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1.
胡杨异形叶发生的分子机制目前仍不清楚。为了探究胡杨不同叶形的发生机制,本研究利用三代测序(TGS)结合二代测序技术,完善了胡杨的转录组数据,建立了胡杨条形叶、披针形叶、卵圆形叶和宽卵形叶的基因表达谱,并进一步分析了胡杨异形叶发生过程中植物信号通路相关基因的表达模式和作用。结果表明,胡杨叶组织中共有59 004个mRNA,其中新发现的mRNA有9 328个;根据胡杨中全部mRNA的表达趋势将其分为27种模式,其中两个模式(模式4和模式23)中总计4 284个基因表达趋势与叶形指数变化完全一致或完全相反,是胡杨异形叶发生相关基因;胡杨异形叶发生相关基因中,参与脱落酸(ABA)信号通路的基因有9个、生长素(IAA)信号通路的有29个、细胞分裂素(CTK)信号通路的有10个、赤霉素(GA)信号通路的有3个,这些基因的功能和表达趋势表明,大多数促进这些信号通路的基因从条形叶到宽卵形叶表达量持续上调,大多数抑制这些信号通路的基因的表达量则持续下调。本研究结果表明,胡杨从条形叶到宽卵形叶的转变与ABA、IAA、CTK和GA信号通路的活跃程度增加密切相关,这些发现对揭示胡杨异形叶形成的分子机制和胡杨培... 相似文献
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rot3、rot4、an和spk1在胡杨异形叶发生中的表达模式和作用 总被引：1，自引：0，他引：1
《分子植物育种》2016,(10)
胡杨具有典型的异形叶性,是研究植物叶形发育的理想材料。但至今尚不清楚胡杨异形叶发生的分子调控机制。本研究以胡杨披针形和宽卵圆形幼叶为材料,利用qRT-PCR技术分析了参与叶基-顶轴发育的rot3和rot4基因、参与叶中-侧轴发育的an和spk1基因在胡杨异形叶发生中的表达模式,进一步分析了这些基因对胡杨异形叶发生的调控作用。发现rot3和spk1在披针形叶中的表达显著高于在宽卵圆形叶中表达,特别在叶形发育早期。而rot4和an则在宽卵圆形叶中的表达显著高于在披针形叶中表达,尤其是叶形发育早期。这暗示在胡杨叶形发育过程中,尤其是早期,rot3和spk1能促进胡杨叶形向披针形发育,而rot4和an则能促进胡杨叶形向宽卵圆形发育。同时也证明这4个预测基因在胡杨中是存在的,它们通过控制基-顶轴和中-侧轴极性建成调控胡杨异形叶的发生。 相似文献
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《分子植物育种》2016,(11)
长非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)是真核生物中广泛存在的一类转录本超过200 nt不编码蛋白质的RNA,参与干细胞维持、胚胎发育、细胞分化、细胞生长、细胞凋亡、代谢、信号传导以及免疫应答等生理或病理过程的调控。本研究结合植物基因组特点以及高通量RNA测序数据,采用生物信息学手段建立并优化了一套植物lnc RNA筛选和鉴定的方法。利用此方法在胡杨异形叶发生的138 845个RNA-Seq测序数据中,筛选并鉴定了2 448个参与胡杨异形叶发生的lnc RNA,并进一步对其功能进行预测和分析,为研究胡杨异形叶生长发育特性及最终揭示叶形发育的分子机制提供资料和理论帮助。 相似文献
4.
