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    发布时间: 2019 - 03 - 13
    合作单位:江苏大学食品与生物工程学院发表期刊:Food Chemistry影响因子:4.946(SCI二区)研究背景:桔霉素(citrinin,CIT)是一种次生代谢物,最初由桔青霉Penicillium citrinum生产。后来发现它是由曲霉属、红曲属、青霉属等产生的。一些农业食品中报告了CIT的污染情况,包括大米、奶酪、小麦、苹果和其他商业食品。食品中的CIT污染不仅造成重大经济损失,而且对人们构成肾毒性威胁。实验目的:比较10μg/mL CIT处理和不处理Cryptococcus podzolicus Y3的转录和蛋白质组,以揭示酵母对CIT的防御反应及CIT降解的分子机制。实验取材:CIT处理和不处理Cryptococcus podzolicus Y3酵母菌株组学:转录组学和蛋白组学主要研究成果01蛋白的差异表达分析在每个凝胶中总共检测到102个差异表达的蛋白质(平均fold change>1.2)。其中42个差异显著表达蛋白(平均fold change2,p2,p02差异表达蛋白的WEGO分类对所有已鉴定的蛋白质进行了GO功能注释分析,其中被鉴定为细胞和代谢过程的蛋白质为第1位,其次是生物调节和对刺激的反应。所涉及的许多细胞成分是细胞器、细胞成分和生物大分子。结合和催化功能是分子功能中识别最多的蛋白质,其次是抗氧化蛋白、电子携带蛋白、转运蛋白等。03基因的差异表达分析共获得了43928个转录物和17088个unigenes,其N50值分别为2844和2219(补充表S2)。所有基因均用BLAST软件进行注释,其中包括NR、Swissprot、GO、COG、KOG、Pfam和KEGG数据库。共有14550个基因被注释到数据库中。检测所有基因的表达水平,共获得1409个差异表达基因(DEGS,fold change2,p04基因的GO分类根据细胞...
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    发布时间: 2019 - 03 - 11
    摘要草莓属配子体不亲和系统的研究已经广为人知了,但是其遗传机制目前仍是未知的。通过人工自花授粉获得了11个不同亲和性的第二世代绿色草莓,用来代表不同的坐果率水平。本研究对两个较大差异坐果率的自交系进行全基因组重测序,Ls-S2-53(自交不亲和)和Ls-S2-76(强自交亲和)。利用完全自交亲和的野草莓作为参考样品,进行两个绿色草莓全基因组变异检测和注释分析。两测序样品间每条染色体上的多态分布都很相似,但是纯合变异的数量和分布区域是不一致的。基因表达分析表明6个和自交不亲和显著相关的候选基因,用野草莓基因组作为参考,将一个FIP2-like(肌动蛋白骨架合成相关)作为两个自交不亲和自交系的候选基因,该基因编码的肽链在两个材料中均存在不同长短的数量的氨基酸数量的丢失。通过抑制FIP2-like的表达减少了花粉管顶端F-actin的合成,在一定程度上抑制了花粉粒的生成和花粉管的发育。研究结果表明差异的纯合变异分布影响了绿色草莓的果实坐果率,完整编码的FIP2-like能够正常促进F-actin的合成,而较短氨基酸序列的FIP2-like对两个自花授粉草莓的亲和性有影响。材料方法植物材料:F.viridis 42,Ls-S1-2,11个Ls-S1-2自交系;测序材料:Ls-S2-53,Ls-S2-76(幼嫩叶片);Ls-S2-53人工自花授粉后(0h)叶、花梗、花萼、花瓣、雌蕊、花药用来做组织特异表达分析,雌蕊自花授粉后(6,12,24,48,72h)做时空表达分析。测序策略:Illumina Hiseq 2500,Ls-S2-53(80X),Ls-S2-76(75X)。参考基因组:F. vesca reference genome v2.0.a1;比对参考基因组:BWA v0.6.1,过滤冗余序列:SAMtools,变异检测:GATK,变异位点注释:SnpEff,基因功能注释:...
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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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甘薯二倍体野生近缘种盐胁迫转录组分析

