基于转录组测序挖掘人工培养冬虫夏草僵虫颜色变化相关基因

为探讨人工培育冬虫夏草（Ophiocordyceps sinensis）颜色较野生冬虫夏草更黑的原因，以人工培养冬虫夏草僵虫和野生冬虫夏草僵虫为材料，利用Illumina Hiseq 2500高通量测序技术进行转录组测序，通过DESeq筛选获得890个差异表达基因，其中上调表达基因479个，下调表达基因411个。GO富集分析结果显示：在生物过程中，差异表达基因主要富集于细胞过程、代谢过程、单一生物过程、生物调节、生物过程调节、响应刺激等二级单元；在细胞组成中，差异表达基因主要富集于细胞、细胞器、膜、大分子复合物等二级单元；在分子功能中，差异表达基因主要富集于结合、催化活性、运输活性等二级单元。KEGG通路富集分析结果显示，差异表达基因主要富集于氨基酸代谢、折叠-分选-降解、翻译、糖代谢、脂代谢、转运和分解代谢等途径。筛选到49个与活性氧代谢、酚氧化酶类、氧化还原酶类、过氧化物酶类、黑化反应相关的差异表达基因，其中tyr1可能是冬虫夏草僵虫颜色变化的关键酶基因。     

利用转录组分析香菇子实体不分化组织

利用转录组分析香菇（Lentinula edodes）不分化组织与正常原基，探讨香菇子实体发育机制。结果表明：与正常原基相比，不分化组织中差异表达水平≥6的基因有62个（上调表达基因49个，下调表达基因13个），其中2个逆转座子核心蛋白基因上调表达，4个热激蛋白基因下调表达。GO功能富集分析结果显示，差异表达基因主要富集于细胞膜组件、细胞膜组成成分、细胞膜固有成分、胞内膜结合细胞器、膜结合细胞器这5个二级分类单元中。KEGG代谢途径富集分析结果表明，差异表达基因主要富集于精氨酸生物合成，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢，次生代谢物的生物合成，氧化磷酸化与MAPK信号通路等。     

Ogura CMS青花菜育性恢复材料创制及其遗传背景研究

利用含有育性恢复基因Rfo的芥蓝中间材料(14Y12),通过杂交转育途径将该基因导入6份优良Ogura CMS青花菜中,并从农艺性状、细胞水平和遗传多样性方面揭示其变化特征及遗传背景.分子鉴定结果表明,Ogura CMS青花菜Rfo杂交后代(F1代)中,14个株系含有Rfo基因,Rfo基因传递效率约为40％.在农艺性状...     

洋葱细胞质雄性不育的分子机制

洋葱细胞质雄性不育(CMS)是由雄性不育细胞质与核雄性可育恢复基因座纯合隐性基因型决定,属于母性遗传。雄性不育是线粒体与细胞核相互作用失衡的结果,其雄性不育表型可以被细胞核的育性恢复基因Rf所抑制。现介绍了洋葱细胞质雄性不育的遗传研究,综述了已克隆的CMS基因及恢复基因的功能特征,重点阐述了洋葱细胞质雄性不育和育性恢复基因作用机理的研究进展,以期为洋葱杂交育种及分子标记辅助育种提供理论参考。     

白榆二倍体及同源四倍体的生理特性及转录组差异分析

为了探究白榆二倍体及其同源四倍体的基因表达谱差异情况，以白榆二倍体及其同源四倍体为材料，比较二者成熟叶片的生理特征并采摘幼嫩叶片进行转录组数据分析。结果显示，与二倍体相比，同源四倍体丙二醛含量、可溶性蛋白含量及叶绿素含量增加，可溶性糖含量降低。转录组测序结果共得到2 407个差异表达基因，其中上调基因为1 076个，下调基因为1 331个。在COG蛋白质的同源注释分析得到918个差异表达基因，主要涉及21个方面。共有1 380个差异表达基因被GO注释，主要与细胞组分、代谢功能、催化活性等相关。通过KEGG通路注释发现，共有930个差异表达基因分布到5大类KEGG通路中，其中以代谢机制中差异表达基因被注释到的最多。叶绿素含量的增加使四倍体的叶片颜色变得更加浓绿，丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白的含量的增加与减少与四倍体植物在植物代谢与生长上有一定关系，经过转录组测序分析，糖酵解途径的基因表达为下调，还原性戊糖磷酸循环与光呼吸等与叶绿体有关的基因为上调。     

