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    发布时间: 2019 - 01 - 29
    小基因组测序,等待您的加入!客户发表文章:”The Complete Plastid Genome of Magnolia zenii and Genetic Comparison to Magnoliaceae species“        壹俺们很优秀,无奈太低调,悄悄告诉您,俺们公司客户叶绿体文章又有一篇发表啦!集思慧远带着自主研发的叶绿体组装软件为您科研道路上添砖加瓦!下面小编就带您看看,一篇叶绿体文章如何造就!贰                      宝华玉兰的完整质体基因组及其与木兰科植物的遗传比较                           IF=3.098宝华玉兰是一种极度濒危物种,仅存于中国江苏省宝华山有18棵。关于它的分子生物学的信息很少,直到现在还没有对宝华玉兰进行质体基因组研究。本文通过对宝华玉兰(Magnolia Zenii)的完整叶绿体基因组进行测序组装,鉴定SSR,并通过对近缘物种基因组结构和序列数据的比较分析,揭示了5个突变热点,对今后木兰科的系统发育和进化研究具有重要意义。这篇文章的研究内容如下:1、叶绿体基因组组装宝华玉兰基因组长160,048 bp,GC含量为39.2%,包括一对26,596 bp的反向重复区(IRA和IRB),一个大单拷贝区(LRC)88,098 bp,一个小单拷贝区(SSC)18,757 bp.2、木兰科物种叶绿体基因组比较分析用28种木兰科物种和2种鹅掌楸的叶绿体基因组进行序列比对。宝华玉兰的叶绿体基因组放...
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    发布时间: 2019 - 01 - 28
    摘要油菜是一种重要的油料作物,为了适应不同的气候带和纬度,形成了三种主要的生态型(冬性,半冬性,春性)。这些生态型多样性背后的遗传机制目前还是未知的。本研究这对收集的世界各地的991份资源品种进行全基因组重测序并分析了这些资源的遗传多样性。测序结果分别和油菜“Darmor-bzh”,“Tapidor”基因组比对鉴定到5.56M/5.53M SNPs,1.86M/1.92M Indels。文章通过构建等位基因漂变图揭示主要群落的,利用遗传多样性和连锁不平衡参数研究了甘蓝型油菜两个亚基因组的非对称进化。选择性清除分析表明了调控各种植物发育和胁迫的直系同源基因间的遗传多样性。全基因组关联分析发现在FT和FLC同源基因的启动子区域的SNP,符合不同生态型的油菜。材料方法实验材料:来自39个国家,658种冬性、145种半冬性、188种春性油菜。测序策略:Illumina HiSeq Xten PE150,共7.9T(平均测序深度6.6X)。油菜参考基因组:‘‘Darmor-bzh’’ genome (B. napus v4.1 genome),‘‘Tapidor’’genome。系统发育分析:MEGA5.2(NJ树,Kimura 2-parameter model);LD分析:PLINK,群体结构:ADMIXTURE;PCA:EIGENSOFT(smartPCA)。SNP重组率计算:R package FastEPRR;等位基因漂移分析:TREEMIX,基因流画图:R package ggplot2。选择性清除:PopGenome(Fst),XP-CLR;关联分析:TASSEL(MLM)。研究结果1、991份油菜资源群体结构和遗传变异A/B.991份油菜资源全球分布情况及对应三种生态型;C.991份材料的系统进化分析(与油菜生态型大致相同);D.群体主成分分析,PC1能够区分冬性和半...
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    发布时间: 2018 - 12 - 13
    发表期刊:Postharvest Biology and Technology影响因子:IF=3.112(SCI二区)研究背景草莓(Fragaria×ananassa Duch.)由于其独特的风味和多汁的质地,是一种在世界范围内广受欢迎的园艺作物。它是维生素C和抗氧化剂的良好来源,但由于软化快、机械损坏、真菌腐烂和采后代谢迅速,很容易腐烂。在6℃贮藏1d后,草莓果实中的蔗糖水平由于快速的采后代谢而达到无法检测的水平。虽然草莓品种的贮藏期不同,但平均贮藏期通常只有3-5d。先前研究报道了CO2诱导的生理和机械变化,收获后,草莓果实中含有较高水平的二氧化碳(CO2)以提高可储存性。暴露于20%CO2中12或48h的草莓果实比在环境空气中贮藏3d的水果更结实。高浓度的二氧化碳会影响细胞壁钙的结合,提高果实的硬度。为了深入了解高浓度CO2在分子和生化水平上的影响,多学科方法是必要的。整合基因组学、蛋白质组学和代谢组学将有助于更好地理解植物对外界刺激的全面定性和定量反应。尽管对草莓果实采后对高CO2的响应进行了研究,但对细胞反应的全面了解仍不甚清楚。本研究联合转录组学和代谢组学方法来研究分子和细胞反应,将收获的草莓果实短期暴露于30%CO2,以全面了解改善的果实耐贮性。材料与方法01植物材料与CO2处理草莓于80%红色收获,收获后,果实立即运往实验室。选择大小和颜色一致的果实作为试验材料。分组:0D:环境空气0h(收获后立即)1D:3h环境空气处理后1d1DT:3h 30%CO2处理后1d 02硬度测定随机抽取3个重复容器中的10个草莓果实进行硬度测定(n=30),经硬度测定后丢弃。采用CT-3纹理分析仪进行硬度测量。用直径为100mm、速度为2mm、应变为5mm、直径为100 mm的平板探针,在果实赤道面测量果实硬度(N)。草莓果实表面微生物...
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    发布时间: 2018 - 12 - 13