日期: 2018-08-17
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甘薯二倍体野生近缘种盐胁迫转录组分析

甘薯二倍体野生近缘种盐胁迫转录组分析


 摘要


Ipomoea imperati是甘薯的野生二倍体近缘亲属,具有高盐度耐受能力,有巨大的作物改良潜力。我们比较了盐胁迫下的I. imperati转录组与对照,以确定候选基因和盐响应中涉及的途径。De novo组装产生67,911个转录本,且覆盖度较高。共有39,902个推定的基因被注释到,936220个基因分别参与根和叶中的盐反应。功能分析表明在I. imperati在整个的盐胁迫期间系统响应,其中包括四个代谢过程:感觉起始,转录重编程,细胞蛋白质组分变化和细胞稳态调节。我们鉴定了许多参与ABA信号传导途径的候选基因,以及转录因子,转运蛋白,抗氧化酶和与合成、催化代谢相关的酶。此外,两种膜转运蛋白基因,包括液泡阳离子/质子交换蛋白和肌醇转运蛋白,被认为在耐盐性中起重要作用。该研究在生态适应上提供基础,也为将来在甘薯和其他作物改良中的应用提供有价值的信息。

 材料与方法

前期处理:所有种子在发芽前都被划伤。

生长条件:长日照条件下16小时光照/ 8小时黑暗。湿度:50%。

两周龄幼苗用100mM-500mMNaCl溶液浇水5天以适应盐土壤。

处理组:在第6天,每天施用600mM NaCl,持续7天。

对照组:用淡水浇灌的幼苗。

在处理后0小时,3小时,24小时,3天和7天分别收获来自处理的(600mM NaCl)和对照(淡水)植物的根和叶的三个生物学重复。所有样品快速放在液氮中冷冻并储存在-80℃下用于RNA提取。

 结果


1.   I. imperati对盐胁迫的表型和生理反应。

甘薯二倍体野生近缘种盐胁迫转录组分析

1. 0小时,24小时,72小时(3d)和168小时(7d)比较

I. imperati的对照(淡水)和盐处理的(600mM NaCl)植物。

在用100mM-500mM的连续NaCl预处理5天后,每天用600mM NaCl施用预处理的植物,刚开始几乎未见外观上的差异。过后,处理过的植物相较于对照植物,生长相对迟缓。但是在高盐度条件下(600 mM)没有观察到严重的损害,例如叶枯萎或脱水,表明I. imperati具有高耐盐能力。(仅仅是延迟发育但并未严重受损)。

甘薯二倍体野生近缘种盐胁迫转录组分析


2.  I. imperati的对照和盐处理中根和叶组织的离子含量。(A)对照和盐处理根和叶中的Na+含量。(B)对照和盐处理根和叶中的K+含量。(C)对照和盐处理根和叶中的K+ / Na+比。 R-C =对照根; R-T =盐处理根; L-C =对照叶; L-T =盐处理叶。


盐胁迫期间,Na +在叶和根中均显着增加且在168小时观察到呈4倍增加。K+在根中含量没有显着变化,但在168小时后略有下降。叶片中的K+含量在四个时间点以相等的量减少。在盐处理期间,K+的含量没有太大变化,表明在高盐度条件下,K+的摄取和转运没有显着影响I. imperati。根和叶之间的K+ / Na+比率盐处理与对照相比显着降低,但是K+ / Na+比率在0小时,3小时和24小时没有显着变化,表明在早期盐胁迫期间可能存在快速响应的离子调节机制以维持K+Na+稳态。


2.  盐胁迫下不同表达基因的鉴定

甘薯二倍体野生近缘种盐胁迫转录组分析


3. I. imperati盐处理根和叶组织的转录组火山图

FDR值≤0.05| Log 2 fold changeFC| 1用于鉴定差异表达的基因(DEG)。(aI. imperati; bI. imperati根。红点表示表达差异显著, FDR<0.05,蓝点表示无差异,FDR> 0.05

