單春會, 陳 衛(wèi), 唐鳳仙, 姜富耀
(1.江南大學(xué) 食品學(xué)院,江蘇 無錫214122;2.石河子大學(xué) 食品學(xué)院,新疆 石河子832003)
青霉菌侵染前后哈密瓜轉(zhuǎn)錄組的構(gòu)建及分析
單春會1,2, 陳 衛(wèi)*1, 唐鳳仙2, 姜富耀2
(1.江南大學(xué) 食品學(xué)院,江蘇 無錫214122;2.石河子大學(xué) 食品學(xué)院,新疆 石河子832003)
豐富的營養(yǎng)物質(zhì)容易被青霉菌侵染,從而導(dǎo)致哈密瓜的腐壞變質(zhì)。利用Illumina測序技術(shù)考察青霉病原菌侵染前后哈密瓜基因轉(zhuǎn)錄組水平的差異變化。利用Illumina平臺測序并分析了哈密瓜的轉(zhuǎn)錄組信息。過濾后的Clean Reads包含4 947 555 420 nt的堿基數(shù),對Clean Reads進行組裝,獲得了50 502條Unigene。在NR數(shù)據(jù)庫中,以E value值10-5為截點進行BLAST比對,共有71.28%的Unigenes比對到該數(shù)據(jù)庫中。但還有10 526條Unigene沒有比對到NR、NT 和Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫,可能是哈密瓜果實區(qū)別于其它物種而特有的基因,這需要進一步驗證。將本次轉(zhuǎn)錄組測序得到的39 976個Unigene比對到KEGG數(shù)據(jù)庫進行Pathway注釋,共映射到不同的代謝通路128個。
哈密瓜;轉(zhuǎn)錄組;測序;組裝結(jié)果分析
哈密瓜屬于葫蘆科甜瓜類植物[1],通常指的是新疆的厚皮甜瓜(Cucumis melo Lvar),是一種新疆特色瓜果。哈密瓜形態(tài)各異,風(fēng)味獨特,不但好吃,而且營養(yǎng)豐富。據(jù)張輝[2]、趙劼[3]的研究報道,哈密瓜在整個生長發(fā)育過程中均可受到病原菌的潛伏侵染,其中網(wǎng)紋期為病原菌侵染的較重時期。篩選并分離新疆哈密瓜采后主要致腐病原菌,并對冷藏中的果實進行潛伏侵染的真菌分離鑒定,可以得出青霉屬菌等是引起哈密瓜在低溫貯藏和冷藏運輸中腐爛的優(yōu)勢病原菌[4-5]。由于哈密瓜在貯運過程中極易受到青霉病原菌的侵染,采后哈密瓜應(yīng)對青霉菌侵染的反應(yīng)機制和調(diào)控是提高其貯藏品質(zhì)和延長貯藏時間的關(guān)鍵。目前轉(zhuǎn)錄組學(xué)己經(jīng)被廣泛應(yīng)用于植物與微生物相互作用研究[6]。轉(zhuǎn)錄組是細(xì)胞或組織在特定時間或狀態(tài)下所能轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA的總和,是研究細(xì)胞表型和功能的一個重要手段。隨著并行測序技術(shù)的發(fā)展,測序成本降低,大規(guī)模轉(zhuǎn)錄組測序也成為了轉(zhuǎn)錄 組研究的重 要方法,包括SAGE(serial analysis of gene expression),CAGE (cap analysis of gene expression),MPSS(massively parallel signature sequencing) 和 RNA-Seq(RNA sequencing)等[7-9]。近年來,轉(zhuǎn)錄組學(xué)在揭示植物細(xì)胞生理活動規(guī)律的研究中應(yīng)用日益廣泛,也分別在棉花[10]、小麥[11]、番茄[12]、大豆[13]的科研中取得了不錯的應(yīng)用效果。
本實驗擬采用轉(zhuǎn)錄組學(xué)及現(xiàn)代分子生物信息學(xué)等技術(shù)手段,考察青霉病原菌侵染前后哈密瓜基因轉(zhuǎn)錄組水平的差異變化,研究采后哈密瓜對青霉病原菌侵染的應(yīng)答反應(yīng)。為開展相關(guān)抗病性基因的表達調(diào)控奠定基礎(chǔ),進而為哈密瓜采后病害的無污染防治技術(shù)和綠色保鮮技術(shù)提供理論依據(jù)。
1.1 原料
哈密瓜,新疆哈密淖毛湖農(nóng)場采摘的伽師瓜。
1.2 主要試劑和試劑盒
Tween 20,國產(chǎn)分析純;RNAplant Plus RNA提取試劑盒,TIANGEN BIOTECHCO公司產(chǎn)品;ReverTra Ace qPCR RT Kit,TOYOBO公司產(chǎn)品;SYBR○RGreen Realtime PCR MasterMix-Plus qRTPCR試劑,TOYOBO公司產(chǎn)品。
1.3 主要儀器設(shè)備
Centrifuge 5804R高速低溫離心機,Eppendorf公司制造;SmartGel紫外凝膠成像系統(tǒng),北京賽智創(chuàng)業(yè)科技有限公司制造;TP600 PCR儀,TakaRa公司制造;Personalcycler儀,Bionietra公司制造;HiSeqTM2000型測序平臺,Illumina公司制造。
