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1.
油茶是我国重要的木本食用油料植物,而茶油不仅不饱和脂肪酸含量高,而且富含微量生物活性物质。为给油茶及其他植物萜类代谢机理的阐述提供理论参考,从而为油茶分子设计育种提供科学依据,以油茶果实膨大期和脂肪酸合成高峰期的种仁为材料,采用高通量RNA-Seq技术对油茶种仁萜类功能组分代谢的2个不同时期转录组进行了比较分析。结果表明:涉及油茶种仁萜类功能组分代谢调控的基因序列共有68条,包含13类关键酶基因,但是大部分基因在果实膨大期和脂肪酸合成高峰期的差异不显著。文中根据分析结果绘制了油茶种仁萜类物质代谢途径,揭示了调控油茶种仁萜类功能组分代谢过程中的基因作用规律。 相似文献
2.
基于油脂合成期油桐种仁转录组数据的α－亚麻酸代谢途径解析 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】油桐种仁中产出的桐油经济利用价值极高。桐油中α－桐酸的含量高达70%,然而植物体内α－桐酸代谢通路的研究还未见报道,这对直接筛选油桐α－桐酸代谢通路相关酶基因造成一定的困难。α－亚麻酸作为α－桐酸的同分异构体,其代谢通路的研究则较为深入,能为α－桐酸代谢通路的解析提供参考。因此,本研究期望在油桐种仁转录组数据的基础上,解析油桐的α－亚麻酸代谢途径,为油桐α－桐酸代谢机理的阐明提供理论参考。此外,通过调控这些基因的表达模式以及开发与之紧密连锁的分子标记,可大大加快油桐遗传改良和分子育种的进程。【方法】采用 RNA-Seq技术对油桐种仁3个不同油脂合成期的转录组进行比较,获得大量差异表达的Unigene,并将这些Unigene归类于128个代谢途径。在此基础上,通过GO分类和Pathway富集性分析,解析油桐α－亚麻酸代谢通路并分析通路中相关酶基因在油脂合成期的表达变化规律。【结果】通过对Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ期的油桐种仁RNA测序,共获得长度为200～3000个核苷酸的非冗余Unigene序列58439条,其中能够比对到公共数据库中已知基因序列的 Unigene共有41059条,占所有非冗余基因的70.3%。不同长度的非冗余 Unigene序列与数据库中序列匹配的效率不同,越长的序列匹配效率越高。序列长度大于2000 bp的序列匹配效率达到98.28%,而500～1000 bp和100～500 bp的序列分别只有78.86%和48.99%的匹配效率。3个种仁油脂合成期的转录组数据中共有105个 Unigene可被富集于α－亚麻酸代谢途径,占所有非冗余 Unigene的0.47%。从3个转录组数据的两两比较中鉴别出一些差异表达Unigene,其中也有一些可被富集于α－亚麻酸代谢途径。通过在KEGG数据库中进行检索后发现,105个 Unigene序列分别对应于14个α－亚麻酸代谢途径关键酶基因,这些基因在其他物种中都有同源基因与之对应。通过基因表达模式分析发现,整体上与合成代谢相关的基因在油脂合成期呈现上调的表达模式,而与分解代谢相关的基因则呈现下调的表达模式。【结论】在油桐种仁转录组数据的基础上,解析油桐α－亚麻酸代谢途径,获得与α－亚麻酸代谢相关的重要酶基因并分析它们在油脂合成期的表达模式,这对后续研究具有重要的启示作用。 相似文献
3.
