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基于第二代转录组、第三代全长转录组测序条件下草石蚕基因表达特性的初步研究
1
作者 李程 裴红霞 +5 位作者 曲玲 郭松 王志强 杨万邦 梁朴 张桂芳 《宁夏农林科技》 2023年第5期16-29,共14页
以宁夏贺兰县地方草石蚕(Stachys sieboldii)品种为试材,探讨应用第三代测序技术获得草石蚕全长转录本信息,应用第二代测序技术获得3个不同发育阶段草石蚕叶片和块茎的转录组信息,对测序结果进行转录组水平分析,筛选特有差异基因,并进... 以宁夏贺兰县地方草石蚕(Stachys sieboldii)品种为试材,探讨应用第三代测序技术获得草石蚕全长转录本信息,应用第二代测序技术获得3个不同发育阶段草石蚕叶片和块茎的转录组信息,对测序结果进行转录组水平分析,筛选特有差异基因,并进行GO和KEGG富集分析,开展草石蚕基因表达特性的初步研究。结果表明,第三代测序后Polymerase read的数据量为50.82 G,FLNC序列的reads数为525593个转录本;在KEGG等7大数据库的基因功能注释中均注释成功的转录本数目为6857个,至少有1个数据库注释成功的转录本数目为14078个;与NR数据库比对注释后,草石蚕与同为唇形目的芝麻(Sesamum indicum)基因序列相似性最高,相似基因个数为9149个;与GO数据库比对注释后,生物学过程、细胞成分与分子功能中注释到基因个数最多的分别是新陈代谢过程5093个、细胞2004个、键联结合6645个;与KEGG数据库比对注释后,在细胞转化、环境信息处理、遗传信息处理、新陈代谢和有机系统功能中注释到基因数最多的分别是运输和分解代谢409个、信号传导729个、转化626个、碳水化合物代谢601个、内分泌系统297个。第二代测序后,ZLZ_2_S_3和ZLZ_2_S_1差异基因比较中的上调基因数最高,为2303个;ZLZ_2_L_3和ZLZ_2_S_3差异比较中的下调基因数最高,为2033个。叶片3个时期ZLZ_2_L_1、ZLZ_2_L_2与ZLZ_2_L_3组合之间比较差异基因总数为13610个,共有差异基因数为10203个;ZLZ_2_L_3独有的差异基因数最多,为437个。块茎3个时期ZLZ_2_S_1、ZLZ_2_S_2与ZLZ_2_S_3的组合之间比较差异基因总数为13732个,共有的差异基因数为11370个,ZLZ_2_S_3独有的差异基因数最多,为412个。ZLZ_2_S_3、ZLZ_2_S_2聚类图显示高表达基因的数值范围主要为0~2,显著高于其他处理,可以聚为一类。3个不同时期叶片的差异基因主要集中在光合作用生物碳固定、内质网中蛋白质加工以及乙醛酸和二羧酸代谢等通路上;3个不同时期块茎的差异基因主要集中在淀粉和蔗糖代谢、糖解与糖代谢合成等通路上。以上结论将为今后研究草石蚕的生物学特性、阐明特有表型差异机制提供参考,为提升草石蚕的基础理论研究水平提供技术支撑。 展开更多
关键词 第二代转录组 第三代全长转录组 草石蚕 基因表达特性
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碱胁迫应答GsGASA1及GsGASA2基因表达特性研究 被引量：6
2
作者 李昆仑 柏锡 +6 位作者 卢姗 袁悦 李勇 纪巍 才华 季佐军 朱延明 《东北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期143-148,共6页
野生大豆具有很强的抗逆性和适应能力,是利用基因工程手段进行作物抗逆分子育种的重要基因来源供体材料。为了获得具有自主知识产权、在植物渗透胁反应中起关键作用的功能基因,利用前期构建的野生大豆碱胁迫基因芯片表达谱,从中选取两... 野生大豆具有很强的抗逆性和适应能力,是利用基因工程手段进行作物抗逆分子育种的重要基因来源供体材料。为了获得具有自主知识产权、在植物渗透胁反应中起关键作用的功能基因,利用前期构建的野生大豆碱胁迫基因芯片表达谱,从中选取两个碱胁迫处理下显著上调表达,经分析预测属于GASA基因家族的基因(probesets分别为Gma.15958.1.S1_at;GmaAffx.90343.1.S1_at),分别命名为GsGASA1、GsGASA2。对上述两个基因进行了芯片结果的sqRT-PCR验证,并分析了其在野生大豆中经盐、干旱、冷胁迫处理下的表达特性。结果表明,GsGASA1、GsGASA2基因对这三种胁迫处理均表现出应答反应,虽然在不同胁迫条件下表达高峰出现的时间和表达强度上存在差异,但均呈现出在短期内显著上调表达的表达模式,推测GsGASA1、GsGASA2基因在非生物胁迫中将起到一定作用。另外,GsGASA1、GsGASA2基因的表达受GA诱导及PAC、ABA的抑制。研究将为下一步GsGASA1、GsGASA2全长基因的克隆及其在非生物胁迫中的功能研究奠定基础,也为研究GA和ABA信号通路的相互作用提供线索。 展开更多
