基于转录组测序的山茱萸次生代谢生物合成相关基因的挖掘

为探讨山茱萸中环烯醚萜等次生代谢产物合成的遗传基础,采用新一代高通量测序技术对其果实进行转录组测序,共获得得96 032条unigenes,平均长度590.53 bp;其中共有35 478条unigene能被NR,Swissprot,COG,GO,KOG,Pfam和KEGG等7个公共数据库注释。通过对注释所得的unigene进行KEGG代谢通路的分析发现,共有84个unigene与环烯醚萜类成分的生物合成有关;487条unigene参与山茱萸其他次生代谢相关物质代谢调控。研究发现,共有153条unigene参与山茱萸次生代谢产物的氧化/羟基化;72条unigene参与次生代谢产物的糖基化。该研究首次对山茱萸转录组进行了分析,并获得了山茱萸环烯醚萜类等次生代谢生物合成相关的候选基因,为山茱萸的分子生物学研究提供了丰富的数据资源,也为后续探讨候选基因的功能奠定了基础。     

苗药八爪金龙转录组测序与次生代谢产物合成相关基因的挖掘

目的 对八爪金龙根进行转录组测序,挖掘次生代谢合成相关基因,探索八爪金龙次生代谢产物生物合成的分子基础.方法 采用Illumina HiSeq 4000高通量测序技术,对八爪金龙根进行转录组测序.使用Trinity软件对获得的Unigenes数据进行过滤组装,运用KEGG数据库对Unigenes进行注释.结果 共获得5...     

岗梅全长转录组测序及其三萜皂苷生物合成相关基因的挖掘

目的:获得岗梅全长转录组数据库,为深入挖掘岗梅功能基因奠定基础。方法:采用基于PacBio Sequel平台的单分子实时测序技术获取岗梅的根、茎、叶样品的转录组数据,并利用非冗余蛋白(NR)、核苷酸序列(NT)、SwissProt蛋白序列数据库、京都基因与基因组百科全书(KEGG)、真核生物相邻类的聚簇(KOG)、蛋白家族(Pfam)、基因本体(GO)进行注释,分析并鉴定编码三萜皂苷生物合成的关键酶的转录本。结果:全长转录组共获得89629个转录本,其中81313个在公共数据库进行了注释。KEEG代谢通路富集分析表明,623个转录本参与岗梅中三萜皂苷合成相关的3条代谢通路,其中263个转录本编码了三萜皂苷生物合成途径的21个关键酶。此外,还预测了2471个转录因子、40421个简单重复序列位点、22119个长链非编码RNA(lncRNA)和29131个mRNA。结论:丰富了岗梅的转录组数据,并为鉴定参与三萜皂苷和其他次生代谢物生物合成的候选基因提供参考,促进其分子生物学和基因组学的研究。     

草珊瑚叶片转录组特征分析及活性成分合成相关基因挖掘

目的 探索草珊瑚Sarcandra glabra叶片活性成分生物合成分子基础,合理的开发利用草珊瑚资源。方法 采用BGISEQ-500测序平台测定草珊瑚叶片的转录组,对经过滤和Trinity组装得到的unigene进行生物信息学分析。结果 共获得了75 862个unigenes,平均长度980 bp,其中42 369个unigenes在7大公共数据库中得到成功注释,占总基因数的55.85%。21 801个unigenes被注释于细胞组分、分子功能和生物学过程3大类共55个GO条目京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）富集到2条可能与药效物质形成密切相关的通路,分别是萜类和聚酮化合物的代谢和其他次生代谢物生物合成。通过进一步挖掘发现,其中47个unigenes可能参与萜类化合物骨架生物合成,14个unigenes可能参与倍半萜类化合物生物合成,62个unigenes可能参与黄酮类化合物生物合成。另外,转录组序列中共检测到19 690个SSR位点,其中二核苷酸重复类型所占比例最高,达到了46.63%;针对所有的SSR位点,共设计出11 209对引物。结论 很好地扩展了草珊瑚的转录组信息,为进一步解析草珊瑚活性成分生物合成途径提供了基因资源,促进草珊瑚分子育种的研究。     