1.4 方法
1.4.1 樣品處理與收集 青霉菌(Penicillium)孢子懸浮液配制:青霉菌分離自采后哈密瓜貯藏過程中發(fā)病的果實,經(jīng)純化培養(yǎng)后,用含質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01% Tween 20無菌水配制成濃度為1×105個/mL的孢子懸浮液,備用。將哈密瓜用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%的二氧化氯水消毒,再用無菌水清洗,瀝干水分。用滅過菌的打孔器在哈密瓜赤道部位表面打6個深度為1~1.5 cm的孔,其中2個孔不接菌,其余4個孔中分別接入10 μL濃度為1×105個/mL的青霉菌孢子懸浮液。分別于0 h,接菌48 h(潛伏期)和60 h(顯癥期)取樣。每組處理進行3個平行實驗。取不接菌、接菌48 h、接菌60 h的哈密瓜組織樣品備用;另取不接菌、接菌48 h、接菌60 h的哈密瓜組織樣品進行混合,備用。
1.4.2 總RNA的提取 總RNA提取參照TIANGEN RNAplant Plus RNA提取試劑盒操作說明,并根據(jù)實際情況略作調(diào)整[14]。
1.4.3 轉(zhuǎn)錄組測序 轉(zhuǎn)錄組測序工作委托深圳華大公司完成。
1.4.4 轉(zhuǎn)錄組生物信息學(xué)分析
1)產(chǎn)量統(tǒng)計:測序得到的原始圖像數(shù)據(jù)經(jīng)base calling轉(zhuǎn)化為序列數(shù)據(jù),通過去除含 adaptor的reads,去除N的比率大于10%的reads,去除低質(zhì)量reads(質(zhì)量值Q≤10的堿基數(shù)占整個read的20%以上),獲得Clean reads。
2)組裝Contig和Unigene長度分布統(tǒng)計:用短reads組裝軟件Trinity組裝,對組裝出來的Contig 和Unigene做長度分布統(tǒng)計。
3)Unigene功能注釋及 COG分類:分別將Unigene注釋到NR(NCBI non-redundant),NT(NCBI nucleotide database),Swiss-Prot(the Swiss-Prot protein database),KEGG (the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes),COG (the Clusters of Orthologous Groups of proteins),GO(gene ontology)數(shù)據(jù)庫,對注釋到每個數(shù)據(jù)庫以及所有注釋上的Unigene數(shù)目統(tǒng)計,給出NR分類圖和COG分類圖。
4)Unigene的GO分類:根據(jù)NR注釋信息得到GO功能注釋,得到每個Unigene的GO注釋后,用WEGO軟件對所有Unigene做GO功能分類統(tǒng)計。
5)Unigene代謝通路分析:根據(jù)KEGG數(shù)據(jù)庫的注釋信息,得到Unigene的Pathway注釋。
2.1 產(chǎn)量統(tǒng)計
數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計結(jié)果見表1。
表1 哈密瓜果實測序產(chǎn)量統(tǒng)計Table1 Output statistics of sequencing of Hami melon fruit
對哈密瓜果實測序后,共獲57 872 626條原始reads片段,過濾后Clean Reads數(shù)為54 972 838條,含4 947 555 420 nt堿基數(shù),其中過濾后Q20堿基比率為98.67%,過濾后不確定的堿基比率為0,GC值45.37%??梢姡瑴y序可滿足后續(xù)數(shù)據(jù)組裝及處理的要求。
2.2 組裝Contig和Unigene長度分布統(tǒng)計
使用組裝軟件Trinity對 54 972 838條Clean Reads進行組裝,獲得了83 968條Contig片段,總長33 408 705 nt;獲得了50 502條Unigene,總長41 882 740 nt,其中聚類的Unigene15 076條,單獨的gene 35 426條。
結(jié)果見表2。
2.2.1 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組的Contig長度分布及質(zhì)量統(tǒng)計 對組裝出來的Contig做長度分布統(tǒng)計。結(jié)果如圖1所示。
表2 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組組裝質(zhì)量統(tǒng)計Table2 Statistics of assembly quality in transcriptome of Hami melon fruit
