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    发布时间: 2017 - 11 - 07
    在目前各种类型的组学中,如基因组学、转录组学、蛋白组学以及代谢组学,单组学研究都比较热门,其结果固然很有意义,但如果我们把不同组学结果进行深入整合分析,实现从原因和结果两个方面探究生命现象的分子本质,这将使得我们的研究更全面、更可靠。下面以一篇文章为例,联合转录组学和代谢组学分析番茄座果对细胞壁转化酶活性升高的响应机制。研究背景座果是确定许多作物产量潜力的关键过程。然而,大多数果实生物学研究都集中在中晚期的发展阶段,特别是与果实膨胀,糖积累和成熟有关。只有少数研究探索了果实的分子调控,其特征是从静止子房向快速生长的小果过渡,是果实发育的最早阶段。细胞壁转化酶(CWIN)在质粒中将蔗糖(Suc)水解成葡萄糖(Glc)和果糖(Fru),已被证明在包括果实和种子在内的库器官的发育中起重要作用。一个典型的例子来自玉米中的Mn1突变体,由于其编码CWIN和INCW2而表现出微型种子表型,进而导致CWIN活性降低和细胞分裂。在水稻中,编码CWIN的GIF1是谷物灌装的关键调节剂。GIF1 过度表达导致转基因品系的谷物越来越大且重。沉默番茄中CWIN基因Lin5 导致果实败育,然而提升CWIN活性则促进了果实和种子的发育。由CWIN介导的水解Suc产生的己糖不加载到子房/小果,但可以作为信号分子调节发育,并作为能量来源和代谢和生长的基础。阮等人提出了糖介导的种子和果实种子的模型,其中由CWIN产生的Glc信号被假设为促进细胞分裂并抑制成功座果的程序性细胞死亡途径。然而,基于CWIN介导座果的分子途径仍然是未知的。材料与方法突变型番茄植株:Solanum lycopersicum XF-2,将抑制CWIN活性的基因SlINVINH1 沉默,保持转基因型和野生型植株生长条件(光照,温湿,水肥等)一致。分别采集2 dba和2 daa的子房和小果并在液氮中速冻,于-80℃保存供后续试验使用。转录...
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    发布时间: 2017 - 10 - 25
    今年7月,江苏大学张红印教授在RSC Advances杂志上发表了一篇题为"Integration of transcriptome and proteome datareveals ochratoxin A biosynthesis regulated by pH in Penicillium citrinum"的文章,揭示影响赭曲霉素A生物合成的分子机制,我们公司有幸参与了该项目,配合完成了转录组测序及生物信息学分析。合作单位:江苏大学发表杂志:RSC Advances影响因子:3.108研究背景赭曲霉毒素A(OTA)由于侵染了曲霉属和青霉属的丝状物种而在各种植物和动物中被发现,OTA被国际癌症研究机构(IARC,1993)归类为人类潜在致癌物(2B组),其呈现肾毒性,肝毒性,神经毒性,致畸性和免疫毒性;因此,它对人类和动物具有潜在危害。OTA是一种常见的霉菌毒素,包括谷物,葡萄,咖啡,坚果,香料,可可豆以及通过这些物质加工而成的各种食品及其制品。葡萄及其衍生物是继谷物之后受OTA毒害最严重的物种。OTA在地方性肾病病因学中的作用及其与泌尿道肿瘤的关系也得到了证实。OTA由细胞色素P450酶和过氧化物酶酶活性引发的自由基形成苯醌亲电体。OTA由于其稳定性高而对人体特别有毒。基于OTA的强毒性和致病性,一些组织机构已经规定了食品中OTA含量的最高水平和指导方针。产生OTA的菌株主要包括青霉属和曲霉属,少数石座菌属和枝孢菌属菌株。OTA生成速率受底物污染物种类,环境条件和地理区域的影响。在温带气候条件下,OTA主要由青霉属产生,而热带和亚热带地区则由曲霉菌种产生。材料与方法从被感染的葡萄中分离出桔青霉菌X9-4,菌种在不同pH条件下培养两周后获得菌丝体和孢子,并进行蛋白质和RNA提取。OTA测定:Agilent ZORBAX SB-C18反相高效液相色谱...
