轉錄組數據集以研究深層海水對戟葉橐吾葉片基因表現和功能化合物的影響
發佈日期：2025-04-30
- 標題
- 轉錄組數據集以研究深層海水對戟葉橐吾葉片基因表現和功能化合物的影響
- 文件屬性
- 國外期刊
- 知識分類
- 精緻農業
- 關鍵字
- Illumina NovaSeq 6000、 RNA-seq Differentially expressed genes Vegetable
- 點閱數
- 4
摘要
導讀:
海水通常用於為作物提供礦物質，從而改善作物的品質。由於海水鹽分濃度高，確定最佳的稀釋比例是成功利用海水進行農業生產的關鍵之一，而這可以透過生理學和基因組研究來確定。然而，關於海水處理作物的基因組研究仍然較為罕見。戟葉橐吾（Ligularia stenocephala）是一種蔬菜和藥用作物，本研究旨在探討其在605公尺深的深層海水（DSW）處理下所發生的基因組變化。研究使用Illumina NovaSeq 6000定序系統，對照處理後的三個L. stenocephala葉片樣本（0% (NT)、5% (DSW5)或10% (DSW10)的DSW處理）進行RNA定序。RNA定序結果顯示，NT樣本產生了3810萬個原始讀數，DSW5產生了2920萬個原始讀數，DSW10產生了3050萬個原始讀數。總原始讀取長度分別為2.94Gb（DSW5）、3.08Gb（DSW10）和3.85Gb（NT），過濾後的乾淨讀取總長度介於2.88Gb（DSW5）和3.75Gb（NT）之間。GC含量範圍從42.9%（DSW5）到43.58%（DSW10），Q20質量得分範圍為98.63%（DSW10）至98.66%（DSW5）。由於缺乏參考基因組，研究中的三個轉錄組數據被合併以構建參考轉錄組。比對讀取的百分比範圍從89.63%（DSW10）到98.66%（DSW5）。這些數據可在NCBI BioProject :PRJNA1149490中查詢。這些資料不僅提供了有關作物栽培中對深層海水應用作出反應的基因提供了寶貴的資訊，為確定最佳深層海水稀釋比例中的鹽分不會對作物造成刺激。
結論:
戟葉橐吾具有很強的抗氧化和抗菌特性，被廣泛種植並用作食品和藥物。然而適當、均衡營養施肥是對戟葉橐吾生長的考驗之一。深層海水具有豐富營養的物質，如鎂、鈣及鉀等，若能有效利用便可取代部分化學肥料，減少對土地的傷害。韓國東部沿海地區的農民使用稀釋海水種植作物，並改善農作物的新鮮度、儲存時間及功能性等。但是對於海水應用在作物活性成分的變化尚未有充分的研究。因此，建立深層海水肥的施肥標準可以提高農產品品質。
這項研究為深層海水在農業和生物技術領域的應用開闢了新方向，尤其在基因層面揭示了深層海水對植物的影響。然而要將此技術真正應用於農業，仍需進一步驗證其長期效果與可行性。如果後續研究能夠證實深層海水可提高作物產量或功能性成分的含量，這將為農業提供新的策略。
當前面對全球農業轉型與氣候變遷的雙重挑戰，尋找可持續且具備資源再利用潛力的農業技術，變得尤為重要。戟葉橐吾在不同濃度的深層海水處理下基因表現變化之研究，無疑為「海洋資源農業化」的可能性提供了一扇窗。雖然研究的出發點是生物資訊與RNA定序的技術應用，但所揭示的潛力與延伸價值，遠遠超出這些層面的探討。
研究中使用的戟葉橐吾具備食用與藥用雙重價值，這讓研究結果不只具農業意義，更具有生技與醫藥潛力。結合精準農業技術、基因分析與環境資源再利用，可能創造出具有地方特色的高附加價值農業產品。這對提升農村經濟與產業轉型都有莫大助益。
總結來說，此篇研究揭示了植物對非傳統水資源的基因層次反應，並顯示未來農業可望從「陸地」走向「海洋」。然而，科學與產業的距離並不短，中間需要更多跨領域合作的橋梁，如農場試驗與市場導向的評估，甚至是政策面的支持與補助制度等。若能從這些層面同時發力，深層海水或許真的能從「一桶水」變成「一片田地的希望」