科技文摘

<正>洋葱细胞质雄性不育的分子机制洋葱细胞质雄性不育(CMS)是由雄性不育细胞质与核雄性可育恢复基因座纯合隐性基因型决定,属于母性遗传。雄性不育是线粒体与细胞核相互作用失衡的结果,其雄性不育表型可以被细胞核的育性恢复基因Rf所抑制。现介绍了洋葱细胞质雄性不育的遗传研究,综述了已克隆的CMS基因及恢复基因的功能特征,重点阐述了洋葱细胞质雄性不育和育性恢复基因作用机理的研究进展,以期为洋葱杂交育种及分     

利用转录组分析光照对香菇菌丝生长的影响

分别在光照（每天照射200～300 lx白光12 h）与黑暗（对照）环境中培养香菇（Lentinula edodes）菌丝，菌袋培养14 d后观测菌丝表型，并利用转录组分析光照对香菇菌丝生长的影响。结果表明：与黑暗组相比，光照组的菌丝更加浓密洁白；共有112个差异基因上调表达，99个差异基因下调表达。GO功能富集分析表明：差异基因在生物过程中显著富集于多糖分解过程、霉菌毒素代谢过程、真菌毒素生物合成过程等条目，在细胞组成中显著富集于细胞外区域、外部封装结构、细胞壁等条目，在分子功能中显著富集于细胞壁的结构成分、纤维素结合域和过氧化物酶活性等条目。KEGG代谢途径富集分析表明，差异基因富集的通路包括MAPK信号通路、甘油磷脂代谢、组氨酸代谢等。筛选出与菌丝生长相关的14个重要差异表达基因，并对随机选取的7个差异表达基因进行qRT-PCR验证，结果表明差异表达基因的表达模式与转录组分析结果一致。与黑暗组相比，光照组的菌丝漆酶活性更高。光照影响香菇菌丝生长机制模型可能是：香菇菌丝感应到光信号并通过MAPK通路的信号转导途径调控下游转运蛋白表达，进而调控木质素降解酶基因的表达及活性，从而加快菌...     

番茄含糖量不同的两个材料果实转录组初步分析

以高含糖量（8%）和普通含糖量（4.5%）番茄为研究材料,选取绿熟期、转色期、粉红期和红熟期的果实样品,通过转录组测序比较两种材料间的基因表达差异。分析表明,普通番茄与高糖番茄4个时期共有的差异基因有288个,其中下调的有174个,上调的有114个,转色期特有的差异表达基因数量最多。GO分析表明,差异表达基因显著富集在转色期,且富集的GO功能类也最多。KEGG分析表明,转色期富集的差异表达基因及相关通路最多,主要集中在糖、酸代谢等通路。对糖、酸代谢过程关键酶的相关基因进行聚类分析,发现有30个关键差异表达基因。     

光照胁迫下广叶绣球菌菌丝基因差异表达的初步分析

利用高通量测序技术对黑暗和光照下广叶绣球菌(Sparassis latifolia)菌丝进行RNA-Seq分析,比较光照胁迫下的差异表达基因,并对差异基因进行GO功能分析和KEGG pathway分析。结果表明,光照胁迫下显著性差异表达的基因328个,其中,上调、下调表达的基因数分别为157个和171个。差异表达基因的GO注释表明,生物学过程主要为细胞过程、代谢过程、单一生物过程,而分子功能主要为催化、结合和转运子活性。KEGG pathway功能分析结果表明,差异基因主要集中在次级代谢产物合成、淀粉和蔗糖代谢和谷胱甘肽代谢通路中。     