microRNA (miRNA)是一类长度约19~24 nt的非编码单链小RNA,通过种子序列与靶基因的3'-UTR互补,降解靶基因或抑制其翻译,从而在转录后水平调控靶基因的表达。miRNA广泛存在植物基因组中,参与调控生长发育、细胞维持和分化、信号转导以及逆境胁迫应答等多个生物过程。竞争性内源RNA(ceRNA, competing endogenous RNA)是指具有相同mi RNA反应元件(MRE, miRNA response element)的RNA转录本,能够竞争性结合miRNA,解除其对靶基因的抑制,进而形成复杂的ceRNA调控网络。随着深度测序技术和生物信息学方法在植物学研究领域的广泛应用,植物ceRNA的鉴定速度不断提高。然而由于miRNA与ceRNA结合模式尚不明确以及调控网络的复杂性,植物ceRNA的研究仍处于起步阶段,经实验证实的ceRNA调控关系数量有限。本综述就植物ceRNA的生物信息学预测、实验验证及研究进展进行了全面的阐述。首先,总结了基于RNA-Seq的ceRNA分析流程和常用生物信息学资源。其次,从ceRNA表达特征、调控关系和生物功能三个方面介绍了当前常用的实验验证技术。最后,对近年来植物ceRNA领域国内外的重要进展进行了概述,并展望了今后植物ceRNA的研究前景和拟解决的科学问题,以期为深入了解ceRNA在植物中的调控机制提供参考方法和理论依据。 相似文献
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苎麻[Boehmeria nivea(L.)Gaud.]是我国特色的天然纤维作物,其纤维具有拉伸力强、纤维束长等特点。解析苎麻纤维发育调控机制,对实现纤维产量和品质性状遗传改良具有重要意义。本研究基于高通量测序技术开展了苎麻茎顶部和中部的茎皮组织环状RNA(circRNA)分析,在2个组织中共鉴定到5268个苎麻circRNA。比较circRNA的表达水平发现,78个circRNA在2个组织中呈现差异表达。因苎麻茎中部韧皮纤维处于生长发育期,而茎顶部韧皮纤维尚未起始生长,推测这78个circRNA是纤维不同发育时期差异表达基因,它们可能参与了苎麻的纤维发育调控。研究结果将为解析circRNA调控苎麻纤维生长发育机制奠定基础。 相似文献
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嫁接是重要的农业栽培措施之一,具有增加产量、提高抗性、改善品质等作用。目前对植物嫁接的分子机理研究已经拓展到RNA水平,但主要集中在mRNA和小RNA上,而对长链非编码RNA(lncRNA)的研究还不多见。本研究对公共数据库中嫁接番茄转录组数据进行分析,分别在接穗(番茄)和砧木(马铃薯)中鉴定出3360和5657个物种特异lncRNA,其中有298和847个lncRNA差异表达,9个lncRNA可在接穗和砧木间移动。进一步分析表明,lncRNA的移动机制与相对表达丰度没有明显关联,lncRNA具有调控嫁接植株代谢过程和花期的潜在作用。本研究结果为嫁接番茄lncRNA的鉴定和功能预测提供理论依据。 相似文献
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长链非编码RNA(Long non-codingRNA,lncRNA)是一类长度在200 nt以上的非编码RNA。它不具备蛋白质编码功能,但在生物体中以RNA分子的形式参与众多生物过程。利用实验室前期获得的陆地棉茎尖转录组数据,鉴定了8044条lncRNA,其中3691条分布于At亚组,2852条分布于Dt亚组;通过基因组共定位、碱基互补配对等生物信息学方法对其中2227条lncRNA进行功能注释,其中1875条位于编码基因上下游,可能通过与编码基因的顺式作用元件或3’UTR区结合,在转录或者转录后水平调控基因表达;317条反义lncRNA与正义链的mRNA存在互作,通过碱基互补配对调控基因沉默、转录及mRNA的稳定性;20条lncRNA预测为microRNA的前体;5条lncRNA注释到4个lncRNA家族。功能注释表明,这些lncRNA主要参与转录调节、代谢、激素应答和信号转导等生物过程。本研究为充分利用高通量测序数据研究棉花lncRNA提供了新思路。 相似文献
8.
