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利用RNA-Seq技术鉴定拟南芥不定芽再生相关的转录因子

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生物工程学报 2015年第4期31卷 552-565页

作者：王兴春陈钊樊娟何苗苗韩渊怀杨致荣山西农业大学生命科学学院山西太谷030801 山西农业大学农业生物工程研究所山西太谷030801 山西农业大学文理学院山西太谷030801 农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室山西太原030031

转录调控是不定芽再生过程的主要调控方式之一,但具体机制尚需进一步研究。为此,利用基于Illumina Hi Seq?2000测序平台的RNA-Seq技术分析了不定芽再生缺陷突变体be1-3和野生型WS在愈伤形成和不定芽再生过程以及野生型WS从脱分化向再分... 详细信息

转录调控是不定芽再生过程的主要调控方式之一,但具体机制尚需进一步研究。为此,利用基于Illumina Hi Seq?2000测序平台的RNA-Seq技术分析了不定芽再生缺陷突变体be1-3和野生型WS在愈伤形成和不定芽再生过程以及野生型WS从脱分化向再分化转变过程差异表达的转录因子(Transcription factor,TF)编码基因。结果表明:与野生型WS相比,be1-3在脱分化过程差异表达的TF编码基因有155个,其中表达量上调的97个,表达量下调的58个;在再分化过程差异表达的TF编码基因有68个,其中表达量上调的40个,表达量下调的28个;而在野生型WS从脱分化向再分化转变的过程,总共检测到231个差异表达的TF编码基因,包括160个表达量上调的基因和71个表达量下调的基因。其中,MYB-related(v-myb禽成髓细胞瘤病毒癌基因)家族的不定芽相关转录因子基因ART1在be1-3突变体脱分化阶段的表达量提高了3 217倍,是表达量上调最大的TF编码基因。进一步研究发现,该基因过量表达导致愈伤形成和不定芽再生缺陷,并抑制了幼苗特别是主根的生长发育,表明该基因是愈伤形成和不定芽再生过程的一个负调控因子。本研究不仅加深了人们对不定芽再生转录调控机制的认识,而且为今后不定芽再生相关转录因子的研究提供了大量候选基因信息。

关键词：不定芽再生愈伤组织形成 RNA-Seq 转录因子转录调控拟南芥

苹果叶片不定芽再生过程的差异表达基因鉴定与分析

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中国农业科学 2021年第16期54卷 3488-3501页

作者：刘锴何闪闪张彩霞张利义卞书迅袁高鹏李武兴康立群丛佩华韩晓蕾中国农业科学院果树研究所/农业部园艺作物种质资源利用重点实验室/国家苹果育种中心

【目的】筛选分析‘GL-3’苹果叶片不定芽再生过程中的差异表达基因(differentially expressed gene,DEG),进一步解析苹果叶片不定芽再生的潜在分子机制,为提高苹果的遗传转化效率提供理论参考。【方法】‘GL-3’苹果继代组培苗叶片外... 详细信息

【目的】筛选分析‘GL-3’苹果叶片不定芽再生过程中的差异表达基因(differentially expressed gene,DEG),进一步解析苹果叶片不定芽再生的潜在分子机制,为提高苹果的遗传转化效率提供理论参考。【方法】‘GL-3’苹果继代组培苗叶片外植体接种在再生培养基上,分别于0、3、7、14和21 d后取样并提取RNA,构建mRNA文库后采用Illumina Nova seq平台进行测序。筛选出各时间点的DEGs,根据GO(Gene ontology)和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)注释结果以及官方分类,使用R软件中的phyper函数对筛选到的DEGs进行GO和KEGG富集分析;利用BLAST软件进行基因比对注释;重点分析植物再生相关的激素、酶、转录因子、多胺等DEGs;采用qRT-PCR对DEGs进行定量验证。【结果】再生培养基上培养3、7、14和21 d的苹果叶片外植体与对照组相比,分别筛选到5 250、4 937、6 852、6 493个DEGs,4个时间点共有的DEGs有3 027个。DEGs的GO功能富集显示,4个时间点筛选到的共有DEGs中上调表达的DEGs主要与氧化还原过程、细胞外围、蛋白激酶活性和有机环化合物结合等功能有关;下调表达的DEGs主要与单细胞代谢过程、钙离子结合、光合膜和类囊体部分等功能有关。DEGs的KEGG通路富集分析显示,4个时间点筛选到的共有DEGs中上调表达的DEGs主要富集在磷酸戊糖途径、植物激素信号转导、植物-病原菌相互作用和内质网蛋白质加工等途径中;下调表达的DEGs主要富集在α-亚麻酸代谢、苯丙烷生物合成、碳代谢和光合作用等途径中。对与植物离体叶片再生相关的激素、酶、转录因子和多胺等相关DEGs的表达模式进行分析发现,这些DEGs大部分呈上调表达趋势。经qRT-PCR验证后,所检测基因的表达趋势与转录组测序结果一致。【结论】通过对苹果叶片不定芽再生过程中不同时间点的基因表达谱进行检测和对比分析,获得了大量与苹果叶片不定芽再生相关的基因,研究结果为深入探讨苹果离体叶片再生机理提供了理论依据。