    集思慧远客户发表——《王枣子根、茎和叶的比较转录组分析揭示了王枣子素生物合成的候选基因》英文标题:Comparative transcriptome analysis of roots, stems and leaves Isodon amethystoides reveals candidate genes involved in Wangzaozins biosynthesis杂志:BMC PLANT BIOLOGY影响因子:IF=3.930摘要    王枣子是一种重要的中药植物,具有治疗多种疾病的药理作用,包括肺结核。四环二萜类化合物王枣子素(王枣子甲素Wang zaozin A,王枣子乙素GlucocalyxB)是王枣子的主要生物活性化合物。然而,关于这些化合物生物合成的分子信息仍然不清楚。通过对王枣子中王枣子素积累水平的研究,发现该植物的根、茎和叶组织有很大的变化,表明不同组织间代谢产物生物合成和积累的可能存在差异。为了更好地阐明四环二萜生物合成途径,我们对根、茎和叶组织进行转录组测序,并进行了de novo序列组装和分析。分析了与二萜类生物合成有关的候选基因,如CPS、KSL等。用qRT-PCR方法对8种涉及四环二萜类生物合成的转录本在王枣子不同组织中的表达谱进行了验证,解构该通路的基因表达谱。ISPD、ISPF和ISPH(MEP途径)以及IaCPS和IaKSL(二萜类途径)候选基因在叶片和根中的差异表达,可能是造成王枣子叶片中王枣子素积累较高的原因之一。本文报道的基因组数据和分析为进一步研究这一重要药用植物奠定了基础。材料与方法植物材料:一年生健康王枣子个体的根、茎、叶(3个重复)王枣子素的提取与鉴定(靶标代谢):种类:王枣子甲素、王枣子乙素和王枣子丙素        &...
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    发布时间: 2018 - 12 - 10
    英文标题:Selection and Validation of Novel RT-qPCR Reference Genes under Hormonal Stimuli and in Diferent Tissues of Santalum album杂志:Scientific  Reports影响因子:IF=4.122摘要   逆转录实时定量聚合酶链式反应 (RT-qPCR)因其高通量、特异性和敏感性而被广泛应用于基因表达水平的研究。为了获得准确可靠的结果,RT-qPCR分析必须有一个合适的参考基因。到目前为止,经济热带树种檀香((Santalum album L.)还没有被验证的可靠参考基因。在本研究中,有13个候选参考基因(包括从大量的檀香转录组数据中筛选出的12个新的可能的参考基因,以及目前使用的β-actin基因)在不同的组织(茎、叶、根和愈伤组织)、以及水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯 (MeJA)、赤霉素(GA)处理作用下的愈伤组织中,用GeNorm,NormFinder,BestKeeper,Delta CT和 RefFinder算法综合验证。几种新的候选参考基因比目前使用的传统基因ACT要稳定得多。SA处理中ODD和Fbp1、MeJA处理中的CSA 和Fbp3、JA处理中的PP2C和Fbp2、以及3个激素处理中FBP 1和FBP 2,分别是最准确的参考基因。当FAB1A与PP2C结合后,被鉴定为四种组织最适宜的参考基因组合。而HLMt, PPR和FAB1A的组合则是所有实验样本中最理想的参考基因。此外,为了验证我们的结果,我们还通过参考基因及他们的组合在MeJA处理下的三种檀香组织中评估了SaSSy基因的相对表达水平。本研究中所鉴定的参考基因将提高RT-qPCR分析的准确性,并将有...
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    发布时间: 2018 - 12 - 03
    发表期刊:Microbiome影响因子:9.133(SCI一区)研究背景最近几年,对肠道微生物群(GM)的研究已经不仅仅是描述分类组成,通常是将16S rRNA基因测序应用于粪便样本,更广泛地研究GM的功能潜力,这是通过鸟枪法宏基因组学(MG)方法实现的。群体MG研究表明,尽管存在较大的个体间结构/组成变异,GMs仍有一组稳定的核心功能。然而,由于测序的基因不一定表达,MG不能提供可靠的信息,说明哪些微生物的功能特征实际上在响应宿主代谢、免疫、神经生物学、饮食或其他环境因素的刺激而发生变化。相反,这类信息可以由功能宏组学收集,如宏转录组学(MT)和宏蛋白质组学(MP),它们对微扰具有较高的敏感性,因此可能更好地反映宿主微生物相互作用。在这方面,特别令人感兴趣的是调查人类群体中潜在的和实际活跃的GM特征之间的关系,为了从已知的MG的潜能开始鉴定在健康肠中组成型表达的微生物功能。最近的一项研究已经针对MT实现了这一目标,在具有最高表达率(mRNA/DNA比率)和参与淀粉代谢,氨基酸生物合成,孢子形成和以及具有最低表达率的肽聚糖生物合成的基因中发现了核糖体蛋白和柠檬酸循环酶的转录物。人们对微生物蛋白的了解较少,尽管它们提供了有关GM代谢的主要信息,并且代表了宿主-GM相互作用中的关键分子。尽管有一些开创性的研究提出了对疾病有关的人类群体中的宏基因组和宏蛋白组的分析,到目前为止,还没有系统地、比较地调查健康人群的分类学和功能特征,这种特征可能和实际由GM表达。材料与方法01实验设计图1本研究的实验设计注:从临床监测的撒丁岛人群中选出15名健康成人(男性7名,女性8名)。从每个人身上采集粪便样本,同时进行Illumina鸟枪法DNA测序(宏基因组)和LTQ-Orbitrap鸟枪法质谱分析(宏蛋白组)。宏基因组学也被用作序列数据库,以便进行严格的宏蛋白质组/宏基因组比较,并进行分类和功...
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集思慧远客户发表文章《褪黑素对水稻白叶枯病菌生长的抑制作用》