[目地]研究普通油茶油脂成分形成的调控机制。[方法]通过转录组测序获得2条普通油茶Δ-12脂肪酸脱氢酶基因序列,分别命名为Cofad6和Cofad2-2,并对这两个基因及其编码蛋白的序列特征进行比较,对其基因表达量与脂肪酸成分含量的相关性进行分析。[结果]Cofad6基因c DNA编码区全长1 347 bp,编码448个氨基酸;Cofad2-2基因c DNA编码区全长1 152 bp,编码383个氨基酸。经比对,Co FAD6蛋白与其余物种FAD6蛋白有65.7%83.68%的氨基酸同源,Co FAD2-2与浙江红花油茶FAD2-2蛋白有99.22%的氨基酸同源,与其余物种的蛋白质78.59%81.72%同源。蛋白质二级结构分析表明,Co FAD6和Co FAD2-2均具有一个脂肪酸去饱和酶结构域,属于脂酰-Co A去饱和酶基因家族;两者均为跨膜蛋白,且Co FAD2-2具有定位于内质网的保守模序。定量PCR检测发现,在普通油茶‘长林4号’无性系未成熟种子中,Cofad6表达量随着种子发育先升高后降低,而Cofad2-2基因随着种子发育表达量逐渐降低,与种子油脂中亚油酸、亚麻酸含量变化趋势呈显著正相关,与油酸含量变化呈显著负相关。[结论]推测Cofad2-2基因是调控普通油茶种子油脂中油酸和亚油酸含量的关键基因之一,该研究为普通油茶油脂改良基因工程育种奠定了基础。 相似文献
4.
[目的 ]探讨α-亚麻酸含量存在差异的2个沙棘品种种子中的基因调控差异,为进一步提高沙棘种子中α-亚麻酸含量、培育沙棘良种奠定基础。[方法 ]以2个不同品种的沙棘种子为研究对象,通过气相色谱-质谱分析和转录组测序分析确定2个沙棘品种种子中的α-亚麻酸含量差异以及相关差异表达基因。[结果 ]蒙古大果沙棘(Hippophae rhamnoides ‘Mongolia’向阳)(XY)和中国沙棘(H. rhamnoides ‘Sinensis’丰宁)(FN)种子中的α-亚麻酸含量占比不同,XY中含量最高的脂肪酸是α-亚麻酸,其次是亚油酸,而FN中α-亚麻酸含量次于亚油酸。半成熟期(T2),基因FAD2和基因FAD3在XY中的表达量均显著高于FN,分别是FN的3.83倍和13.63倍。未成熟期(T1)和T2时期基因FAD7在XY中的表达量均显著高于在FN中的表达量,分别是FN的2.09倍和1.72倍。相反,T2时期基因LOX3.1和LOX3.2在FN中的表达量均高于XY,分别是XY的8.02倍和7.12倍。[结论]沙棘种子中α-亚麻酸的高积累源于多个基因的协同作用,基因FAD2、FAD3、FAD7的高表达和基因LOX3.1和LOX3.2的低表达共同调控α-亚麻酸的高积累。 相似文献
5.
【目的】南美油藤种子油中富含不饱和脂肪酸,是一种具有重要经济价值和应用前景的油料植物。目前影响南美油藤种子油脂合成的关键基因、途径及其调控机理尚未清晰。因此,对南美油藤种子的脂质代谢物的动态变化规律及重要脂肪酸代谢相关调控基因的研究,不仅能够为提高其种子油产量和改善油脂品质提供理论基础,也可为其他木本油料植物高效开发利用提供有价值的参考依据。【方法】选用不同生长阶段的南美油藤种子(形成初期、发育初期、中期、后期、成熟期)为研究对象,结合GC-MC代谢组学技术和高通量转录组测序技术,分析种子发育过程中脂质代谢物含量的动态变化规律,并根据种子不同生长阶段的差异表达基因寻找出脂质代谢物生物合成与累积的关联酶基因。【结果】脂质代谢组学分析发现,南美油藤种子中高含量的α-亚麻酸和亚油酸主要在种子成熟阶段合成与累积,是判别南美油藤种子中脂肪酸缓慢累积时期与快速累积阶段的依据。转录组学分析表明,南美油藤种子成熟阶段前后的基因表达存在显著差异。结合代谢组学与转录组学的分析结果显示,与脂肪酸生物合成和累积相关的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,基因家族的不同成员存在生物学功能的差异性和多样性。其中FAD2-3、FAD7、FATA、KAS2、LACS2、LACS8和SAD酶基因表达与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著正相关,说明7个酶基因表达对南美油藤种子油脂的合成与累积有促进作用;FAD2-2、KCS1、KCS10和LACS1酶基因与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著负相关,说明4个酶基因的表达对南美油藤种子油脂的合成与累积具有抑制作用。【结论】南美油藤种子成熟前后脂肪酸含量及差异表达基因存在显著差异,可依据种子中α-亚麻酸和亚油酸的含量变化将种子发育过程划分为脂肪酸缓慢累积和快速累积2个时期;南美油藤种子脂肪酸代谢中的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,且同一基因家族的不同成员在脂肪酸的累积过程中可能具有不同的生物学功能。研究结果可为利用分子生物学技术提高南美油藤种子油产量和改变脂肪酸组分提供备选基因和相应的理论基础。 相似文献
6.