金针菇菌丝与原基差异表达基因分析

以金针菇(Flammulina velutipes)1123菌株的单孢W23基因组为参考完成其菌丝和原基转录组测序与数据分析,研究两样本间差异基因,并对差异基因进行GO功能和KEGG Pathway显著性富集分析。结果表明:两个样本中共有显著性差异表达的基因3310个,其中在原基中上调、下调的基因数分别为1686、1624个,只在原基中表达的基因有26个。GO功能分析结果表明,在原基中膜封闭腔、内膜系统、细胞器腔、核糖核蛋白复合体、翻译调节器、发育过程、免疫系统过程、多细胞生物过程这8个GO基本单元中的差异基因全部呈现上调表达。Pathway功能富集分析结果表明,核糖体与DNA复制中的差异基因全部呈现上调表达,糖酵解途径中从D-葡萄糖转化成丙酮酸过程相关的11个差异基因全部呈下调表达,磷酸戊糖途径中相关的13个差异基因中有11个基因呈下调表达。     

利用抑制消减杂交技术分离辣椒细胞质雄性不育育性恢复相关EST

 以辣椒(Capsicum annuum L. ) 细胞质雄性不育系23A、121A, 和其相应的近等基因恢复系23C、121C为试验材料, 利用抑制消减杂交( SSH) 技术成功构建了CMS恢复基因诱导表达的消减cDNA文库。结合高密度点阵膜杂交差异筛选, 获得了282个阳性克隆。通过测序, 除去重复序列共得到175个Unique ESTs。在GenBank上进行BLAST分析, 55个EST片段未找到对应的同源序列, 可能代表了新基因;120个EST片段找到了对应的同源序列, 包括103个已知功能基因和17个未知功能基因。按照MIPS功能分类法, 将其分为14个功能组, 涉及代谢、胁迫应答、蛋白活性、转录因子、信号转导等多方面的功能。     

黑萝卜胞质类型的分子鉴定与育种利用

萝卜胞质类型鉴定是杂种优势利用的前提.以NWB/DCGMS CMS及Ogura CMS两个萝卜细胞质雄性不育特异基因设计引物,对3份黑萝卜材料进行胞质类型鉴定.结果表明,3份可育黑萝卜资源均含有NWB/DC-GMS CMS不育主控基因orf463,利用3份黑萝卜为母本与其他萝卜构建的F2代遗传群体表现出育性分离现象,根...     

Screening of differentially expressed genes in colorectal cancer based on TCGA database and verification of novel gene CCDC78

AIM To explore novel genes closely related to the prognosis of colorectal cancer through bioinformatics analysis of RNA sequencing (RNA-Seq） data of gene expression profile in large samples of colorectal cancer tissues from The Cancer Genome Atlas (TCGA) database, and to validate the new genes and study their functions. METHODS The RNA-Seq data were downloaded from TCGA database to screen differentially expressed genes, R-survival package was used to carry out survival analysis of differentially expressed genes to screened out genes related to prognosis of colorectal cancer, and the most significantly up-regulated genes that have not been reported in cancer studies were selected for further verification. RT-qPCR was employed to detect mRNA expression of these novel genes in human colon cancer cell lines and human colorectal cancer tissues. The colon cancer cell line with stable silencing of the novel gene expression was constructed by transfection of lentivirus vector, and its viability, migration and invasion were detected by CCK-8 assay and Transwell assay. RESULTS (1) A total of 4 017 differentially expressed genes were found in the gene expression profile of the colorectal cancer samples. Kaplan-Meier survival analysis showed that 69 genes were closely related to poor prognosis in patients with colorectal cancer, 36 of which were up-regulated, and 11 of these 36 genes have not been reported in cancer studies. (2) The mRNA expression of the top 3 up-regulated genes CCDC78, PGGHG and TSPEAR of the 11 genes was significantly increased in colon cancer cell lines, and the expression of CCDC78 mRNA was also up-regulated in colorectal cancer tissues. (3) CCDC78 gene silencing significantly suppressed the viability, migration and invasion of colon cancer cells (P<0.01). CONCLUSION Bioinformatics analysis based on TCGA database is helpful to discover nov?el genes related to prognosis of colorectal cancer, and CCDC78 may be a novel oncogene associated with poor prognosis of colorectal cancer.     