日期: 2018-10-26
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集思慧远客户发表文章《褪黑素对水稻白叶枯病菌生长的抑制作用》

集思慧远客户发表文章《褪黑素对水稻白叶枯病菌生长的抑制作用》

水稻白叶枯病(Xoo)引起水稻细菌性疫病(BB),是世界各地水稻生长最广泛、危害最严重的病害之一。褪黑素通过诱导植物天然免疫增强病原菌抗性,但褪黑素对植物致病菌的直接作用尚不清楚。本论文研究了褪黑素对Xoo的直接作用,结果表明外源性褪黑素200μg/mL可明显抑制Xoo的增殖,降低5个细胞分裂相关基因的mRNA表达。这种浓度的褪黑素也抑制了Xoo的运动和生物膜的形成。值得注意的是,褪黑素可以改变Xoo细胞的长度。为了更深入地了解这种抗菌作用的机制,本研究采用RNA-Seq检测了200μg/mL褪黑素对Xoo菌株PXO99全局基因表达的影响。褪黑素处理后,Xoo细胞中与催化活性和金属结合活性相关的差异表达基因(DEGS)被下调。此外,对碳水化合物和氨基酸代谢的DEGs也受到下调。这些结果提示褪黑素抑制Xoo增殖的机制可能涉及调节细胞分裂,同时降低参与新陈代谢的酶的浓度或活性。


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材料与方法


细菌菌株与植物

采用剪叶法对水稻叶片接种Xoo菌株PXO99进行致病性试验。用无针注射器法对烟叶接种PXO99进行过敏反应(HR)监测。

褪黑素对细菌生长影响的测定

对不同浓度(0、200、400或1000μg/mL)褪黑素及无褪黑素(0μg/mL)的甲醇(MeOH)溶剂处理的细菌菌株每3h测定一次OD600,直至细菌生长达到静止阶段。每个实验进行三次,每个实验重复三次。

透射电镜观察

对不同浓度(0、200或400μg/mL)褪黑素及无褪黑素(0μg/mL)的甲醇(MeOH)溶剂处理的细菌标本做阴性染色,然后用相机拍摄。

细胞运动和生物膜形成的测定

对不同浓度(0、10、40或250μg/mL)褪黑素及无褪黑素(0μg/mL)的甲醇(MeOH)溶剂处理的Xoo菌株PXO99进行细胞运动和生物膜测定,每个实验进行三次,每次实验分别重复五次和六次。

