生物通报道：来自中国科学院昆明植物研究所的研究人员利用高通量的Illumina GAII测序平台，对木本竹种麻竹（Dendrocalamus latiflorus）不同发育时期的花组织进行了转录组测序。这首次对竹子的花转录组进行了广泛而深入的剖析，产生的大量序列和功能数据为深入研究竹子开花和花发育过程中基因的表达和调控机理提供了重要的基础。相关成果公布在PLoS ONE杂志上。

文章的通讯作者为昆明植物研究所郭振华研究员，由郭振华研究组和李德铢研究组共同完成，得到了中国科学院知识创新工程项目（KSCX2-YW-N-067）、国家自然科学基金项目（30990244）、NSFC-云南省联合基金项目（U1136603）、教育部留学回国人员科研启动基金和云南省中青年学术和技术带头人基金（2008PY065）以及云南省创新团队和中国科学院西部之光人才培养计划（2010312D11035）的支持。

竹亚科 (Bambusoideae) 隶属于禾本科 (Poaceae)，与稻亚科 (Ehrhartoideae)、早熟禾亚科 (Pooideae) 共同构成了BEP分支。竹亚科包括木本竹种和草本竹种两大类。其中，木本竹种主要分布在亚洲、南美洲和非洲的热带低地至亚热带高山地区，长期以来一直是亚洲地区人民赖以生存的重要经济植物，而且它们中的多数物种具有重要的生态意义，例如，为大熊猫、山地大猩猩、狐猴、山地紫羚、世上最小的蝙蝠Tylonycteris pachypus、最稀有的龟Geochelone yniphora等珍稀濒危动物提供食物或栖息地。全球目前有接近一半的木本竹类正受到严重威胁，甚至濒临灭绝。

另一方面，木本竹种具有终生只开花一次，且开花周期长而难以预测（3年至150年）以及花粉败育或不育等特征，使得其繁育计划难以实施。由于取样困难和基因组信息的缺乏，相关的研究受到了很大限制，目前仅少数几个与竹子开花相关的基因被克隆以及通过组织培养诱导竹种开花有报道，而有关竹子繁殖发育的遗传控制研究还属空白。因此，研究木本竹种开花和花发育的机理对于缓减其濒危现状，挽救依赖于这些竹子的动物乃至人类自身都具有重要理论和实践意义。

昆明植物研究所郭振华研究组和李德铢研究组多年来致力于竹子的繁殖和开花机理研究。最近，利用高通量的Illumina GAII测序平台，研究人员对木本竹种麻竹（Dendrocalamus latiflorus）不同发育时期的花组织进行了转录组测序。测序共产生了约96,000,000个reads，经de novo从头组装后共得到了146,395个高质量的unigene，平均长度为461 bp。经生物信息学比对，发现有80,418个unigene与公共数据库中已注释的序列同源；发现了分属于81个转录因子家族的基因。

研究人员进一步运用plant-specific GO slims数据库和the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathway数据库注释，发现了大量的具有特定功能的基因，如47个与花发育相关的基因，16个与授粉相关的基因，470个与压力响应相关的基因，429个与信号转导相关的基因以及25个与调控及表观遗传相关的基因等，以及重要的遗传通路，如戊糖和磷酸盐通路、苯丙氨酸代谢通路、类胡萝卜素合成通路、类黄酮合成通路、油菜素甾醇合成通路等。研究人员将测序所用的花组织划分为两个时期，时期1（花芽长度小于或等于5mm）和时期2（花芽长度大于5mm），发现了两个时期的转录组序列分布和功能的差异，这些差异与它们在两个不同发育时期所起的作用相符。此外，令人惊喜的是，本研究还发现了290个可能与开花时间控制相关的基因。

该研究首次对竹子的花转录组进行了广泛而深入的剖析，产生的大量序列和功能数据为深入研究竹子开花和花发育过程中基因的表达和调控机理提供了重要的基础。

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（生物通：万纹）

原文摘要：

De Novo Sequencing and Characterization of the Floral Transcriptome of Dendrocalamus latiflorus (Poaceae: Bambusoideae)

Background
Transcriptome sequencing can be used to determine gene sequences and transcript abundance in non-model species, and the advent of next-generation sequencing (NGS) technologies has greatly decreased the cost and time required for this process. Transcriptome data are especially desirable in bamboo species, as certain members constitute an economically and culturally important group of mostly semelparous plants with remarkable flowering features, yet little bamboo genomic research has been performed. Here we present, for the first time, extensive sequence and transcript abundance data for the floral transcriptome of a key bamboo species, Dendrocalamus latiflorus, obtained using the Illumina GAII sequencing platform. Our further goal was to identify patterns of gene expression during bamboo flower development.

Results
Approximately 96 million sequencing reads were generated and assembled de novo, yielding 146,395 high quality unigenes with an average length of 461 bp. Of these, 80,418 were identified as putative homologs of annotated sequences in the public protein databases, of which 290 were associated with the floral transition and 47 were related to flower development. Digital abundance analysis identified 26,529 transcripts differentially enriched between two developmental stages, young flower buds and older developing flowers. Unigenes found at each stage were categorized according to their putative functional categories. These sequence and putative function data comprise a resource for future investigation of the floral transition and flower development in bamboo species.

Conclusions
Our results present the first broad survey of a bamboo floral transcriptome. Although it will be necessary to validate the functions carried out by these genes, these results represent a starting point for future functional research on D. latiflorus and related species.