番茄绿果与橙果间果实颜色及主要色素含量的遗传研究

对番茄组合绿樱(绿果)×金珠1号(橙果)的6个世代遗传群体(P1、P2、F1、BC1、BC2和F2)进行果色性状、番茄红素含量、叶绿素含量和胡萝卜素含量等的遗传规律分析。结果表明:正反交F1的果色性状无明显差异,而色素含量存在显著差异;说明番茄果色性状受核基因控制,而色素含量遗传除受核基因控制外还可能存在胞质效应。采用多世代联合分析法的分析结果表明,番茄绿果与橙果间的果色性状符合2对加性主基因+加性-显性多基因(MX2-A-AD)遗传模型,其BC1、BC2和F2主基因遗传率分别为73.42%、78.25%和61.41%,多基因遗传率分别为22.87%、15.35%和34.94%,即果色性状遗传的主基因遗传力较强;叶绿素含量符合1对负向显性主基因+加性-显性多基因(MX1-AEND-AD)遗传模型,其BC1、BC2和F2主基因遗传率分别为0、1.73%和0.65%,多基因遗传率分别为45.47%、0和37.82%,即主基因遗传力在BC2群体中最高,多基因遗传力在BC1群体中最高;番茄红素含量与胡萝卜素含量均符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因(MX2-ADI-AD)遗传模型,其BC1、BC2和F2主基因遗传率分别为75.74%、1.79%、84.26%和61.53%、87.21%、81.05%,多基因遗传率分别为20.32%、74.12%、12.68%和0.68%、0、0,表明番茄红素含量和胡萝卜素含量的主基因遗传力较强。     

茄子株高性状鉴定与遗传分析

以长茄高代自交系125 和126 构建的茄子6 个不同世代的遗传群体〔P₁、P₂、F₁、F₂、 B₁（125×F₁）、B₂（126×F₁）〕 为试材，利用主基因+ 多基因混合数量性状遗传模型对茄子的株高性状进行多世代遗传联合分析。结果表明：供试亲本株高 性状差异显著，分离世代株高性状数值均呈单峰的偏正态分布，属于数量性状遗传。多世代遗传联合分析结果显示茄子株高 性状的最适遗传模型为C-0 模型，不存在主基因遗传效应，表现为多基因控制的加性- 显性- 上位性遗传模式。采用二阶 遗传参数进一步分析株高的多基因遗传效应，结果显示，茄子分离世代F₂、B₂ 的多基因遗传率分别为49.24%、22.77%，茄 子株高以多基因遗传为主。     

苦瓜植株卷须发生的初始节位及其分叉的遗传分析

以栽培苦瓜自交系佛沥112 和野生苦瓜自交系THMC170 为亲本，构建4 个世代（P₁、P₂、F₁、F₂）遗传群体，采 用主基因+ 多基因混合遗传模型对苦瓜植株卷须发生的初始节位进行遗传分析；以栽培苦瓜自交系佛沥734 和半野生苦瓜自 交系AVBG1602 为亲本，构建4 个世代（P₁、P₂、F₁、F₂）遗传群体，对苦瓜植株卷须的分叉性进行遗传分析。结果表明， 苦瓜植株卷须发生的初始节位遗传符合2 对等显性主基因+ 加性- 显性多基因遗传模型（E-6 模型），其中主基因遗传率为 15.81%，多基因遗传率为7.83%。苦瓜植株卷须的分叉对不分叉受1 对显性基因控制，其中卷须分叉表现为显性，卷须不分 叉表现为隐性。研究结果为深入解析苦瓜植株卷须发生及发育的遗传机制奠定了基础。     

