科研产出
番木瓜抗倒伏优势微生物及候选基因筛选
《南方农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】筛选抗倒伏性强的番木瓜根际优势微生物，挖掘番木瓜抗倒伏差异表达的关键基因，为揭示番木瓜抗倒伏机制及相关品种选育提供参考。【方法】试验设常规施肥量处理（每株施用2.5 kg有机肥，CK）、缺肥处理（不施有机肥，WLR）和高有机肥处理（每株施用10 kg有机肥，SLR）3个处理，根据其转录组数据和根际微生物数据，利用加权基因共表达网络（WGCNA）关联分析番木瓜抗倒伏相关的关键基因，并分析根际微生物变化情况。【结果】SLR处理的植株抗倒伏性最强，其次是CK,WLR处理植株的抗倒伏性最差。WLR处理植株的株高、节间长度和茎粗均显著低于CK和SLR处理的植株（P＜0.05）。通过微生物组数据分析得到影响抗倒伏性状优势微生物为链丝菌属（Streptomyces）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、RB41菌属及噬几丁质菌属（Chitinophaga）。通过WGCNA分析得到2个与番木瓜抗倒伏性能相关的品蓝模块和淡黄模块，进而对这2个模块构建基因共表达网络，筛选出可能与番木瓜抗倒伏性能密切相关的乙酰辅酶A乙酰转移酶基因（AACT）、聚腺苷酸结合蛋白基因（RBP47）、线粒体输入内膜转位酶亚基基因（TIM9）、钙依赖通道7TM区域基因（HYP1）、韧皮部蛋白质丝网络蛋白基因（SEO）和半胱氨酸蛋白酶抑制剂a基因（CPI）等6个核心基因。核心基因功能分析结果显示，品蓝模块涉及番木瓜萜类代谢调控，而淡黄色模块涉及番木瓜韧皮部生长代谢调控。【结论】根际优势微生物与番木瓜抗倒伏性密切相关，其可通过调控番木瓜茎的生长从而提高抗倒伏性，可作为抗倒伏性强番木瓜品种选育的微生物筛选标记之一。
关键词： 番木瓜 加权基因共表达网络（WGCNA） 优势微生物 抗倒伏 基因挖掘
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木薯重要性状基因的研究进展
《生物技术通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：木薯是全球热区的重要粮食作物、经济作物和能源作物,但其生物学研究和育种进展落后于主要粮食作物,分子育种是木薯遗传改良的重要驱动力,挖掘木薯重要性状相关基因是实现其传统育种向分子育种转变的基础和前提.本文系统地总结了木薯株型、产量、品质、抗逆等性状基因以及相关基因功能表征的最新进展,并指出构建自交分离群体和多组学整合是未来挖掘木薯关键基因的重要手段.本文拟为推进功能基因组研究成果应用于木薯育种技术体系建设提供参考,为木薯遗传改良提供理论指导.
关键词： 木薯 重要性状 基因挖掘 分子标记 功能基因 分子育种
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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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