基于高通量测序的不同生态环境东方泽泻块茎转录组分析

目的 探索不同生态环境对东方泽泻生理活动及其药效成分原萜烷型三萜生物合成调控的分子基础。方法 通过Illumina HiSeq测序平台获取种植于福建和四川的东方泽泻块茎转录组数据并进行功能注释,基于|log₂FC|>0.58（FC为差异倍数）、P<0.05的筛选条件获得差异表达基因。结果 转录组测序共获得50 652条unigenes,有22 689条unigenes注释到京都基因与基因组百科全书（KEGG）、NR、SwissProt、COG、基因本体（GO）和Pfam数据库。从福建和四川2种环境生长的东方泽泻之间筛选到3878条差异表达基因,其中2082条在福建东方泽泻中上调表达,1796条在四川东方泽泻中上调表达,差异基因主要参与植物防御反应、光合作用、淀粉和蔗糖代谢、萜类生物合成等生理活动,包括5个原萜烷型三萜生物合成通路上的关键酶基因。此外,东方泽泻移栽四川后,与三萜生物合成相关的转录因子和细胞色素P450（CYP450）基因表达也发生了显著变化。结论 利用高通量测序技术和生物信息分析获得了不同生态环境下东方泽泻转录组信息特征,为阐明生态环境对东方泽泻原萜烷型三萜生物合成的调控机制提供参考。     

地黄根部响应涝胁迫关键基因的鉴定

目的:本研究利用RNA-seq技术,对涝胁迫下的地黄根部差异表达基因进行了鉴定,为揭示地黄特异响应涝胁迫的分子机制奠定基础。方法:以温"85-5"怀地黄品种为供试材料,采用人工模拟涝胁迫的方法处理地黄植株,利用升级版数字基因表达谱技术分别对对照及处理样品进行测序,测序结果与转录组文库比对获得表达基因,利用RPKM方法计算基因的表达量,以FDR0.005和|log2 ratio|≥1为标准,筛选差异表达基因,并对差异表达基因进行GO和KEGG注释和富集分析。结果:涝害胁迫处理后共筛选到7249差异表达基因,上调表达2505个(约35%),下调表达4744个(约65%)。结论:KEGGPathway显著性富集分析发现基础代谢、次生代谢、植物激素信号转导途径、淀粉和蔗糖代谢途基因包含的比例较多。功能分析发现,涝害条件下参与乙醇发酵、乙烯合成等途径的基因被显著上调,钙信号途径的基因异常,同时发现许多转录因子呈现差异表达,如WRKY、GRAS和NAC这些与胁迫相关的基因发生上调表达,而调控正常生长的转录因子如BHLH、MYC、BYB、MADS-box等则是以下调表达为主,由此证实涝害胁迫严重影响植物的正常生长发育。     

冬虫夏草人工培殖的研究概况

概述了冬虫夏草菌种的繁殖、虫种的繁育、菌和虫的结合以及冬虫夏草代用品的研究现状;探讨了人工培殖冬虫夏草2种模式的优、缺点;提出了目前冬虫夏草人工培殖存在的问题和未来的发展方向,以期为研究冬虫夏草的人工培殖提供理论参考。     

基于转录组测序的姜黄侧根发育分析及相关基因筛选

目的 姜黄Curcumalonga主根形成中药姜黄,侧根形成药材郁金。为探知姜黄主根与侧根形成过程的差异和侧根生长膨大的分子机制,对姜黄主根与侧根进行转录组测序,挖掘促使侧根生长膨大的关键基因。方法 以姜黄主根和侧根为材料,采用Illumina HiSeq高通量测序平台进行转录组测序,组装与注释后进行差异表达基因筛选。结果 转录组测序共获得42.69 Gb clean data,共得到42 748条Unigene,其中35 456条被注释。主根和侧根中的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）有1551个,基因本体（geneontology,GO）富集结果表明,姜黄主根与侧根的DEGs主要富集于代谢过程、细胞过程、催化过程、转运过程、结合等功能,COG富集结果表明,主根与侧根中DEGs主要富集于碳水化合物代谢和信号转导机制。KEGG富集分析显示,根中DEGs主要富集在淀粉和糖代谢、植物激素信号传递等代谢通路中。通过注释信息筛选出姜黄侧根生长膨大相关的差异表达基因,关键差异表达基因与通路分析表明侧根中蔗糖合成酶基因、生长素响应基因（SAUR3...     