圖1 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組的Contig長度分布統(tǒng)計Fig.1 Length distribution of assembly Contigs in transcriptome of Hami melon fruit
組裝出的83 968條Contig片段中,長度在100~200 nt的有42 241條,占50.31%;200~300 nt 的15 708條,占18.71%;300~400 nt的6 407條,占7.63%;400~500 nt的3 648條,占4.34%;大于等于500 nt的15 964條,占19.01%。所有Contigs總長為33 408 705 nt,平均長度398 nt,N50為788 nt??梢?,Contig片段長度以100~200 nt為主,符合Illumina測序的預(yù)期結(jié)果。
2.2.2 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組的Unigene長度分布及質(zhì)量統(tǒng)計 對組裝出來的Unigene做長度分布統(tǒng)計。由圖2可知:組裝出的50 502條Unigene中,100~500 nt的 Unigenes 25 837條,占總 Unigenes的 51.16%;500~1000nt的Unigenes10605條,占21.00%;1 000~1 500 nt的Unigenes 5 824條,占11.53%;1 500~2 000 nt的Unigenes 3 778條,占7.48%;大于等于2 000 nt的Unigenes 4 458條,占8.83%。所有Unigenes總長為41 882 740 nt,平均長度為829 nt,N50為 1 383 nt。在所有的 Unigenes中 Distinct Clusters有15 076條,Distinct Singletons有35 426條。對測序獲得的read在組裝好的Unigene的位置分布情況進行分析,結(jié)果如圖3所示。哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組測序獲得的Unigene 3'端和5'端的reads數(shù)量相對較少,尤其是3'末端和5'末端位置,而相對位置在0.2~0.8的部分,reads數(shù)量相對較多且分布較均衡。
圖2 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組的Unigene長度分布統(tǒng)計Fig.2 Length distribution of assembly Unigene in transcriptome of Hami melon fruit
圖3 哈密瓜果實文庫的reads在Unigene上的測序隨機性分布Fig.3 Randomicity of Hami melon fruit reads on Unigene
2.3 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組的Unigenes功能注釋及COG分類
以多種互補方法對拼接的Unigenes作功能注釋。通過blastx將Unigene序列比對到蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫 NR、Swiss-Prot、KEGG和 CO G (evalue<0.000 01),并通過blastn將Unigene比對到核酸數(shù)據(jù)庫Nt(evalue<0.000 01),得到跟給定Unigene具有最高序列相似性的蛋白質(zhì),從而得到該Unigene的蛋白質(zhì)功能注釋信息。
2.3.1 注釋結(jié)果匯總 統(tǒng)計結(jié)果見表3:在50 502條Unigene中,36 000條Unigene(71.28%)、37 256條Unigene(74.31%)和21 002條Unigene(41.59%)在設(shè)定的E值范圍內(nèi)可以比對到NR數(shù)據(jù)庫、NT數(shù)據(jù)庫和Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫,但還有28.72%的Unigene 在NR庫中是未知基因,25.69%的Unigene在NT庫中是未知序列,29 500條Unigenes(58.41%)在Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫中沒有得到注釋。將50 502條Unigenes比對到 KEGG數(shù)據(jù)庫,有 19 600條Unigenes參與了代謝通路;有13 221條Unigenes在COG數(shù)據(jù)庫可以預(yù)測功能;有27 001條Unigenes可以映射到GO不同的功能節(jié)點上。
表3 注釋結(jié)果統(tǒng)計Table3 Statistics of annotation results