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    发布时间: 2017 - 09 - 28
    分类地位:Solanum melongena L.双子叶植物纲,茄目,茄科,茄属 摘要science光是影响花青素生物合成的关键环境因素,“Lanshan Hexian”是一种光敏感型茄子。通过超高效液相色谱-串联质谱鉴定出两种主要花青素成分,并使用RNA-seq和iTRAQ技术研究了花青素积累的三个时间点。差异表达基因和差异表达蛋白质的相应相关系数分别为0.6936, 0.2332和0.6672。花青素生物合成是一个显著丰富的途径,CHI, F3H, 3GT, 5GT和HY5在转录和翻译水平上都受到调节。此外,一些转录因子和光感受器可能参与光诱导花青素的生物合成,如:MYB113和TT8。瞬时表达测定表明SmMYB35,SmMYB44和SmMYB86同等型可能涉及光诱导的花青素生物合成途径。1引言花青素是水溶性色素中最大的亚类,其能够为花和果实提供色素沉着,并通过类黄酮生物合成途径的分支进行合成。花青素在保护植物免受诸如极端温度,紫外线辐射和病原体攻击中发挥重要作用。 此外,花青素有助于预防人类许多疾病,如癌症和心血管疾病。此研究以光敏感茄子品种“Lanshan Hexian”为研究对象,通过RNA-seq和iTRAQ技术分析光诱导的花青素生物合成机制。根据光照时间与花色素含量的关系,研究了3个时间点的花青素积累,包括起点(0d),最快点(5d)和最高点(12d),为研究茄子中光诱导花青素生物合成的分子机制提供了新的认识,有助于提高植物花青素含量的遗传工程。2材料与方法检测平台:UPLC-Q / TOF MS;数据采集:MassLynx 4.1; 样品的定性和定量:Agilent 2100;ABI StepOnePlus RT-PCR系统;测序平台:Illumina HiSeqTM 2000转录组学3个生物重复生物信息学分析:PCA、相关性分析、筛选差异基因、G...
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    发布时间: 2017 - 09 - 20
    铁皮石斛 分类地位:单子叶植物纲,微子目,兰科,石斛属     摘要  WRKY家族是最大的转录因子家族之一,在多种生物调节过程中发挥重要作用,包括生长、发育和胁迫响应。目前从铁皮石斛中鉴定出63个 Do-WRKY 基因。这些基因分为多个家族,第一个家族有14个成员,第二个家族有28个成员,第三个家族有10个成员,无法归类到以上家族的有11个成员。在WRKY基因上游1K的调节区域发现了ABA响应元件,S元素响应元件和低温响应元件。评估63个Do-WRKY 基因在寒冷胁迫下的表达模式和这些基因在根和茎中被低温调节的表达谱。为了进一步探索Do-WRKY基因在生物过程中的调节机制,需要研究WRKY的潜在靶基因。在这些基因中,大多数与胁迫相关基因的启动子中包含多个W-box元件。此外,参与多糖合成和水解的基因在它们上游1K的调节区域含有W-box元件,暗示Do-WRKY的靶基因可能在多糖类的新陈代谢中发挥重要作用。这些结果为研究兰科植物WRKY基因的功能和了解下游调控网络提供了一个基础理论。  材料与方法  1. 植物材料和胁迫处理 用1/2 MS固体培养基培育铁皮石斛幼苗,萌发后10个月的幼苗作为实验材料。对照组用1/2 MS液体在室温条件下培养,实验组在4℃条件下培养。分别在0h,2h,6h和12h去取根和茎,每个时间点取6棵植株作为一个样品,用液氮冷冻后置于-70℃保存。每个实验做3个生物重复。 2、铁皮石斛的WRKY基因鉴定和系统发育分析 从(http://202.203.187.112/herbalplant/)下载铁皮石斛的CDS序列,用HMMER 3.0软件将所有潜在的Do-WRKY TFs从铁皮石斛蛋白序列数据库中筛选出来。用...
