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如何进行植物转录组分析？

基迪奥生物 · 公众号 · · 2024-10-19 11:00

正文

关于植物转录组技术，主要通过比较不同条件下（如不同发育阶段、环境胁迫、病害感染等）的转录组数据，识别差异表达基因，帮助了解植物生物学过程、基因功能和复杂机制。

基迪奥的转录组服务口碑在线，高分文章产出不断！特别是多组学联合分析方案的应用非常广泛，之前在《如何进行“转录组+代谢组”联合分析？》一文已经为大家分享过，感兴趣可点击查看。接下来，再分享几篇最新基迪奥植物转录组项目文章供大家参考。

案例1

转录组技术揭示水稻优良单倍型OsGATA8-H协调氮素吸收和分蘖形成机制

英文标题： The elite haplotype OsGATA8 -H coordinates nitrogen uptake and productive tiller formation in rice

发表期刊： Nature Genetics

发表时间： 2024.06.13

技术策略： RNA-seq，DAP-seq

客户单位： 南京农业大学

影响因子： 31.7

物种样本： 水稻

DOI： 10.1038/s41588-024-01795-7

过多的氮素会促进水稻中非生产性分蘖的形成，这降低了氮素利用效率。通过平衡氮素吸收和生产性分蘖的形成来培育高NUE的水稻品种仍然是一个长期存在的挑战，然而这两个过程在水稻中是如何协调的仍然是个谜。本研究通过转录组和DAP-seq分析确定了转录因子OsGATA8是水稻中氮素吸收和分蘖形成的关键协调者。OsGATA8通过抑制氨态氮转运基因OsAMT3.2的转录来负调节氮素吸收。同时它通过抑制分蘖的负调节因子OsTCP19的转录来促进分蘖形成。

图1. OsGATA8负调控水稻PTNR和有效分蘖比例

案例2

转录组与代谢组学揭示了青藏高原川贝母对镉毒性的分子反应

英文标题： Physiological, cytological and multi-omics analysis revealed the molecular response of Fritillaria cirrhosa to Cd toxicity in Qinghai-Tibet Plateau

发表期刊： Journal of Hazardous Materials

发表时间： 2024.05.14

产品服务 ： RNA-seq,代谢组

客户单位： 中国中医科学院

影响因子： 13.6

物种样本： 川贝母

DOI： 10.1016/j.jhazmat.2024.134611

川贝母是高原地区特有的濒危植物，由于青藏高原的污染，面临着日益严重的镉胁迫。本研究采用生理、细胞学和多组学技术，研究了镉胁迫对肝硬化的毒性作用和解毒机制。结果表明，镉对细胞膜和细胞器造成严重损伤，导致显著的氧化损伤，降低光合作用、生物碱和核苷含量以及生物量。综合多组学分析表明，谷胱甘肽代谢和细胞壁生物合成途径共同构成了肝硬化对镉胁迫的解毒机制。

图2. 镉对 F. cirrhosa 叶片和鳞茎的超微结构的影响

案例3

转录组测序发现2种水通道蛋白在植物中介导新烟碱类农药的吸收

英文标题： Two aquaporins, PIP1;1 and PIP2;1, mediate theuptake of neonicotinoid pesticides in plants

发表期刊： Plant Communications

发表时间： 2024.01.30

产品服务： RNA-seq

客户单位： 江苏省农业科学院

影响因子： 10.5

物种样本： 小白菜

DOI： 10.1016/j.xplc.2024.100830

新烟碱类（NEO）是一大类有机化合物，是一种常用的农作物保护农药。它们在植物中的吸收和积累是其细胞内和细胞间运动、转化和功能的先决条件。了解植物吸收NEO的分子机制对于有效应用至关重要，但目前这一点仍然难以捉摸。本研究证明NEO主要通过跨膜共生途径进入植物细胞，并主要在细胞质中积累。

图3. 敲除变体减少拟南芥和栽培稻中的NEO积累

案例4

转录组揭示小麦TaCYP78A家族对多个产量相关性状的表型多效性影响

英文标题： Pleiotropic phenotypic effects of the TaCYP78A family on multiple yield-related traits in wheat

