看白癜风哪个医院好 http://baidianfeng.39.net/index.html年6月，甘肃农业大学在线发表了题为“FulllengthtranscriptomeanalysisprovidesnewinsightsintotheearlyboltingoccurrenceinmedicinalAngelicasinensis”的文章，作者使用三代测序和二代测序技术对当归的早期抽薹和非抽薹（正常）植物的茎尖进行了转录组分析，为当归早期抽薹的转录组调控机制提供了新的见解。安诺优达为本次研究提供了全长转录组和二代转录组的建库测序以及分析服务。
文章名称：FulllengthtranscriptomeanalysisprovidesnewinsightsintotheearlyboltingoccurrenceinmedicinalAngelicasinensis
发表时间：年6月21日
发表杂志：ScientificReports
研究物种：当归（Angelicasinensis）
影响因子：4.
样本选择
早期抽薹和非抽薹（正常）当归的茎尖
测序策略
三代RNA测序：PacBioSequelII测序平台，构建Iso-seq文库；
二代RNA测序：IlluminaHiSeqX-ten测序平台，构建RNA文库，PE。
研究背景
当归根部是中药的组成部分，广泛用于改善血液循环和活血化瘀。现代药理研究表明，当归可以抗肿瘤和抗心律失常活性，增强免疫系统，并通过抗氧化活性清除自由基。当归栽培产业的持续发展受到早期抽薹的阻碍，这种现象是植物过早地从营养生长阶段过渡到生殖生长阶段，最终导致早期开花和结实。由于营养物质被转移到花枝上，开花严重影响了药用化合物在当归根中的积累。根中次生代谢物的积累减少，导致根的药用和营养价值下降。因此，限制早期抽薹的流行对于提高优质当归根的产量至关重要。之前的研究对当归早期抽薹的研究主要集中在生理和生态方面，很少有报道提供关于当归早期抽薹的分子机制的证据，并且相关基因在很大程度上是未知的。本文使用三代测序和二代测序技术对当归的早期抽薹和非抽薹（正常）植物的茎尖进行了转录组分析，为当归早期抽薹的转录组调控机制提供了新的见解，可进一步应用于提高重要药用植物的产量。研究结果1.全长转录组测序Iso-seq测序共产生,个序列，其中,条是全长非嵌合序列（FLNC），平均序列长度为2,bp。使用Illumina测序数据对三代序列进行校正，总共产生了43,个高质量的转录本，长度为89-11,bp，平均转录本长度为1,bp（如图1）。
图1SMRT测序产生的当归全长转录本的长度分布图
2.基因的功能注释和分类对43,个高质量的转录本进行基因功能注释（NR，NT，BLASTX，BLASTP，Pfam，eggNOG，KO），成功注释了98.87%的转录本。其中12,个转录本同时被NR、NT、BLASTX和BLASTP数据库注释。使用PlantTFDB鉴定转录因子（TFs），共鉴定得到60个基因家族（图2）。代表性最高的前5个家族是bHLH、MYB-related、NAM、ATAF和CUC（NAC），这些基因家族的鉴定将有助于更好地理解当归抽薹过程中的基因表达的调控。
图2预测得到的基因家族数量分布
3.差异表达基因分析为评估响应早期抽薹的基因表达水平差异，比较了抽薹组和非抽薹组的基因表达水平，共鉴定了个差异表达基因（DEGs），其中个基因被上调表达，个基因下调表达。对差异基因进行GO富集分析，共富集到42个GOterm中（图3），其中生物过程18个，细胞组分14个，分子功能10个。生物过程富集最多的term为代谢过程，细胞过程和生物调节；分子功能富集最多的term为结合和催化活性；细胞组分富集最多的term为细胞组成，细胞器和膜组成。总之，这些结果提供了对参与当归早期抽薹过程调控元件的洞察，并将有助于这些基因的解析。
图3差异基因GO富集结果
4.与早期抽薹相关的DEGs分析研究者鉴定出一些与已知抽薹和开花相关的生化和生理途径的DEGs，参与植物激素信号通路，激素合成途径的部分基因为上调或者下调表达基因；参与开花控制途径，早期花粉形成相关的基因，超长链脂肪酸生物合成途径的相关的基因上调表达。基因表达分析证明，与正常组相比上述大多数基因的表达量在早期抽薹组中显著改变（如图4）。
图4参与早期抽薹的DEGs的表达热图
5.qRT-PCR验证差异表达基因随机选择16个可能与早期抽薹相关的候选DEGs进行qRT-PCR验证，这16个基因在抽薹组和正常组之间的表达差异与转录组表达量数据一致（图5），证实了PacBioSMRTIso-seq和NGS测序得到的基因表达量的可靠性。
图5qRT-PCR验证差异基因的表达量
6.当归早期抽薹内源激素含量分析脱落酸（ABA）、细胞分裂素（CKs）和茉莉酸（JA）含量在抽薹组中发生了显著变化。如图6所示，抽薹组中ABA含量显著高于对照组。两种活性形式的CKs，包括激动素和反式玉米素水平发生了显著变化。例如，抽薹组中的激动素水平低于对照组，而反式玉米素水平高于对照组。另外，抽薹组中二氢茉莉酸的合成也显著减少。
图6当归抽薹组和对照组内源激素水平的变化
总结
本研究采用第三代测序和下一代测序相结合的方法，分别对当归早期抽薹植株和未抽薹（正常）植株的茎尖进行了转录组分析。共收集了43,个全长转录本，鉴定出个差异表达基因。基因注释和功能分析表明，DEGs高度参与植物激素信号、生物合成途径和三条主要开花途径等。在抽薹早期，内源激素水平也发生了显著变化。本文为当归早期抽薹的转录调控机制研究提供了参考，可进一步应用于提高重要药用原料的产量。
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参考文献：
[1]Full-lengthtranscriptomeanalysisprovidesnewinsightsintotheearlyboltingoccurrenceinmedicinalAngelicasinensis[J].ScientificReports,,11(1):.