内源性褪黑素的测定

利用LC-MS对不同浓度褪黑素(0或200μg/mL)处理的Xoo菌株PXO99进行内源性褪黑素含量的检测。

RNA测序与数据分析

不同处理:MOH(M0)和200μg/mL褪黑素(M200)

检测平台:Illumina HiSeq Xten

差异基因筛选条件:log2FC>2,p<0.01

实时荧光定量

采用qRT-PCR技术对选取的18个基因进行了验证分析。

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结果与讨论

01

褪黑素抑制Xoo生长

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1褪黑素抑制Xoo的生长

注:(A)在褪黑素处理下,PXO99的状况。(B)对不同浓度褪黑素(μg/mL)处理后培养24h的PXO99生长曲线进行统计分析。


甲醇(模拟对照)和不同浓度褪黑素处理的Xoo细菌生长速率(图1A)。褪黑素(200μg/mL)预处理24h后,PXO99的OD600值约为1.0,仅为对照组的一半(图1B)。因此,200μg/mL的褪黑素能有效地抑制PXO99的生长。当浓度升高时,细菌密度显示出更大的降低。褪黑激素在一定浓度下抑制人类致病细菌的生长,包括在2µg/mL的无乳链球菌和1000µg/mL的酿酒酵母中。生长抑制结果表明,褪黑素以浓度依赖性的方式抑制PXO99的生长,其抑制作用可能是剂量依赖性的。

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02

褪黑素减少Xoo泳动能力但增加生物膜形成

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图2褪黑素处理对Xoo泳动力(A)和生物膜形成(B)影响的统计分析


为研究褪黑素对细菌运动的影响,测定了褪黑素存在和不存在时Xoo的游动直径。由于观察到较高浓度的褪黑素破坏了Xoo的泳动能力。因此,在随后的试验中,褪黑素的用量不超过200µg/mL。如图2A所示,10µg/mL褪黑素平板的菌落直径比模拟对照减少了30%以上。随着褪黑素浓度的增加,泳动直径进一步减小。200µg/mLL褪黑素平板的菌落直径比模拟对照减少一半以上。因此,褪黑素以浓度依赖性的方式影响Xoo的运动。这些结果显示褪黑素对细菌运动的抑制作用可能是通过增加细胞死亡来实现的,尽管有必要对此进行进一步的研究。

为评价褪黑素对Xoo附着的影响,分析了PXO99在褪黑素挑战下的生物膜形成情况。如图2B所示,10μg/mL褪黑素的存在稍微增加了PXO99的生物膜形成。当褪黑素浓度增加时,OD595处的CV吸光度增加幅度较大。观察到的含有40μg/mL褪黑激素的管的OD595值比模拟对照高三倍。然而,当褪黑素存在于高浓度时,则观察到相反的效果。在含褪黑素200μg/mL的试管中,OD595值比对照组低40%。因此,褪黑素对PXO99生物膜形成的影响与观察到的对游动或生长抑制的影响不相似。当褪黑素浓度较高时,无游动或生物膜形成。结果表明,低浓度褪黑素可诱导Xoo形成生物膜,高浓度时则抑制其形成。

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03

Xoo因褪黑素而高度富集

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图3 Xoo中褪黑素的提取与鉴定

注:(A)与褪黑素相对应的色谱图。(a)与未使用褪黑激素(Sigma)处理的PxO99细胞收集的褪黑素相对应的色谱图。(b)用褪黑素(Sigma)预处理PXO99细胞收集的褪黑素相对应的色谱图。(B)PXO99细胞褪黑素(ng/cells)的统计分析。紫外响应:280nm


利用LC-MS测定了褪黑素对PXO99细胞内源性褪黑素含量的影响。30mL培养液培养24h后,POX99细胞内源性褪黑素为14.43ng。与外源性褪黑素共同孵育的POX99细胞培养24h后,从30mL培养液中分离得到内源性褪黑素156.13ng(图3A)。结果表明,褪黑素可以很容易地穿过细胞壁,并在Xoo细胞中富集。处理组内源性褪黑素约为对照组的100倍(图3B)。这种破坏正常内源性褪黑素水平的Xoo可能会抑制这种细菌的增殖。

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04

褪黑素抑制Xoo细胞分裂

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图4褪黑素作用下Xoo细胞分裂相关基因mRNA表达的qRT-PCR分析