关键词 野生大豆 GASA 非生物胁迫 基因表达特性
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小球藻亲环蛋白A(CyPA)基因克隆及表达特性分析 被引量：2
3
作者 王旭辉 乔坤 +2 位作者 汪振娟 管清杰 柳参奎 《植物研究》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期245-251,共7页
亲环蛋白广泛存在于生物体中,并发挥着重要的作用。本研究从小球藻cDNA文库中筛选获得亲环蛋白A(CyPA Gene);通过提取转化35S::CyPA::GFP融合质粒拟南芥的原生质体研究表明,CyPA定位于叶绿体中;过表达CyPA基因的酵母能够增强InV酵母对N... 亲环蛋白广泛存在于生物体中,并发挥着重要的作用。本研究从小球藻cDNA文库中筛选获得亲环蛋白A(CyPA Gene);通过提取转化35S::CyPA::GFP融合质粒拟南芥的原生质体研究表明,CyPA定位于叶绿体中;过表达CyPA基因的酵母能够增强InV酵母对NaCl、NaHCO3胁迫的生长能力;通过实时定量PCR研究表明,在非生物胁迫的条件下,CyPA基因的表达量升高,推测CyPA基因与非生物胁迫抗性相关,亲环蛋白A参与生物体的抗逆生存能力。 展开更多
关键词 小球藻 亲环蛋白 实时定量PCR 基因表达特性
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玉米ZmGly3基因的生物信息学与表达特性分析 被引量：2
4
作者 于秋鸿 曾黎 +1 位作者 宋希云 李军 《山东农业科学》 北大核心 2022年第10期11-16,共6页
逆境如干旱、盐渍等胁迫下,植物细胞会积累超量的甲基乙二醛(MG)等有毒代谢产物。乙二醛酶系统(Gly1、Gly2和Gly3)在MG的降解清除中发挥着极为重要的作用,其中Gly3可以不需要谷胱甘肽(GSH)作辅助因子直接催化MG的降解。本研究利用DNAMAN... 逆境如干旱、盐渍等胁迫下,植物细胞会积累超量的甲基乙二醛(MG)等有毒代谢产物。乙二醛酶系统(Gly1、Gly2和Gly3)在MG的降解清除中发挥着极为重要的作用,其中Gly3可以不需要谷胱甘肽(GSH)作辅助因子直接催化MG的降解。本研究利用DNAMAN 8.0和ProtParam tool等生物信息学软件对玉米ZmGly3基因编码蛋白的理化性质、空间结构和亲缘关系进行了分析,同时利用qRT-PCR方法分析了ZmGly3在不同器官间和不同胁迫处理下的表达差异。结果表明,ZmGly3含有387个氨基酸,理论分子量为41.2 kD,等电点为5.37。该蛋白不含跨膜结构域,猜测为细胞质蛋白。ZmGly3与马蹄芒MlGly3氨基酸序列同源性最高(95.09%),亲缘关系最近。ZmGly3在正常生长条件下的玉米根、茎和叶中均有表达,茎中最高;在干旱和盐胁迫条件下,ZmGly3在玉米根和叶片中的表达量增加,但在茎中的表达,干旱处理下降低而盐处理下升高。可见,ZmGly3参与了植物对干旱和盐胁迫的应答反应,这为将来玉米抗性育种提供了可利用的基因资源。 展开更多
关键词 玉米 ZmGly3 生物信息学 干旱 盐胁迫 基因表达特性
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芹菜AgLIMS基因的克隆和生物信息学分析及其表达特性 被引量：3
5
作者 贾丽丽 尹莲 +4 位作者 刘洁霞 王昊 沈迪 冯凯 熊爱生 《植物资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期23-31,共9页