茜草转录组分析及其蒽醌类化合物合成相关基因的挖掘

目的获得茜草Rubia cordifolia转录组学信息及挖掘其蒽醌类化合物生物合成的关键酶基因,为茜草的功能基因克隆与分析提供参考。方法采用Illunima Hiseq TM 2000 150PE高通量测序技术对茜草进行转录组测序,使用Trinity软件完成Unigene的de novo拼接,基于BLAST实现Unigene的分类、功能注释、代谢通路分析和蛋白功能注释等。结果最终获得7.3 Gb数据,通过de novo拼接注释得到Unigene 66 646条,平均长度为1 424 bp,所有Unigene能被NCBI nonredundant protein sequences(NR)、NCBI nucleotide sequences(NT)、kyoto encyclopedia of genes and genomes(KEGG)、A manually annotated and reviewed protein sequence database(Swissprot)、gene ontology(GO)、eu Karyotic ortholog groups(KOG)和protein family(Pfam)数据库所注释,注释成功率100%,找到与茜草蒽醌类化合物生物合成相关的基因64条。结论首次对茜草转录组进行了分析,并获得了茜草蒽醌类化合物生物合成相关的候选基因,为茜草的分子生物学研究提供了丰富的数据资源,也为后期开展茜草蒽醌类化合物次生代谢途径解析奠定了基础。     

乌头萜类生物合成代谢的转录组学分析

目的:对乌头的6个器官组织,主根、侧根、茎、叶、花、果实进行转录组测序分析,以研究参与其萜类次级代谢生物合成相关基因的表达谱,挖掘其功能基因。方法:采用Illumina Hi Seq 2500平台测序、组装得unigenes,与公共数据库NR,Swiss-Prot,GO,COG,KOG,KEGG比对、注释以获得差异基因,使用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)验证参与萜类次级代谢生物合成的关键基因。结果:本研究共获得156 967 635条Clean Reads(28 254 174 300 bp),经序列合并拼接后获得103 337个unigenes,通过核苷酸和蛋白序列等方面的同源性分析,表明其中37.31%(38 554个unigenes)与其他生物的已知基因具有不同程度的同源性,通过功能分类研究和代谢途径分析(KEGG)获得参与萜类合成158个unigenes(编码5个关键酶)。结论:这些发现的基因将为乌头萜类化合物的生物合成途径及分子机制提供基础数据。     

利用转录组数据挖掘东紫苏单萜生物合成相关基因

;目的 获得东紫苏Elsholtzia bodinieri转录组数据信息,了解东紫苏挥发油单萜生物合成途径.方法 采用Illumina Hiseq 2000高通量测序获得东紫苏的转录组数据,通过对数据进行组装、拼接及注释,挖掘其单萜类化合物代谢途径相关基因.结果 东紫苏2个样品材料测序后共获得13.67 Gb数据,91...     

夏枯草转录组SSR位点信息分析

目的:分析夏枯草转录组中简单重复序列(SSR)信息,为开发夏枯草新的分子标记奠定基础。方法:使用Micro SAtelite(MISA)软件对转录组序列进行SSR位点搜索并利用Primer3软件设计引物。结果:发现4248条Unigenes序列中含有5450个SSR位点,发生频率为27.50%,平均每5933 bp含1个SSR位点;二核苷酸、三核苷酸和单核苷酸重复是其优势重复类型,分别占总SSR数量的44.59%、28.44%、24.75%;在夏枯草转录组中共发现160种重复基元,其中以AG/CT比例最高,约25%,其次是A/T,约占24.26%;夏枯草转录组SSR以5~11次重复为主,其中75.97%的基序长度集中在12~20 bp;共得到4228对SSR位点特异性引物。结论:夏枯草转录组SSR位点出现频率高、重复类型丰富、密度大、多态性较高,通过对夏枯草转录组资源SSR信息的研究,为进一步开发夏枯草SSR分子标记奠定了基础。     

基于代谢组学和转录组学的不同生长年限下银杏萜类生物合成关键基因表达分析

目的 以不同发育阶段不同树龄的银杏叶（银杏幼树叶,多年生银杏树叶）为对象,分析次生代谢物变化规律,测定黄酮及萜内酯含量,分析萜类生物合成的通路和关键基因表达,为提高银杏萜内酯产量提供分子生药学数据。方法 采用液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术,并进行高通量转录组学测序（RNA-seq）,从差异表达基因中寻找次生代谢物生物合成的关联酶基因。结果 代谢数据表明,不同树龄,不同发育阶段的银杏叶次生代谢物明显不同,黄酮类成分,老树叶片与幼树叶4～7月含量均呈下降趋势;同发育阶段,幼树叶含量高于老树叶片含量;萜内酯类成分,老树叶片4～7月含量略微呈上升趋势,幼树叶略微呈缓降趋势;同发育阶段,幼树叶含量高于老树叶片含量。转录组分析出萌发期,老树叶片与幼树叶片生长状态相似,5～7月老树叶与幼树叶基因表达发生较大变化。筛选出49条与萜类合成有关的候选基因,分析后发现甲羟戊酸途径（mevalonatepathway,MVA）中老树叶表达高于幼树叶;甲基赤藻糖醇磷酸途径（methylerythritol4-phosphate pathway,MEP）中幼树叶表达高于老树叶。结论 幼树叶比老树叶药用活性成...     