荔枝(Litchi chinensis Sonn.)种胚发育状态直接影响种子和果实大小及其品质,但迄今为止对其发育分子机理尚缺乏系统研究与了解。本研究利用‘御金球’荔枝幼叶诱导的胚性愈伤组织(EC)和早期体胚(SE)进行小RNA高通量测序。利用生物信息学方法鉴定体胚发生相关microRNA (miRNA),预测其靶基因,筛选潜在的miRNA-靶基因互作对;并利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)方法对差异miRNA与miRNA-靶基因的关系进行验证。在EC和SE小RNA文库中共鉴定得到属于564个家族的1 127个已知miRNAs。与EC相比,有88个miRNAs在SE中差异表达,包括51个上调和37个下调miRNAs。其中80个miRNAs预测得到581个靶基因,多为转录因子和参与初级、次生代谢途径的酶基因。根据基因表达模式共筛选得到167个具有负调控关系的miRNA-靶基因对,涉及胚胎发育、激素信号、氧化还原和细胞壁建成等生物学过程。RT-qPCR结果表明12个miRNAs的表达在胚性愈伤和体胚发生阶段变化显著,且4个miRNA-靶基因对具有负调控表达模式,这些结果与小RNA测... 相似文献
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旨在获得黄精转录组数据库并挖掘参与其种子发育和休眠解除相关基因,以休眠解除前后的黄精种胚为试材,利用新一代高通量测序手段对供试样品进行转录组测序,并进行系统的生物信息学分析。黄精种子休眠解除前后样品中共得到79716个差异表达基因,上调的表达基因有60074个,下调的表达基因有19642个。休眠解除前后的黄精种胚中共有130284个差异表达基因被GO功能注释到生物进程、分子功能和细胞组分3个大类56个亚类,注释的差异表达基因与代谢过程、生物调控、细胞组分合成和酶催化活性等密切相关。KEGG代谢通路结果表明,共有65038个差异表达基因,涉及138个代谢通路,主要参与碳代谢、次生代谢产物的生物合成和多糖的代谢。基于KEGG数据库中注释结果,共发现15条与黄精种胚休眠解除相关的代谢通路。黄精种子发育与休眠解除过程,大量的种胚形态建成、多糖分解及蛋白质合成差异基因参与表达,并涉及到多个代谢途径的相互作用,构成复杂的休眠解除调控网络。 相似文献
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《分子植物育种》2017,(5)
F-box蛋白在泛素-蛋白酶体途径中能够特异识别底物蛋白,调节多种激素的信号转导途径,并响应多种非生物胁迫,参与植物抗逆途径。胡杨(Populus euphratica)是中国西北沙漠唯一能成林的高大乔木树种,对盐碱、干旱、极端温度等抵抗能力较强,是研究林木抗逆机理的候选模式树种。本研究对胡杨耐盐性状关联分析获得的F-box基因进行克隆、表达特性分析、亚细胞定位和转化胡杨原生质体的耐盐性测定,旨在研究胡杨F-box基因的功能特性。胡杨F-box基因全长1 086 bp,编码361个氨基酸,含有一个F-box domain和一个F-box associated domain。q RT-PCR表明胡杨F-box基因在各组织中均有表达,无组织特异性,其表达受盐、高温、低温、干旱和ABA胁迫诱导。PEG介导的胡杨原生质体瞬时表达发现F-box蛋白定位于细胞核上,流式细胞术证实过表达F-box基因能够提高胡杨原生质体的耐盐性。研究初步揭示了胡杨F-box基因的表达特性和耐盐性,为进一步解析胡杨F-box基因的功能及胡杨抗逆分子机理提供帮助。 相似文献
12.
