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调控超甜玉米种子贮藏物质利用率GWAS分析及候选基因挖掘
2025年
利用玉米56K基因芯片获得的SNP标记,采用MLM(Q+K)模型,对种子贮藏物质利用率进行全基因组关联分析(GWAS)及候选基因挖掘,揭示超甜玉米种子贮藏物质利用率的遗传特性。结果表明,共定位到6个调控种子贮藏物质利用率显著关联的SNP位点,贡献率范围在14.5%~23.8%、表型变异解释率在1.1%~20.0%,其中2个SNP位点距前人定位关联SNP位点0.7 Mb的范围内。在显著SNP位点上下游200 kb的置信区间内,共检测到184个候选基因,其中已注释基因62个,占比为33.7%。结合文献资料分析筛选出18个候选基因调控种子贮藏物质利用率,主要参与激素合成与信号转导、细胞分裂、蛋白质和酶合成等过程,为深入理解超甜玉米种子贮藏物质利用率的遗传机制提供线索,有助于进一步研究种子贮藏物质利用率相关性状基因的定位和克隆。
余育林刘杰王东兴孙涛崔妮妮陈磊程昕昕余海兵
关键词:超甜玉米全基因组关联分析候选基因
高产IAA抗旱菌株SZF7的培养条件优化及功能基因挖掘
2025年
作为一种非生物胁迫,干旱导致经济作物产量和质量下降,从而严重影响其经济效益,因此,一些能够替代化学抗旱制剂且对植物具有促生作用的功能微生物亟待发掘。本研究以武夷山茶园土壤细菌为研究对象,筛选获得高分泌吲哚乙酸(indole-3-aceticacid,IAA)能力的强抗旱菌株,并对其进行最佳培养条件优化和全基因组测序分析。结果表明:获得1株具有高分泌IAA能力的强抗旱菌株SZF7,其抗旱能力强于其他同批次筛选的菌株,经鉴定SZF7为蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus);SZF7分泌IAA的最佳培养条件为pH5.0、温度37℃和培养时间24h,且pH和温度对其IAA分泌量具有显著影响;SZF7基因组的COG和KEGG代谢途径中,参与生物代谢大类的基因数量分别占总功能基因的47.96%和68.52%,且其基因组包含IAA、铁载体、非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetase,NRPS)、脂肽类化合物和嗜铁素等植物促生相关基因;SZF7的IAA合成途径分别为由吲哚-3-丙酮酸脱羧酶催化的吲哚-3-丙酮酸途径和吲哚-3-甘油磷酸合成酶催化的色胺酸途径。本研究结果为抗旱促生菌剂在茶叶等经济作物生产上的应用提供科学依据。
林宏黄玉莲黄卫红李若雨薛喜枚张英娇张秋芳
关键词:促生菌吲哚乙酸培养条件优化全基因组分析
蚕豆对除草剂灭草松耐药基因挖掘
2025年
为鉴定蚕豆对除草剂灭草松代谢过程中可能涉及到的重要基因,明确蚕豆对灭草松的代谢解毒机制。本研究以灭草松处理0 d和3 d的耐药蚕豆品种‘VF4’及敏感蚕豆品种‘小红蚕豆’的叶片为材料,利用RNA-Seq技术进行分析。测序结果表明,共获得46892242~52525260条Raw Reads,其中Clean Reads有46025006~51412088条。韦恩图结果表明,各组间共同差异表达基因有512个。KEGG富集分析结果表明,这512个差异表达基因主要参与了异黄酮生物合成、过氧化物酶体、二萜生物合成等代谢途径。进一步分析表明,灭草松处理上调了耐药蚕豆中CYP71D9、CYP81E8、MC5MAT1、MC5MAT2、IF3H、CXE12、CXE6、PODDCR、KAO2、CYP82G1、GA201-D、GST23、GSTs和GSTsF9基因的表达。上述基因可能与蚕豆耐灭草松有关。实时荧光定量(qRT-PCR)相对表达量和转录组测序结果变化趋势基本一致,证明转录组测序结果可靠。本研究明确了蚕豆对灭草松代谢过程中可能涉及到的重要基因,为灭草松耐性机理研究提供蚕豆数据,为耐除草剂蚕豆品种的遗传育种研究提供潜在的基因资源。
蔡青翁华