在盐处理下,根中发现936 DEGs,在叶中发现220个,两种组织均差异表达的基因有36个。根中的DEG比叶中的更多,这意味着在盐处理下根可能会经历更复杂的转录调控。在根中,上调的DEG的数量大于下调的DEGs544上调和392下调)。在叶片中,下调DEGs大于上调(75个上调,145个下调)。Blast2Go分别对根和叶中的500个(53.4%)和129个(58.6%)DEG进行了注释。虽然差异基因数量不同,但GO类别分类是相似的,例如“代谢过程”,“生物调节”和“对刺激的反应”等。


3.  差异表达基因的GO富集分析

甘薯二倍体野生近缘种盐胁迫转录组分析

4. 差异表达基因GO富集分析


GO富集分析揭示了植物对非生物刺激,外部刺激,化学刺激,有机物质,防御反应以及叶子和根中激素刺激的反应。在根中,有18个途径被注释,包括10个生物过程,6个细胞组分和2个分子功能。在叶中,有14个途径被注释,包括9个生物学过程,4个细胞组分和一个分子功能。代谢过程,生物调节,催化活性和抗氧化活性均在根中激活,但在叶中不激活。

甘薯二倍体野生近缘种盐胁迫转录组分析

1.  KEGG注释到的91种不同的途径,其中前10位描述于此。


显示了根中最显著诱导的途径,确定了哪些途径是最活跃的。根据功能注释显示,DEGs参与了离子稳态、清除活性氧、激素代谢、信号转导、氨基代谢、碳水化合物代谢和转录因子调控等多种生物学过程。


4.  qRT-PCR验证RNA-Seq基因表达分析

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图5. 通过qRT-PCR验证RNA-Seq和基因表达分析。横纵坐标分别代表了15个随机选择基因在转录组和定量pcr得到的表达倍数的变化,反映了表达结果的相关性。r2越趋近于1,则相关性越高。

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6. 采用定量qRT-PCR方法对I. imperati(绿线)和叶(蓝线)的表达谱进行验证。x轴表示五个时间y轴表示由三个生物学重复获得的相对表达平均倍数的变化。

在大多数情况下,表达变化在根中比在叶中更显著。对于根,选择的DEG在盐胁迫后3小时和/24小时显著上调,这意味着在盐胁迫后根中的表达模式迅速改变。在8种转运蛋白转录物中,来自CAXINT基因的转录物(图6NT)显示出根系的显着变化。高盐度导致基因表达显着增加。在24小时时,CAXINT的表达分别增加了22倍和53倍。发现与ABA信号传导途径和ABA生物合成相关的转录物在根和/或叶中上调(图6A-F)。转录因子bHLHILR3均在叶和根中都显示出上调,3小时时bHLH的表达最高,72小时时ILR3的表达最高(KL)。

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图7. 在I.imperati中响应盐胁迫激活的整个响应系统的示意图。

  首先通过ABA信号传导途径或RLK感知盐胁迫,然后激活的信号传导途径调节转录水平重编程,导致基因表达和细胞蛋白质组分改变。

 总结

1.盐胁迫下,广泛的遗传调控是造成I. imperati耐盐性的主要原因,在盐胁迫期间通过四个过程系统响应,主要包括:感觉系统启动,转录重编程,细胞蛋白质组分变化和细胞稳态调节。

2. 由于甘薯的基因组较大,六倍体,雄性不育和自交不亲和性这些特点,针对性状改善的常规育种受到限制。文章利用了一个与甘薯密切相关的二倍体野生近缘种I.imperati,它提供了独特的耐盐能力,可作为研究盐适应和提高甘薯耐盐性的遗传资源。本研究中的转录组分析不仅提供了大量的生物信息学数据,而且拓宽了适应海滩沙丘等盐胁迫下的遗传基础。


原文链接:https://www.nature.com/articles/s41598-017-09241-x

    




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