基于代谢组学及转录组学研究灰毡毛忍冬不同品种黄酮类成分差异积累的转录调控机制

为探究湘蕾型和野生型灰毡毛忍冬黄酮类成分差异积累的分子调控机制,该研究以灰毡毛忍冬2个品种花、茎和叶为材料,采用超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)技术和高通量转录组测序(RNA-seq)技术进行代谢组学和转录组学联合分析,筛选黄酮类差异代谢物、关键差异表达基因及相应转录因子,并随机挑选其中14条差异表达基因进行qRT-PCR验证。结果表明,代谢组学分析共筛选出黄酮类化合物生物合成相关途径差异代谢物17个,包括柚皮苷查尔酮、芹菜素、槲皮苷等;转录组学分析共筛选出黄酮类化合物生物合成相关途径差异表达基因19条,包括2条CHS、3条CHI等;调控网络分析和加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选出调节黄酮类成分积累的关键酶基因CHS1、FLS1和HCT;同时发现MYB12和LBD4这2个转录因子可能通过调控关键酶基因CHS1、FLS1和HCT的表达来调控黄酮类成分的生物合成;qRT-PCR结果显示,随机选取的14个差异表达基因的表达模式与RNA-seq结果基本一致。该研究初步解析了2个品种灰毡毛忍冬黄酮类成分差异积累的转录调控机制,为进一步阐明其中关键酶基因及相应转录因子对灰毡毛忍冬...     

基于转录组测序的冬虫夏草虫草素生物合成研究

目的对冬虫夏草进行转录组测序,为虫草素生物合成提供依据。方法利用Illumina/Solexa Hi Seq 2500高通量测序平台对冬虫夏草菌丝体和子实体转录组进行测序、数据组装,分析并预测虫草素生物合成途径、相关基因及差异表达量,发现代谢途径中多数酶在菌丝体发育阶段的表达水平较高。采用c DNA克隆技术从新鲜冬虫夏草子实体中克隆到核糖核苷酸还原酶(RNR)基因亚基。结果其中RNR是腺苷代谢的关键酶,从转录组数据中挖掘到RNR大、小亚基各1条,及4条RNR同源序列。RNR大亚基(RNRL)c DNA全长2 733 bp,编码910 aa,RNR小亚基(RNRM)c DNA全长1 257 bp,编码418 aa。通过保守区域和功能结构域分析发现主要催化活性位点位于RNRL,RNRM含有铁结合蛋白保守位点,大小亚基均含有二聚体和亚基结合区域。结论基于转录组测序预测,以RNR为切入点研究虫草素合成途径,为最终揭示虫草素生物合成机制提供数据支持。     

基于宏基因组分析冬虫夏草不同发育时期的微生物多样性北大核心

目的:探究冬虫夏草不同发育期的微生物组成与多样性,挖掘影响冬虫夏草形成的关键菌群,了解主要菌群的代谢通路及其主要活性成分的功能基因。方法:以蝠蛾幼虫、僵虫、冬虫夏草为研究对象,进行宏基因组测序分析。结果:从蝠蛾幼虫、僵虫、冬虫夏草中共鉴定出4184种微生物,其中细菌在三个发育时期分别占25.62%、22.45%、14.35%,真菌分别占7.86%、12.94%、38.85%。僵虫与蝠蛾幼虫相比,冬虫夏草菌Ophiocordyceps sinensis、明尼苏达被毛孢Hirsutella minnesotensis等真菌数量有所提高,鞘脂杆菌Sphingobacteria sp.、沃尔巴克氏菌Wolbachia sp.等细菌数量有所下降。冬虫夏草与蝠蛾幼虫相比,冬虫夏草菌Ophiocordyceps sinensis、麦角菌Claviceps purpurea和明尼苏达被毛孢Hirsutella minnesotensis等真菌数量大幅增加。致病菌分析发现僵虫和冬虫夏草中绿脓杆菌Pseudomonas aeruginosa数量较蝠蛾幼虫明显增加。代谢通路分析发现三者的碳水化合物代谢活动均较突出,果糖-甘露糖代谢途径和嘌呤代谢途径分别合成虫草酸和腺苷,合成两种活性成分的关键酶分别为L-艾杜糖醇-2-脱氢酶和腺苷酸(基)琥珀酸裂解酶,其功能基因分别为CCM_05393和Plim_3831。结论:本研究有助于解析冬虫夏草发育形成的菌群组成和结构,为冬虫夏草的可持续开发利用奠定基础。     

