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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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    发布时间: 2018 - 03 - 28
    摘要季也蒙毕赤酵母(M. guilliermondii)能显著抑制贮藏梨的自然腐烂并对储存品质无不良影响,同时还能诱导梨的抗性。通过和对照相比发现季也蒙毕赤酵母能显著诱导一些抗性相关基因的表达,比如一些编码苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、β-1, 3葡聚糖酶的基因。此外,研究发现和空白对照0d相比接种季也蒙毕赤酵母的梨中葡聚糖酶表达水平上升105倍。这些研究表明季也蒙毕赤酵母能够增强梨的抗性机制。接种3天后的梨和空白对照相比,检测到144个显著上调表达的基因(其中包括抗性相关的酶:类G蛋白偶联受体1、类阳离子过氧化物酶1、类β葡聚糖酶12)。抗性相关的转录组因子WRKY9,WRKY31以及其他一些和发病机理相关的基因(Pyr c1,Pru ar 1-like,Pru av 1-like)也受到诱导。这些结论为拮抗酵母菌在梨中的生防机制提供新的研究基础。材料方法沙梨品种:“Shuijing’’,所有梨都是均一大小随机采集、成熟且无明显损伤结痂;用0.1%次氯酸钠消毒1min并用自来水清洗干净,室温风干。在所有梨的表面“赤道区域”挖出(5mm deep X 4mm diameter)规格相同的三个孔,对照:每个孔加入30ul无菌蒸馏水,处理:每个孔加入30ul季也蒙毕赤酵母悬浮液。所有样品室温条件风干2h并开始孵化(20℃,湿度:95%),孵化0(接种后2h)、1-5天,从孔的周围取2g梨果实组织(切成砂浆状、加入液氮研磨,提取总RNA),每种处理取3个生物学重复(共36样品)。测序方案:Illumina HiSeq X Ten PE150,文库(150-250bp),平均7.2G/sample。差异基因筛选标准:|log2 (Fold change)| ≥ 2,FDR 。定量PCR:Biorad CFX-96(内参:ACTIN)。研究结果1、季也蒙毕赤酵母对梨自然腐烂和品质的影响...
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    发布时间: 2018 - 03 - 23
    位置记忆赋予再生组织两个关键属性。首先,离身体近端的截肢比远端截肢的再生更快。第二,新的组织是有图案的。只有损伤部位远端的结构才能再生。虽然相当多的研究集中在了解不同的生物体是如何开始再生的,并且计算模型已经预测了位置信息如何调节再生生长,然而关于位置记忆的细胞机制知之甚少。跨膜受体Prod1是位置记忆唯一真正的效应者。除Prod1外,小分子维甲酸(RA)也被报道为两栖类肢体位置记忆的效应物。尽管有关Prod1和RA的这些数据,但没有调节位置记忆的分子,在未受伤的附肢中表现出轻微的表达,并且在物种间保守。普遍假设预测位置记忆机制的分子梯度存在于未受伤的附肢中。因此,本研究测定了沿着成年斑马鱼尾鳍近远轴轴线的RNAs,蛋白质和代谢物的全局丰度,鉴定了许多不同的图案分子。这些信息为再生生物学领域提供了丰富的资源。主要研究结果为了鉴定可能参与尾鳍位置记忆的候选分子,本研究对未受伤的斑马鱼尾鳍的近端,中间和远端区域进行了RNA测序(RNA-seq)和无标记定量(LFQ)蛋白质组学(图1A),共鉴定出566个转录本和238个蛋白质,主要存在于近或远的富集梯度中(图1B)。另外,主成分分析(PCA)显示鳍的近端和远端区域之间的转录物(图1C)和蛋白质(图1D)丰度的变化很大。中间区域的转录本聚集成一个独特的组,但更接近于远端区域(图1C)。差异丰富分子的最大差异发生在近端和远端区域之间,包括1,424个转录本和113个蛋白质(图1E)。因此,基因组的表达在整个尾鳍的近远端轴上存在着定量的差异。Fig. 1. Transcriptomic and proteomic mapping of positional information in uninjured caudal fins.图1无损伤尾鳍位置信息的转录和蛋白质组学图谱为了确定沿尾鳍近远端轴线差异表达的分子类型,因此对RNA-se...
