TBtools: An Integrative Toolkit Developed for Interactive Analyses of Big Biological Data

The rapid development of high-throughput sequencing techniques has led biology into the big-data era.Data analyses using various bioinformatics tools rely on programming and command-line environments,which are challenging and time-consuming for most wet-lab biologists.Here,we present TBtools(a Toolkit for Biologists integrating various biological data-handling tools),a stand-alone software with a userfriendly interface.The toolkit incorporates over 130 functions,which are designed to meet the increasing demand for big-data analyses,ranging from bulk sequence processing to interactive data visualization.A wide variety of graphs can be prepared in TBtools using a new plotting engine("JIGplot")developed to maximize their interactive ability;this engine allows quick point-and-click modification of almost every graphic feature.TBtools is platform-independent software that can be run under all operating systems with Java Runtime Environment 1.6 or newer.It is freely available to non-commercial users at https://github.com/CJ-Chen/TBtools/releases.

谷子12种黄酮类代谢物合成通路分析

[目的]谷子营养丰富,其保健功能也日益受到消费者的重视。黄酮类次生代谢物多数具有抗炎、镇痛等药理活性,谷子中的黄酮类物质可能与胃功效有关。然而,谷子中黄酮类物质代谢途径缺乏研究,不利于发掘谷子特色功能成分及相关基因。[方法]本研究采用液相色谱-质谱联用广泛靶向代谢组技术,测定谷子不同品种成熟后籽粒黄酮类代谢组。通过phytozome数据库检索谷子黄酮代谢物上一步合成的关键酶基因,对不同品种、不同时期转录组数据及代谢组数据进行通路热图分析。[结果]通过对黄酮类代谢分析,揭示了其在谷子不同品种籽粒中的积累差异。本研究对12种黄酮类代谢物的合成通路进行分析,发现不同谷子品种间黄酮代谢物的差异基本上与其上游合成酶的表达差异一致,初步确定了15个关键基因;柚皮苷查尔酮和柚皮苷是含量最高的黄酮代谢物。[结论]本研究结果为深入探索谷子籽粒黄酮生物合成途径奠定了基础。

谷子α-淀粉酶家族基因的全基因组鉴定与表达分析

[目的]α-淀粉酶是被子植物生命周期中的一种至关重要的酶,其主要参与植物籽粒成熟和种子萌发过程。本文旨在对谷子α-淀粉酶家族进行全基因组鉴定,并分析其转录组数据,了解其时空表达特性。[方法]采用blastp方法对谷子α-淀粉酶进行全基因组鉴定,并对其进行生物信息学分析。鉴定谷子α-淀粉酶家族基因11个,对其进行保守基序分析。[结果]α-淀粉酶基因家族成员具有相对保守的motif;基因结构分析表明,其成员间外显子数量差距较大,最少的为3个,最多的为13个;转录组数据表明,Si4g26540与Si5g29970在晋谷21中各时期均表达较高,尤其在种子萌发3 d和成熟种子30 d和60 d,表达最高,推测其在谷子籽粒成熟和种子萌发中发挥重要功能。Si1g33480、Si2g23620、Si2g23630和Si3g02050在种子萌发3 d时表达量最高,参与种子萌发。其它家族基因在根、叶中表达较高。[结论]谷子α-淀粉酶家族基因鉴定和表达分析为研究α-淀粉酶在谷子籽粒成熟和萌发中的功能奠定了基础。