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    发布时间: 2017 - 08 - 17
    梨 学名: Pyrus spp分类地位:被子植物亚门,双子叶纲,蔷薇目,蔷薇科,梨属  摘要 对3种亚洲梨:库尔勒,雪花和玉露香在收获和贮藏7个月后表皮蜡质的化学成分,晶体结构和相关基因的表达水平进行分析、测定。其中,蜡质含量最高的是库尔勒,最低的是雪花。表皮蜡质的主要成分是烷烃,脂肪醇,萜烯类化合物,脂肪酸和醛类化合物。储藏后,所有品种的蜡质含量都出现减少,蜡质的晶体结构变得光滑。玉露香水果对黑斑病的抗性最强。基因表达分析显示:在贮藏后涉及蜡质合成的4个结构基因(CER6, KCS9, KCS20 and FDH1)的表达水平较高,另外3个(CER60, DGAT1 and MAH1)的表达水平较低,2个转录基因(LTPG1 and LTP4)和1个转录激活因子(MYB96)的表达水平与蜡质含量一致。总的来说,了解水果在收获和贮藏后表皮蜡质的差异能够更好地理解它们对抗病性的贡献和收获后的储藏性能。    材料与方法 1.  植物材料  从用于商品的梨中挑选没有疾病感染、物理损伤的3种不同品种的梨作为实验材料。库尔勒(Pyrus sinkiangensis Yü)收获于2015.9.9,雪花(Pyrus bretschneideri Rehd.)收获于2015.9.4,玉露香(‘Kuerle’ × ‘Xuehua’)收获于2015.9.7.收获后每个品种取100 个立即用来测定相关数据,另外每个品种再取100 个贮藏在3℃(相对湿度60~~80%)7个月,然后取出,在室温下进行相关实验。 2.表皮蜡质的提取 将果实洗干净后,于通风厨内把果实放在600mL氯仿内浸泡并搅拌1min,然后脱去其它物质,称量并记录蜡质的重量...
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    发布时间: 2017 - 08 - 17
    梨 学名: Pyrus spp分类地位:被子植物亚门,双子叶纲,蔷薇目,蔷薇科,梨属  摘要 对3种亚洲梨:库尔勒,雪花和玉露香在收获和贮藏7个月后表皮蜡质的化学成分,晶体结构和相关基因的表达水平进行分析、测定。其中,蜡质含量最高的是库尔勒,最低的是雪花。表皮蜡质的主要成分是烷烃,脂肪醇,萜烯类化合物,脂肪酸和醛类化合物。储藏后,所有品种的蜡质含量都出现减少,蜡质的晶体结构变得光滑。玉露香水果对黑斑病的抗性最强。基因表达分析显示:在贮藏后涉及蜡质合成的4个结构基因(CER6, KCS9, KCS20 and FDH1)的表达水平较高,另外3个(CER60, DGAT1 and MAH1)的表达水平较低,2个转录基因(LTPG1 and LTP4)和1个转录激活因子(MYB96)的表达水平与蜡质含量一致。总的来说,了解水果在收获和贮藏后表皮蜡质的差异能够更好地理解它们对抗病性的贡献和收获后的储藏性能。    材料与方法 1. 植物材料  从用于商品的梨中挑选没有疾病感染、物理损伤的3种不同品种的梨作为实验材料。库尔勒(Pyrus sinkiangensis Yü)收获于2015.9.9,雪花(Pyrus bretschneideri Rehd.)收获于2015.9.4,玉露香(‘Kuerle’ × ‘Xuehua’)收获于2015.9.7.收获后每个品种取100 个立即用来测定相关数据,另外每个品种再取100 个贮藏在3℃(相对湿度60~~80%)7个月,然后取出,在室温下进行相关实验。 2.表皮蜡质的提取 将果实洗干净后,于通风厨内把果实放在600mL氯仿内浸泡并搅拌1min,然后脱去其它物质,称量并记录蜡质的重量 ...