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    发布时间: 2018 - 03 - 22
    摘要菠菜是一种重要的多叶蔬菜,富含多种必需营养素。本文组装出菠菜的基因组草图,其中包含25,495个编码蛋白的基因。菠菜基因组具有高达74.4%的转座子重复序列。并未发现近期的全基因组复制事件。基因组共线性分析结果表明在石竹目基因组进化过程中菠菜—甜菜之间存在大量的染色体内和染色体间的重排现象。对120份野生和栽培菠菜的转录组测序结果发现超过420k变异位点,数据分析结果表明Spinacia turkestanica可能是栽培菠菜的直接祖先,同时菠菜驯化过程中也遇到较弱的瓶颈期。研究发现93个受到驯化选择的区域,其中包括和抽薹、开花及叶片数量等性状相关的位点。材料方法自交系:Sp75,20天幼嫩叶片,测序方案:Illumina HiSeq2500, 214.9G( 150 bp, 200 bp, 300 bp, 500 bp ,1 kb, 3 kb, 10 kb, 15 kb, );120个菠菜品种(栽培种,野生种)RNA-seq:Illumina HiSeq2500 SE100,平均测序0.83G/sample。基因组组装:Platanus+SOAPdenovo2(框架),光学图谱:IrysView;LTR还原转座子:LTRharvest,重复元件:RepeatModeler,转座子分类:REPCLASS。转录组数据比对:Tophat,组装:Cufflink。同源基因分析:OrthoMCL,共线性分析:MCScanX。转录组数据比对参考基因组:BWA,SNP,indel鉴定:SAMtools。系统进化树:PAUP(最大简约法),PCA:EIGENSOFT smartpca,群体结构:STRUCTURE,LD:Haploview,选择性清除:XP-CLR,Fst,π(核酸多样性),全基因组关联分析:EIGENSOFT。研究结果1、菠菜基因组de novo测序组装及基因组注释...
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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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位置记忆赋予再生组织两个关键属性。首先,离身体近端的截肢比远端截肢的再生更快。第二,新的组织是有图案的。只有损伤部位远端的结构才能再生。虽然相当多的研究集中在了解不同的生物体是如何开始再生的,并且计算模型已经预测了位置信息如何调节再生生长,然而关于位置记忆的细胞机制知之甚少。跨膜受体Prod1是位置记忆唯一真正的效应者。除Prod1外,小分子维甲酸(RA)也被报道为两栖类肢体位置记忆的效应物。尽管有关Prod1和RA的这些数据,但没有调节位置记忆的分子,在未受伤的附肢中表现出轻微的表达,并且在物种间保守。普遍假设预测位置记忆机制的分子梯度存在于未受伤的附肢中。因此,本研究测定了沿着成年斑马鱼尾鳍近远轴轴线的RNAs,蛋白质和代谢物的全局丰度,鉴定了许多不同的图案分子。这些信息为再生生物学领域提供了丰富的资源。主要研究结果为了鉴定可能参与尾鳍位置记忆的候选分子,本研究对未受伤的斑马鱼尾鳍的近端,中间和远端区域进行了RNA测序(RNA-seq)和无标记定量(LFQ)蛋白质组学(图1A),共鉴定出566个转录本和238个蛋白质,主要存在于近或远的富集梯度中(图1B)。另外,主成分分析(PCA)显示鳍的近端和远端区域之间的转录物(图1C)和蛋白质(图1D)丰度的变化很大。中间区域的转录本聚集成一个独特的组,但更接近于远端区域(图1C)。差异丰富分子的最大差异发生在近端和远端区域之间,包括1,424个转录本和113个蛋白质(图1E)。因此,基因组的表达在整个尾鳍的近远端轴上存在着定量的差异。Fig. 1. Transcriptomic and proteomic mapping of positional information in uninjured caudal fins.图1无损伤尾鳍位置信息的转录和蛋白质组学图谱为了确定沿尾鳍近远端轴线差异表达的分子类型,因此对RNA-se...
