牛大力是一种重要的多年生药食同源植物,其主要成分为淀粉和糖类。为了探究不同生长年份牛大力根淀粉和糖类物质合成的规律及其内在基因调控网络,本研究以3年生(NG3)、7年生(NG7)、10年生(NG10)和15年生(NG15)4个生长年份的牛大力根为...牛大力是一种重要的多年生药食同源植物,其主要成分为淀粉和糖类。为了探究不同生长年份牛大力根淀粉和糖类物质合成的规律及其内在基因调控网络,本研究以3年生(NG3)、7年生(NG7)、10年生(NG10)和15年生(NG15)4个生长年份的牛大力根为研究对象,测定总多糖、淀粉和蔗糖的含量,并完成转录组测序,筛选分析不同年份间牛大力根的差异表达基因(DEGs),重点解析淀粉和蔗糖代谢途径DEGs的功能。糖类和淀粉物质测定结果表明,随着年份的增长,总多糖与淀粉含量均呈现增加趋势,生长至15年时的含量最高,而蔗糖含量在3年时最高,随后呈现下降趋势。转录组测序发现,随着生长年份跨度增加,NG3vs NG7、NG3 vsNG10和NG3 vs NG15对比的DEGs总数呈上升趋势,分别为526、1848和1937个。进一步挖掘淀粉和蔗糖代谢途径中的DEGs,共有62个DEGs在3个比较组中差异表达,其中,蔗糖合成基因的表达量随年份增加而下降,淀粉合成基因随年份的增加较淀粉降解基因占主导,纤维素降解酶随年份增加表达量降低。最终筛选出5个淀粉和蔗糖代谢途径的关键酶基因进行荧光定量PCR验证,其表达变化趋势与转录组测序结果基本一致。研究结果表明,牛大力在3~7年时处于生长活跃期,以蔗糖、纤维素和淀粉的合成为主,促进根部快速膨大发育。生长至7年时,以淀粉的积累、蔗糖的分解和纤维素的降解为特征,进入生长平稳期。本研究对于牛大力根膨大特性的研究、高成薯性牛大力种质创新和科学采收都有积极的指导意义。展开更多
Rice roots include seminal roots, adventitious roots, lateral roots and root hairs, At present, progresses in the research of rice roots have been achieved in many aspects, such as root morphology, root activity, root...Rice roots include seminal roots, adventitious roots, lateral roots and root hairs, At present, progresses in the research of rice roots have been achieved in many aspects, such as root morphology, root activity, root reaction to various environmental factors as a contribution of root growth and rice yield, the relationship between root growth and stems/leaves/flowers/rice, genetic laws of root characters, etc. However, there are very few researches on lateral root mutant. This paper reviewed progresses of the lateral root mutant of rice from the perspectives of phytomorphology to plant physiology and biochemistry to the gene mapping, consisting of mechanism of developing lateral root of rice, gene cloning and functional analysis of lateral root development, the relationship between auxin and lateral roots, agronomic traits of lateral roots mutant, structure and morphology of root hairs, gravity anomaly of root, redox metabolism and proteomics researches of the mutation in lateral root of rice.展开更多
该研究以核桃的复幼和成龄插穗为材料,通过甲基化修饰依赖性内切酶测序技术(MethylRAD-Seq),在全基因组水平上检测成龄与复幼插穗中DNA甲基化位点分布特征,进一步对复幼处理前后插穗中差异甲基化位点相关基因的表达情况进行分析。结果显...该研究以核桃的复幼和成龄插穗为材料,通过甲基化修饰依赖性内切酶测序技术(MethylRAD-Seq),在全基因组水平上检测成龄与复幼插穗中DNA甲基化位点分布特征,进一步对复幼处理前后插穗中差异甲基化位点相关基因的表达情况进行分析。结果显示:(1)复幼处理可显著降低核桃插穗的DNA甲基化水平。(2)功能富集分析结果显示,差异甲基化位点相关基因主要参与油菜素内酯信号转导、次级代谢产物生物合成和木质素生物合成等功能,参与光合作用、MAPK(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路、果糖和甘露糖代谢、cAMP(cyclic AMP,CAMP)信号途径和苯丙烷生物合成等代谢通路。(3)qRT-PCR分析结果显示,复幼处理前后,不定根发生的关键调控基因NAC1、ARF5、ARF6和WRKY22在复幼和成龄材料中具有不同的表达模式。研究认为,复幼处理降低了核桃插穗中基因组DNA的甲基化水平,进而影响不定根发生过程关键功能基因的表达,可能是复幼调控核桃不定根发生能力的重要途径。展开更多