关键词：苹果不定芽再生 RNA-Seq 差异表达基因影响因子

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多头切花菊节间横切薄层不定芽再生的研究

北京林业大学学报 2009年第2期31卷 102-107页

作者：韩科厅王娟戴思兰北京林业大学园林学院国家花卉工程技术研究中心

利用节间横切薄层(transverse thin cell layers,tTCLs)培养技术建立不定芽再生体系,可以极大提高植物组织培养的再生频率,并有效控制不定芽玻璃化的发生率。该研究以4个多头切花菊品种:‘Repluse’、‘Regan EliteImproved’、‘Regan ... 详细信息

利用节间横切薄层(transverse thin cell layers,tTCLs)培养技术建立不定芽再生体系,可以极大提高植物组织培养的再生频率,并有效控制不定芽玻璃化的发生率。该研究以4个多头切花菊品种:‘Repluse’、‘Regan EliteImproved’、‘Regan Elite Sunny’、‘Regan Elite White’的节间tTCLs为外植体,筛选出不定芽分化所需的最佳生长素种类和浓度、最佳的外植体来源和取材部位,并通过调控琼脂浓度和培养温度来有效降低不定芽玻璃化的发生率。结果表明:试验中的4个品种都能高频再生,不定芽再生率都在70%以上,Ⅰ级节间的tTCLs更易于分化不定芽;不同品种对生长素的种类要求不同,0.1 mg/L的生长素浓度为最适浓度;琼脂浓度过高或过低以及培养温度过高都会增加不定芽玻璃化的发生率。该研究建立了4个品种的高效不定芽再生体系,为菊花的良种繁育以及转基因研究提供了一条有效途径。

关键词：菊花节间横切薄层(tTCLs) 不定芽再生玻璃化

红富士苹果叶片不定芽再生中激素、多胺和NO含量的变化

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园艺学报 2010年第9期37卷 1403-1408页

作者：田春英邵建柱刘莹徐继忠河北农业大学园艺学院河北保定071000 承德市农业广播电视学校河北承德067000 承德石油高等专科学校河北承德067000

以红富士苹果继代试管苗叶片为试材,对光、暗培养条件下叶片不定芽再生过程中内源激素、内源多胺及NO含量变化进行了测定。研究结果表明:暗培养下内源ZR和ABA及内源多胺的水平显著高于光培养。叶片接种初期诱导细胞启动分化时ZR、IAA和... 详细信息

以红富士苹果继代试管苗叶片为试材,对光、暗培养条件下叶片不定芽再生过程中内源激素、内源多胺及NO含量变化进行了测定。研究结果表明:暗培养下内源ZR和ABA及内源多胺的水平显著高于光培养。叶片接种初期诱导细胞启动分化时ZR、IAA和ABA含量较高,细胞旺盛分裂期及芽原基形成期ZR和ABA含量较高而IAA含量较低。与光培养相比,暗培养下ZR/IAA和ABA/IAA均较高。在叶片接种初期(0～7d)内源腐胺(Put)、精胺(Spm)、亚精胺(Spd)以及内源多胺总量均达到峰值,并且在不定芽分化时期内源多胺含量始终维持在较高水平。与光培养相比,暗培养叶片的NO含量较高。红富士苹果叶片不定芽再生与其内源激素、多胺和NO含量密切相关。