基于转录组数据的油茶WRKY转录因子序列分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《经济林研究》2017,(4)
为给有针对性地深入研究油茶WRKY转录因子及植物萜类物质合成的遗传改良提供科学依据,以果实膨大期和油脂转化高峰期的油茶种仁为试材构建转录组数据库,通过基因注释分析筛选出4条WRKY转录因子基因序列,然后采用生物信息学软件对其进行分析。结果表明,这4条WRKY基因与已知调控萜类代谢的植物WRKY基因功能结构域高度保守,而且分属于WRKY-1、WRKY-2、WRKY-3型,其中Unigene61424和Unigene2093所属的分支包含调控萜类代谢的WRKY基因。 相似文献
7.
油茶种子EST文库构建及主要表达基因的分析 总被引：28，自引：6，他引：22
为研究油茶种子在油脂转化高峰期的基因表达并分离克隆与油脂合成等有关的重要基因,以油茶优良无性系湘林1号和湘林4号近成熟种子为材料构建cDNA文库;随机挑取2 327个克隆进行3'端测序构建EST文库.将数据完整并无X、N的1 979条cDNA序列与NCBI核酸数据库的非冗余序列进行同源性比较,确认763条cDNA序列与核酸数据库中其他物种的DNA序列具有很高或较高的同源性,可确认266种基因;有1 216个克隆序列为未知功能的基因序列.各类基因表现出不同的表达丰度,其中贮藏蛋白基因、与基因表达调控相关的基因、抗逆相关基因、种子成熟和胚胎发育相关的基因等为高丰度表达,与脂肪酸代谢相关的基因等为中丰度表达,另外还有大量的其他基因和未知功能基因在种子中表达.各类基因表达的数量和趋势与种子接近发育成熟阶段相吻合. 相似文献
8.
越南油茶(Camellia vietnamensis)茶籽油脂肪酸组成差异是影响其营养和医疗保健价值的重要因素,但目前关于其种子油主要脂肪酸含量动态变化及其分子调控机制仍不清楚。本文以16年生越南油茶实生树种子为试验材料,采用索氏提取法提油,采用气相色谱法鉴定脂肪酸种类和测定脂肪酸含量,采用荧光定量PCR法测定4个关键酶基因的相对表达量。结果表明,越南油茶茶籽油中共含有15种脂肪酸,其中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈油酸和二十四碳一烯酸的含量在其动态变化的不同时期间存在显著变化,且油酸和亚油酸、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸等的含量之间分别呈极显著负相关关系;8月5日到9月5日是油酸快速积累期,且油酸的积累随着种子的成熟而增加,亚油酸的积累则与之相反;不同脂肪酸含量与控制其转化的关键酶基因相对表达量动态变化特点基本一致,关键酶基因的相对表达量与硬脂酸(底物)、亚麻酸和花生一烯酸(最终的生成物)等含量之间具有极显著的典型性相关性;△9硬脂酰-ACP脱饱和酶基因(SAD)相对表达量与硬脂酸含量的偏相关系数显著且呈负相关,硬脂酸含量与脂肪酸脱饱和酶2基因(FAD2)相对表达量、SAD与FAD2和脂肪酸脱饱和酶3基因(FAD3)相对表达量、亚油酸含量与FAD3基因相对表达量等之间的偏相关系数均显著且呈正相关。可见,越南油茶茶籽油存在棕榈酸向硬脂酸、硬脂酸向油酸、油酸向亚油酸和亚油酸向亚麻酸的直接转化过程,选择合适的采果日期是提高茶籽油不饱和脂肪酸比例的有效手段之一,SAD基因表达增强促进硬脂酸向油酸转化,硬脂酸含量对FAD2基因表达、亚油酸含量对FAD3基因表达、SAD基因表达对FAD2和FAD3基因表达等均表现正调控作用。 相似文献
9.