文摘牛大力是一种重要的多年生药食同源植物,其主要成分为淀粉和糖类。为了探究不同生长年份牛大力根淀粉和糖类物质合成的规律及其内在基因调控网络,本研究以3年生(NG3)、7年生(NG7)、10年生(NG10)和15年生(NG15)4个生长年份的牛大力根为研究对象,测定总多糖、淀粉和蔗糖的含量,并完成转录组测序,筛选分析不同年份间牛大力根的差异表达基因(DEGs),重点解析淀粉和蔗糖代谢途径DEGs的功能。糖类和淀粉物质测定结果表明,随着年份的增长,总多糖与淀粉含量均呈现增加趋势,生长至15年时的含量最高,而蔗糖含量在3年时最高,随后呈现下降趋势。转录组测序发现,随着生长年份跨度增加,NG3vs NG7、NG3 vsNG10和NG3 vs NG15对比的DEGs总数呈上升趋势,分别为526、1848和1937个。进一步挖掘淀粉和蔗糖代谢途径中的DEGs,共有62个DEGs在3个比较组中差异表达,其中,蔗糖合成基因的表达量随年份增加而下降,淀粉合成基因随年份的增加较淀粉降解基因占主导,纤维素降解酶随年份增加表达量降低。最终筛选出5个淀粉和蔗糖代谢途径的关键酶基因进行荧光定量PCR验证,其表达变化趋势与转录组测序结果基本一致。研究结果表明,牛大力在3~7年时处于生长活跃期,以蔗糖、纤维素和淀粉的合成为主,促进根部快速膨大发育。生长至7年时,以淀粉的积累、蔗糖的分解和纤维素的降解为特征,进入生长平稳期。本研究对于牛大力根膨大特性的研究、高成薯性牛大力种质创新和科学采收都有积极的指导意义。
基金Supported by Guangxi Natural Science Funds (GSR0731021)National 863 Funds (2006AA02Z189)
文摘Rice roots include seminal roots, adventitious roots, lateral roots and root hairs, At present, progresses in the research of rice roots have been achieved in many aspects, such as root morphology, root activity, root reaction to various environmental factors as a contribution of root growth and rice yield, the relationship between root growth and stems/leaves/flowers/rice, genetic laws of root characters, etc. However, there are very few researches on lateral root mutant. This paper reviewed progresses of the lateral root mutant of rice from the perspectives of phytomorphology to plant physiology and biochemistry to the gene mapping, consisting of mechanism of developing lateral root of rice, gene cloning and functional analysis of lateral root development, the relationship between auxin and lateral roots, agronomic traits of lateral roots mutant, structure and morphology of root hairs, gravity anomaly of root, redox metabolism and proteomics researches of the mutation in lateral root of rice.
文摘该研究以核桃的复幼和成龄插穗为材料,通过甲基化修饰依赖性内切酶测序技术(MethylRAD-Seq),在全基因组水平上检测成龄与复幼插穗中DNA甲基化位点分布特征,进一步对复幼处理前后插穗中差异甲基化位点相关基因的表达情况进行分析。结果显示:(1)复幼处理可显著降低核桃插穗的DNA甲基化水平。(2)功能富集分析结果显示,差异甲基化位点相关基因主要参与油菜素内酯信号转导、次级代谢产物生物合成和木质素生物合成等功能,参与光合作用、MAPK(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路、果糖和甘露糖代谢、cAMP(cyclic AMP,CAMP)信号途径和苯丙烷生物合成等代谢通路。(3)qRT-PCR分析结果显示,复幼处理前后,不定根发生的关键调控基因NAC1、ARF5、ARF6和WRKY22在复幼和成龄材料中具有不同的表达模式。研究认为,复幼处理降低了核桃插穗中基因组DNA的甲基化水平,进而影响不定根发生过程关键功能基因的表达,可能是复幼调控核桃不定根发生能力的重要途径。