转录组测序分析膜荚黄芪紫茎花青素生物合成的关键基因

目的:筛选与膜荚黄芪紫茎花青素生物合成相关的关键基因.方法:以膜荚黄芪紫茎和绿茎为材料,利用超高液相色谱法(UPLC)、转录组测序(RNA-Seq)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)等方法,分析了紫茎和绿茎中花青素含量,花青素生物合成相关基因的表达水平.结果:紫茎中飞燕草素和矢车菊素含量分别为118.23 μg/g...     

夏枯草三萜和酚酸类合成相关的MYB转录因子的挖掘及分析

目的挖掘夏枯草中可能调控三萜和酚酸类产物生物合成的MYB转录因子。方法从夏枯草转录组数据库中筛选MYB转录因子,并对蛋白基序、理化性质、功能注释、系统进化、表达特性等进行分析,并预测其功能。结果在夏枯草转录组水平上共鉴定出参与27个MYB转录因子基因,c32045.graph_c0可能通过对肉桂酸4-羟化酶基因表达的抑制作用,阻碍迷迭香酸的生物合成,从而作为转录抑制子对酚酸类产物生物合成起负调控作用。c26895.graph_c0可能通过调节三萜类和迷迭香酸类产物合成过程中的代谢中间产物的流向,从而阻碍三萜类和酚酸类的生物合成。结论该研究预测了调控夏枯草三萜类和酚酸类产物生物合成的相关MYB转录因子,也为进一步研究夏枯草MYB转录因子在次生代谢产物中的调控功能奠定了基础。     

基于比较转录组的夏枯草组织差异表达分析

目的分析夏枯草Prunella vulgaris果穗、茎、叶片转录组,挖掘夏枯草次生代谢产物生物合成的功能及调节基因。方法利用Illumina高通量测序技术对夏枯草不同组织进行转录组测序,并从差异表达的基因中鉴定次生代谢物生物合成的相关酶基因。结果在夏枯草的3个不同组织的转录本中,共有8 270个Unigenes在至少2个样品间差异显著。对不同组织差异表达的基因进行KEGG富集分析,结果表明,不同组织中苯丙素类生物合成的基因表达均有较大的变化。在夏枯草差异基因中分别搜索三萜类和酚酸类生物合成途径的关键酶,共鉴定到31个三萜类生物合成相关的Unigene,16个酚酸类生物合成相关的Unigenes,113个P450相关的Unigenes。结论本研究为后续发掘夏枯草次生物质代谢合成途径相关功能基因提供依据,也为夏枯草次生代谢物的生物合成调控研究奠定基础。     

夏枯草抗乳腺癌最佳组分筛选及其作用机制研究

目的研究夏枯草多糖(P)、三萜(T)、挥发油(V)组分及不同配伍(PT、PV、TV、PTV)在小鼠体内抗乳腺癌的活性及作用机制。方法采用4T1荷瘤小鼠乳腺癌模型,评价夏枯草各组分及配伍的体内抗乳腺癌活性。采用Micro CT检测小鼠乳腺癌肿瘤大小;HE染色法检测乳腺癌组织、各脏器的病理结构变化;TUNEL染色法检测肿瘤组织的凋亡指数;免疫组化法检测增殖细胞核抗原(PCNA)、CD-31、E-cadherin蛋白表达;Elisa试剂盒检测血清雌二醇含量。结果与模型组比较,T和PTV可显著抑制4T1荷瘤小鼠肿瘤的生长与大小,具体表现为T和PTV组荷瘤小鼠肿瘤组织炎症细胞浸润、变性性坏死,肿瘤细胞凋亡;其机制可能为T和PTV可降低雌激素的含量,下调PCNA蛋白的表达,抑制荷瘤小鼠肿瘤细胞增殖;下调CD-31蛋白的表达,减少肿瘤组织内血管生成;上调E-cadherin蛋白的表达,抑制肿瘤细胞转移。结论 T和PTV具有显著的抗肿瘤活性,可以作为抗乳腺癌的候选药物。     

夏枯草化学成分及药理作用研究进展

夏枯草Prunella vulgaris为临床常用中药,具有清火明目、软坚散结的功效。夏枯草中主要含有萜类、酚酸类、黄酮类、甾醇类、香豆素类、有机酸类、挥发油类及糖类等成分,具有降压、降糖、抗菌消炎、免疫抑制、清除自由基及抗氧化、抗肿瘤、抑制病毒生长等多种药理作用。查阅近年来国内外文献,对夏枯草的化学成分、药理作用等方面进行综述,为夏枯草的研究和临床应用及进一步开发提供参考。     

