以2b-RAD技术构建凡纳滨对虾遗传连锁图谱及生长性状QTL定位

【目的】构建凡纳滨对虾高密度遗传连锁图谱,并对生长相关性状进行QTL定位,筛选出生长性状相关候选基因,为后续开展凡纳滨对虾分子标记辅助育种、生长相关功能基因精细定位研究等提供理论依据。【方法】以耐低盐选育凡纳滨对虾为父本,厄瓜多尔野生凡纳滨对虾为母本,单尾交配,以2个亲本及150个F₁代个体为作图群体,通过2b-RAD测序挖掘SNP分子标记并构建遗传连锁图谱;结合生长性状表型数据,使用MapQTL 6.0在构建的遗传连锁图谱上对体质量、全长、体长、头胸甲长、头胸甲宽、头胸甲高等13个生长相关性状进行QTL定位。筛选QTL区间SNP分子标记附近的基因,经GO功能注释及KEGG信号通路富集分析,挖掘生长相关候选基因;并采用实时荧光定量PCR检测候选基因在凡纳滨对虾不同组织及不同群体间的表达情况。【结果】构建的凡纳滨对虾遗传连锁图谱包括3136个SNPs标记,分布在44个连锁群上;总图谱全长为5430.54 cM,平均图距为1.73 cM。生长性状QTL定位共产生79个生长性状相关QTLs,LOD范围为3.00~11.04,可解释的表型变异范围为9.0%~28.8%。根据GO功能注释及KEGG信号通路富集分析结果,最终筛选出4个生长相关候选基因（TOB2、CRAT、CCT6、KLF4）。4个候选基因在凡纳滨对虾各组织中均普遍表达,且CCT6、KLF4和TOB2基因在耐低盐选育家系群体中的相对表达量均高于常规的凡纳滨对虾群体,其中CCT6基因表达差异达显著水平（P<0.05）。【结论】基于2b-RAD技术构建的凡纳滨对虾遗传连锁图谱鉴定出79个与生长性状相关的QTLs,并筛选出4个与凡纳滨对虾生长性状相关的候选基因（CCT6、KLF4、TOB2和CRAT）。可见,以2b-RAD技术结合QTL定位能高效、快捷挖掘出凡纳滨对虾生长性状相关候选基因,为开展分子标记辅助育种、生长相关功能基因精细定位研究等提供技术支持。     

凡纳滨对虾肌肉组织cDNA全长文库的构建

【目的】为了在短期内获得大量凡纳滨对虾肌肉组织的功能基因表达信息,为深入了解功能基因在凡纳滨对虾肌肉组织中的表达提供分子生物学依据。【方法】通过构建凡纳滨对虾肌肉组织的全长cDNA文库,并进行EST测序分析。【结果】文库质量分析表明,初始文库库容约8．50×10^6 CFU,重组率在95％左右,插入片断大小为0．5～4．0kb,多数在1．0kb以上。随机测序72条cDNA,可得到有功能注释的37条全长cDNA和18条编码未知蛋白的基因序列。通过Gene Ontology功能分类可将有功能注释的37个基因分为蛋白质合成、细胞骨架、细胞信号传导、代谢、转运、能量、转录、抗病及防御、生殖发育和未知功能基因等10类,其中蛋白质合成类基因最多（27．03％）,与细胞骨架（13．51％）、细胞信号传导（13．51％）及代谢类基因（13．51％）共占67．56％。【结论】构建凡纳滨对虾肌肉组织的全长cDNA文库,可实现短期内获得大量凡纳滨对虾肌肉组织的功能基因表达信息.     

利用高通量测序技术分析IHHNV感染凡纳滨对虾的基因差异表达

[目的]研究传染性皮下及造血组织坏死病毒（Infectious hypodermal andhematopoietic necrosis virus,IHH-NV）感染凡纳滨对虾的基因差异表达,为进一步了解IHHNV与凡纳滨对虾的相互作用分子机制提供参考.[方法]采用454高通量测序技术对IHHNV感染和对照凡纳滨对虾进行转录组测序,测序获得的序列除去接头后用iAssembler软件进行拼接得到unigene（单一基因序列）,通过计算各unigene的转录本数目（RPKM）确定差异表达基因,并以实时荧光定量PCR验证基因的差异表达.[结果]采用454高通量测序技术对IHHNV感染和对照凡纳滨对虾进行转录组测序,共获得208690条短序列,序列拼接共得到21912条tmigenes;通过对IHHNV感染和对照凡纳滨对虾的测序数据比较分析,结果发现221个差异表达基因,包括81个上调表达基因和140个下调表达基因.经实时荧光定量PCR验证,454高通量测序数据统计的基因表达差异结果可靠.[结论]IHHNV感染显著影响凡纳滨对虾免疫相关基因的表达,而利用高通量测序技术可有效检测出这些差异表达基因.     