沒有比對到 NR、NT和 Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫的10 526條Unigene可能是新發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄本,是哈密瓜果實區(qū)別于其它物種而特有的基因,這需要進一步驗證。
2.3.2 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組的Unigene在NR數(shù)據(jù)庫中的注釋分類結(jié)果 在NR數(shù)據(jù)庫中,以E-value值10-5為截點進行 BLAST比對,共有 71.28%的Unigenes比對到該數(shù)據(jù)庫中。它們中 38.62%的Unigenes E-value值低于1E-100,25.28%的Unigenes E-value值在 1E-100與 1E-45之間,36.12%的Unigenes E-value值在1E-45與1E-5之間,詳見圖4(a),表明注釋到NR數(shù)據(jù)庫的Unigenes與庫內(nèi)基因具有很好的同源性。相似度分析顯示,在能比對到Nr數(shù)據(jù)庫的Unigene中,相似度在20%~40%的Unigene為1 490條,占總Unigene的4.14%;相似度在 40%~60%的 Unigene為 2 370條,占總Unigene的6.58%;相似度在60%~80%的Unigene 為2 891條,占總Unigene的8.03%;相似度在80%~95%的 Unigene為 11 754條,占總 Unigene的32.65%;相似度在95%~100%的Unigene為17 495條,占總Unigene的48.60%,見圖4(b)。圖4(c)為注釋到NR數(shù)據(jù)庫中Unigene匹配序列的種群分布圖,可見,樣品注釋到NR數(shù)據(jù)庫的Unigene與黃瓜已發(fā)表基因組序列匹配度最高,達85.61%;其次是甜瓜,2.54%;葡萄1.54%;桃1.24%。Unigene數(shù)目分別為30 820條、916條、556條、445條。
2.3.3 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組的Unigene COG功能分類 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組中Unigene有23 421條與COG數(shù)據(jù)庫中的基因建立了對應(yīng)關(guān)系,根據(jù)功能可將Unigene分為25類,分別用A—Z表示,見圖5。Unigene的COG功能涉及大多數(shù)的生命活動,其中,R類 General function prediction only基因數(shù)量最多,為3 946條,占16.85%;其次是L類Replication,recombination和repair基因數(shù)量2150條,占 9.18%;K類 Transcription基因數(shù)2 043條,占8.72%;O類 Posttranslational modification,protein turnover,chaperones基因數(shù)量1 796條,占7.67%;J類Translation,ribosomal structure和biogenesis基因數(shù)量1 670條,占7.13%;T類Signal transduction mechanisms基因數(shù)量為1 581條,占6.75%;G類Carbohydrate transport和 metabolism 基因數(shù)量為1 405條,占6.00%;E類 Amino acid transport和metabolism基因數(shù)量 1 014條,占 4.32%;W 類Extracellular structures和Y類Nuclear structure基因數(shù)量最少,僅為9條和5條。
圖4 NR分類結(jié)果Fig.4 Figure of NR classification
2.4 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組的Unigene GO功能分類
基于NR注釋進行GO分類,經(jīng)BLAST2G0軟件分析,發(fā)現(xiàn)在39 976個注釋序列中有27 001個能得到相應(yīng)的GO注釋。通過WEGO軟件分類統(tǒng)計,這些GO信息被進一步歸納為基因的分子功能、細(xì)胞組分、生物過程3個主類,54個亞類,具體見圖6。