关键词:蚕豆灭草松转录组差异表达基因耐药基因
酿酒酵母中尿嘧啶基因表达的转录组分析及促生长差异基因挖掘
2025年
细胞密度是微生物发酵中影响产量的重要因素之一,在酿酒酵母发酵过程中,向酵母浸出粉胨葡萄糖琼脂培养基(YPD)中额外添加尿嘧啶等组分会促进菌株生长。研究发现,表达尿嘧啶合成基因的酿酒酵母ZL2与未表达的对照菌株ZL1相比,在YPD中培养时亦表现出了生长优势。为探究尿嘧啶造成生长优势的原因,挖掘可能的促生长相关基因,对菌株ZL1和ZL2进行转录组测序。转录组分析结果表明,显著上调基因有256个,显著下调基因有634个;对显著的差异基因进行基因本体论(GO)富集分析和KEGG富集分析,探究差异基因的功能和参与的代谢通路,从差异基因中筛选出可能与细胞生长相关的4个上调基因和4个下调基因并在ZL1菌株中验证。结果表明,8个基因都明显促进了细胞生长,同时显著增加了工程菌株中麦角固醇和β香树脂醇的产量。这为生物合成中细胞生物量的增加和微生物细胞合成天然产物的能力增强提供了借鉴。
李金玲臧国伟王颖
关键词:转录组测序酿酒酵母差异基因尿嘧啶
基于转录组测序的红肉火龙果淀粉降解相关基因挖掘及表达分析
2025年
【目的】挖掘红肉火龙果淀粉降解相关基因并分析其在果实不同发育时期的表达模式,为阐明红肉火龙果果实成熟过程中的淀粉降解途径提供理论依据。【方法】供试红肉火龙果品种为软枝大红,选取4个不同发育时期(花后19 d、花后22 d、花后25 d和花后28 d)果实进行转录组测序,以差异倍数(Fold Change)≥2且错误发现率(FDR)<0.01为标准,筛选不同发育时期果实间的差异表达基因(DEGs),进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,通过实时荧光定量PCR验证转录组测序数据的可靠性并分析候选基因的表达模式。【结果】经转录组测序共获得22.84 Gb有效数据(Clean data),共获得76618317条有效序列(Clean reads),GC含量为44.78%~46.83%,Q20为98.89%~99.74%,Q30为96.73%~98.53%。与花后19 d相比,花后28 d共有4194个DEGs,其中1728个上调表达,2466个下调表达。GO功能注释分析结果表明,花后28 d与花后19 d比较组的DEGs注释到生物学过程、细胞成分和分子功能3个类别,在生物学过程中,涉及细胞过程的DEGs数量最多,其次是代谢过程。KEGG信号通路富集分析结果表明,花后28 d与花后19 d比较组的DEGs在淀粉和蔗糖代谢通路显著富集。筛选出红肉火龙果淀粉降解途径的10个相关基因,分别为葡聚糖水激酶(GWD)基因(HU02G00177)、磷酸葡聚糖水激酶(PWD)基因(HU09G02021)、磷酸葡聚糖磷酸酶(SEX)基因(HU07G01227)、β-淀粉酶(BAM)基因(HU10G00833、HU10G00777)、α-淀粉酶(AMY)基因(HU05G01323、HU02G00293、HU02G01323)、异淀粉酶(ISA)基因(HU11G01417)、歧化酶(DPE)基因(HU09G01260)。实时荧光定量PCR检测结果表明,10个淀粉降解基因的表达趋势与转录组测序数据一致。HU02G00177、HU07G01227、HU10G00833、HU10G00777、HU02G00293和HU11G01417基因相对表达量在果实发育后期均高于果实发育前期。【结论】红肉火龙果淀粉降解相关基因在果实不同发育时期的表达模式具有差异,其�
魏治远晏霜解璞郑乾明
关键词:红肉火龙果淀粉降解差异表达基因转录组
功能序列和结构模拟相结合的基因挖掘方法、NADH偏好型草铵膦脱氢酶突变体及应用
本发明公开了一种功能序列和结构模拟相结合的基因挖掘方法、NADH偏好型草铵膦脱氢酶突变体及应用。所述基因挖掘方法包括:(1)分析NADH型谷氨酸脱氢酶应具备的特性序列;(2)根据特征序列搜索基因库;(3)对搜索获得的基因...