《西部林业科学》2016,(2)
ω-6脂肪酸脱氢酶(FAD2)是亚油酸合成的关键酶,催化油酸脱氢形成亚油酸。以滇牡丹种子为材料,研究根据转录组数据设计的特异引物,采用RT-PCR方法,克隆滇牡丹ω-6脂肪酸脱氢酶(FAD2)并分析其功能。获得一个ω-6脂肪酸脱氢酶基因,将其命名为Pd FAD2。结果表明,该基因与芍药的同源性为98.7%。经氨基酸序列比对,推断滇牡丹FAD2具有植物FAD2特有的3个组氨酸区,包含完整的c DNA开放阅读框,由1 155bp组成,编码384个氨基酸残基。半定量PCR的结果显示,滇牡丹FAD2基因在花、茎、叶、种子中均有表达,在根中只有微弱表达。研究结果为研究滇牡丹不饱和脂肪酸代谢奠定基础,也为油用滇牡丹育种提供理论依据。 相似文献
10.
在构建油茶近成熟种子cDNA文库的基础上,分离鉴定了油茶钙调素基因CoCaM1、CoCaM2的cDNA序列(Gen Bank登录号:EU856536和FJ649316),它们的长度分别为953 bp和1024 bp,均含有447 bp的开放读码框,编码的149个氨基酸完全相同;它们编码区的核苷酸序列高度一致,仅有25个碱基替代,证实了"多个基因编码一种蛋白"的假设。该蛋白含有19种氨基酸,属于酸性亲水性蛋白,理论等电点4.10,相对分子量16.83 kDa;它含有EF-手臂、半胱氨酸等结构域。该蛋白的亲水性/疏水性、柔性、抗原性具有较好的一致性,并表现高度的柔性。Blast及遗传进化分析表明:该蛋白的氨基酸序列与其它植物钙调蛋白的氨酸序列同源性较高。油茶CoCaM1在花芽到子房形成中的表达量较高;而CoCaM2在果实形成、膨大、油脂积累过程中的表达量较多,而在叶片和成熟种子中较少。这表明它们在花芽发育、果实形成、种子油脂合成积累中发挥着不同的调控作用。 相似文献
11.
《林业科学》2021,57(5)
【目的】研究气象因子对油茶产量的影响,确定油茶关键生长时期的高温干旱指标及其影响关系,为油茶高温干旱灾害预警提供参考。【方法】基于湖南省不同区域油茶标准化产量数据和2007—2015年气象资料,包括油茶果实膨大高峰期和油脂转化期的平均气温、降水、日照时数、降水日数以及≥30℃热积温和≥30℃高温日数等气象指标,对油茶标准化产量进行回归分析,确定可指示高温干旱出现的因素和阈值,并建立产量预测模型。【结果】在果实膨大高峰期,降水日数与油茶标准化产量呈显著负相关;在果实膨大高峰期和油脂转化期,≥30℃热积温和≥30℃高温日数均与油茶标准化产量呈显著负相关。油茶果实膨大高峰期≥30℃热积温达到36.7℃或≥30℃高温日数达到26天,以及油脂转化期≥30℃热积温达到13.6℃或≥30℃高温日数达到10天,为高温干旱出现的阈值。采用果实膨大高峰期≥30℃日热积温预测油茶标准化产量的模型效果最好。【结论】可将导致高温干旱灾害的果实膨大高峰期和油脂转化期的热积温或高温日数阈值作为油茶产量降低的预警信号,并提出防灾减灾措施;采用果实膨大高峰期至油脂转化期≥30℃热积温和≥30℃高温日数建立油茶产量预测模型,可较好进行油茶产量预测预报,为油茶管理决策提供参考。 相似文献
12.