为探讨褪黑素是否通过干扰或抑制细胞分裂而抑制细菌增殖,用qRT-PCR方法检测了褪黑素(200μg/mL)对PXO99细胞分裂相关基因的mRNA表达。如图4所示,与对照组相比,褪黑素处理的Xoo细胞中有4个细胞分裂相关基因(FetQ、ZapE、FetL和FetE)被上调,5种基因(ZipA、FetB、ZapA、FetD和FetZ)表达下调。结果表明,褪黑素处理导致Xoo细胞分裂减少。因为细菌的增殖取决于细胞的分裂能力,在细胞分裂过程中,Xoo的生长受到抑制。

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05

褪黑素改变Xoo形态

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图5褪黑素处理Xoo形态的观察

注:(A)PXO99细胞的形态:(A)不经褪黑素处理的PXO99细胞的形态;(B)褪黑素处理的PXO99细胞的形态(200μg/mL)。(B)对PXO99细胞宽度和长度的统计分析。Bar=0.5m。


本研究通过透射电镜观察褪黑素对PXO99细胞形态的影响。如图5所示,使用负染色法通过TEM容易地区分细菌大小和形状。单个PXO99细胞的宽度和长度分别为0.6至1.0µm和1.0至2.7µm(图5A)。相比之下,褪黑素处理的PXO99细胞的宽度略短于对照组,200μg/mL的褪黑素处理的PXO99细胞的长度与对照相比明显减少(20%)(图5B)。这些数据表明褪黑素处理后PXO99细胞长度的减少可能是由于抑制Xoo增殖所致。

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06

褪黑素处理Xoo的RNA-Seq转录体分析

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为进一步探讨褪黑素对Xoo增殖的影响机制,收集了褪黑素处理或未处理的PXO99细胞的总RNA,并进行了RNA-Seq分析。通过对RNA-seq检测得到的基因表达变化的分析表明,138个基因在处理后21h对褪黑素的刺激下,mRNA转录水平发生了改变(表1),相当于Xoo基因组的2.73%。共有14个上调基因,124个下调基因,并且这些DEGs通过GO数据库来表征,GO数据库提供关于细胞组分,分子功能和生物过程的注释信息,并通过KEGG数据库注释。其中,在14个上调基因中,4个在鞭毛成分中富集,4个在转运活性上富集,3个参与代谢过程。

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图6基因本体论(GO)富集和细胞图谱对差异表达基因的分类

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7通过qRT-PCRmRNA水平上对18个差异表达基因的验证


在观察到的下调基因中,与细胞膜和细胞成分相关的基因在细胞成分类别中有明显的过度表达(图6A)。此外,编码催化活性相关蛋白的基因在分子功能类别中被过度表达(图6B)。一致地,观察到与生物过程类别中的代谢过程相关的基因的显著过度表达(图6C)。在代谢过程中,有41个基因在生物过程中占主导地位(图6C)。催化活性和金属结合活性分别有56个和27个基因在分子功能类别中占主导地位(图6B)。为验证转录产物的可靠性,采用qRT-PCR技术对随机选取的18个基因进行了分析,结果与测序数据一致(图7)。在褪黑素处理的PXO99中,与氧化磷酸化、柠檬酸循环、蛋白质分泌和双组分系统相关的基因被下调。

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07

褪黑素调节Xoo代谢

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图8褪黑素处理下PXO99代谢差异基因的分类


代谢是细菌的一个重要特征,据报道褪黑素能显著降低微生物代谢相关基因的mRNA表达。在这项研究中,我们观察到参与碳水化合物和氨基酸代谢的基因是丰富的(图8)。Xoo生长的最佳碳源和氮源是蔗糖和谷氨酸。有趣的是,参与异生物代谢的18个基因被下调(图8)。褪黑素具有很强的结合铜和铁(III)的能力。因此,我们推测褪黑素可以导致细菌细胞游离铁缺乏,并通过抑制褪黑素的金属结合活性或通过降低金属结合酶的浓度和活性来抑制生长。此外,位于细胞膜上与磷酸转运蛋白和参与能量代谢的磷酸盐结合蛋白相关的DEGs编码蛋白均被下调(图8)。

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结论

本研究探讨了褪黑素对稻瘟病菌(X.oryzae,PV.Oryzae)的潜在作用。我们的数据显示褪黑素可以穿过细胞壁,在Xoo细胞中富集,抑制这种细菌的细胞分裂和增殖。重要的是,褪黑素改变了细胞结构,降低了Xoo细胞的泳动能力和附着能力。转录组分析结果提示褪黑素对Xoo增殖的抑制作用可能是通过(1)减少细胞分裂,(2)降低代谢相关酶的浓度和活性来实现的。本工作为进一步了解褪黑素对细菌生长和基因表达的抑制作用提供了新的思路。




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