发表期刊： Plant Biotechnology Journal

发表时间： 2024.05.23

产品服务： RNA-seq

客户单位： 西北农林科技大学

影响因子： 10.1

物种样本： 小麦

DOI： 10.1111/pbi.14385

作物产量的增加依赖于在作物育种过程中选择和利用多效性基因/等位基因来改善多个产量相关性状。然而，由于在育种实践中YRT之间的权衡，YRT的协同改进具有挑战性。这里，通过分析全球1571份小麦材料中的等位基因变异，鉴定了TaCYP78A家族的有利单倍型，证明了在小麦育种过程中选择和利用多效性基因来提高产量和相关性状。

图4. TaCYP78A3/5/16/17-A的表达水平影响小麦的器官大小和产量相关性状

案例5

转录组研究隐色素PtCPF1通过协调铁磷吸收调节海洋硅藻的高温驯化

英文标题： Cryptochrome PtCPF1 regulates high temperature acclimation of marine diatoms through coordination of iron and phosphorus uptake

发表期刊： The ISME Journal

发表时间： 2024.01.10

产品服务： RNA-seq

客户单位： 中国科学院海洋研究所

影响因子： 11.0

物种样本： 藻类植物

DOI： 10.1093/ismejo/wrad019

海洋温度的升高威胁着海洋硅藻的生产力和物种组成。高温响应和调节是海洋硅藻适应高温环境的重要因素。然而，它们适应高温的分子机制在很大程度上仍然是未知的。在本研究中，基于Tara Oceans数据集，海洋浮游植物中PtCPF1同源物(模式硅藻褐指藻中隐色素-光解酶家族的成员)转录物的丰度随着温度的升高而增加。

图5. 高温下参与铁和磷吸收的基因的表达需要PtCPF1

案例6

转录组揭示光照调控草莓果实成熟的分子机制

英文标题： DNA methylation controlling abscisic acid catabolism responds to light to mediate strawberry fruit ripening

发表期刊： Journal of Integrative Plant Biology

发表时间： 2024.06.19

产品服务： RNA-seq

客户单位： 浙江大学

影响因子： 9.3

物种样本： 草莓果实

DOI： 10.1111/jipb.13681

草莓果实的成熟受多种因素调控，包括植物激素、表观遗传调控和环境因素。光照作为重要的环境因素，对草莓果实成熟的影响机制尚不清楚。本研究旨在探究光照对草莓果实成熟的影响，并阐明其分子机制。研究发现遮光条件下的草莓果实成熟较慢，与ABA含量的降低有关。遮光导致全基因组DNA甲基化水平上调，特别是ABA代谢关键基因FaCYP707A4的启动子区域DNA甲基化水平降低，与基因表达上调和ABA含量下降相关。FaCRY1（蓝光受体）和FaAGO4与FaCYP707A4的表达调控有关，它们之间的相互作用可能影响DNA甲基化状态。通过瞬时过表达或RNA干扰FaCRY1，证实了它在草莓成熟过程中的作用，影响DNA甲基化水平和ABA含量。

图6. 黑暗和光照条件下的草莓果实表型

案例7

转录组研究组蛋白去乙酰化酶GhHDA5负调控棉花黄萎病抗性

英文标题： Histone deacetylase GhHDA5 negatively regulates Verticillium wilt resistance in cotton

发表期刊： Plant Physiology

发表时间： 2024.09.14

技术策略： RNA-seq

客户单位： 河南大学

影响因子： 6.5

物种样本： 棉花

DOI： 10.1093/plphys/kiae490

本研究的主要目的是探讨棉花组蛋白去乙酰化酶5（GhHDA5）在棉花对黄萎病抗性中的作用，特别是GhHDA5在病原菌感染下的表达及其对棉花抗病性的调控机制。基因表达与功能分析发现，GhHDA5在黄萎病菌感染下表达量上调。通过高通量测序技术分析了GhHDA5对组蛋白H3赖氨酸9和14（H3K9K14ac）乙酰化水平的影响，发现GhHDA5通过降低这些位点的乙酰化水平抑制了几个与木质素生物合成相关基因（如Gh4CL3和GhF5H）的表达。这种调控导致了GhHDA5沉默的棉花中木质素，特别是S单体的沉积增加。

图7.接种大丽轮枝菌棉花根的转录组分析

案例8

转录组揭示 OsCSLD4 在水稻耐盐碱胁迫中的作用机制

如何进行植物转录组分析？

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