薛亚平程峰张嘉敏邹树平徐建妙郑裕国
甜瓜CmLEA基因家族鉴定及抗非生物胁迫基因挖掘
2025年
【目的】鉴定甜瓜胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)基因家族成员并挖掘抗非生物胁迫基因,为探究CmLEA基因家族在甜瓜非生物胁迫中的作用机制及培育优良抗性甜瓜品种提供理论参考。【方法】以耐冷型甜瓜L5283幼苗为试验材料,在幼苗3叶1心期进行盐胁迫[300 mmol/L氯化钠(NaCl)]处理、干旱[15%聚乙二醇(PEG)6000]处理、低温(昼夜15℃/6℃,12 h/12 h)处理和脱落酸(ABA)(浓度为100μmol/L)处理。基于甜瓜低温处理后的转录组测序数据挖掘CmLEA候选基因,采用生物信息学方法对CmLEA基因家族成员的染色体位置、基因结构、亚细胞定位、蛋白二级结构、蛋白三级结构、系统进化关系、蛋白互作及启动子顺式作用元件等进行预测,并通过实时荧光定量PCR检测CmLEA家族基因在不同非生物胁迫下的表达模式。【结果】共鉴定到5个CmLEA候选基因,命名为CmLEA1~CmLEA5;5个CmLEA家族基因不均匀分布在甜瓜4条染色体上,5个CmLEA家族基因编码158~315个氨基酸残基;理论等电点(pI)为4.47~9.70,分子量为16.90~32.71 kD,除CmLEA2为疏水性蛋白外,其他均为亲水性蛋白。5个CmLEA家族蛋白的结构以无规卷曲占比较高,延伸链和α-螺旋次之,β-折叠占比最低。CmLEA家族蛋白成员间保守基序差异较大,CmLEA1和CmLEA2基因均有1个外显子,无内含子;CmLEA3和CmLEA5基因分别含有4和2个外显子。系统发育进化分析结果显示,CmLEA基因家族成员与黄瓜亲缘关系较近,相似性最高可达100%。CmLEA家族基因的启动子顺式作用元件被分为6类,包括光响应元件、激素响应元件、厌氧诱导元件、低温响应元件、防御与胁迫响应元件及MYB结合元件。CmLEA5蛋白在蛋白互作网络中较为关键,推测其参与雄蕊的发育过程。实时荧光定量PCR检测结果显示,CmLEA1和CmLEA2均受低温和ABA诱导相对表达量显著增加(P<0.05,下同);当甜瓜幼苗受到干旱胁迫和盐胁迫时,与处理0 h相
杨帆邹昌利张利超杜清洁李娟起汪虎王吉庆肖怀娟李猛
关键词:甜瓜非生物胁迫
基于转录组测序的香港牡蛎生长发育相关基因挖掘
2025年
【目的】挖掘与香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)生长相关的候选基因和相关通路,为深入探索香港牡蛎的生长调控机制提供基础数据。【方法】分别选取3只快速生长组[FG,(173.23±12.85)g]和3只慢速生长组[SG,(123.87±10.98)g]的闭壳肌组织进行转录组测序。使用DESeq2分析样品组间的基因差异表达,对差异基因进行Kmeans聚类分析,KEGG和GO功能富集性分析。【结果与结论】测序共获得354605398个原始测序序列(Raw reads),经过滤和筛选,得到340597178个高质量数据(Clean reads)。根据|log2差异倍数|≥1和错误发现率(FDR)<0.05的筛选标准,共鉴定出34个差异表达基因,其中24个表达上调基因,10个表达下调基因。结合基因功能注释信息分析,共筛选出ARA、CO6A4、DTX3、KY、MKX、BIN3、TRI33和5HT4R等8个与生长相关的候选基因。GO功能富集分析显示,注释差异基因数目较多的有细胞解剖实体、结合和细胞过程等条目。此外,差异基因也显著富集在Notch信号通路、ECM-受体相互作用以及神经活性配体-受体相互作用等3条重要的KEGG通路。