資訊提供:石資中心 林靜秀
DOI：https://doi.org/10.1016/j.dib.2025.111427
海水通常用於為作物提供礦物質，從而改善作物的品質。由於海水鹽分濃度高，確定最佳的稀釋比例是成功利用海水進行農業生產的關鍵之一，而這可以透過生理學和基因組研究來確定。然而，關於海水處理作物的基因組研究仍然較為罕見。戟葉橐吾（Ligularia stenocephala）是一種蔬菜和藥用作物，本研究旨在探討其在605公尺深的深層海水（DSW）處理下所發生的基因組變化。研究使用Illumina NovaSeq 6000定序系統，對照處理後的三個L. stenocephala葉片樣本（0% (NT)、5% (DSW5)或10% (DSW10)的DSW處理）進行RNA定序。RNA定序結果顯示，NT樣本產生了3810萬個原始讀數，DSW5產生了2920萬個原始讀數，DSW10產生了3050萬個原始讀數。總原始讀取長度分別為2.94Gb（DSW5）、3.08Gb（DSW10）和3.85Gb（NT），過濾後的乾淨讀取總長度介於2.88Gb（DSW5）和3.75Gb（NT）之間。GC含量範圍從42.9%（DSW5）到43.58%（DSW10），Q20質量得分範圍為98.63%（DSW10）至98.66%（DSW5）。由於缺乏參考基因組，研究中的三個轉錄組數據被合併以構建參考轉錄組。比對讀取的百分比範圍從89.63%（DSW10）到98.66%（DSW5）。這些數據可在NCBI BioProject :PRJNA1149490中查詢。這些資料不僅提供了有關作物栽培中對深層海水應用作出反應的基因提供了寶貴的資訊，為確定最佳深層海水稀釋比例中的鹽分不會對作物造成刺激。
結論:
戟葉橐吾具有很強的抗氧化和抗菌特性，被廣泛種植並用作食品和藥物。然而適當、均衡營養施肥是對戟葉橐吾生長的考驗之一。深層海水具有豐富營養的物質，如鎂、鈣及鉀等，若能有效利用便可取代部分化學肥料，減少對土地的傷害。韓國東部沿海地區的農民使用稀釋海水種植作物，並改善農作物的新鮮度、儲存時間及功能性等。但是對於海水應用在作物活性成分的變化尚未有充分的研究。因此，建立深層海水肥的施肥標準可以提高農產品品質。
這項研究為深層海水在農業和生物技術領域的應用開闢了新方向，尤其在基因層面揭示了深層海水對植物的影響。然而要將此技術真正應用於農業，仍需進一步驗證其長期效果與可行性。如果後續研究能夠證實深層海水可提高作物產量或功能性成分的含量，這將為農業提供新的策略。
當前面對全球農業轉型與氣候變遷的雙重挑戰，尋找可持續且具備資源再利用潛力的農業技術，變得尤為重要。戟葉橐吾在不同濃度的深層海水處理下基因表現變化之研究，無疑為「海洋資源農業化」的可能性提供了一扇窗。雖然研究的出發點是生物資訊與RNA定序的技術應用，但所揭示的潛力與延伸價值，遠遠超出這些層面的探討。
研究中使用的戟葉橐吾具備食用與藥用雙重價值，這讓研究結果不只具農業意義，更具有生技與醫藥潛力。結合精準農業技術、基因分析與環境資源再利用，可能創造出具有地方特色的高附加價值農業產品。這對提升農村經濟與產業轉型都有莫大助益。
總結來說，此篇研究揭示了植物對非傳統水資源的基因層次反應，並顯示未來農業可望從「陸地」走向「海洋」。然而，科學與產業的距離並不短，中間需要更多跨領域合作的橋梁，如農場試驗與市場導向的評估，甚至是政策面的支持與補助制度等。若能從這些層面同時發力，深層海水或許真的能從「一桶水」變成「一片田地的希望」
資訊提供:石資中心 林靜秀
DOI：https://doi.org/10.1016/j.dib.2025.111427