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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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玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

日期: 2016-09-13
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摘要

全世界的玉米产量受到干旱胁迫的威胁。玉米干旱的潜在遗传因子的识别是非常重要的。本研究报道了玉米苗期干旱胁迫的全基因组关联分析鉴定到83遗传变异位点,解析至42个候选基因与抗性相关。在玉米 ZmVPP1位点检测到GWAS的峰值信号,该基因编码液泡膜上的质子泵-焦磷酸水解酶对抗旱具有显著的作用。进一步研究发现,在该基因的启动子区域有一段366bp的插入,其中包括3个干旱应答的MYB顺式作用元件。转基因玉米增强了ZmVPP1的表达量,从而提高了抗旱特性。原因可能是增强了植株的过合作用效率和根的生长发育。这些信息为玉米干旱胁迫的自然变异提供了重要的遗传学见解,鉴定到的位点或基因能够直接用于玉米性状改善的选择或遗传学的选择靶点。

  

材料方法

参考基因组:B73(干旱敏感型)。

BAC文库:CIMBL55(耐旱型)。

(之前研究报道)重组自交系:367株系,种植每块地:(6 × 1.4 × 0.22 m, length × width × depth);5吨土+0.25吨鸡粪;土壤相对含水量约为40%;每块地分成460个点,四周的82个点种成保护行;随机播种,每个实验每个点同一基因型种植12株,保证土壤饱和含水量至玉米三叶期,随后控制水分供给,并每天检测土壤含水量;当第一片叶发生萎缩的症状出现,记录时间;大约6天之后土壤含水量接近为0(此时整个幼苗全部萎蔫),重新开始浇水救活植株;然后在干旱处理一周,再水化;记录每种基因型的存活率;幼苗为绿色且能养活作为幸存者。

PCAEIGENSTRAT 525,104 SNPs,最小等位基因频率MAF0.05)。

挑选140份具有代表性的材料:设计引物对ZmVPP1进行测序。

序列组装、排列:DNAMANMEGA 5.0

GWAS分析: Tassel 3.0

转录组分析:60k Agilent Maize Oligo Microarray (AgilentTechnologies)49041个转录本相应脱水处理。

Gene FD>1.5P<0.05被认为是显著上调或下调。

RNA提取:TRIzol reagent(每个基因型3颗幼苗)。

qRT–PCRSYBR Premix Ex Taq kit maize Ubi2作为内参对照。

 

研究结果

1、玉米苗期干旱胁迫的GWAS研究

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

不同株系的存活率统计。

367个株系:152个热带/亚热带(TSS),149个温带(软秆NSS,硬秆SS),66个混合来源(MIXED)。

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

和玉米干旱胁迫显著相关的ZmVPP1自然突变。

a,黑色圆点代表SNP;红色三角形:InDel-379(366bp);黑色三角形:InDel-123(5bp)蓝色圆点、三角形:非同义突变(SNP7、InDel-379(6bp))。

b,140种玉米 ZmVPP1自然突变的单倍型。

c,抗旱和敏感型 ZmVPP1相对表达量。抗旱:Hap3, Hap4;敏感:Hap1, Hap2。

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

MLM:混合线性模型(计算群体结构导致的假阳性+群体自然变异的家族亲缘关系);GLM:一般线性模型

红色表示候选基因位点SNP

a,考虑各种变异因素(协变量)的条件GWAS

c, 热带/亚热带玉米GWAS

e,温带软秆玉米GWAS

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

42个候选基因注释信息。


玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

9号染色体上,5个显著相关SNPs位点都在基因GRMZM2G1709273’UTR区域。

 

2、ZmVPP1是和耐旱性显著相关的基因

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

红色、蓝色箭头分别代表ZmVPP1GRMZM2G170927的基因区域;空箭头:转座子;带数字方框:同源区段;淡蓝色线:共线性关系。

 

3、ZmVPP1作为一种质子泵-焦磷酸水解酶的功能

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

a(上),拟南芥两种突变体中CIMBL55、B73(ZmVPP1)的蛋白杂交。(下)拟南芥叶片总膜蛋白对照。b,拟南芥突变体和CIMBL55、B73(ZmVPP1)转基因的表型对比;VC-1、VC-3为空载。(c~i)空载和CIMBL55、B73(ZmVPP1)转基因的对比。c,蛋白杂交对比;d,侧根发育对比;e, 质子泵-焦磷酸水解酶活性对比;f, 侧根发育对比;g,根干重的对比;h,液泡PH的对比。

i:干旱胁迫的评估。

结果表明:ZmVPP1是一种质子泵-焦磷酸水解酶,ZmVPP1的过表达能够提高根系的发育和植株的耐旱性。

 

4、366bp插入对ZmVPP1CIMBL55)抗性的影响

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

不同长度的ZmVPP1启动子,GUS表达水平。ZmVPP1CIMBL55)的366bp插入片段包括3MYB转录因子;mMYB为转座子的突变类型;AtMYB2MYB转录因子基因。

外施ABAAtMYB2共表达,由ZmVPP1CIMBL55启动子驱动的GUS基因表达量显著上调。3’UTR区域诱导GFP表达水平无明显变化。插入片段中的MYB结合序列是引起ZmVPP1CIMBL55)响应干旱胁迫的原因。


玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

5、ZmVPP1胁迫等位基因能够提高耐旱性

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

耐旱等位基因:NIL- CIMBL70/NIL- CIMBL91;敏感型等位基因:NIL-Shen5003

a/b,正常浇水和干旱处理下三种材料的表型;c,对三种材料插入片段的检测;

d,三种材料的存活率比较;e/g/h,ZmVPP1的相对表达量(不同处理下)。

ZmVPP1CIMBL55)的耐旱等位基因的选择同样能提高植株的耐旱性。

 

6、过表达ZmVPP1能够提高耐旱性

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

b,(上)ZmVPP1B73)蛋白杂交(野生和转基因植株);(下)

Ca2+对质子泵-焦磷酸水解酶的抑制作用。

 

7、转基因玉米的光合作用和产量

 

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

a,不同干旱处理时间野生型和转基因玉米的光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用率;

 

b,ASI:雌雄开花间隔天数;HKW:百粒重;每株的产量(正常给水、干旱处理)。

 

8、不同植物中ZmVPP1的遗传进化分析以及旁系同源基因的表达量

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

 

结论亮点

1、利用GWAS以及后期的工作将玉米耐旱相关位点解析至42个候选基因(能够解释55.2%表型变异);其中18个能注释到压力胁迫相关的生物学通路,22个基因的表达相应干旱胁迫。

2、成功克隆了耐旱材料CIMBL55ZmVPP1基因通过与敏感型的玉米参考基因组B73比较发现在ZmVPP1基因的5’UTR一个包含3MTB转录因子的366bp片段的插入并通过转基因证实这个片段的插入是影响玉米耐旱性的主因。3’UTR对耐旱性提高无明显效应。编码区的SNP7InDel-158两个非同义突变在转基因拟南芥中并不影响质子泵-焦磷酸水解酶的活性。

3、证实ZmVPP1的等位基因及过表达该基因均能显著提高植株的耐旱性。

 

参考文献

Genetic variation in ZmVPP1 contributes to drought tolerance in maize seedlings [J].Nat Genet. 2016 Aug 15. doi: 10.1038/ng.3636.

 

玉米苗期抗旱基因ZmVPP1的遗传变异

 

 

 

 

 

 

 

 

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