基于高通量测序的野生和栽培当归转录组分析

为获得甘肃省宕昌地区野生和栽培当归转录水平差异,运用PacBio SMRT三代高通量测序技术测定当归全长转录组,利用Illumina HiSeq X Ten PE150二代高通量测序技术进行野生和栽培当归转录组差异表达测序分析,全长转录共获得16.5 Gb数据,组装得到113 906个转录本,平均长度1 466 bp。BLAST分析显示分别有109 113(95.79%),93 276(81.89%),60 638(53.24%),48 928(42.95%),42 876(37.64%)条转录本在NR,Swiss-port,GO,KO,KOG数据库得到注释信息,可归为GO分类的生物过程、细胞组分和分子功能3大类,涉及128条KEGG标准代谢通路。2组样品二代测序共获得25 463条差异表达转录本,其中在野生当归中存在高表达的有15 090条,在栽培当归中存在高表达的有10 373条,对其进行GO和KEGG富集分析,差异转录本主要集中于植物-病原体相互作用(plant-pathogen interaction)、MAPK信号通路-植物(MAPK signaling pathway-plant)和植物激素信号转导(plant hormone signal transduction)等通路。该研究利用高通量测序手段获得当归全长转录信息,明确当归遗传信息的整体特征,通过比较野生当归和栽培当归在转录本层次的差异表达,为当归优良种质资源的筛选培育、抗性研究和次生代谢途径解析提供基础信息。     

月腺大戟素A抗乳腺癌作用机制转录组分析

目的利用二代测序技术筛选出具有显著性变化的基因,并探讨月腺大戟素A在转录组学层面上抗乳腺癌活性的作用机制。方法从月腺大戟药材中提取乙酰间苯三酚类化合物月腺大戟素A,对MCF-7细胞(乳腺癌细胞的luminal A型)进行干扰,观察被干扰后的细胞与正常细胞差异基因表达,采用二代高通量测序平台(IlluminaHi-Seq)测序技术分别对对照组和实验组各3个样本进行高通量转录组测序并进行数据分析。结果对照组和实验组分别总获得123656848、123974262个干净序列(clean reads),分别对比到参考基因组上的序列为119762214、119881622,各占总数的96.85%、96.69%;2组转录组对照可得:差异基因总数为1695个,其中上调基因770个,下调基因925个,可清楚注释的基因有3874个。应用基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)进行生物功能富集分析,GO分析发现这3874个基因主要涉及生物过程(1270个)、细胞组成(1322个)与分子功能(1282个)3个大类的45个小类,包括细胞的生长发育过程、信号蛋白活性、膜以及基因表达的调控等过程;KEGG分析发现差异表达基因涉及263条信号通路,主要代谢通路为PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路;以及碳水化合物代谢、心肌系统和细胞生殖系统等生物过程。结论利用二代高通量测序平台测序技术一共筛选、鉴定出差异基因1695个,更深入了解了月腺大戟素A与MCF-7细胞基因之间的相互关系,为乳腺癌治疗提供了一些理论基础。     

冬虫夏草人工培殖的研究概况

中草药2007,38(2):302-305概述了冬虫夏草菌种的繁殖、虫种的繁育、菌和虫的结合以及冬虫夏草代用品的研究现状;探讨了人工培殖冬虫夏草2种模式的优、缺点     

