结果:在这里,我们介绍了QuantPrime,这是一种直观且用户友好的全自动工具,用于小型至大规模的QPCR分析中的引物对设计。QuantPrime可以通过Internet http://www.quantprime.de/在线使用,也可以在下载后在本地计算机上使用;它提供具有高度可自定义参数的设计和特异性检查,并准备与许多重要的高等真核模型生物和植物作物的公开转录组一起使用(目前总共有295种),同时受益于外显子边框和可用基因组注释中的替代剪接变体信息。模型植物拟南芥,作物Hordeum vulgare和模型绿色Alga Chlamydomonas Reinhardtii的实验结果显示,设计的底漆对的成功率超过96%。
甲虫巨星Jannaschi(古细菌)1.7 100-200 X / 0.1-0.2 E. Coli K12(细菌)4.6 100-200× / 0.5-0.5-0.5-0.5-0-0。 1-1.2秀丽隐杆线虫(线虫蠕虫)97 80-100-100× / 8-10拟南芥(植物)125 80-100-100× / 10-13果蝇黑色素果(果蝇)180 80-100-100-100× / 15-18 Danio Rerio(斑马鱼)1400 30-50× / 42-70 HOMO SAPIENS(HUMAN)3300 30× / 99(浅层); ≥80×/≥264(DEP)Hordeum dufgarre(大麦)4200 30× / 126 BUFO BUFO(TOAD)5000 30× / 150× / 150× /
由腺嘌呤 N 6 位甲基化 (N 6 -甲基腺苷 [m 6 A]) 介导的 mRNA 转录后调控对植物的转录组调控具有重大影响。针对真核生物的重点研究让我们得以一窥 m 6 A 在发育和疾病状态下所控制的过程。然而,我们缺乏对植物生物胁迫期间 m 6 A 的动态和调控潜力的了解。在这里,我们全面研究了 m 6 A 对拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 病原体信号传导的短期和长期反应的影响。我们证明缺乏 m 6 A 的植物对细菌和真菌病原体感染的抵抗力更强,并且免疫反应发生了改变。此外,在病原体信号鞭毛蛋白之前和之后,m 6 A 沉积在参与防御和免疫的转录本上是特异性协调的。因此,m 6 A 对特定应激反应转录本的动态调节与这些转录本的丰度和裂解变化相关。总体而言,我们表明 m 6 A 甲基化组在模拟和活性病原体应激之前和期间受到调节,并在正常生长和病原体反应的协调和平衡中发挥作用。
在智能温室农业中,光品质对植物生长和发育的影响至关重要,但缺乏对最佳组合的系统识别。这项研究通过分析了使用天数与花园(DTF)和下型基因长度作为测量植物生长和发育的代理来解决对拟南芥拟南芥生长的各种效果(光周期,强度,比例,光黑暗顺序)来解决这一差距。通过全面的文献综述建立了合适的范围后,这些特性在这些范围内变化。与白光相比,蓝光的16小时循环分别将DTF和下胚轴长度降低了12%和3%。有趣的是,可以使用14小时光的光周期(由8小时的66.7 µ mol/m 2 S - 1红色和800 µ mol/m Mol/m 2 S - 1
在植物根部的微生物定植期间,特异性微生物激活的过程的识别受到元文字组学的技术约束的阻碍。这些包括缺乏参考基因组,数据集中宿主或微生物rRNA序列的高度表示,或难以实验验证基因功能。在这里,我们将无菌丝的丁香虫thaliana重新定殖,具有合成但代表性的根微生物群,可释放106个基因组序列的细菌和真菌分离株。我们使用了多个王国rRNA耗竭,深度RNA测序和读取参考微生物基因组来分析丰富的殖民者的植物元转录组。我们确定了在土壤界面差异调节的3,000多个微生物基因。翻译和能量生产过程在植物中持续激活,它们的诱导与细菌菌株在根中的丰度相关。最后,我们使用靶向诱变表明,在丰富的细菌菌株之一(一种可遗传可触及的杜鹃杆菌)中,需要多种细菌持续诱导的几个基因。我们的结果表明,菌群成员激活应变特异性过程,但也可以激活植物根的常见基因集。
花粉粒的数量在物种内和物种间存在差异。然而,与雄蕊细胞分化方面的研究相比,人们对这一数量性状的分子基础知之甚少。最近,通过拟南芥的全基因组关联研究,分离出了第一个负责花粉数量变异的基因 REDUCED POLLEN NUMBER1 (RDP1),并表现出自然选择的特征。该基因编码酵母 Mrt4 (mRNA 转换 4) 的同源物,它是大核糖体亚基的组装因子。然而,没有进一步的数据将核糖体功能与花粉发育联系起来。在这里,我们使用标准 A. thaliana 登录号 Col-0 表征了 RDP1 基因。由 CRISPR/Cas9 产生的移码突变体 rdp1-3 揭示了 RDP1 在开花中的多效性作用,从而表明该基因是花粉发育以外的多种过程所必需的。我们发现,天然的 Col-0 等位基因导致 Bor-4 等位基因的花粉数量减少,这是通过定量互补测试评估的,该测试比转基因实验更敏感。结合通过序列比对确定的 Col-0 中的历史重组事件,这些结果表明 RDP1 的编码序列是导致自然表型变异的候选区域。为了阐明 RDP1 参与的生物学过程,我们进行了转录组分析。我们发现负责核糖体大亚基组装/生物合成的基因在差异调控基因中富集,这支持了 rdp1-3 突变体中核糖体生物合成受到干扰的假设。在花粉发育基因中,编码碱性螺旋-环-螺旋 (bHLH) 转录因子的三个关键基因(ABORTED MICROSPORES ( AMS )、bHLH010 和 bHLH089 )以及 AMS 的直接下游基因在 rdp1-3 突变体中下调。总之,我们的结果表明核糖体通过 RDP1 在花粉发育中发挥特殊功能,RDP1 含有受选择的天然变体。
