干旱是制约甘蔗产业发展的重要因素之一。前人研究表明,斑茅具有良好的抗性基因,可以通过远缘杂交遗传给后代。本研究以斑茅与甘蔗杂交F1代无性系YCE96-40为材料,对苗期干旱处理0 h和24 h后的叶和根进行转录组测序分析,比较了根和叶在...干旱是制约甘蔗产业发展的重要因素之一。前人研究表明,斑茅具有良好的抗性基因,可以通过远缘杂交遗传给后代。本研究以斑茅与甘蔗杂交F1代无性系YCE96-40为材料,对苗期干旱处理0 h和24 h后的叶和根进行转录组测序分析,比较了根和叶在转录水平上响应干旱的差异,鉴定出21,885个(DR vs CR:10176,DL vs CL:7907)差异表达基因(DEGs),根中差异表达基因多于叶中,说明根对干旱胁迫响应更为剧烈。GO功能富集分析发现,根和叶中DEGs均富集到与脱水反应相关及激素信号转导过程相关的条目,比如“对渗透胁迫生物过程的响应”和“对缺水生物过程的反应”等。与叶不同的是,根中大量DEGs显著富集到与细胞膜相关的条目。在根中鉴定出多个木质素相关DEGs,表明木质素参与了根的干旱响应。通过对所有DEGs进行WGCNA分析,共鉴定出11个基因共表达模块,其中与干旱处理后的根显著相关有5个模块,与干旱处理后的叶显著相关的有2个模块。进一步筛选出了26个转录因子为甘蔗干旱响应的候选转录因子,构建了调控网络。研究结果为进一步理解甘蔗抗旱性的分子机制及甘蔗抗旱性育种提供了理论指导。展开更多
荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)是植物分子细胞遗传学研究最为重要的手段之一。近些年,基于参考基因组设计的低拷贝寡聚核苷酸探针在FISH中应用得越来越广泛。然而,由于植物基因组中分布大量的重复序列,这...荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)是植物分子细胞遗传学研究最为重要的手段之一。近些年,基于参考基因组设计的低拷贝寡聚核苷酸探针在FISH中应用得越来越广泛。然而,由于植物基因组中分布大量的重复序列,这使得oligo-FISH的分辨率存在一定局限性。利用包含多个荧光基团的荧光PCR引物,扩增出甘蔗染色体特异oligo探针,并进一步优化甘蔗的荧光原位杂交体系,提高了甘蔗oligo探针识别近缘物种染色体的效率。通过开发多荧光标记的甘蔗oligo探针以及甘蔗荧光杂交体系的优化,有效拓宽荧光信号的最小分辨率,提高信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),并成功基于甘蔗oligo探针对高粱1-10号染色体分型。多荧光标记引物增强oligo探针信号的新方法及FISH体系的优化为今后在其他物种中提高oligo-FISH鉴定染色体及捕捉微弱的荧光信号提供了参考。展开更多
荧光原位杂交技术(FISH,fluorescence in situ hybridization)是分子细胞遗传学中最为重要的手段之一,可以实现DNA或RNA序列在染色体上精确的可视化的直观定位。随着基因组测序技术的发展和测序成本的降低,大量物种的基因组信息被不断公...荧光原位杂交技术(FISH,fluorescence in situ hybridization)是分子细胞遗传学中最为重要的手段之一,可以实现DNA或RNA序列在染色体上精确的可视化的直观定位。随着基因组测序技术的发展和测序成本的降低,大量物种的基因组信息被不断公布,基于高通量测序和参考基因组衍生的寡聚核苷酸序列(Oligo,oligonucleotide)探针在FISH中表现出独特的优势。和传统FISH探针相比,Oligo-FISH能更加精确、深入地揭示植物在进化过程中染色体的进化、遗传与变异。本研究对荧光标记的靶标DNA与荧光探针的种类与应用,寡聚核苷酸探针的种类及制备技术进行了综述,重点聚焦于Oligo-FISH的起源发展及其在鉴定植物染色体、识别植物同源染色体方面所发挥的重要作用。Oligo-FISH技术可用于构建物种属内的染色体核型,利用Oligo-FISH结果可为该属没有全基因组的作物的基因组组装提供指导,Oligo涂染还可以很好地解决异源多倍体物种中非同源染色体间的融合与交换问题,能够准确地检测染色体间是否存在易位等行为及异源重组。因此,Oligo-FISH技术的发展为基因组染色体水平的组装提供了强有力的支撑。未来Oligo-FISH技术与信号放大技术结合能够克服重复序列高度富集区域Oligo探针密度低的困难,可对非常短的基因区域进行可视化,如对启动子、增强子的检测,在转基因中对基因片段定位等,这些研究将有助于更加深入地了解物种遗传和进化,进一步推动作物遗传育种的改良与发展。展开更多