以芹菜(Apium graveolens Linn.)品种‘六合黄心芹’(‘Liuhe Huangxinqin’)和‘津南实芹’(‘Jinnan Shiqin’)为研究对象,分别克隆获得芹菜柠檬烯合酶基因,命名为AgLIMS,其开放阅读框长1800 bp,编码599个氨基酸。结果显示:2个芹菜品... 以芹菜(Apium graveolens Linn.)品种‘六合黄心芹’(‘Liuhe Huangxinqin’)和‘津南实芹’(‘Jinnan Shiqin’)为研究对象,分别克隆获得芹菜柠檬烯合酶基因,命名为AgLIMS,其开放阅读框长1800 bp,编码599个氨基酸。结果显示:2个芹菜品种的AgLIMS基因核苷酸序列存在2个位点的差异,其编码的氨基酸序列也存在2个位点的差异;AgLIMS基因编码的氨基酸序列在第50至第586位存在植物萜类合酶(Terpene cyclase plant C1)保守区域,具有典型的类异戊二烯合成酶(Isoprenoid Biosyn C1)超家族结构域。2个芹菜品种的AgLIMS蛋白的理论相对分子质量分别为69120和69190,理论等电点均为pI 5.52。AgLIMS蛋白的氨基酸序列中,亲水性氨基酸比例高于疏水性氨基酸;其二级结构主要由α螺旋和无规则卷曲构成,但α螺旋、延伸链和β转角的比例在2个芹菜品种间略有差异;其三级结构均含有1个β折叠,但α螺旋数量在2个芹菜品种间略有差异。AgLIMS基因与多种植物LIMS基因编码的氨基酸序列一致性为61.33%;在系统树上,2个芹菜品种与同科种类的进化关系较近,而与其他科木本种类的进化关系较远。qRT-PCR结果显示:AgLIMS基因在2个芹菜品种的叶片、叶柄和根中均能表达,其相对表达量在叶片中最高、在根中最低,且在不同组织间差异显著;该基因在‘六合黄心芹’不同组织中的相对表达量总体上显著高于‘津南实芹’。在高温(38℃)、低温(4℃)、干旱(质量体积分数20%PEG6000)和高盐(0.2 mol·L^-1NaCl)条件下,2个芹菜品种AgLIMS基因的相对表达量呈现不同的变化趋势;总体上看,‘津南实芹’AgLIMS基因的相对表达量均不同程度升高,而品种‘六合黄心芹’AgLIMS基因的相对表达量则在高温和干旱条件下显著升高。综合分析结果表明:2个芹菜品种的AgLIMS基因核苷酸序列及其编码的氨基酸序列差异很小;AgLIMS蛋白为中性、亲水性蛋白,其进化具有一定的保守性;AgLIMS基因在芹菜中的表达具有组织特异性,且在受到非生物胁迫时其表达特性发生变化,但这种变化效应存在品种间差异。 展开更多
关键词 芹菜 柠檬烯合酶基因(LIMS基因) 蛋白质理化特性 非生物胁迫 基因表达特性
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花生转录因子LEC1的表达特性分析 被引量：2
6
作者 潘丽娟 王冕 +9 位作者 苏茂文 陈明娜 王通 许静 杨珍 孙伟 邹宗峰 禹山林 陈娜 迟晓元 《花生学报》 北大核心 2021年第2期15-20,共6页
LEC1是调控植物胚形成和发育的重要转录因子。本研究根据已获得的花生AhLEC1基因序列,利用原核表达分析和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术初步验证其在花生中的生物学功能。结果表明:①原核表达分析显示,获得了分子量为25 kD左右的目的蛋... LEC1是调控植物胚形成和发育的重要转录因子。本研究根据已获得的花生AhLEC1基因序列,利用原核表达分析和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术初步验证其在花生中的生物学功能。结果表明:①原核表达分析显示,获得了分子量为25 kD左右的目的蛋白条带,与预期大小一致。②组织表达分析显示,AhLEC1基因在花生的花及果针中微量表达,在荚果以及种子发育过程有明显的时序表达特性。AhLEC1基因在荚果发育过程中出现先增后降的趋势,在种子发育的前期表达量高,后期逐渐降低。③非生物胁迫表达分析显示,AhLEC1基因在低温、高盐以及干旱处理的花生叶片中表达量明显上调,表明AhLEC1基因可能参与花生对非生物胁迫的抗性调控。 展开更多
关键词 花生 AhLEC1基因 原核表达 实时荧光定量PCR 基因表达特性
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菲利普孢囊线虫侵染后小麦防卫相关UniGene表达特性
