<ins id="hzmrl"><noframes id="hzmrl"><cite id="hzmrl"></cite>
<ins id="hzmrl"></ins>
<cite id="hzmrl"><span id="hzmrl"></span></cite>
<i id="hzmrl"><noframes id="hzmrl"><menuitem id="hzmrl"><span id="hzmrl"><menuitem id="hzmrl"></menuitem></span></menuitem><del id="hzmrl"><noframes id="hzmrl">
<cite id="hzmrl"></cite> <del id="hzmrl"><th id="hzmrl"></th></del>
<var id="hzmrl"></var>
<del id="hzmrl"><span id="hzmrl"></span></del>
    <u id="hzmrl"></u>
    <ins id="hzmrl"><table id="hzmrl"></table></ins>

    咨询热线:400-065-6886   天昊基因

    中文 / English

    主页 &amp;gt; 技术支持 &amp;gt; 科研进展 &amp;gt;

    植物转录组高效发文最新案例


    原创 上海天昊生物 
     
    英文题目:Characterizing the Leaf Transcriptome of Chrysanthemum rhombifolium (Ling et C. Shih), a Drought Resistant, Endemic Plant From China
    中文题目:中国特有抗旱植物菱叶菊叶片转录组特征分析
    期刊名:Front Genet.   
    影响因子:3.258  
    发表时间:2021-2-11

     

     

    摘要一览

     
    菱叶菊是一种非常适应恶劣环境的特有植物,然而人们对它的植物抗逆特性的分子生物学,甚至对它的整个植物的分子生物学知之甚少。为了研究菱叶菊的分子生物学和胁迫适应机制,本研究利用Illumina平台对其叶片进行了转录组测序。共获得130,891个单基因,在公共蛋白质数据库中注释了97,496(~74.5%)单基因。相似性搜索表明,40,87874,084个单基因分别与NCBI非冗余和Swissprot数据库中的已知蛋白质显示出显著的相似性。其中,56,213个和42,005个单基因分别被分配到基因本体(GO)数据库和同源群聚类(COG)数据库,38,918个单基因被映射到五个主要类别,包括18KEGG途径。代谢是主要KEGG类别中最大的类别,表明菱叶菊具有活跃的代谢过程。大约2459个单基因被注释为在防御机制或应激耐受中起作用。菱叶菊的转录组分析显示,在10,524个单核苷酸和具有较高多态性的单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸中存在12,925个微卫星。基于GME基因的亲缘物种系统发育分析证实了转录组数据的可靠性。本工作是首次对菱叶菊作为一种新的植物抗逆基因资源的遗传研究。这大量的转录组序列使研究者能够全面了解菱叶菊的基本遗传学,并发现有助于菊花新基因的分子改良。

     

     

    研究背景

     
    菊花是我国最受欢迎的花卉之一,也是世界上最重要的切花,具有很大的观赏价值和经济价值。然而,菊花的长期人工驯化往往导致其对环境压力的抵抗力和适应性下降,从而限制了它们在园林绿化和工业生产中的使用。因此,在野菊花种中鉴定出许多抗逆性状及相应的抗逆基因资源,对菊花品种的遗传改良具有重要意义。
    RNA测序(RNA-Seq)是使用深度测序技术对不同类型的RNA分子进行定量和分析的有力工具。它为研究者提供了高通量、高准确度、高灵敏度和高重现性的大规模转录数据,使研究者能够生成该物种转录组的前所未有的全球视图。RNA-seq在植物中得到了广泛的应用,特别是对于一些非模式物种和一些大而复杂的基因组,大大加快了新基因的发现,了解复杂的组织特异性表达模式,以及高等植物中的调控网络。
    菱叶菊是重庆巫山特有的多年生草本植物,并具有很高的观赏价值。它有菱形的叶子,背面有浓密的短柔毛和半木质化的茎和枝(1)。本种很好地适应以高温、低土壤肥力和干旱为特征的环境。然而,除了作为菊花分子系统发育的样本外,很少对菱叶菊进行研究。在这里,很少有人知道它对整个植物的分子生物学或植物对胁迫的抗性特征。这促使研究者利用高通量RNA测序和从头组装来表征其叶片转录组,为理解菱叶菊的生物学提供了全面的资源,并在改进菊花和其他相关作物的育种方面获得了见解。

