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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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比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异

日期: 2018-09-27
浏览次数: 76
比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异

发表期刊:BMC Plant Biology

影响因子:3.930(SCI二区)

比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异
比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异
研究背景

红豆杉属植物由于其天然产物紫杉醇是一种成功的抗癌药物而备受关注。密叶红豆杉T. fuana和云南红豆杉T. yunnanensis是分布在喜马拉雅山上两种濒危红豆杉品种。近年来,紫杉醇的市场需求超过供应,受到几个限制条件的限制,如红豆杉生长缓慢、紫杉醇含量低和合成路线复杂。目前紫杉醇的生物合成途径已经被揭示,产生了大量的紫杉醇前体、中间体和衍生物。

到目前为止,已鉴定出红豆杉属14种植物,但不同品种和品种间积累的紫杉醇含量差异很大。对这两种形态相似的红豆杉种类之间的紫杉醇类化合物以及其他次级代谢产物的种间差异性积累的代谢特征的研究将促进高产品种的繁育,并揭示物种和环境依赖的代谢变化的机制。本研究可为这两种濒危红豆杉种质资源的保存提供有价值的信息。

比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异
比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异
材料与方法

1.植物材料

分别采自西藏吉隆和西藏墨脱15株独立的10年生密叶红豆杉T. fuana和云南红豆杉T. yunnanensis的新鲜小枝(图1a),吉隆平均海拔4000米,莫陀岛平均海拔1200米。

2.非靶标代谢组学

样品:两种红豆杉新鲜枝条样本25mg,设置15个生物重复(15株)。

检测平台:UPLC-Triple-TOF-5600+(AB SCIEX)Q,采用DIA数据采集模式。此外,每10个样品分析一次QC样品。

3.生物信息学分析

数据预处理:XCMS软件;

代谢物匹配:KEGG、HMDB数据库(10ppm);

数据过滤:在不到50%的QC样品或80%的生物样品中检测到的特征被去除,并利用k近邻算法对缺失值的剩余峰值进行估计,进一步提高数据质量。此外,计算所有QC样品中代谢特征的相对标准偏差,然后去除那些>30%的相对标准偏差。

4.紫杉醇类化合物和黄酮类化合物靶标测定

样品:分别从两种红豆杉的6棵树采集新鲜枝条,样品在40℃下完全干燥,然后研磨成粉末;

检测平台:LC-30 AD UPLC-QTRAP 6500;多反应监测(MRM)用于正电离模式下测定紫杉醇类化合物,正、负离子模式下测定黄酮类化合物。

数据采集软件:MultiQuant软件(3.0版)


比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异
比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异
结果

01

两种濒危红豆杉的非靶标代谢分析

比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异

1非靶向代谢物谱显示了云南红豆杉T.yunnanensis和密叶红豆杉T.fuana之间代谢物丰度的变化

注:a.密叶红豆杉植物枝条;b.用绿色小点和红色小点分别指示了密叶红豆杉T.fuana(吉隆)和云南红豆杉T.yunnanensis(墨脱)的采集点。(C)云南红豆杉植物枝条。d.两种红豆杉中所鉴定代谢物的热图(n=15)


采用非靶向代谢组学方法(n=15),从7,251个离子特征中鉴定出4,986种代谢物。图1d显示了两种红豆杉代谢物谱的概况。与树枝形态的相似性不同,结果表明,两种红豆杉的代谢体发生了显著的变化。

以鉴定到的代谢物被划分为至少一个一级或二级代谢类别。最大的20个代谢类别,如卟啉和叶绿素代谢(134个代谢物),2-氧羧酸代谢(134个代谢物),氨基酸生物合成(127个代谢物),ABC转运蛋白(126种代谢物)、二萜类生物合成(103种代谢物)和其他次级代谢物(141种)。

02

代谢物谱显示了两种红豆杉代谢物丰度的变化

比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异

2密叶红豆杉云南红豆杉差异代谢物的鉴定

注:a.火山图展示两种红豆杉的差异代谢物。b.两种红豆杉在每一种代谢物类别中的代谢物数量c.不同代谢类别的差异代谢物的数量


为了提供代谢变化的深入概述,分析了用于量化的若干质量控制参数,包括变异系数(CV),主成分(PC)和归一化强度。过滤后,用4,986种优质代谢物筛选出差异代谢物(DAMS)(图2a)。统计分析确定了1,972个差异代谢物,云南红豆杉和密叶红豆杉分别为788和1,184个。

所有的DAMS都属于各种主要的代谢类别,包括生物碱、氨基酸、黄酮类化合物、激素、脂类、萜类化合物、苯丙类化合物、糖类等。在大多数这类植物中,两种红豆杉的主要积累的代谢物数量相似。例如,以萜类化合物为主的密叶红豆杉的数量与云南红豆杉的萜类化合物的数量相似(图2b)。在密叶红豆杉中测定了47个黄酮类化合物,而在云南红豆杉中仅测定到了14种黄酮类化合物。每种代谢物的归一化离子强度都是计算出来的,如图2c所示。

