1. Экспериментальные материалы
C. oleifera Листья «Дабишан 1» собирались на трёх ключевых стадиях развития: ювенильная стадия, примерно в возрасте 2 лет; Испытуемый переходит в раннюю фазу плодоношения примерно в возрасте 6 лет, достигая пика плодоношения примерно в 10 лет. Все растения C. oleifera на вышеуказанных трёх стадиях развития были высажены с использованием контейнерных саженцев той же спецификации, что и C. oleifera 'Dabieshan 1'. Физические и химические свойства почвы лесных земель C. oleifera показаны в Таблице 1.
2. Обзор места сбора
Экспериментальные материалы были собраны в городе Хэпин, расположенном в самом сердце провинции Аньхой. Уезд Шучэн расположен в центральной части провинции, входя в периферийную зону гор Дабэ. Координаты: 31°11′ с.ш., 116°47′ в.д., средняя высота 90 м. Почва классифицируется как жёлто-коричневая. Регион характеризуется влажным субтропическим муссонным климатом, среднегодовой температурой составляет 15,6 °C, обычно выпадает около 1100 мм осадков в год, получает около 1969 часов солнечного света в год и имеет период без заморозков длится 224 дня.
3. Сбор образцов и предварительная обработка
Образцы были отобраны в предцветущий период (конец сентября). Для каждой стадии развития выбирались растения C. oleifera с похожим стабильным и сильным ростом. С каждого растения удалялся третий лист сверху вниз, который умеренно рос весенними побегами с востока, запада, юга и севера внешней части кроны C. oleifera . Образцы были отмечены серийными буквами и номерами: YAT1, YAS2 и YAT3 для листьев C. oleifera на ювенильной стадии, испытуемый переходит к ранней фазе плодоносения и периоду пикового плодоношения соответственно. Они собирались и хранили в жидком азоте. С каждой стадии были выбраны пять случайных деревьев выборок как одна биологическая реплика, а на всех этапах были созданы три биологических реплики. Отобранные образцы были возвращены в лабораторию в тот же день и сохранены при -80 °C.
4. Определение физиологического индекса
Содержание растворимого сахара было определено колориметрическим методомантрона 21. Содержание органического углерода определялось методом титрирования 22 с помощью окисления дихромата калия — железного сульфата22. Растворимое содержание белка было получено методом Кумассибриллиант-синий 23. Общая концентрация азота была количественно измерена методомКьельдаля 22.
5. Была проведена выделена полная РНК, затем создана комплементарная библиотека ДНК (cDNA) и последовательное секвенирование
Общая РНК извлекалась из листьев C. oleifera на разных стадиях с помощью набора для экстракции РНК растения. Общая концентрация РНК определялась с помощью ультрафиолетово-видимого спектрометра полного спектра. Целостность и прозрачность РНК определялись биологическим анализатором. После создания и валидации библиотеки cDNA транскриптомическое секвенирование проводилось с использованием платформы высокопроизводительного секвенирования последовательности последовательности. Процедура секвенирования давала отдельные чтения, каждое из которых охватывало 100 пароснований — 24, 25, 26. Результаты выравнивания процессов последовательностей прошли статистический анализ с помощью программного обеспеченияRSEM 27. Дифференциальные экспрессионные гены (DEG) на различных стадиях развития C. oleifera были выявлены с помощью программного обеспечения дифференциального анализаDESeq 28,29.
6. De novo ассемблер и аннотация UniGene
SeqPrep http://github.com/jstjohn/SeqPrep) и Sickle (http://github.com/najoshi/sickle) использовались для фильтрации исходных данных, включая удаление низкокачественных последовательностей и загрязнённых адаптеров. Затем чистые считывания, полученные с каждого образца, собирались с помощью программного обеспеченияTrinity 30,31. Все собранные транскрипты подвергались выравниванию BLASTX по Swiss-Prot, кластерам ортологичных групп для полных эукариотических геномов и базам данных KEGG в последовательном порядке. Типичное значение Cut-off E-значение (E-значение <10−5) было установлено для получения аннотаций функций. KEGG применялся для анализа связанных метаболическихпутей 32.
7. Функциональная аннотация генов и анализ дифференциально экспрессированных генов
Численность генов и изоформ была статистически проанализирована с помощью программного обеспеченияRSEM 27. Для идентификации дифференциально экспрессированных генов (DEG) был установлен порог (P < 0,05, FDR < 0,01, |log2FC|>1). Ожидаемое количество фрагментов на кб транскрипта на миллион картированных фрагментов (FPKM) в настоящее время является самым широко используемым методом оценки уровней экспрессиигенов 28. Были рассчитаны значения FPKM всех генов на трёх разных стадиях роста и развития (YAT1, YAS2 и YAT3). Для изучения дифференциальных уровней экспрессии генов был проведён анализ иерархической кластеризации. Тем временем путь KEGG был подготовлен для выявления DEG, значительно обогащённых метаболическими путями при корректированном Бонферрони P ≤ 0,05 по сравнению со всем транскриптомом с помощьюKOBAS 29.
8. Аналитические методы
Данные были представлены с помощью Excel для расчёта средних значений и стандартных отклонений. Анализ дисперсии (ANOVA) использовался для статистического анализа программным обеспечением SPSS, а многодиапазонный тест Дункана применялся для оценки значимых различий в содержании питательных веществ между тремя этапами. Затем значимые различия между группами были определены с помощью пост-хок множественных сравнений методом наименее значимой разницы (LSD). Графики и диаграммы были созданы с помощью программного обеспечения Origin для визуализации экспериментальных и аналитических результатов. Статистическая значимость не обозначалась буквой «ns» (P > 0,05). Статистически значимые различия обозначались соответственно '*' (P < 0,05), '**' (P < 0,01), '***' (P < 0,001) и '****' (P < 0,0001).