7
作者 邢小萍 周荣华 +2 位作者 张盼盼 袁虹霞 李洪连 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期920-927,共8页
菲利普孢囊线虫(Heterodera filipjevi)是严重危害我国黄淮海地区小麦生产的重要病原物之一。为揭示该线虫侵染后合胞体建立早期病原与宿主细胞的互作机制,以H.filipjevi易感材料温麦19和抗性材料抗线2号为研究对象,应用real time PCR... 菲利普孢囊线虫(Heterodera filipjevi)是严重危害我国黄淮海地区小麦生产的重要病原物之一。为揭示该线虫侵染后合胞体建立早期病原与宿主细胞的互作机制,以H.filipjevi易感材料温麦19和抗性材料抗线2号为研究对象,应用real time PCR分析了线虫侵染后不同时段10个可能与防卫相关的UniGenes相对表达量的变化。结果表明,与细胞结构相关的基因UniGeneAK335102(GenBank ID,下同)在抗线2号中的表达量高于温麦19,而另一个与细胞结构相关的UniGeneDR737925在温麦19中的表达量高于抗线2号。与应激相关的一个UniGene JV948284在侵染后各时段,在温麦19中的表达量均远高于抗线2号。与抗性相关的UniGene JP233598在接种线虫3 d以后,在抗线2号中的表达量明显高于温麦19;UniGene JP852719(Ascorbate peroxidase)基因在抗、感材料中的表达量无明显差异;UniGene(CV767657)TIFY 3A-like protein在温麦19中的表达量随接种后时间延长而降低,而在抗线2号中的表达量仅在接种后3、9 d时的表达量相对较高。信号转导相关UniGeneCD87797与WRKY转录因子家族UniGeneEU665453,在温麦19中的表达量随接种后时间延长而逐渐增加,但在抗线2号中则逐渐降低。MYB转录因子UniGene JF951950的表达量在温麦19中接种早期较高,而在抗线2号中接种后期较高;另一MYB转录因子UniGeneAK330737(similarity to Os06g0258000)在抗线2号中的表达量明显高于温麦19。综上所述,在菲利普孢囊线虫侵染后的早期,10个可能与防卫相关的基因表达模式在抗性和易感材料中存在不同程度差异,此结果对揭示小麦对菲利普孢囊线虫抗、感的分子机制有一定启示。 展开更多
关键词 菲利普孢囊线虫 小麦 防卫反应 基因表达特性
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辣椒ATP硫酸化酶基因(CaATPS1)的克隆与逆境表达 被引量：1
8
作者 朱磊 杨路明 +1 位作者 孙守如 李严曼 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1040-1047,共8页
采用RT-PCR和RACE方法,克隆了叶绿体ATP硫酸化酶基因的全长序列,命名为Ca ATPS1,Gen Bank登录号为KX009745。该基因包含1个长为1 377 bp的完整开放阅读框,编码458个氨基酸,预测分子量51.11 k D,等电点6.74。氨基酸同源性分析表明,该基因... 采用RT-PCR和RACE方法,克隆了叶绿体ATP硫酸化酶基因的全长序列,命名为Ca ATPS1,Gen Bank登录号为KX009745。该基因包含1个长为1 377 bp的完整开放阅读框,编码458个氨基酸,预测分子量51.11 k D,等电点6.74。氨基酸同源性分析表明,该基因与Gen Bank中登录的茄科植物烟草、马铃薯及其它物种中的ATPS1氨基酸序列具有较高的同源性;进化树分析表明,辣椒Ca ATPS1与同为茄科属的烟草、马铃薯和胡麻属的芝麻处于同一进化分枝上,而与十字花科植物进化关系较远;荧光定量PCR分析显示,Ca ATPS1能被低温、干旱、高盐、机械损伤、过氧化氢、水杨酸、乙烯利以及DC3000侵染等各种胁迫和信号分子诱导。 展开更多
关键词 ATP硫酸化酶 辣椒 基因克隆与表达特性 胁迫应答
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梨果黑斑病菌钙调磷酸酶基因生物信息学分析及其对侵染结构分化的调控作用 被引量：1