青花菜花蕾转录组测序分析及蜡粉合成相关基因挖掘

【目的】对青花菜花蕾进行转录组测序分析，并挖掘与蜡粉合成相关基因，为探明青花菜花球表面蜡粉形成的分子机制提供理论参考。【方法】分别提取野生型和蜡粉缺失型青花菜花球总RNA，采用Illumina HiSeqTM 2500平台进行转录组测序，获得高质量Clean reads，采用Trinity进行序列组装后获得青花菜Unigene库，将获得的Unigene序列与Nr、Nt、KEGG、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot和GO数据库比对，获得基因功能注释信息；使用DESeq2进行差异表达分析。【结果】共获得44.68 Gb Clean data，De novo组装得到41244条Unigenes，N50长度为1847 bp。从所获得的Unigenes中筛选出8685个差异表达基因（DEGs）（上调基因5747个，下调基因2938个），共有8038个基因被注释到不同数据库，其中，5220个基因注释到Pfam数据库； 2066个基因注释到COG数据库，3866个基因注释到KOG数据库； 2580个差异表达基因被注释到75个转录因子家族中，注释最多的是MYB家族（235个）；GO数据库中6095个差异表达基因注释到细胞组分、分子功能和生物学过程三大类的52个功能分类； KEGG数据库中，1671个差异表达基因富集到138条代谢通路，其中13个差异表达基因与脂肪酸合成有关，7个差异表达基因与蜡粉生物合成途径有关。【结论】转录因子MYB家族在调控青花菜蜡粉合成中发挥重要作用。蜡粉合成过程中相关酶基因的差异表达是调控青花菜蜡粉合成的关键，尤其是野生型和蜡粉缺失突变体中特异性表达的差异表达基因，可作为后续研究青花菜花球表面蜡粉形成分子机制的对象。     

微囊藻毒素MC-LR对凡纳滨对虾细胞免疫相关基因表达水平的影响

对凡纳滨对虾进行血窦注射微囊藻毒素MC-LR染毒,取染毒前后肝胰腺及血细胞,采用Illumina Hiseq 2500测序平台进行基因表达谱分析,并对差异基因的基因本体(gene ontology,GO)注释和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路进行显著性富集分析。结果发现,酚氧化酶原、胰蛋白酶及C型凝集素等基因有显著的差异性表达。在GO富集性分析中发现细胞粘附显著性差异表达,细胞杀伤及细胞粘附分子结合物差异表达。KEGG富集性分析发现血细胞中吞噬体显著性差异表达,细胞凋亡、内吞作用和细胞粘附分子等通路呈表达差异。结果表明,凡纳滨对虾在被MC-LR染毒后,细胞免疫是抵御毒素的重要部分,其中细胞粘附和吞噬作用在抵御MC-LR对虾体的毒害过程中发挥了重要作用。     