基于高通量测序的当归抽薹相关基因分析

目的 筛选与当归抽薹相关的基因并探讨其分子机制。方法 取抽薹和未抽薹当归植株,剪取倒数第三片功能叶中部小叶片,利用BGISEQ-500测序平台对当归叶片基因进行高通量测序,再通过非冗余蛋白（NR）、核酸序列（NT）、Swiss-Prot、InterPro、京都基因与基因组百科全书（KEGG）、真核生物蛋白相邻类的聚簇（KOG）、基因本体（GO）数据库进行功能基因注释。结果 抽薹当归与未抽薹当归共有936个差异表达基因（DEGs）,在公共数据库比对得到867个DEGs,其中505个基因有明确功能,这些功能基因中有182个上调基因。在DEGs中筛选与当归抽薹相关的基因。其中调节细胞生长的基因有CDC48C、CSLA2、CYCA1-1、AUG8、CER26、At1g65390、BTAF1;调节开花的基因有TPS1、ALA6、AP2、SOCI;调节叶片光合作用的基因主要有CAB37、CAP10A。结论 细胞形态建成相关的基因在抽薹当归叶的生长发育过程中发挥了重要作用。抽薹和未抽薹当归差异表达基因的研究丰富了当归基因资源,为进一步开展分子生物学及分子育种研究提供了基础数据。     

基于转录组测序初步揭示天麻生长代谢的分子机制

目的以箭麻(天麻Gastrodia elata的一个生长阶段)和共生天麻(白麻与蜜环菌共生的天麻)为实验材料,通过转录组测序分析初步揭示箭麻和共生天麻生长代谢特征。方法采用Trizol Reagent(Invitrogen)提取天麻样品中的RNA,建立测序文库并利用Illumina Hiseq^TM2000进行测序,通过与基因数据库比对分析注释和发现差异表达基因。结果箭麻与共生天麻间共获得72244条序列,其中有26312条得到注释。在False Discovery Rate(FDR)<0.05和|log2FC|>1筛选条件下,共有12498条基因发生显著差异表达,其中9000条基因表达上调,3498条表达下调。京都基因和基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)功能富集分析表明,差异基因显著富集在20个代谢途径中,其中包含氮代谢,碳代谢和能量代谢等途径。差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)注释到蛋白相邻类的聚簇(cluster of Orthologous Groupsof proteins,KOG)的25个分类中,其中差异表达基因与生长代谢过程相关过程能量的产生和转化(energy production and conversion,C)、碳水化合物转运与代谢(carbohydrate transport and metabolism,G)、次生代谢产物的合成、转运和代谢(secondary metabolites biosynthesis,transport and metabolism,Q)类别获得2218个注释结果。基于转录组数据,分析了生长代谢过程中相关基因差异表达水平,发现有利于碳、氮、能量等物质积累的谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)、天冬酰胺合成酶(asparagine synthetase,ASNS)、蔗糖合成酶(sucrose synthase,Su Sy)、可溶性淀粉合成酶(soluble starch synthase,SSS)、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase,AGPase)、丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)、己糖激酶(hexokinase,HK)、丙酮酸脱氢酶(pyruvatedehydrogenase,PDH),苹果酸脱氢酶(malatedehydrogenase,MDH),异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)基因呈上调表达,除分解ATP的ATP酶(adenosine-triphosphatase,ATPase)上调外,分解氮、碳物质的谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GDH)、精氨酸酶(arginase,Argase)和淀粉酶(amylase,AMS)基因呈下调表达。q RT-PCR分析结果表明这些基因表达水平与转录组表达情况基本一致。相比较于箭麻,共生天麻生长代谢中物质积累比较旺盛。结论共生天麻通过消解侵入的蜜环菌合成有机营养物质和能量,有利于其从蜜环菌和周围环境吸收营养物质供箭麻生长需要,为进一步研究天麻不同发育阶段代谢特征奠定基础,并为天麻栽培提供理论指导。     