由于同一轉(zhuǎn)錄本可映射到不同節(jié)點,所以共有83 951條Unigene歸入細(xì)胞組分,主要聚集于細(xì)胞、細(xì)胞成分和細(xì)胞器3個亞類,分別有21 254、21 253 和17023個Unigene歸類于此3個亞類;有30788條Unigene歸入分子功能,主要聚集于結(jié)合作用和催化活性兩個亞類,分別有 13 057和 13 118個Unigene被歸類于此 2個亞類;有110 204條Unigene歸入生物學(xué)過程,生物過程中樣品基因主要聚集于細(xì)胞過程、代謝過程和單個有機體過程3個亞類,分別有17 329、16 505和12 142個Unigenes被歸類于此3個亞類;其它涉及生物調(diào)節(jié)的Unigene有6 949條,涉及應(yīng)激反應(yīng)的有8 585條,涉及信號的Unigene有2 442條。表明這些功能在哈密瓜抗病過程中起著重要作用。
圖5 COG功能注釋分布Fig.5 COG function classification of Unigene in All-Unigene
圖6 Unigene的GO分類Fig.6 GO function classification of Unigene in All-Unigene.
2.5 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組Unigene代謝通路分析
2.5.1 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組Unigene代謝通路分析為系統(tǒng)分析基因產(chǎn)物在細(xì)胞中的代謝途徑以及這些基因產(chǎn)物的功能,將本次轉(zhuǎn)錄組測序得到的39 976個 Unigene比對到 KEGG數(shù)據(jù)庫進行Pathway注釋。結(jié)果發(fā)現(xiàn)有19 600個(49.0%)成功獲得注釋,共映射到不同的代謝通路128個。包括生化代謝通路、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、植物-病原互作、RNA轉(zhuǎn)運、甘油磷脂代謝、糖酵解、糖異生、苯丙氨酸生物合成、核苷酸剪切修復(fù)、脂類代謝、嘌呤代謝、類固醇生物合成等,具體詳見文獻[15]。
在不同的代謝通路中涉及到的Unigenes數(shù)量差異較大,其中代謝途徑的Unigene最多,為4 388個(22.39%),其次是次生代謝產(chǎn)物的生物合成相關(guān)的Unigene,有2 031個(10.36%),植物激素信號傳導(dǎo)相關(guān)的Unigene有965個(4.92%),植物-病原物互作相關(guān)的Unigene有741個(3.78%),而參與甜菜素生物合成的Unigene最少,僅為1個(0.01%)。
對哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組中與環(huán)境適應(yīng)性、免疫系統(tǒng)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的Unigene進一步分析,由圖7、8、9可知,與環(huán)境適應(yīng)性相關(guān)的Unigene有971條,其中與植物—病原菌互作的Unigene有741條;與免疫系統(tǒng)相關(guān)的Unigene有116條;與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的Unigene有1 038條。這些Unigene功能的挖掘,將為采后哈密瓜對外界逆境的分子應(yīng)答機制奠定基礎(chǔ)。
圖7 代謝途徑中與環(huán)境適應(yīng)相關(guān)的UnigeneFig.7 Unigene related to environmental adaptation in metabolic pathways
圖8 代謝途徑中與免疫系統(tǒng)相關(guān)的UnigeneFig.8 Unigene related to immune system in metabolic pathways
圖9 代謝途徑中與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的UnigeneFig.9 Unigene related to Signal transduction in metabolic pathways
2.5.2 哈密瓜果實轉(zhuǎn)錄組植物與病原菌相互作用通路分析 針對哈密瓜抗病性的研究,植物-病原菌互作代謝通路成為關(guān)注重點,見圖10。進一步分析可知,植物-病原菌互作的Pathway通路中含有fungal PAMP,Ca2+,Bacterial flagellin,Bacterial EFTu,Bacterial secretion system,PRRs,Coronatine/JA,Defense-realated gene induction等子代謝通路,其基因數(shù)目見表4。
圖10 哈密瓜果實中植物與病原菌相互作用途徑KEGG預(yù)測圖Fig.1 0 Plant-pathogen interaction pathway in Hami melon fruit generated by KEGG