胡娜何苹萍张兴志官俊良韦嫔媛张立李蔚郑玉斯白科陈泳先李文红彭金霞
关键词:转录组测序差异表达基因
基于转录组测序的枣胚败育关键基因挖掘
2025年
胚败育给枣的杂交育种造成了极大的困难。基于转录组测序技术寻找控制胚败育的关键基因,试图从基因层面解析胚败育问题。通过解剖观察确定变异金丝小枣和嘎嘣脆枣胚败育时期,对败育期前、中、后的样品进行转录组测序并分析其差异表达基因(DEGs);通过转录测序变异金丝小枣和嘎嘣脆枣共计18个样品,共获得125.75 Gb Clean Data,其中,JS1-vs-JS2、JS2-vs-JS3中分别有1010、109个DEGs上调,843、39个DEGs下调;GBC1-vs-GBC2、GBC2-vs-GBC3中分别有2308、468个DEGs上调,2244、30个DEGs下调;在败育期(花后30 d),JS30d-vs-GBC30d中共有3799个差异基因,GO富集到3个大类、32个小类中,同时93个转录因子主要集中在MYB、bHLH、AP2/ERF-ERF、C2H2、FAR1、NAC、Others、WRKY、C3H、bZIP等家族中。研究表明,嘎嘣脆枣中差异基因数量明显多于变异金丝小枣。对差异基因分析发现,与激素相关基因和聚集差异基因较多的转录因子家族均与胚发育密切联系。
陈紫竹庆军格根塔娜白玉娥
关键词:胚败育转录组测序差异基因胚发育激素
基于转录组测序的蓝果忍冬水分胁迫关键抗逆基因挖掘
2025年
【目的】挖掘蓝果忍冬水分胁迫下抗逆基因,为研究其分子调控机制和分子育种等提供参考。【方法】以1年生蓝果忍冬扦插苗为试验材料,以植株正常生长土壤相对含水量(45%±5%)为对照(CK),设置轻度干旱(D_(s))、重度干旱(D_(h))、轻度水淹(F_(s))、中度水淹(F_(m))和重度水淹(F_(h))5个胁迫处理,进行为期42 d的控水试验。第28 d随机取叶片样品,筛选与水分胁迫相关的差异基因,采用RNA-seq技术进行转录组测序,分析其关键代谢通路,挖掘抗逆基因。第42 d对各组的表型指标进行观测。【结果】F_(s)和F_(m)处理组植株地上部分和地下部分的生长状况显著好于D_(s)、D_(h)和F_(h)处理组。转录组分析结果表明:F_(m)、F_(s)、F_(h)、D_(s)和D_(h)与CK相比分别有5996、614、4287、2628和25433个差异基因,其中上调基因分别有2990、315、1657、814和14393个;KEGG富集分析发现,差异基因主要富集在苯丙烷生物合成和糖酵解/糖异生代谢通路中;各基因相对表达量均与CK有显著差异。【结论】1)蓝果忍冬耐涝能力高于耐旱能力,具有较强的抗涝性和一定的抗旱性。2)苯丙烷生物合成和糖酵解/糖异生为蓝果忍冬抗旱、涝机制中关键代谢通路。3)LcPOD4、LcCCR1和LcchFBP、LcG6P1E等13个差异基因在蓝果忍冬抗旱、涝调控中发挥重要作用。
林靖童王金刚魏殿文王福德
关键词:水分胁迫转录组差异基因

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陈庆山
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