     

     

    研究方法

     
    本研究的植物材料是从中国重庆巫山采集获得的。新鲜成熟的叶子用无菌水清洗,立即在液氮中冷冻,并储存在-80℃,之后用于RNA-seq检测。测序采用Illumina HiSeq 2500平台进行。质控后,使用Trinity软件用于从头转录组组装。
    单基因的功能注释和分类分析使用NCBI NrNCBI NtSwiss-ProtGOPfam对获得的单基因进行注释,还使用蛋白质直向同源群簇(KOG/COG)KEGG数据库进行功能注释,分别对可能的COG功能和KEGG途径进行分类,并预测可能的功能分类和分子途径。
    系统发育分析使用GDP-D-甘露糖3’,5’-异构酶(GME)进行,它是调节细胞壁生物合成和抗坏血酸积累的,在植物发育和非生物胁迫耐受中发挥重要作用。研究者提取了带有注释的GME单基因序列,并将其与从Genbank检索到的其他GME同源基因进行比对。多重比对是使用MUSCLE软件并手动调整。研究者通过使用MEGA软件的1,000个自举重复的邻近连接(NJ)方法构建了系统进化树。
    SSR预测利用MIcroSAtellite预测了所有组装的单基因中的SSR区域。研究者使用默认设置检测了核苷酸的SSR基序。                                             


    图片
     

    1、菱叶菊植物表型图。
     
     

    研究结果

     
    非冗余单基因的功能注释和分类
    在用Illumina双端测序和组装后(表1),研究者使用NrNtPfamKOGSwiss-protGOKEGG数据库来注释组装的单基因。在获得的130891个单基因中,至少97496个单基因(74.48%)可以用搜索的数据库进行注释——40878 (Nr)55831 (Nt)37488 (KO)74084 (Swiss-prot)56213 (Pfam)56213 (GO)42005 (KOG/COG) (2、图2)

    1、菱叶菊转录组序列组装概述。


    图片

     

    2、菱叶菊组装单基因功能注释。


    图片

     

    图片


    2、菱叶菊在Nr数据库中的比对率(%)

     

    COG分析实现了42005个单基因的功能分类(3)。最常见的类别是翻译、核糖体结构和生物发生”(714717%),其次是翻译后修饰、蛋白质周转、伴侣蛋白”(601614.3%)能源生产与转换”(483011.5 %)仅一般功能预测”(470611.2%)氨基酸转运与动力学”(24075.7%)细胞内转运、分泌和囊泡转运(22185.3%)信号转导”(21455.1%)脂质转运与代谢”(20654.9%)碳水化合物转运与代谢”(20574.9%).最不常见的组是核结构”(1830.4%)细胞外结构”(360.09%)细胞能动性”(240.06%)。本研究发现了205个属于防御机制的单基因,表明菱叶菊中存在抗逆基因。


    图片
     

    3、菱叶菊转录组中单基因的COG分类。

     

    根据Nr注释,将42005个单基因分配给3个本体,并使用Blast2GO软件将其分为48个功能性GO类别。其中,1050 (68.5%)163 (10.6%)320 (20.9%) GO术语分别与细胞成分、生物过程和分子功能相关(4)。本研究中菱叶菊GO术语的赋值集中于细胞过程代谢过程单有机体过程细胞细胞部分大分子复合物膜部分细胞器结合和催化活性,反映了其正常生长过程中的功能基因表达特征。这一结果与一些抗旱物种的GO术语相似,主要是由于各种环境和生理状态引起的选择性基因表达。


    图片
     

    4、基于GO的菱叶菊功能分类。
     
    基于对KEGG数据库的序列同源性搜索,56213个单基因被分配到5个本体,并被分为18个功能性KEGG途径(5)。在这些途径中,翻译途径”(691212.3%KEGG单基因)代谢中最大的类别,其次是碳水化合物代谢”(4876)概述”(4496)氨基酸代谢产物”(3306)折叠、分类和降解”(3112)能量代谢”(2663)转运和分解代谢”(2297)脂质代谢”(2168)。在本研究中,研究者强调了植物与其环境相互作用的丰富途径,包括:“萜类化合物和聚酮类化合物的代谢”(752)信号转导”(592)环境适应”(719)复制和修复”(396)