表4 哈密瓜果實中植物與病原菌相互作用相關(guān)基因Table4 Plant-pathogen interaction pathway related genes in Hami melon fruit
利用Illumina平臺測序并分析哈密瓜的轉(zhuǎn)錄組信息,獲得過濾后的Clean Reads數(shù)為54 972 838條,包含4 947 555 420 nt的堿基數(shù),使用組裝軟件Trinity對54 972 838條Clean Reads進行組裝,獲得了50 502條Unigene,總長41 882 740 nt。在NR數(shù)據(jù)庫中,以E-value值10-5為截點進行BLAST比對,共有71.28%的Unigenes比對到該數(shù)據(jù)庫中,注釋到NR數(shù)據(jù)庫中的Unigene與黃瓜的已發(fā)表基因組序列匹配度最高,達85.61%。但還有10 526條Unigene沒有比對到NR、NT和Swiss-Prot數(shù)據(jù)庫,可能是新發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄本,是哈密瓜果實區(qū)別于其它物種的特有基因,這需進一步驗證。為系統(tǒng)分析基因產(chǎn)物在細(xì)胞中的代謝途徑,以及這些基因產(chǎn)物的功能,將本次轉(zhuǎn)錄組測序得到的39 976個Unigene比對到KEGG數(shù)據(jù)庫進行Pathway注釋。結(jié)果發(fā)現(xiàn),有19 600個(49.0%)成功獲得注釋,共映射到不同的代謝通路128個。目前國內(nèi)還沒有關(guān)于新疆哈密瓜轉(zhuǎn)錄組學(xué)的數(shù)據(jù)庫信息。本實驗結(jié)果為采后哈密瓜的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析研究提供了一種切實有效的模型,為開展相關(guān)抗病性基因的表達調(diào)控奠定了基礎(chǔ),進而為哈密瓜采后病害的無污染防治技術(shù)和綠色保鮮技術(shù)提供了理論依據(jù)。
[1]楊渡.淺談新疆甜瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2002,39(1):1-5. YANG Du.Elementary introduction to development of muskmelon industry of Xinjiang[J].Xinjiang Agricultural Sciences,2002,39(1):1-5.(in Chinese)
[2]張輝,李學(xué)文.新疆哈密瓜果實潛伏侵染真菌種類研究[J].新疆農(nóng)科院園藝所,2002(3):127-130. ZHANG Hui,LI Xuewen.Study on the species of latent fungi of Xinjiang Hami melon fruit[J].Xinjiang Agricultural Academy of Sciences,2002(3):127-130.(in Chinese)
[3]趙劼.厚皮甜瓜主要采后病害的潛伏侵染及生物學(xué)控制[D].蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2003.
[4]毛曉英,吳慶智,劉曉航,等.新疆哈密瓜采后主要致腐病原真菌的分離與鑒定[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2006,12(12):120-121. MAO Xiaoying,WU Qingzhi,LIU Xiaohang,et al.Separation and identification of pathogenic fungi from the postharvest Hami melon[J].Anhui Agri Sci Bull,2006,12(12):120-121.(in Chinese)
[5]鄧志斌,郭圖強,侯建華,等.新疆哈密瓜生產(chǎn)存在的問題與對策[J].新疆農(nóng)墾科技,2003(6):15-16. DENG Zhibin,GUO Tuqiang,HOU Jianhua,et al.Xinjiang Hami melon production problems and counter measures[J].Xinjiang Agricultural Reclamation Technology,2003(6):15-16.(in Chinese)
[6]STURDEVANT D E,VIRTANEVA K,MARTENS C,et al.Host-microbe interaction systems biology:life cycle transcriptomics and comparative genomics[J].Future Microbiol,2010,5(2):205-219.