雪峰虫草子座不同生长发育时期的转录组研究

目的：挖掘调控雪峰虫草生长发育的相关通路和基因,揭示其子座生长发育的内在分子机制。方法：采用转录组测序技术（RNA-Seq）对雪峰虫草子座菌丝体（MD1）、子座原基（PD2）和子座（SD3）生长发育3个不同阶段进行测序;数据通过非冗余蛋白（NR）、Swiss-Prot、Pfam、京都基因与基因组百科全书（KEGG）、真核生物相邻类的聚簇（KOG）、基因本体（GO）数据库进行功能注释。利用EdgeR软件进行差异表达基因分析,挖掘调控雪峰虫草子座生长发育的相关通路和基因。结果：测序结果显示,MD1、PD2、SD3分别获得了8.15、7.51、6.87 GB分析数据,拼接分析数据共获得34 218个转录本,平均长度为5502 bp,组装及去冗余后获得10 511条unigenes,平均长度为2470 bp。KOG功能注释和GO富集分析显示,细胞和细胞组分、新陈代谢过程、信号转导及碳代谢是雪峰虫草子座发育过程中的关键基因类别。对子座不同生长发育时期的基因进行差异表达分析发现,PD2和SD3相比差异表达基因最多,其中上调基因1073个,下调基因1036个,MD1和SD3相比差异表达基因最少,上调...     

盐胁迫下的3代白木香离体根的转录因子表达分析

目的研究3代白木香Aquilaria sinensis离体根在盐胁迫条件下的转录因子表达模式差异,对响应盐胁迫的各代转录因子家族差异基因的变化规律进行分析。方法以组织培养的白木香离体根为材料,采用IlluminaHiseq4000双端PE150测序方法,将所有白木香Unigene序列与植物转录因子数据库(PlantTFDB)进行比对,对盐胁迫组与对照组间的3代差异转录因子进行重点分析。结果 3代白木香离体根转录组测序片段经de novo拼接共获得48 286条Unigene序列,含有1 156个潜在的白木香转录因子,分布于54个转录因子家族。其中bHLH、ERF、NAC家族是富集最多的3个家族。在第1、2、3代盐胁迫白木香根中分别筛选出290、277、349个差异表达转录因子,NAC、MYB以及WRKY家族上调表达的差异表达基因(DEG)数量随胁迫代数增加而增多,而GRAS家族上调表达的DEG数量随胁迫代数增加而减少。3代共有的差异转录因子有70个,其中8个基因的下调表达倍数随盐胁迫代数增加而递增。结论盐胁迫对白木香转录因子表达影响主要以下调为主。盐胁迫组与对照组的差异转录因子数量随着盐胁迫代数增加而增加。不同转录因子家族基因受盐胁迫诱导表达情况不同,一些基因可能参与了胁迫记忆的传递。该研究有助于在整体水平加深了解白木香转录因子表达特性,为进一步研究白木香胁迫记忆及白木香盐胁迫响应分子机制提供参考。     

当归抽薹开花过程中赤霉素代谢水平及其关键酶基因克隆与表达分析

目的 对当归Angelica sinensis 16个赤霉素（gibberellins,GAs）进行含量测定、GAs代谢酶基因筛选并进行生物信息学分析、关键基因克隆及表达验证,以期为调控当归抽薹开花提供理论依据。方法 利用HPLC-MS/MS对不同材料中GAs含量进行测定与分析,基于当归全长转录组筛选直接参与GAs代谢酶基因,利用在线工具进行生物信息学分析,并对关键酶基因GA2ox6和GA20ox1表达水平进行q RT-PCR检测。结果 在所测定的16个GAs中,8个GAs含量在早薹植株中高于非早薹植株,13个GAs含量随植株发育时期延长逐渐增加。当归全长转录组中含有9个直接参与GAs代谢的酶基因,可分为6个亚家族,共含有6个保守基序,亚细胞定位于细胞质。GA2ox6和GA20ox1基因克隆片段由于插入序列与全长转录组测序片段存在长度差异。GA2ox6基因在抽薹植株、随种苗春化作用和植株发育时期延长呈现低表达,而在冷冻规避春化作用种苗中呈现高表达,GA20ox1基因则相反;GA2ox6和GA20ox1基因在叶和茎中相对于根均呈现高表达。结论 当归含有9个直接参与GAs代谢的酶基因,各成...     