    图片
     

    5、基于KEGG的富集通路分析。

     

    SSR频率和分布
    总共在10524个单基因中鉴定出12925SSR区域。在鉴定的SSR中,鉴定了128个不同的基序,其分布和频率如图6所示。单核苷酸基序最丰富,A/T是最大的子集(6328)。总的来说,在菱叶菊叶转录组中发现了6429个单核苷酸、2463个二重复、3694个三重复、199个四重复、56个五重复和84个六重复。在含有单基因的SSR中,941SSR呈现复合形成,1874个包含一个以上的SSR。平均每8.17 kb发现一个SSR。菱叶菊的大量EST-SSR位点可能是由其恶劣的生境造成的。这些无害环境技术将为未来的功能性SSR研究提供一个有价值的信息库。


    图片
     

    6、菱叶菊转录组中存在SSR类型分析。

     

    GME的系统发育分析
    利用GME在菱叶菊和其他GME同源物中的注释序列,研究者构建了一个亲缘物种的进化树。来自同一分类群的所有GME序列聚在一起,菱叶菊中的GME序列与向日葵和其他菊科物种的序列归为一个分支(7),这一结果揭示了菱叶菊和其他菊科物种的密切关系,这与基于形态学的分类学一致。


    图片
     

    7、植物GME的系统发育分析。

     

     

    研究结论

     
    通过NGS转录组学方法,研究者从菱叶菊叶中获得了130891个单基因,其中97496(~74.5%)单基因在公共蛋白质数据库中被成功注释。在10524个单基因中共检测到12925SSR。这是首次对菱叶菊作为抗逆基因植物资源的遗传学研究。这些大量的转录组序列使研究者能够全面了解菱叶菊的基本遗传学,并发现有助于菊花分子改良的新基因。

    图片

    往期精选文章:
    转录组及SSR基因分型相关文章
    想测SSR,想到创新技术—SSRseq
    SSR分子标记在植物性状关联研究中的应用
    别愁文章啦!做个无参转录组测序+SSR标记开发,发篇6分文章不香吗?
    Frontiers in Plant Science  |  利用SSR标记对南欧桦树种群的遗传分析
    SSR分型+线粒体测序,助力动物研究登陆顶级分子进化杂志
    实验停了,发文章不能停--搭建一个SSR数据库网站,发篇3.793分文章
    祝贺天昊生物SSRseq数据分析软件获得国家计算机软件著作权证书及顺利上线
    SSR基因分型在人类疟原虫多样性、种群结构和进化起源研究中的应用
    【昊阅读】利用SSR标记分析古代银杏群体的遗传多样性
    【昊阅读】SSR-seq:与传统方法相比,利用下一代测序进行SSR基因分型可以获得更高水平多态性
    SSR基因分型在遗传多样性研究中的应用进展

     

     

    关于天昊

    天昊生物具有多年转录组及SSR分子标记检测及分析经验,可以提供SSR分子标记的一代毛细管电泳检测,并且基于二代高通量测序技术开发出SSRseqTM专利技术可以根据客户项目需求,提供不同数量样本和位点的高性价比SSR检测服务。
     

    基于二代测序平台的SSRTM分型专利技术:

     
     
     

    图片

     

    研究者期待成为您SSR分型检测的优质服务合作伙伴,欢迎联系研究者具体咨询!
    电话:18964693703(微信同号)
    公司网址:www.xld9yi.com
    邮箱:techsupport@geneskies.com

    图片

    创新基因科技,成就科学梦想

    微信扫一扫
    关注该公众号

     

     




    上海天昊生物科技有限公司 版权所有 沪ICP备17008908号
    地址:上海市浦东新区康桥路787号9号楼 邮箱:techsupport@geneskies.com 电话:400-065-6886
    最新四色米奇影视777在线看,日本成熟老妇乱,大乳美女,好吊色永久免费视频 网站地图