基于转录组测序的牛蒡木质素类物质生物合成途径及关键酶基因分析

目的获得牛蒡Arctiumlappa根功能基因数据库,分析其木质素类化合物生物合成途径及关键酶基因。方法以牛蒡根为研究对象,利用华大基因BGISEQ-500测序平台进行转录组测序,通过从头组装获得Unigene,利用各种已有的核酸和蛋白质数据库对Unigene进行注释和分类,利用KEGG代谢途径分析木质素生物合成途径及其关键酶基因,利用三维同源建模分析苯丙氨酸解氨酶(AlPAL)的结构特点。结果通过转录组测序共获得54 215个Unigene,其中42 003个Unigene被任一数据库注释,1 668个Unigene被注释到54个转录因子家族中;KEGG途径分析鉴定了423个Unigene参与了木质素的生物合成。AlPAL空间结构模型显示其为同型四聚体,每个单体由3个结构域组成,包括4-甲基-咪唑-5-酮(MIO)结构域、核心结构域和屏蔽结构域,其中MIO结构域包含保守的三肽ASG,构成AlPAL酶的催化活性中心。结论对牛蒡根转录组进行分析,为牛蒡功能基因鉴定、次生代谢途径解析及其调控机制研究奠定了实验基础。     

基于转录组的夏枯草WRKY转录因子的鉴定和表达特征分析

目的:利用生物信息学方法从夏枯草(Prunella vulgaris)转录组数据中筛选,鉴定夏枯草WRKY转录因子,并对其蛋白特征、表达水平进行分析。方法:从夏枯草转录组数据库中筛选WRKY转录因子,并对蛋白基序、理化性质、功能注释、系统进化、表达特性等进行分析,并预测其功能。结果:从夏枯草中共获得23条WRKY转录因子序列。序列结构分析发现,夏枯草WRKY蛋白均包含一个保守的WRKYGQK模块,通过与拟南芥同源蛋白进行进化分析表明,夏枯草WRKY蛋白可分为I和Ⅱ型2种类型;I组共有7个成员;Ⅱ组共有16个成员,Ⅱ组可进一步分为Ⅱ-b(3个),Ⅱ-c(5个),Ⅱ-d(3个)和Ⅱ-e(5个)4个亚组。夏枯草WRKY蛋白的理化特性分析结果表明,WRKY蛋白的氨基酸数在85～599个之间;相对分子质量在9 527.5～66 438.4 Da;理论等电点在5.01～9.83;其中c13719.graph_c0,c32199.graph_c0,c24547.graph_c0,c37881.graph_c0等可能在夏枯草次生代谢产物合成调控方面发挥一定的作用;c32199.graph_c0,c26537.graph_c0,c23728.graph_c0等可能在夏枯草病原菌的识别和防御中起到作用。使用夏枯草转录组数据库分析了23条WRKY转录因子在其茎、果穗、叶片的表达特性,结果表明不同组织中WRKY基因的表达水平差异显著。结论:该研究首次鉴定了夏枯草的WRKY转录因子家族结构特征和表达特性,为后研究讨夏枯草WRKY转录因子的功能提供了有用的信息。     

夏枯草的化学成分及其三萜成分的抗肿瘤活性研究

目的研究夏枯草Prunella vulgaris果穗的化学成分及其抗乳腺癌细胞活性。方法运用硅胶、ODS、Sephadex LH-20等色谱方法进行分离纯化,根据理化性质和波谱数据并参考文献鉴定化合物的结构;通过MTT法,对化合物体外抗乳腺癌细胞MCF-7、MDA-MB-231的活性进行筛选。结果从夏枯草果穗中分离得到14个化合物,分别鉴定为寡肽(1)、5α,8α-过氧麦角-6,22-二烯-3β-醇(2)、β-香树素(3)、白桦脂酸(4)、3-羟基-11-烯-11,12-脱氢-28,13-乌苏酸内酯(5)、大戟醇(6)、2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-齐墩果酸(7)、candelabrone 12-methyl ether(8)、cyclopentaneacetic acid(9)、2α-羟基熊果酸(10)、α-菠菜甾醇(11)、齐墩果酸(12)、熊果酸(13)、β-谷甾醇(14)。结论化合物2、5、6、8和9均为首次从该属植物中分离得到;化合物10和13对乳腺癌细胞MCF-7、MDA-MB-231及正常乳腺细胞MCF-10A均具有明显抑制作用;化合物4对乳腺癌细胞MCF-7、MDA-MB-231具有明显抑制作用,而对正常乳腺细胞MCF-10A抑制不明显,能选择性地抑制肿瘤细胞。