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发布时间: 2018 - 04 - 10
昆虫作为传粉者与植物相互作用已有3.5亿多年,但同时也是植食性动物。在持续的进化期间,植物已经获得了复杂的防御系统,以感知由昆虫摄食引起的损害并相应地进行防御。目前人们对植食性昆虫相关的分子模式(HAMPs)或激发子仍知之甚少,例如昆虫口腔分泌物中的某些分子(OS),可以被植物识别并激活特定的防御反应。在早期反应中,植物激素,包括茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)和乙烯(ET))的积累在调节防御中起着重要作用。玉米在世界范围内作为主要作物种植,而昆虫摄食导致大量生产损失。尽管它在农业上很重要,但对玉米对植食性昆虫的反应知之甚少。本研究基于测序和质谱技术的进步,研究了玉米对机械损伤的反应,并通过将其口腔分泌物(OS)应用于伤口来模拟植食性昆虫东方粘虫Mythimna separata摄食。与机械损伤引起的反应相比,OS引起了玉米转录组,蛋白组,代谢组和植物激素更广更长时间的变化。具体来说,许多基因,蛋白质和代谢物被OS特异性诱导或抑制。来自39个家族的近290个转录因子基因参与了OS诱导的反应,其中更多的转录因子基因被OS特异性调控而不是损伤。材料与方法实验材料玉米叶片:W+W、W+OS、Con各处理1.5h和6h检测平台转录组:Illumina HiSeq 2000蛋白组(iTRAQ):LC-ESI-MS/MS(Q Exactive-Easy nLC)植物激素定量(靶标):HPLC-MS/MS(LCMS-8040 system)非挥发代谢物(非靶标):Agilent 1200-Agilent 6510 Q-TOF叶片顶空样本(非靶标):GC-MS-QP2010Ultra主要研究成果总共检测到52012个基因。选择了与Con对照组相比转录水平上调或下调至少4倍的基因,差异有统计学意义(q;总共有4406个基因在所有样本中均有差异表达。处理后1.5h和6h的样品分别为1774(W+...
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发布时间: 2018 - 04 - 08
摘要:目前对矮牵牛的花冠自然衰老的遗传调控机制研究尚不明确。为了鉴定出调控该过程的关键基因和通路,本文对矮牵牛四个发育时期(花药开裂:D0,花药扩张:D2,花冠初步衰老:D4,花冠萎蔫:D7)的花冠进行转录组学的研究。不同发育时期的花冠间鉴定到大量的差异表达基因,(D0-D2,4626)、(D2-D4,1116)、(D4-D7,327)。KEGG分析结果表明植物生长素和乙烯合成及信号转导相关通路在花的发育过程中是显著富集的,且在花期开始时显著上调。乙烯的产生出现在D2-D4过渡阶段,而后在D4-D7时期大量释放。此外,大量的转录因子在衰老的过程中被激活。VIGS实验结果表明转录因子被抑制(如乙烯相关ERF,生长素相关ARF、bHLH、HB、MADS-box)显著延长或缩短花的寿命。研究结果表明生长素和乙烯之间的互作对矮牵牛花冠的自然衰老具有重要的意义。植物材料矮牵牛:Mitchell Diploid(四个时期花冠,花药开裂:D0,花药扩张:D2,花冠初步衰老:D4,花冠萎蔫:D7);Primetime Blue(VIGS)。一个重复取样至少是来自5株的5个花冠,每个时期各2个生物学重复。测序方案:Illumina HiSeq2000 PE100;FPKM:cufflinks (version: 2.1.1),DEGs:Cuffdiff software (version: 2.1.1),差异基因标准:fold change ≥2 or ≤0.5,FDR≤0.05。DEGs集群表达模式:STEM。VIGS:烟草花叶病毒,pTRV2/CHS载体。RT-PCR:Applied Biosystems 7300 system(内参:26S rRNA)。乙烯测量:乙烯检测器:ETD-300+进气系统:VC-6(每个时期三个生物学重复,每个实验检测3次)。研究结果1、花的衰老和...