文摘干旱是制约甘蔗产业发展的重要因素之一。前人研究表明,斑茅具有良好的抗性基因,可以通过远缘杂交遗传给后代。本研究以斑茅与甘蔗杂交F1代无性系YCE96-40为材料,对苗期干旱处理0 h和24 h后的叶和根进行转录组测序分析,比较了根和叶在转录水平上响应干旱的差异,鉴定出21,885个(DR vs CR:10176,DL vs CL:7907)差异表达基因(DEGs),根中差异表达基因多于叶中,说明根对干旱胁迫响应更为剧烈。GO功能富集分析发现,根和叶中DEGs均富集到与脱水反应相关及激素信号转导过程相关的条目,比如“对渗透胁迫生物过程的响应”和“对缺水生物过程的反应”等。与叶不同的是,根中大量DEGs显著富集到与细胞膜相关的条目。在根中鉴定出多个木质素相关DEGs,表明木质素参与了根的干旱响应。通过对所有DEGs进行WGCNA分析,共鉴定出11个基因共表达模块,其中与干旱处理后的根显著相关有5个模块,与干旱处理后的叶显著相关的有2个模块。进一步筛选出了26个转录因子为甘蔗干旱响应的候选转录因子,构建了调控网络。研究结果为进一步理解甘蔗抗旱性的分子机制及甘蔗抗旱性育种提供了理论指导。
文摘荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)是植物分子细胞遗传学研究最为重要的手段之一。近些年,基于参考基因组设计的低拷贝寡聚核苷酸探针在FISH中应用得越来越广泛。然而,由于植物基因组中分布大量的重复序列,这使得oligo-FISH的分辨率存在一定局限性。利用包含多个荧光基团的荧光PCR引物,扩增出甘蔗染色体特异oligo探针,并进一步优化甘蔗的荧光原位杂交体系,提高了甘蔗oligo探针识别近缘物种染色体的效率。通过开发多荧光标记的甘蔗oligo探针以及甘蔗荧光杂交体系的优化,有效拓宽荧光信号的最小分辨率,提高信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),并成功基于甘蔗oligo探针对高粱1-10号染色体分型。多荧光标记引物增强oligo探针信号的新方法及FISH体系的优化为今后在其他物种中提高oligo-FISH鉴定染色体及捕捉微弱的荧光信号提供了参考。
文摘荧光原位杂交技术(FISH,fluorescence in situ hybridization)是分子细胞遗传学中最为重要的手段之一,可以实现DNA或RNA序列在染色体上精确的可视化的直观定位。随着基因组测序技术的发展和测序成本的降低,大量物种的基因组信息被不断公布,基于高通量测序和参考基因组衍生的寡聚核苷酸序列(Oligo,oligonucleotide)探针在FISH中表现出独特的优势。和传统FISH探针相比,Oligo-FISH能更加精确、深入地揭示植物在进化过程中染色体的进化、遗传与变异。本研究对荧光标记的靶标DNA与荧光探针的种类与应用,寡聚核苷酸探针的种类及制备技术进行了综述,重点聚焦于Oligo-FISH的起源发展及其在鉴定植物染色体、识别植物同源染色体方面所发挥的重要作用。Oligo-FISH技术可用于构建物种属内的染色体核型,利用Oligo-FISH结果可为该属没有全基因组的作物的基因组组装提供指导,Oligo涂染还可以很好地解决异源多倍体物种中非同源染色体间的融合与交换问题,能够准确地检测染色体间是否存在易位等行为及异源重组。因此,Oligo-FISH技术的发展为基因组染色体水平的组装提供了强有力的支撑。未来Oligo-FISH技术与信号放大技术结合能够克服重复序列高度富集区域Oligo探针密度低的困难,可对非常短的基因区域进行可视化,如对启动子、增强子的检测,在转基因中对基因片段定位等,这些研究将有助于更加深入地了解物种遗传和进化,进一步推动作物遗传育种的改良与发展。
