PIC介于0.159～0.744之间，均值为0.477，有6对引物为高度多态位点；在Nei’s遗传距离0.82处将55份供试材料划分为3大类群，供试茉莉花母本及其开放授粉系全部聚为一类，在遗传距离0.28处2个茉莉花母本分别与其开放授粉系聚在一起。利用Cervusv3.07软件分析SSR位点在开放授粉系和已知母本及候选父本的遗传多样性参数，位点累积排除概率随位点数增加而增大，对于单亲已知类非父本排除概率（NE-2P）,14个位点的累积排除概率高达0.9962；当候选父本、三联体置信度均在95%时，41份开放授粉系中有30份鉴定出父本，其似然对数比值（LOD）均为正值，其中判定为自交子代的有26个，占86.67%，判定为杂交子代的有4个，占13.33%，杂交子代的父本均为泰国双瓣茉莉。
关键词： 茉莉花 SSR分子标记 亲缘鉴定 遗传多样性 全基因组
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菠萝蜜响应低温胁迫的转录组分析
《中国南方果树 》 2023 北大核心
摘要：基于转录组研究抗寒性不同的菠萝蜜品系，筛选菠萝蜜抗寒关键基因，为菠萝蜜抗寒改良和耐寒良种选育提供参考。以自然低温胁迫后广西本地菠萝蜜抗寒品系、泰国引进的低温敏感型菠萝蜜品系为材料，结合田间表型持续观测，并运用转录组测序技术从分子水平上对2个不同抗寒特性菠萝蜜品系进行生物信息学分析。结果表明，两个品系共有差异表达基因30 585个，上调17 083个，下调13 502个。GO功能富集分析发现，差异表达基因显著富集在光合作用的光捕获、光反应、光合作用的调节，光强度反应，光系统、光系统I、光系统II,叶绿素、NADH、色素结合功能，以及类黄酮、类胡萝卜素、萜类等次生代谢物的代谢过程。KEGG途径富集分析发现，光合作用相关途径、淀粉与蔗糖代谢途径、植物激素信号转导途径及MAPK信号通路为菠萝蜜响应低温胁迫的重要代谢途径。差异表达基因注释到WRKY、ERF、bHLH、NAC、MYB等家族转录因子，与植物应答低温胁迫密切相关，可能参与菠萝蜜应答低温胁迫。
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木薯花性别分化关键时期的转录组分析及雌花分化相关候选基因的筛选
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：针对木薯雌花数量严重缺乏的育种难题,本试验以木薯品种‘新选048’为试材,测定木薯花性别分化关键时期雌花和雄花的转录组数据,分析差异表达基因的功能及其可能参与的调控通路,揭示木薯雌花分化的分子机制,挖掘木薯雌花分化的相关候选基因,并采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。结果表明:在木薯花性别分化关键时期,雌花和雄花共有545个差异基因,其中48.63%的差异基因富集到花器官的形态建成及发育的GO途径,且富集到植物苯丙素生物合成、植物激素信号传导2个代谢通路的基因最多, 4个花性别分化基因AGL11、YABBY4、CRC、SUP在雌花中显著上调表达,4个细胞分裂素信号通路基因HK4、HPt4、ARR8、ARR12在雌花中显著上调表达,生长素的早期响应基因IAA14、GH3、SAUR22、SAURR20在雌花中显著下调表达。因此,木薯花性别分化主要涉及花粉、配子体、花器官的形态建成及发育的生物途径和植物苯丙素生物合成、植物激素信号传导2个代谢通路,细胞分裂素和生长素可能参与了木薯雌花分化过程,AGL11、YABBY4、CRC、SUP、HK4、HPt4、ARR8、ARR12可能是木薯雌花分化的正调控基因。
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嗜麦芽窄食单胞菌CA1定殖及促生长特性相关基因挖掘