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发布时间: 2018 - 04 - 03
植物代谢组学+GWAS/QTL随着许多植物物种的基因组测序,对功能基因组学的需求大大加速了包括代谢组学在内的其他组学的改进。尽管还有大量的代谢物尚待鉴定,代谢组学不仅从反映生物活性终点的小分子化合物的角度对植物生理学和生物学的理解作出了重大贡献,而且在过去的几十年中尝试在正常和压力条件下改善植物行为。目前关于植物生长,发育和胁迫反应的遗传和生化机制的认识越来越深入,人们把更多的关注度投入到代谢组学在作物质量改良和食品安全评估以及植物代谢工程中的实际应用。利用植物代谢表型揭示基因在植物基因组中的作用随着测序技术的进步,数十种植物已被测序。为了全面了解植物发育的功能基因组学,代谢组学结合QTL(数量性状位点)分析、GWAS(全基因组关联研究)和基因敲除技术,在植物科学中得到了越来越多的认可。技术路线图如图1。Figure 1. The schematic presentation of plant metabolomics and its application in plant improvement.图1植物代谢组学原理图及其在植物改良中的应用01从mQTL到mGWAS寻找与遗传变异中代谢表型相关的候选基因众所周知,QTL在植物中分布在染色体的许多区域,并且在驯化过程中出现大量等位基因。分子育种从具有优势基因的片段中获益,从而导致高生产力或质量。与人类遗传学中设计的少数参与者和未实现的杂交相比,植物更适合连锁分析。然而,复杂的QTL定位的局限性之一是获取精确表型数据。尽管高通量植物表型分型平台和相应的植物表型已经提供并整合了一套新技术,但仍需要挖掘更多复杂植物表型的细节。最近,大规模组学数据中的代谢变异等一些特定性状已被纳入人类疾病和小鼠研究的分析中,并且在疾病和药物研究中显示出比典型宏观表现更多的优势,因为它提供了更多信息。因此,利用代谢表型来研究遗传变异,可以从代谢组学...
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发布时间: 2018 - 03 - 29
生物炭的改良可以降低植物对叶和土壤传播病原体引起的病害的敏感性。生物炭土壤改良与叶片病原体之间缺乏物理联系,这表明系统范围内的植物防御系统在生物炭的存在下被激活,其可通过防御相关基因的上调而介导。促进生物炭刺激植物保护的机制仍然是深入研究的主题。这种“生物炭效应”的一个可能的解释是用生物炭改良土壤会改变根际的微生物群落,促进刺激植物生长和诱导植物抗性的有益微生物繁殖。为了阐明产生“生物炭效应”的机制,本研究全面监测了番茄植株的发育和对叶片真菌病原灰霉病的抗性。使用原生生物炭和洗涤生物炭的改良和非改良土壤,由活性化学成分组成;同时通过高通量16S rRNA基因扩增序列和碳源利用谱分析了根际细菌群落的演替。试验设计本研究进行了两个独立的实验。试验(I)旨在了解生物炭土壤改良对植物生长发育和叶面病菌抑制的影响。与根系相关细菌群落的演替和多时间点的微生物代谢潜力有关。试验(II)确定了不同的生物炭组分在单一时间点对叶面病原体抑制和与根相关的细菌群落结构和代谢潜力的贡献。在这两个实验中,植物随机分布在温度控制的温室中,并保持在最佳施肥和灌溉条件下。在实验I中,每个处理的六株植物在四个时间点(第3,6,9,12周)取样,代表植物生长的各个阶段(幼苗,快速生长,开花和第一次果实),以测定植物生理参数,叶片膜稳定性,叶矿物质,光合色素组成以及植物次生代谢物。主要研究成果在生物炭改良土壤中生长的植物相对于未改良的土壤在大多数评估时间(第6,9和12周,P另外,为了确定生物炭的哪一组分在“生物炭效应”中起主导作用,研究者分析了番茄植物在天然和无化学生物炭(CFB)的情况下对灰霉病的抗性实验(实验II)。在用生物炭改良的盆栽混合物中生长的植物相对于在未改良的盆栽混合物中生长的植物(从AUDPC值计算,PFig. 1 Effect of biochar soil amendment on...

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