03

紫杉醇前体、中间体和竞争者的代谢物丰度变化

比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异

3紫杉醇的前体、中间产物和竞争的丰度变化

注:a.紫杉醇生物合成途径。b.这两种红豆杉中紫杉醇的前体、中间体、竞争者的相对数量的热图。来自MEP途径的前体被包含在一个红色的盒子里,中间体和衍生物被包含在一个紫色的盒子里,而紫杉醇的竞争者被包含在一个绿色的盒子里。


紫杉醇生物合成是一个复杂的代谢途径,涉及大量次生代谢物,包括紫杉醇的前体、中间体和竞争者(图3a)。结果表明,前体在密叶红豆杉和云南红豆杉中的积累量无显著差异,而紫杉醇主要积累在云南红豆杉中。有趣的是,大多数中间产物是在云南红豆杉中大量积累的,而类紫杉醇代谢物则大量积累在密叶红豆杉中(图3b)。

04

靶标定量分析证实了紫杉醇类化合物的变异

比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异

4密叶红豆杉和云南红豆杉紫杉醇类物质含量的测定

注:a.采用UPLC-MS/MS法测定紫杉醇和6种中间体的含量P<0.001被认为具有统计学意义,并以“*”表示。b.正离子模式下云南红豆杉和密叶红豆杉紫杉醇的代表性色谱图。c.正离子模式下云南红豆杉密叶红豆杉6种中间体的代表性色谱图


为了准确评估紫杉醇及其衍生物的含量差异,用UPLCMS/MS方法对7种紫杉醇类化合物进行量化测定。非靶向代谢组学分析表明紫杉醇主要在云南红豆杉中积累,紫杉醇直接量化的真实标准证实了这种现象。云南红豆杉的紫杉醇的含量(0.084mg/g)是密叶红杉(0.027mg/g)的3.1倍。此外,与密叶红豆杉相比,其他6种中间体都在云南红豆杉中显著积累(图4A)。图4b和图c显示了密叶红豆杉和云南红豆杉的这些紫杉醇类化合物的代表性TIC色谱图。

05

黄酮类化合物丰度的变化

比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异

5黄酮类和异黄酮类化合物的相对含量热图


迄今为止,已从各种红豆杉种中分离出大量黄酮类化合物。在我们的研究中,鉴定了参与类黄酮生物合成的35种代谢物和涉及异黄酮生物合成的17种代谢物。对于类黄酮生物合成,与云南红豆杉相比,除了叶黄素,黄腐酚和隐色花翠素外,大多数代谢物在密叶红豆杉中显著积累。对于异黄酮类生物合成,与云南红豆杉相比,除了美迪紫檀素,假靛黄素,和大豆苷元外,大多数代谢物主要在密叶红豆杉中积累(图5)。

06

定量分析证实了黄酮类化合物的变异

比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异

6两种红豆杉中总黄酮和单黄酮含量的测定

注:a.密叶红豆杉和云南红豆杉中总黄酮的含量。b.研究了两种红豆杉8种黄酮类化合物的含量。P<0.001被认为是有统计学意义,并以“*”表示。c.负离子模式下模式下单个黄酮类化合物的色谱图。d.正离子模式下模式下单个黄酮类化合物的色谱图。


对总黄酮和8种黄酮,包括芹菜素、木犀草素、山奈酚、槲皮素、(+)-儿茶素、(−)-表儿茶素、异黄酮和银杏素的含量进行了测定。总黄酮含量在密叶红豆杉中显著高于云南红豆杉(图6a)。类似地,大多数黄酮类化合物(包括芹菜素、木犀草素、山奈酚、槲皮素、异黄酮和银杏素)主要积累在云南红豆杉中。只有(+)-儿茶素和(−)-表儿茶素两种黄酮类化合物主要在云南红豆杉中积累,而不是在密叶红豆杉中积累(图6b)。两种红豆杉样品中这些黄酮类化合物的代表性TIC色谱图如图6c和d所示。

比较代谢组学揭示喜马拉雅山两种濒危红豆杉的代谢差异
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总结

本试验采用代谢组学研究了在不同环境中生长的两种濒危物种:密叶红豆杉T.fuana和云南红豆杉T.yunnanensis新鲜枝条的代谢变异。总共鉴定出了属于不同代谢类别的4,986种代谢物。云南红豆杉T.Yunnanensis的紫杉醇含量显著高于密叶红豆杉T.fuana。所有已鉴定的紫杉醇生物合成中间体主要集中在云南红豆杉T.yunnanensis,而四种与紫杉醇生物合成有关的竞争者主要集中在密叶红豆杉T.fuana。此外,密叶红豆杉T.fuana中总黄酮和单个类黄酮的含量均显著高于云南红豆杉T.Yunnanensis。本研究为不同环境下两种濒危红豆杉种质资源的综合利用和保存提供了有价值的信息。


点击原文链接:https://doi.org/10.1186/s12870-018-1412-4查看论文全文。



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