关键词：苹果叶片不定芽再生内源激素内源多胺一氧化氮

生长素与乙烯在沙田柚上胚轴不定芽再生中的作用

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广西植物 2003年第2期23卷 169-174页

作者：黄涛董高峰张兰英李耿光中国科学院华南植物研究所广东广州510650

结果表明,6 BA只能诱导较低频率的不定芽再生,IBA的加入可以促进不定芽的再生。从再生率与单位外植体再生芽数综合考虑,以高浓度IBA(1.5mg·L 1)与低浓度6 BA(0.5mg·L 1)配合的效果最佳,加入生长素极性运输的调节剂TIBA与Flavone可进... 详细信息

结果表明,6 BA只能诱导较低频率的不定芽再生,IBA的加入可以促进不定芽的再生。从再生率与单位外植体再生芽数综合考虑,以高浓度IBA(1.5mg·L 1)与低浓度6 BA(0.5mg·L 1)配合的效果最佳,加入生长素极性运输的调节剂TIBA与Flavone可进一步提高不定芽的再生频率。乙烯抑制上胚轴不定芽的再生,而乙烯生理作用的拮抗剂Ag+与生物合成抑制剂AOA、Co+可以显著提高不定芽再生频率。水杨酸(SA)也抑制不定芽的再生。

关键词：沙田柚不定芽再生生长素乙烯

基于RNA-Seq的拟南芥不定芽再生过程的基因表达谱分析

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南京农业大学学报 2018年第2期41卷 308-320页

作者：向亚男黄蕊蕊顾婷婷甘立军南京农业大学生命科学学院江苏南京210095 南京农业大学园艺学院江苏南京210095

[目的]本研究旨在分析拟南芥愈伤组织形成和不定芽再生2个阶段基因的差异表达情况,探究不定芽再生背后的相关基因调控机制。[方法]采用拟南芥不定芽再生两步培养法培养根外植体,利用RNA-Seq高通量测序技术分别对愈伤组织诱导培养基(CIM... 详细信息

[目的]本研究旨在分析拟南芥愈伤组织形成和不定芽再生2个阶段基因的差异表达情况,探究不定芽再生背后的相关基因调控机制。[方法]采用拟南芥不定芽再生两步培养法培养根外植体,利用RNA-Seq高通量测序技术分别对愈伤组织诱导培养基(CIM)培养0 d根外植体(C0)、CIM培养4 d根外植体(C4)、芽诱导培养基(SIM)培养3 d根外植体(S3)进行基因测序,利用软件分析基因表达情况。[结果]将C4的基因表达量和C0进行比对,共检测到4 332个差异表达基因,其中1 399个基因表达上调,2 933个基因表达下调;在不定芽再生阶段(S3与C4的基因表达量进行比对)检测到2 910个差异表达的基因,其中2 231个基因表达上调,679个基因表达下调。对差异表达基因进行转录物功能注释分析发现:明显富集的功能分类多与激素合成、代谢等生物过程有关。在愈伤组织形成阶段一些与细胞分裂素分解代谢相关的CKX基因和与生长素活性相关的GH3家族基因表达量明显增加,而与细胞分裂素合成相关的多个基因表达量却明显降低。在不定芽再生阶段与细胞分裂素合成相关基因表达量明显增加,CKX家族部分成员表达量则明显降低。同时,还发现多个转录因子基因表达量在不同阶段发生显著变化,比如AP2/EREBP家族的部分成员。[结论]对拟南芥不定芽再生过程基因表达谱进行检测和对比分析,获得了大量基因表达谱分析数据,为揭示不定芽再生过程的基因调控机制提供了有效的数据和理论依据。