如今,通过各种高通量技术的开发,可以很好地分析真核基因组的线性维度,从而可以进行基因组范围的方法。因此,他们的序列几乎没有谜,更容易质疑他们的进化和越来越多的研究旨在绘制其动态表观基因症状。这一进展引起了新的挑战,即使基因组重新恢复其三维核框架,以检查基因组的主要功能与相互相间细胞核的结构之间的相互作用,从而破译了核结构与功能之间的关系。因此,对核室有新的兴趣,其中一些描述了大约两个世纪前和3D核结构。因此,在动物和植物细胞中都在积极研究了相间细胞核的特殊复杂性,其有序结构以及该细胞器的动力学。已经了解了细胞核的组成和精细结构,以及其各种功能隔室的形成机理和动力学的机理。对染色质和其他核室之间的结构和功能相互作用有了更好的了解。这些研究伴随着特定的3D方法和工具的开发,例如3D成像和建模以及捕获染色体构象的方法。然而,关于植物中的染色质动力学还有很多尚待了解。已经发表了许多关于核组织各个方面的评论(De Wit and de Laat 2012; Dekker等,2013; Delgado等,2010; Dion and Gasser 2013; Rajapakse and Groudine 2011; Taddei and Gasser 2012; Towbin等,2012; Towbin等人,2013年)。在这篇综述中,我们总结了我们当前对模型植物拟南芥中相间核核区室的知识,并特别强调了异染色质。的确,这个隔室是高度塑料的,表现出大规模的重组并有助于基因组组织,而在细胞核尺度上的白染色质动力学几乎没有研究。我们还讨论了3D建模和定量技术,用于分析相互核的体系结构,这些核的结构仍处于thaliana的起步阶段。
与饱和脂肪酸合成的脂肪酰基 - 酰基载体蛋白硫酯酶B(FATB)基因在脂肪酸含量和储存脂质的组成中起着重要作用。然而,FATB在大豆中的作用(甘氨酸最大)的特征很差。本文提出了10个假设FATB成员的初步生物信息学和分子生物学研究。结果表明,GMFATB1B,GMFATB2A和GMFATB2B包含许多参与防御和压力反应以及分生组织组织表达的响应元素。此外,GMFATB1A和GMFATB1B的编码序列比其他基因明显更长。它们的表达在生长过程中在大豆植物的不同器官中有所不同,GMFATB2A和GMFATB2B显示出较高的相对表达。此外,亚细胞定位分析表明,它们主要存在于叶绿体中。Overexpression of GmFATB1A , GmFATB1B , GmFATB2A and GmFATB2B in transgenic Arabidopsis thaliana plants increased the seed oil content by 10.3%, 12.5%, 7.5% and 8.4%, respectively, compared to that in the wild-type and led to signi fi cant increases in palmitic and stearic acid content.因此,这项研究增强了我们对大豆中FATB家族的理解,并为随后改善大豆质量提供了理论基础。
脱落酸 (ABA) 对种子休眠的控制已得到广泛研究,但其潜在机制尚未完全了解。本文,我们报告了拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 中两种与 ABA 相关的种子休眠调节剂的特征:ODR1(用于逆转 rdo5),水稻 (Oryza sativa) 种子休眠 4 (Sdr4) 的直系同源物,以及碱性螺旋-环-螺旋转录因子 bHLH57。ODR1 的转录水平直接受到转录因子 ABA INSENSITIVE3 (ABI3) 的抑制,它通过影响 ABA 生物合成和 ABA 信号传导来负向调节种子休眠。相比之下,bHLH57 通过诱导基因 9-CIS-EPOXYCAROTENOID DIOXYGENASE6 ( NCED6 ) 和 NCED9 的表达来正向调节种子休眠,这两个基因编码 ABA 生物合成酶,从而导致更高的 ABA 水平。ODR1 与 bHLH57 相互作用并抑制 bHLH57 调节的 NCED6 和 NCED9 在细胞核中的表达。bhlh57 功能丧失等位基因可以部分抵消 odr1 突变体中增强的 NCED6 和 NCED9 表达,因此可以挽救它们相关的超休眠表型。因此,我们确定了一个新颖的 ABI3-ODR1-bHLH57-NCED6/9 网络,该网络为了解 ABA 生物合成和信号传导对种子休眠的调节提供了见解。
GBLUP 是应用最广泛的基因组预测 (GP) 方法,由于需要求基因组关系矩阵 (GRM) 的逆,因此随着训练群体规模的增加,该方法会消耗大量且不断增加的计算资源。因此,在本研究中,我们结合随机 Haseman - Elston (HE) 回归 (RHE-reg) 和预条件共轭梯度 (PCG),开发了一种新的基因组预测方法 (RHEPCG),该方法避免了直接求 GRM 的逆。模拟结果表明,在大多数情况下,RHEPCG 不仅能达到与 GBLUP 相似的预测精度,而且还能显著减少计算时间。对于实际数据,与 GBLUP 相比,RHEPCG 对拟南芥 F2 群体的 7 个性状和高粱双色 RIL 群体的 4 个性状表现出相似或更好的预测精度。这表明 RHEPCG 是 GBLUP 的一个实用替代方案,并且具有更好的计算效率。