聚乙二醇模拟干旱胁迫下半夏茎段转录组分析

目的 通过分析30%聚乙二醇（PEG）模拟的干旱胁迫处理下半夏茎段转录组数据，挖掘响应干旱胁迫的相关基因，探索干旱胁迫下半夏发生"倒苗"的分子机制。方法 以干旱胁迫下半夏发生"倒苗"时的茎段作为研究材料，采用Illumina Hiseq 2500平台进行转录组双向测序，并对数据进行生物信息学相关分析。结果 共获得23.00 Gb clean data，对照组与干旱胁迫处理组分别获得37 467 952和39 903 362个clean reads，经Trinity软件组装获得100 274个uingenes。通过将组装所得unigenes分别与Nr、eggNOG、Pfam、Swiss-Prot、KOG、GO、KEGG、COG等数据库进行比对分析，41 132个unigenes获得功能注释。最终筛选得到差异表达基因4 052个，其中2 080个DEGs表达上调，1 972个DEGs表达下调。KEGG通路富集分析显示，差异表达基因主要集中在核糖体、碳代谢、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导和氨基酸生物合成等过程；基因表达水平分析显示，半夏中编码植物激素代谢与信号转导、氧化还原相关酶、热激蛋白和液泡加工酶等基因在干旱胁迫处理后表达水平显著上升，多数编码水通道蛋白的DEGs表达水平下降。结论 通过对PEG模拟的干旱胁迫处理下半夏转录组测序结果进行分析，获得半夏水分代谢、激素代谢与信号转导、相关响应蛋白等候选基因，可为揭示干旱胁迫导致半夏"倒苗"的发生机制提供基因资源和理论依据。     

基于转录组测序分析干旱胁迫对党参不同组织基因表达的调控

目的 对不同干旱胁迫程度下党参Codonopsispilosula叶、茎、根进行转录组测序，探究干旱胁迫对党参差异基因和多糖合成相关酶基因的调控。方法 利用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术对正常水分（85%～90%）和轻度（65%～70%）、中度（50%～55%）、重度干旱胁迫（35%～40%）下生长旺盛期党参叶、茎、根组织进行测序并建立c DNA数据库，经de novo拼接后得到Unigene，并进一步开展生物信息学分析。结果 共获得Unigene 60 377条，分别有51 477、29 896、33 479、35 912、47 378、18 649、31 833条被非冗余数据库（non-redundant protein sequence database,NR）、真核生物蛋白相邻类的聚簇（clusters of orthologous group for eukaryotic complete,KOG）、基因本体（gene ontology,GO）、Swiss-Prot、egg NOG、京都基因与基因组数据库（Kyoto encyclopedia of ge...     

基于转录组测序揭示适度干旱胁迫对丹参基因表达的调控

目的对丹参进行转录组测序,分析丹参不同组织响应适度干旱胁迫的分子机制。方法以栽培4个月的丹参为材料,设置适度干旱胁迫组(土壤相对含水量55%～60%)和对照组(土壤相对含水量75%～80%),应用IlluminaHi Seq2000分别对根和叶进行转录组测序,对测序后的结果进行基因功能注释、差异表达基因(differentiallyexpressedgenes,DEGs)筛选和共表达网络分析等。结果转录组测序共获得58085条Unigene。其中28846条被注释,根和叶中的DEGs分别有1853、1457个。GO富集结果表明,丹参根和叶中的DEGs在GO功能部位中的分布基本一致,均在代谢过程、刺激响应、细胞结构、催化活性等功能中得到显著富集。KEGG途径富集分析表明,根中DEGs显著富集在DNA复制、植物激素信号转导、植物-病原菌相互作用、胡萝卜素合成等途径,叶中DEGs则主要富集在氨基酸、生物碱、苯丙烷类生物合成等途径。适度干旱胁迫能促进丹参叶中苯丙烷类、根中萜类化合物生物合成途径关键酶基因的表达,是促进丹参有效成分累积的基础。AP2/ERF、b HLH、b ZIP、WRKY、MYB类转录因子在根和叶中差异表达均较显著,基因共表达网络分析预测了在适度干旱胁迫下可能参与调控萜类基因表达的转录因子。结论通过高通量转录组测序,揭示了适度干旱胁迫对丹参不同组织基因表达的调控特征,可为深入研究丹参药效成分的生物合成机制和在栽培中的合理灌溉提供科学依据。