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外源赤霉素对拟南芥种子含油量和脂肪酸组分的影响及分子机制初探 总被引：1，自引：0，他引：1
在拟南芥进入生殖生长时期,喷施1mM与50mM的外源赤霉素分别提高每g拟南芥种子含油量19.7mg与68.8mg,增幅分别达6.4%与22.2%.此外,喷洒赤霉素(特别是浓度为50mM的赤霉素)还引起亚油酸、亚麻酸组分比例的显著变化.对在种子中表达的、编码油酰去饱和酶的FAD3与FAD8两基因的转录水平分析表明,外源赤霉素上调FAD3的表达达到2.5倍,而下调FAD8的表达超过9倍.这项研究结果对于运用赤霉素调控油料作物种子脂肪酸积累具有一定的参考意义. 相似文献
14.
为研究油茶种子成熟调控蛋白基因的功能,以pCAMBIA1304质粒为载体,根据油茶种子成熟调控蛋白基因的cDNA序列设计了小干扰RNA(Si RNA)序列,构建了油茶种子成熟调控蛋白基因小干扰RNA植物表达载体pCAMBIA1304-si RNA,并借助农杆菌介导叶盘法将pCAMBIA1304-si RNA转化到野生型烟草中,获得了稳定表达的转基因烟草苗。为下一步的油茶种子成熟调控蛋白基因的功能鉴定奠定了基础。 相似文献
15.
【目的】研究油茶-内生细菌互作早期的油茶根系转录组变化规律,为阐明油茶与内生细菌互作的分子机制提供依据。【方法】构建内生细菌枯草芽孢杆菌1-L-29gfpr与油茶根系互作体系,以不同时间（0、6、12、24 h）的互作体系为研究材料,利用RNA-Seq技术对油茶根部进行转录组测序及分析。【结果】1)转录组测序共产生52 958 922条序列,约46.1 Gb,差异表达基因10 314条（FDR<0.05且|log2FC|>1）。随着互作时间的延长差异表达基因数量呈高-低-高的趋势,接种6 h后差异表达基因数量为6 306个,其中显著上调3 434个,显著下调2 572个;接种12 h后显著上调903个,显著下调526个;接种24 h后显著上调1 195个,显著下调1 384个。2)GO富集分析表明：接种6 h油茶的生物学过程、分子功能方面变化最为明显,生物学过程中磷酸代谢、含磷化合物代谢、响应激素途径、茉莉酸代谢、响应细菌途径等;分子功能中萜烯合酶活性、双加氧酶活性等;细胞组分中膜固有成分等得到富集。3)KEGG通路分析中差异表达... 相似文献
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[目的]对云南干热河谷地区余甘子转录组特征进行描述,旨在为余甘子微卫星标记的开发和功能基因的挖掘提供较全面的背景信息。[方法]采用Illumina Hiseq 4000测序平台对余甘子叶片进行转录组测序,对原始数据进行过滤、de novo组装及聚类去冗余等处理后,再与公共数据库进行比对,对Unigenes进行基本功能注释、CDS预测、TF编码能力预测及R-Gene预测等分析。[结果]本研究共获得10. 52 Gb的Clean reads,Q20、Q30分别为98. 47%、95. 28%。组装并去冗余后获得76 881条Unigenes,平均长度、N50分别为713、1 257 nt。通过与NR、COG、KEGG和Swiss Prot数据库进行比对,44 768条Unigenes获得功能注释。余甘子转录组Unigenes根据COG功能注释信息大致分为25类;按GO功能注释信息划分为生物学过程、细胞组分和分子功能3大类47亚类;参考KEGG注释信息,可归为6大代谢通路、21类代谢途径,其中约3/5为代谢相关通路。根据以上注释结果共检测出42 953个CDS,其余未比对上的Unigenes用ESTScan预测后得到2 058个CDS。同时,预测到56个TF家族以及18种RGene。[结论]本研究获得的余甘子转录组Unigenes序列的组装质量较高、完整性较好、基因丰富、功能多样,极大地扩充了余甘子基因信息库,为今后余甘子乃至叶下珠属植物功能基因挖掘、抗性机理分析、分子标记开发、分子辅助育种等研究提供了重要的基础数据。 相似文献