[7]WANG Z,GERSTEIN M,SNYDER M.RNA-Seq:a revolutionary tool for transcriptomics[J].Nat Rev Genet,2009(10):57-63.
[8]FAUNES F,SANCHEZ N,CASTELLANOS J,et al.Identification of novel transcripts with differential dorso-ventral expression in xenopus gastrula using serial analysis of gene expression[J].Genome Biol,2009(10):15.
[9]YASSOURA M,KAPLANA T,F(xiàn)RASER H B,et al.Ab initio construction of a eukaryotic transcriptome by massively parallel mRNA sequencing[J].Proc Natl Acad Sci USA,2009,106:3264-3269.
[10]XIE C J,WANG D,YANG X Y.Protein extraction methods compatible with proteomic analysis for the cotton seedling[J].Crop Science,2009,49:395-402.
[11]WANG Xiaojie,LIU Wei,CHEN Xianming,et al.Differential gene expression in incompatible interaction between wheat and stripe rust fungus revealed by the cDNA-AFLP and comparison to compatible interaction[J].BMC Plant Biology,2010(10):1-15.
[12]LEROCH Michaela,KLEBER Astrid,SILVA Evelyn.Transcriptome profiling of botrytis cinerea conidial germination reveals upregulation of infection-related genes during the prepenetration stage[J].Eukaryot Cell,2013,12(4):614-626.
[13]ZABALA Gracia,ZOU Jijun,TUTEJA Jigyasa.Transcriptome changes in the phenylpropanoid pathway of glycine max in response to pseudomonas syringae infection[J].BMC Plant Biology,2006(6):26.
[14]MARIONI J C,MASON C E,MANE S M,et al.RNA-seq:an assessment of technical reproducibility and comparison with gene expression arrays[J].Genome Res,2008,18:1509-1517.
[15]單春會.哈密瓜響應(yīng)青霉菌侵染的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組研究及相關(guān)抗性酶變化分析 [D].無錫:江南大學(xué)食品學(xué)院,2015:19-22.
Construction and Analysis of the Transcriptome Before and After Infected by Penicillium in Hami Melon Fruit
SHAN Chunhui1,2, CHEN Wei*1, TANG Fengxian2, JIANG Fuyao2
(1.School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;2.Food College,Shihezi University,Shihezi 832003,China)
Hami melon is famous with its unique flavor and rich nutrition.However,it is easily spoilt due to infected by Penicillium.The changes of transcriptome levels before and after infected by Penicillium in Hami melon were investigated by illumina paired-end sequencing.The results showed that the filtrated clean reads contained 4 947 555 420 nt nucleotides,further assembling the Clean Reads led to the product of 50 502 unigenes.A total of 71.28%unigenes were found in NR database using BLASTX comparison with an E-value cut-off of 1e-5,whereas 10 526 unigenes were still found to no significant matches to any known protein in NR,NT and Swiss-Prot database.These may be the specific genes leading to the difference between Hami melon and other species and need to be further verified.The unigene metabolic pathway analysis was conducted on the 39 976 unigenes through comparing to KEGG database and 128 metabolic pathways were mapped.Transcriptional analysis will greatly improve the understanding of postharvest physiology characteristics of Hamimelon at the molecular level.It will provide a practical and effective model for the future research,such asexploringtheexpressionandregulationofimportantgenesrelatedtoPenicilliumpathogenresistance.
Hami cantaoupe,Transcriptome,De novo,Assembly analysis
Q 786
A
1673—1689(2016)06—0806—09
2015-01-27
國家自然科學(xué)基金項目(31360412)。
單春會(1978—),男,新疆石河子人,工學(xué)博士,副教授,主要從事食品生物技術(shù)的研究。E-mail:792875996@qq.com
陳 衛(wèi)(1966—),男,江蘇揚州人,工學(xué)博士,教授,博士研究生導(dǎo)師,主要從事食品生物技術(shù)的研究。E-mail:sch_0909@163.com