9
作者 杨阳阳 毛仁燕 +4 位作者 李永才 毕阳 蒋倩倩 谢鹏东 袁晶 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期320-330,共11页
为揭示梨果黑斑病菌Alternaria alternata CaN基因的调控作用,采用RT-PCR技术克隆A.alternata CaN基因,利用在线工具对其基因及其编码蛋白进行生物信息学分析;同时分析其在A.alternata侵染结构分化过程中的表达特性;并进一步以钙调磷酸... 为揭示梨果黑斑病菌Alternaria alternata CaN基因的调控作用,采用RT-PCR技术克隆A.alternata CaN基因,利用在线工具对其基因及其编码蛋白进行生物信息学分析;同时分析其在A.alternata侵染结构分化过程中的表达特性;并进一步以钙调磷酸酶专一性抑制剂环孢菌素A(CsA)处理研究其对A.alternata侵染结构分化和致病性的影响。结果A.alternata克隆得到CNA和CNB基因,分别命名为AaCNA(GenBank NW_017306222)和AaCNB(GenBank NW_017306193),生物信息学分析表明AaCNA和AaCNB均无跨膜结构,且具有多个磷酸化位点,主要定位于细胞核上;AaCNA包括一个N端催化结构域、CNB结合结构域、钙调素CaM结合结构域和自抑制蛋白结构域,AaCNB具有4个EF-hand Ca 2+结合位点。qRT-PCR分析表明,在疏水及果蜡诱导A.alternata侵染结构分化过程中AaCNA和AaCNB基因表达量均显著上调,且果蜡诱导作用更明显。药理学表明,环孢菌素A处理显著抑制疏水性和蜡质诱导的A.alternata孢子萌发和附着胞形成,同时还可抑制损伤接种A.alternata早酥梨黑斑病的扩展。综上结果表明AaCNA和AaCNB参与A.alternata侵染结构形成的调控。 展开更多
关键词 梨果黑斑病菌 钙调磷酸酶 生物信息学分析 基因表达特性 环孢菌素A
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冬播对冬性/春性甘蓝型油菜萌发与花期生理生化的影响 被引量：4
10
作者 巩永杰 田海燕 +7 位作者 魏家萍 崔俊美 武泽峰 董小云 郑国强 王莹 王小霞 刘自刚 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期106-114,共9页
为研究不同冬播期下强冬性/春性甘蓝型油菜萌动种子和花期不遇的问题,以甘肃农业大学提供的2个强冬性甘蓝型油菜和2个春性甘蓝型油菜为材料,于2022年10月至2023年8月在甘肃农业大学试验田进行试验。于2022年10月11日进行冬性油菜秋播,于... 为研究不同冬播期下强冬性/春性甘蓝型油菜萌动种子和花期不遇的问题,以甘肃农业大学提供的2个强冬性甘蓝型油菜和2个春性甘蓝型油菜为材料,于2022年10月至2023年8月在甘肃农业大学试验田进行试验。于2022年10月11日进行冬性油菜秋播,于2022年12月10日开始每隔20 d进行冬性/春性油菜冬播,于2023年2月8日结束冬播。记录开花期,对各冬播播期下冬性/春性油菜萌动种子每隔20 d进行取样,测定其生理生化并对其春化基因(FLC、VRN2、FRI、FT)的表达特性进行分析。结果显示,冬播时冬性/春性甘蓝型油菜花期相差22~34 d;秋播(10月上旬)冬性油菜与春播(3月上旬)春性油菜花期相差4~7 d;秋播(10月11日)冬性油菜与冬播(12月10日、12月30日、1月19日、2月8日)的春性油菜开花时间接近,且花期重叠时间长达15~20 d。随着播期的推迟,冬播油菜萌动种子中FLC、FRI、FT基因相对表达量下调;VRN2基因相对表达量在春化前期下调,春化后期上调。萌动种子中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,可溶性蛋白(SP)、赤霉素(GA3)、水杨酸(SA)含量在春化前期上升,春化后期下降;随着春化时间增加,油菜萌动种子丙二醛(MDA)、脱落酸(ABA)含量呈上升趋势。 展开更多
关键词 甘蓝型油菜 花期不遇 萌动种子 春化 生理特性 基因表达特性
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