《南方农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】挖掘嗜麦芽窄食单胞菌CA1定殖和促生长特性相关基因，为探究其促生长作用机制提供理论参考。【方法】利用Nanopore测序技术平台对CA1菌株进行全基因组测序，将其基因组序列与GO、NR、KEGG、COG等数据库进行比对，获得基因功能注释信息，挖掘分析其功能特异性基因；使用基质培法收集甘蔗根系分泌物，并分析根系分泌物对菌株CA1的趋化性、生物膜形成和定殖相关基因表达的影响。【结果】嗜麦芽窄食单胞菌CA1基因组大小为4371327 bp，携带6个质粒，GC含量64.58%，其中4696个基因被注释预测，包括4525个蛋白编码基因、87个t RNA、13个rRNA和1个tmRNA。GO、COG、KEGG和NR数据库分别成功注释2795、2078、2494和2584个基因。该菌基因组含有细菌趋化性（cheA、cheV、cheY）、生物膜形成（flhA、flk、flgG）、细菌黏附（pgaA、mrkD）、嗜铁（fes、fepA、fecA）、合成氨（gltP、gltB、gltD）和磷酸盐代谢（phoR、phoB、pstA）等促进植物生长和定殖相关的基因。趋化性试验结果显示，与对照组相比，根系分泌物处理下的菌落数显著增加（P＜0.05，下同），且cheA、cheV和cheY基因的相对表达量显著升高，CA1生物膜形成显著增加。【结论】甘蔗根系分泌物有助于菌株CA1的趋化性及生物膜形成，提高与趋化性相关基因的表达量。菌株CA1基因组含有多个与促生长和定殖特性相关的基因，是其促生长特性的分子基础，细菌的趋化性和生物膜的形成是其定殖的关键步骤，根系分泌物有利于菌株的定殖。
关键词： 嗜麦芽窄食单胞菌 根系分泌物 趋化性 生物膜 全基因组
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橄榄叶绿体基因组密码子偏好性特征
《福建农林大学学报(自然科学版) 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：利用CodonW程序和EMBOSS在线软件对橄榄叶绿体基因组进行密码子偏好性分析,并研究其密码子偏好性形成的影响因素.结果表明,橄榄叶绿体基因组有效密码子数(ENc)、密码子GC含量(GC)和密码子第3位上的GC含量(GC3s)分别为50.36、0.385和0.305,CGT、CCT和GGT等可作为橄榄叶绿体基因的最优密码子.中性绘图分析、ENc对应分析、偏倚分析和同义密码子相对使用度对应性分析发现,橄榄叶绿体基因组密码子偏好性不是单一因素影响的结果.橄榄叶绿体基因组密码子偏好性较弱,整体上偏好使用A和T,这种偏好性可能受突变压力、自然选择和其他因素的共同作用.
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基于生物信息学的睡莲SSR位点特征分析
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析蓝星睡莲和小花睡莲叶片转录组测序产生的Unigene序列及蓝星睡莲全基因组序列的简单重复序列（SSR）位点特征,为开展睡莲属植物种质资源鉴定、遗传多样性分析及遗传连锁图谱构建等提供基础数据。【方法】利用前期研究获得的蓝星睡莲和小花睡莲叶片转录组数据及已公开发表的蓝星睡莲基因组,以MISA进行SSR位点搜索,并统计分析其全基因组序列的SSR位点出现频率、基元序列长度和基元类型等。【结果】在蓝星睡莲和小花睡莲叶片转录组的114 762个Unigenes序列中搜索到38 998个SSR位点,SSR位点出现频率为33.98%,其中完整型SSR位点30 124个;SSR基元序列总长度为465 550 bp,总平均为21.65 bp。在蓝星睡莲基因组中搜索到249 029个SSR位点,平均分布频率为609.0个/Mb,其中完整型SSR位点163 265个;SSR基元序列总长度为2 775 181 bp,总平均为27.25 bp,占基因组大小的0.68%。在转录组和基因组中,SSR位点均以二核苷酸和单核苷酸重复类型为主,分别占SSR总数的48.87%和41.03%、51.70%和43.37%;在二核苷酸重复基元中,AG/TC和AT/TA型的占比较高,且远高于其他类型重复基元;SSR基元中各类型重复以5～11次为主,其中重复10次的最多;基于荧光毛细血管电泳法从合成的144对SSR引物中筛选出12对扩增性好且多态性高的SSR引物。【结论】蓝星睡莲和小花睡莲叶片转录组及蓝星睡莲基因组SSR中的低级基元类型较丰富,具有开发为高多态性SSR引物的潜力;筛选出12对扩增性好且多态性高的SSR引物可用于开展睡莲属植物种质资源鉴定、遗传多样性分析及遗传连锁图谱构建等研究。
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