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摘要菠菜是一种重要的多叶蔬菜,富含多种必需营养素。本文组装出菠菜的基因组草图,其中包含25,495个编码蛋白的基因。菠菜基因组具有高达74.4%的转座子重复序列。并未发现近期的全基因组复制事件。基因组共线性分析结果表明在石竹目基因组进化过程中菠菜—甜菜之间存在大量的染色体内和染色体间的重排现象。对120份野生和栽培菠菜的转录组测序结果发现超过420k变异位点,数据分析结果表明Spinacia turkestanica可能是栽培菠菜的直接祖先,同时菠菜驯化过程中也遇到较弱的瓶颈期。研究发现93个受到驯化选择的区域,其中包括和抽薹、开花及叶片数量等性状相关的位点。材料方法自交系:Sp75,20天幼嫩叶片,测序方案:Illumina HiSeq2500, 214.9G( 150 bp, 200 bp, 300 bp, 500 bp ,1 kb, 3 kb, 10 kb, 15 kb, );120个菠菜品种(栽培种,野生种)RNA-seq:Illumina HiSeq2500 SE100,平均测序0.83G/sample。基因组组装:Platanus+SOAPdenovo2(框架),光学图谱:IrysView;LTR还原转座子:LTRharvest,重复元件:RepeatModeler,转座子分类:REPCLASS。转录组数据比对:Tophat,组装:Cufflink。同源基因分析:OrthoMCL,共线性分析:MCScanX。转录组数据比对参考基因组:BWA,SNP,indel鉴定:SAMtools。系统进化树:PAUP(最大简约法),PCA:EIGENSOFT smartpca,群体结构:STRUCTURE,LD:Haploview,选择性清除:XP-CLR,Fst,π(核酸多样性),全基因组关联分析:EIGENSOFT。研究结果1、菠菜基因组de novo测序组装及基因组注释...
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发布时间: 2018 - 03 - 01
RNA-seq+iTRAQ当前,随着科研技术的不断发展。对于探讨同一生物学问题的方式也越来越多,但最终总逃不过几大经典的组学范围。今天小编就跟大家一起了解一篇转录组+蛋白组揭示铁皮石斛种子萌发机制的文章。【研究方案】文章主要利用转录组+蛋白组联合分析的方式,对铁皮石斛种子在菌根真菌共生和萌发条件下分子水平发生的变化进行探究。通过比较共生与非共生条件下,不同发育时期铁皮石斛种子转录本和蛋白的变化,进而鉴定出调控兰科植物种子共生萌发的关键蛋白。研究结果1、差异蛋白(基因)在共生和非共生萌发条件下相邻发育时期的表达模式共检测到308个差异蛋白(基因)热图中A(差异蛋白),B(差异基因),红色:上调,绿色:下调,黑色:无显著差异,灰色:数据缺失;中间(KOG注释分类),主要集中在碳水化合物代谢,翻译及翻译后修饰三大类2、共生和非共生萌发条件下差异蛋白KEGG富集分析                                  横坐标:富集因子,纵坐标:P-value,圆圈大小:蛋白个数结果表明共萌发过程中真菌的寄生能诱发的重要蛋白(脂质和碳水化合物代谢相关)的较早、较高表达,内质网中蛋白的加工,并且提高贮藏物质的利用率。3、相同发育时期共生和非共生萌发条件下差异蛋白聚类分析                 共生和非共生萌发条件下至少在同1时期检测到的差异蛋白共229个(基于表达模式所有差异蛋白聚类为9个集合)4、转录组和蛋白组联合分析          ...

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