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【目的】油茶种仁含油率较低且易遭逆性环境等的影响,这些都严重影响和制约了油茶产业的快速发展。丙二酰单酰Co A:ACP转酰酶是脂肪酸合成酶(FASⅡ)复合体的组成酶之一,在脂肪酸合成中起着装载作用,它的酶促反应产物丙二酰单酰ACP是脂肪酸合成关键组成部分。开展该基因的功能研究,能为油茶的分子遗传育种奠定基础。【方法】以油茶品种‘华硕’种子为材料,借助其种子转录组和表达谱数据库,通过RACE技术,克隆丙二酰单酰Co A:ACP转酰酶基因并对该基因进行生物信息学分析。利用常规的酶切连接技术构建基因的原核表达载体,并利用α酮戊二酸脱氢酶(KDH)偶联系统测定表达产物的酶活性。【结果】丙二酰单酰Co A:ACP转酰酶基因的全长c DNA 1 867 bp,含有1 131 bp的开放读码框,编码376个氨基酸,具有58个氨基酸长度的叶绿体转运肽,该基因被命名为Co MCAT(Gen Bank登录号KJ910337)。在malonyl-Co A结合位点和ACP结合位点上分别存在高度保守的基序"GQGXQ"和"GXSXG"。原核表达载体p ET30a-Co MCAT在BL21(DE3)细胞中被成功地诱导表达,目的重组蛋白分子量约为40 k Da。酶活性分析表明,重组蛋白Co MCAT的最佳催化温度为30℃,最佳p H为7.0,比酶活性约为2.384 U·μg-1。【结论】以本实验室构建的油茶转录组数据库为基础,首次克隆获得油茶MCAT基因的全长c DNA序列,构建其原核表达载体在宿主细胞BL21(DE3)中成功诱导表达目的蛋白,并对重组蛋白进行初步的酶活性分析。研究结果为今后进一步深入开展和揭示油茶MCAT基因在油脂合成的代谢过程中的作用奠定基础。 相似文献
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油茶花发育转录组测序及相关基因表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对油茶成花过程的转录组测序及其成花相关基因的表达分析,结果表明：转录组测序总共获得28448847个 reads,5742023480 bp 数据量,GC 含量为46.52%;拼接成大于200 bp 以上的 Unigenes 有94476条,N50长度为806 bp,其中1 kbp以上的Unigenes 共12643条,占Unigene总数的13.38%; Unigenes 在各数据库中功能注释数目,在 COG中有9095条,在 GO中有27201条,在 KEGG中有6431条,在 Swissprot中有24534条,在TrEMBL中有36393条,在Nr中有36400条,在Nt中有30858条;茎尖中FLC,FCA和FT基因表达量较 AP1,AP2和 PI 基因低,FT基因( ID：Unigene60063)是油茶成花的关键基因,PI 基因( ID：Unigene56059)与雄蕊发育关系紧密。 相似文献
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以油茶优良无性系湘林1号和湘林4号近成熟种子为材料构建cDNA文库,随机挑取2327个克隆进行3′端测序,并将所得序列与核酸数据库进行同源性比较.发现16种58条与油茶种子胚胎发育及种子成熟相关的基因序列,这些序列与核酸数据库中其他物种相关序列有很高或较高的同源性.其中,脱落酸应答蛋白、成熟控制蛋白、翻译控制肿瘤蛋白、胚胎特化蛋白、乙烯应答因子包含域蛋白等基因序列为高丰度表达;种子成熟蛋白、细胞分化蛋白、乙烯应答因子、脱水素等编码基因属中等丰度表达;而成熟相关蛋白、胚珠发育蛋白、伸展蛋白、生长控制因子、休眠相关蛋白、衰老相关蛋白和脱水应答蛋白等基因只检测到1条序列,属低丰度表达.这些结果为揭示油茶种子油脂转化过程中的基因表达和生理过程提供了科学依据. 相似文献