甜瓜果实酸性性状的遗传分析

以果实口感无酸味的甜瓜材料60 和酸甜味的材料61 为亲本，构建P₁、P₂、F₁、BC₁、BC₂ 及F₂ 六世代群体，利用主基因+多基因混合遗传模型的六世代联合分析法，分析甜瓜果实柠檬酸含量、可滴定酸值（TA）和pH 值的遗传效应。结果表明：柠檬酸含量的遗传模型为1 对加性-显性主基因+加性-显
性-上位性多基因模型，F₂ 群体的主基因遗传率为31.06%，多基因遗传率为30.48%；TA 值的遗传模型为2 对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型，F₂ 群体的主基因遗传率为78.06%，多基因遗传率为0；pH 值的遗传模型为1 对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型，F₂ 群体的主基因
遗传率为84.07%，多基因遗传率为12.90%。     

Activation of repair pathways after neuronal DNA damage induced by bupivacaine

AIM To investigate the activation of related repair pathways after bupivacaine-induced neuronal DNA damage by cDNA gene screening. METHODS The bupivacaine-induced SH-SY5Y neuronal damage and DNA damage model was established. The technique of cDNA microplate array was used to screen the 21 important regulatory factors in the DNA damage repair pathway. Post-analysis of these differentially expressed repair genes for the repair pathway enrichment and distribution was performed. The data were analyzed by GraphPad Prism 6 statistical software to compare differences between groups. RESULTS The viability of SH-SY5Y cells treated with bupivacaine at different concentrations （detected by CCK-8 assay） showed that the IC₅₀ value of bupivacaine was 1.5 mmol/L. The comet assay related index （the comet tail） was increased （P<0.05）， the phosphorylation level of γH2AX protein was increased （P<0.05）， indicating that DNA damage in the SH-SY5Y cells was significantly aggravated after bupivacaine treatment. The results of cDNA microplate assay showed that compared withcontrol group， the differentially expressed genes after bupivacaine treatment were DNA-PKcs， PTEN， NTH1， RAD9， CSB， GADD45， XPD， XPC-HR23B and P53. The analysis showed that these repair genes were mainly concentrated in the following 3 repair mechanisms： base excision repair， nucleotide excision repair， and non-homologous reconstitution. CONCLUSION The repair genes differentially expressed after neuronal DNA damage caused by local anesthetics are mainly concentrated in the pathways of non-homologous end-joining， base excision repair and nucleotide excision repair.     

茄子果顶形状数据采集方法比较和遗传分析

以圆顶茄子和尖顶茄子为亲本构建6世代群体(P_1、P_2、F_1、BC_1P_1、BC_1P_2、F_2),在春露地和秋大棚两个茬口分别种植6世代群体,利用目测法和Tomato Analyzer软件分析法采集茄子果顶形状数据,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法,对茄子果顶形状进行遗传分析。结果表明:目测法和软件法都可以用来描述茄子果顶形状,Tomato Analyzer软件分析法获取的果顶数据计算出的AIC值完整性好、适应性检测中的统计量差异显著个数少,对茄子果顶形状的数据测量更为准确,更加适用于茄子果顶形状的采集。茄子果顶形状表现为数量性状,受2对加性-显性-上位性主基因控制,同时也受环境条件的影响。在分离群体中F_2群体主基因遗传率高、稳定性好,主基因遗传率达到72%以上,育种过程中适合在F_2群体进行果顶形状的选择。     

苦瓜单瓜种子数与种皮颜色的遗传分析

以苦瓜自交系29 和惠州大顶为亲本构建6 个世代（P₁、P₂、F₁、B₁、B₂、F₂）群体,分别对
苦瓜单瓜种子数和苦瓜种皮颜色进行遗传分析。结果表明,苦瓜单瓜种子数的遗传符合2 对等显性主基因+
加性-显性多基因混合遗传模型（E-6 模型）,由主基因和多基因共同控制,多基因显性效应较大,F₁ 表现
出超亲优势。苦瓜种皮颜色的黑色对棕黄色表现为1 对基因控制的显性遗传。