牛肉大理石花纹特征是由多基因调控的重要肉质性状,是衡量高档牛肉品质的条件之一。LncRNA是一种重要的非编码RNA,在调节脂肪沉积的相关生物学过程中发挥重要作用。为了解lncRNA在肉牛不同大理石花纹表型中的潜在生物学作用,采集高(A5)、低(A1)2种极端等级大理石花纹的杂交和牛背最长肌组织,利用高通量测序方法检测与肉质大理石花纹相关的差异lncRNA,预测差异lncRNA反式作用靶基因,并对其进行功能富集分析。结果表明,在2个等级大理石花纹牛肉组织中共筛选出45个显著差异lncRNA,其中在高等级大理石花纹组织中分别有21,24个显著上调及下调的lncRNA,包括MSTRG.9509.3、ENSBTAT00000077612、ENSBTAT00000072841等与脂肪沉积相关的lncRNA。对反式作用靶基因的功能富集分析表明,预测靶基因显著富集到脂多糖结合、脂肪分解等脂肪沉积相关的生物学过程。差异lncRNA可能通过反式作用靶向脂肪沉积相关基因(FABP4、PLIN1、LIPE等)参与调节肉牛大理石花纹表型特征。检测到的牛肉大理石花纹相关差异lncRNA、预测靶基因及其富集通路将... 相似文献
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《作物学报》2021,(8)
长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)是一种大于200 bp的非编码RNA,大量存在于植物体中,其可通过调节基因表达或蛋白功能,在植物生长发育与胁迫应答中发挥重要作用。前期在研究光照和温度对小麦光温敏核雄性不育系BS366育性诱导中,利用转录组测序筛选获得与育性相关的lncRNA(lncRNA2719)。为研究小麦lncRNA27195的功能,本研究在BS366中克隆lncRNA27195及其靶基因TaRTS,并对TaRTS进行生物信息学分析,结果显示, TaRTS基因全长315 bp,编码104个氨基酸,且发现该RTS蛋白仅存在于禾本科植物中。通过实时荧光定量PCR,对lncRNA27195及TaRTS基因在不同组织不同光温处理及茉莉酸甲酯处理下进行表达模式分析,发现lncRNA27195和TaRTS均在雄蕊中高表达,呈显著的正相关,且两者在不同光温条件下呈现出不同的表达模式。光照和温度均对lncRNA27195和TaRTS有调控作用,适当浓度的MeJA促进两者的表达,SA抑制两者表达。以上结果表明,在光周期、温度和植物激素的诱导下,lncRNA27195正向调节TaRTS基因表达,进而影响花粉育性,本研究结果有助于促进对小麦光温敏核型雄性不育系的机理研究和生产应用。 相似文献
14.
《分子植物育种》2017,(2)
CBF(C-repeat binding factor)基因家族是AP2转录因子家族的一类成员,在植物抵御低温胁迫与提高抗寒性中发挥着重要作用。为探究胡杨CBF基因家族的特性,本研究在胡杨基因组水平上共搜索到8个PeuCBFs成员,分布于6条scaffolds上,其中PeuCBF1和PeuCBF5的氨基酸和编码序列相同。对PeuCBFs在胡杨8个组织和5种非生物胁迫下的表达特性进行分析,发现PeuCBFs主要在幼叶或雌雄花序中表达;PeuCBFs的表达受低温胁迫的显著诱导,同时受盐、干旱和ABA胁迫诱导,但是受高温胁迫抑制。研究结果概括了胡杨CBF基因家族的基本特性,为进一步解析PeuCBFs的功能提供了参考。 相似文献
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《分子植物育种》2017,(8)
本研究以耐黄萎病的海岛棉品种"新海17号"为材料,采用RNA-Seq分析了接种黄萎病菌0、8 h、24 h后叶器官和根器官。结果发现与接菌前相比,在接菌8 h和24 h的叶器官中分别有779个和9 240个差异表达基因,根器官中有11 051个和14 465个差异表达基因,2个器官在接菌前,8 h和24 h时差异表达基因分别为10 019、17 497和16 549个。通过对差异表达基因的分布分析,发现接菌前后叶器官中共278个共同表达的基因,根器官中有2 598个共同表达的基因。通过进一步的GO功能注释,主要注释到37项功能,其中生物过程主要有18项;细胞组分主要有9项,分子功能主要10项功能。KEGG代谢路径分析鉴定到了129条通路,其中信号传导途径、植物与病原菌之间的互作、黄酮类等生物碱合成、ABC转运体、抗坏血酸和藻酸盐代谢、次生代谢产物合成等相关路径,这些通路都与棉花的抗黄萎病菌相关。本研究为进一步从耐黄萎病的海岛棉中发掘并利用抗病基因提供了分子基础。 相似文献
16.