关键词：拟南芥不定芽再生两步培养法 RNA-Seq 基因表达植物激素

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海州常山叶片愈伤组织诱导及不定芽再生

东北林业大学学报 2018年第7期46卷 28-32,101页

作者：杨秀莲胡蝶宋佳妮王良桂南京林业大学南京210037

为获得海州常山愈伤组织和不定芽,以海州常山叶片作为外植体,研究了不同消毒方法、培养基种类、培养条件和植物生长调节剂配方对海州常山叶片愈伤组织诱导和不定芽再生的影响。研究结果表明:海州常山叶片灭菌最适方法为75%酒精处理30 s... 详细信息

为获得海州常山愈伤组织和不定芽,以海州常山叶片作为外植体,研究了不同消毒方法、培养基种类、培养条件和植物生长调节剂配方对海州常山叶片愈伤组织诱导和不定芽再生的影响。研究结果表明:海州常山叶片灭菌最适方法为75%酒精处理30 s,再用0.1%Hg Cl2溶液处理5 min;暗培养有助于愈伤组织的诱导;愈伤组织诱导的最适培养基为MS+6-BA 0.50 mg·L^(-1)+NAA 0.10 mg·L^(-1),诱导率最高达66.67%;愈伤组织最适增殖培养基为MS+6-BA 0.50 mg·L^(-1)+NAA 0.05 mg·L^(-1),愈伤组织平均大小达21.76 mm;最佳分化培养基为MS+6-BA 0.50 mg·L^(-1)+NAA 0.01 mg·L^(-1),分化率为13.33%。

关键词：海州常山叶片愈伤组织不定芽再生

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平邑甜茶叶片不定芽再生及NO的效应

园艺学报 2008年第3期35卷 419-422页

作者：韩小娇杨洪强由淑贞段凯旋张鑫荣赵海洲山东农业大学园艺科学与工程学院山东泰安271018

以平邑甜茶继代组培苗叶片为材料,研究了一氧化氮(NO)供体——硝普钠(SNP)、6-BA、NAA、2,4-D、ZT和光暗条件对平邑甜茶叶片不定芽再生的影响。结果表明,6-BA、ZT、NAA和暗培养均有利于叶片不定芽的分化;在含有生长素和细胞分裂素的MS... 详细信息

以平邑甜茶继代组培苗叶片为材料,研究了一氧化氮(NO)供体——硝普钠(SNP)、6-BA、NAA、2,4-D、ZT和光暗条件对平邑甜茶叶片不定芽再生的影响。结果表明,6-BA、ZT、NAA和暗培养均有利于叶片不定芽的分化;在含有生长素和细胞分裂素的MS培养基中,加入6.0和12.0mg·L-1的SNP可极显著诱导叶片不定芽的分化;以MS+6.0mg·L-1BA+0.5mg·L-1NAA+0.2mg·L-1ZT+6.0mg·L-1SNP为培养基,暗培养15d,叶片不定芽分化效果最好,再生率达67.8%。

关键词：平邑甜茶叶片不定芽再生一氧化氮

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澳洲青苹离体叶片不定芽再生体系的建立

江苏农业学报 2008年第1期24卷 48-52页

作者：李玉玲王三红刘莉莉章镇南京农业大学园艺学院江苏南京210095

以澳洲青苹试管苗的叶片为外植体诱导不定芽再生,研究不同的BA浓度、TDZ浓度、暗培养时间、叶片放置方式和AgNO3对叶片不定芽再生的影响。结果表明:最适宜的叶片不定芽再生的培养基为MS+TDZ 2.0mg/L+NAA 0.3 mg/L+琼脂6.0 g/L+蔗糖30.0 ... 详细信息

以澳洲青苹试管苗的叶片为外植体诱导不定芽再生,研究不同的BA浓度、TDZ浓度、暗培养时间、叶片放置方式和AgNO3对叶片不定芽再生的影响。结果表明:最适宜的叶片不定芽再生的培养基为MS+TDZ 2.0mg/L+NAA 0.3 mg/L+琼脂6.0 g/L+蔗糖30.0 g/L和MS+BA 4.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+琼脂6.0 g/L+蔗糖30.0 g/L,最适的暗培养时间是20 d,在上述2种培养基中澳洲青苹离体叶片不定芽的再生频率分别达到100.0%和91.7%。

关键词：苹果叶片 TDZ BA 不定芽再生