为进一步验证胡杨PeuTCP6基因调控叶形发育的功能并初步分析其分子机制,本研究在毛白杨(Populus tomentosa)中超量表达PeuTCP6基因,并对获得的超表达株系进行了表型分析和转录组分析。表型分析发现,超量表达PeuTCP6的转基因毛白杨植株幼叶出现向远轴侧卷曲的现象,叶片叶面积显著减小,并且叶片变窄,叶指数显著增加,叶片表皮细胞显著增大。亚细胞定位分析显示,PeuTCP6蛋白定位于细胞核。转录组分析表明,超量表达PeuTCP6的毛白杨植株中有6 709个基因表达存在差异,其中3 423个基因表达水平上调,3 285个基因表达水平下调。其中,参与叶形发育调控的HD-ZIP Ⅲ家族基因、ARF4、CRF2、HEC1、ARR4等基因表达水平降低,而YABBY家族基因、GRF5、COL5、AS1等基因表达水平则有所升高;SPL家族基因则出现了表达水平的分化,SPL8、SPL10和SPL13表达水平升高,而SPL14表达水平则降低。本研究验证了胡杨PeuTCP6基因对叶形发育调控的功能,为后续分子机制的阐述提供了研究基础。 相似文献
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用生物信息学挖掘玉米中的microRNAs及其靶基因 总被引：3，自引：1，他引：2
microRNA (miRNA)是一类内源性的、19~24碱基长度的小分子非编码RNA,通过碱基互补调控靶基因的表达,在多细胞生物的基因表达调控过程中扮演着十分重要的角色。植物中的miRNAs具有高度的保守性,这为通过同源比对发现保守的miRNAs提供了思路和途径。本研究通过对拟南芥、水稻等植物已知的miRNAs与玉米EST和GSS数据库的比对,并设置一系列严格的筛选标准,共筛选到23条新的玉米miRNAs;利用WMD 3在线植物miRNAs靶基因预测软件,对新发现的玉米miRNAs进行靶基因预测,总共预测到89个靶基因,进一步功能分析发现这些靶基因参与玉米的生长发育、信号转导、转录调节、新陈代谢及逆境胁迫响应等调控过程。 相似文献
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为从转录水平上解析穿心莲体内主要进行的生物进程及其分子机制,选取生长60天的福建漳州生产用穿心莲苗为材料,利用超长单分子测序技术测得其根、茎和倒三叶的全长转录组初始序列信息。对初始序列进行筛选、去冗余、校正、功能注释和基因结构分析。结果显示,穿心莲基因的功能主要富集于代谢途径、次生代谢产物合成途径及抗生素合成途径。bHLH、bZIP、MYB和WRKY等直接参与次生代谢的转录因子含量位居前10。穿心莲内酯前体合成途径基因出现可变剪切,主要为内含子保留。其中,有1个基因产生了6个可变启动子式的内含子保留mRNA亚型。总之,次生代谢是穿心莲的主要生物活性进程,相关功能基因可通过结合丰富的转录因子和进行高频的可变剪切参与其中。 相似文献
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《分子植物育种》2021,19(17):5581-5590
白粉病是麦类作物中最具破坏性的病害之一,对谷物产量和品质造成严重损失。为明确西藏青稞对白粉病的抗病分子机制,本研究对两个青稞品种‘甘农大7号’(G7:高抗)和‘藏青13’(Z13:高感)进行白粉菌(Blumeria graminis f. sp. hordei, Bgh)接种,研究其基因的差异表达模式。对G7和Z13白粉菌接种前后的差异基因比较发现,钙依赖蛋白激酶、谷胱甘肽S-转移酶、纤溶酶原激活物抑制剂1、丝氨酸型内肽酶和MADS-box转录因子的编码基因在G7中表达水平较高,表明它们可能在抗Bgh中发挥作用。G7高表达的基因主要参与了离子通道、钙依赖蛋白激酶、植物激素途径等生物过程。另外,16个lncRNA及其21个候选靶基因表现出协同表达模式,这些表达模式丰富了植物激素信号转导和离子结合的过程。本研究结果对后续青稞及其近缘物种抗白粉病的分子机制研究具有一定的参考价值。 相似文献
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植物类黄酮次生代谢生物合成相关转录因子及其在基因工程中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
转录因子在类黄酮次生代谢生物合成中起着重要的作用,通过与结构基因的结合,转录因子可激活次生代谢合成途径中多个基因协同表达,从而有效启动次生代谢途径。转录因子可以激活不同植物中相似黄酮类次生代谢合成基因的表达,将从特定植物中分离出来的转录因子基因在不同植物中进行遗传转化,可以有效提高转基因植物中黄酮类物质的含量。因此,转录因子的应用是类黄酮次生代谢基因工程中的一个新方向,已显示出广泛的应用前景。本文主要介绍了类黄酮次生代谢途径相关的MYB和MYC两大类转录因子,以及利用这两类转录因子在类黄酮生物合成遗传改良中的研究进展。 相似文献