卵形鲳鲹卵巢不同发育时期的转录组测序分析

【目的】鉴定筛选出与卵形鲳鲹卵巢发育相关的候选基因及信号通路,为揭示其卵巢性成熟过程的分子机制打下基础。【方法】挑选卵巢发育处于?期和Ш期的雌性卵形鲳鲹,分别构建卵形鲳鲹卵巢?期和Ш期的cDNA文库,采用Illumina HiSeqTM 2500进行转录组测序,经过滤、质量控制及拼接组装后获得的Unigenes在七大数据库（Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot、KEGG和GO）中进行比对;通过FPKM及DEGseq筛选出差异表达基因,以GOseq和KOBAS对差异表达基因分别进行功能注释及信号通路富集分析,并采用MISA和GATK3进行SSR鉴定及SNP分析。【结果】卵形鲳鲹卵巢组织转录组测序获得的325156432条Raw reads,经过滤筛选得到317206752条Clean reads,拼接组装后得到59554条Unigenes;69.65%的Unigenes在Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot、KEGG和GO等七大数据库中注释成功,其中有24599条Unigenes被注释到GO数据库,15997条Unigenes被注释到KEGG数据库。在卵形鲳鲹卵巢组织的2个发育时期共鉴定获得56115个基因,经差异表达分析后获得17737个差异基因,其中8169个基因在卵巢Ш期上调表达、9568个基因在卵巢Ш期下调表达。GO功能注释分析发现,卵形鲳鲹卵巢差异表达基因主要注释在细胞过程、氮化合物代谢过程、初级代谢过程、核、核部分、离子结合及水解酶活性等条目上;而KEGG信号通路富集分析结果显示,17737个差异表达基因显著富集在318条代谢途径上,其中前20条KEGG信号通路包括2-氧代羧酸代谢、PI3K-Akt信号通路、甲状腺激素信号通路、磷脂酶D信号通路、Fc εRI信号通路和细胞周期等。卵形鲳鲹卵巢转录组（59554条Unigenes）中共存在30133个SSRs和82490个SNPs。【结论】GnRHR、FSHR、FSHβ、CYP11A、SIRT3和PEG3等差异表达基因及PI3K-Akt信号通路和VEGF信号通路等与卵形鲳鲹卵巢的发育密切相关,共同调节卵巢的发育与成熟,在卵巢性成熟过程中发挥重要作用。     

凡纳滨对虾烯醇酶基因Enolase的克隆及表达分析

以生长性状分离的凡纳滨对虾家系的肌肉组织.构建凡纳滨对虾生长性状差减cDNA文库.斑点杂交筛选获得Enolase基因,克隆获得全长编码区序列.序列分析表明,序列包含1 305 by的开放阅读框.推测编码的蛋自质含434个氨基酸.预测的分子量为47.4 ku,等电点为5.67.通过荧光定量PCR法研究了Fnolase基因在凡纳滨对虾的不同组织和不同生长期的肌肉组织中的表达情况,结果显示,Fnolase基因在凡纳滨对虾的心脏、肝胰腺、肌肉、胃、肠、眼柄、鳃和血等组织或器官中都有表达;在肌肉组织中表达量最高,在肝胰腺中表达量最低;在日龄为125 d的对虾肌肉组织中表达量量高,在口龄为80 d的对虾肌肉组织中表达量最低.     

膜果麻黄种子不同发育时期的转录组测序分析

以不同萌发期间的膜果麻黄(E.przewalskii)种子为研究对象,应用新一代高通量测序技术平台Illumina Hi SeqTM2000对其进行转录组测序和数据重新组装,结果获得了12 999 122条初始序列,总长为1 169 920 980bp,初始序列组装获得序列片段的平均长度与N50值分别为351和548 bp;与COG功能注释、GO分类及KEGG代谢通路分析后,获得了49 449个GO功能注释、17 751个COG功能注释以及16 748个KEGG注释;并从KEGG通路中找到有关芪类、二芳基庚烷和姜醇合成途径的编码基因片段230个。     

高温胁迫下萝卜苗期的转录组分析

【目的】对高温胁迫下萝卜幼苗进行转录组测序分析,筛选不同耐热性萝卜品种间的差异表达基因,为阐明萝卜幼苗响应高温胁迫的分子机制提供理论参考。【方法】以耐热萝卜品种1116T和热敏感萝卜品种Wr129为对象,对其进行高温（40℃）胁迫处理0（常温,对照）和24 h,提取各时间点样品总RNA进行转录组测序,以|log₂ FoldChange|≥1,P<0.05且TPM≥10为标准,筛选出差异表达基因（DEGs）,并进行GO功能注释和KEGG代谢通路富集分析。【结果】随着高温胁迫时间的增加,Wr129和1116T幼苗茎叶逐渐发生萎蔫,胁迫24 h后Wr129叶片萎蔫下垂且干枯变黄,而1116T叶片轻度萎蔫下垂,仍保持绿色。12个文库共获得81.45 Gb Clean data,平均有62.30%的reads比对到萝卜参考基因组的一个位置。从2个不同耐热性品种中共鉴定到2701个差异表达基因。GO功能注释结果显示,2629个差异表达基因在GO数据库中得到注释,其中,有559个差异表达基因被注释为细胞组分类别中的叶绿体被膜、叶绿体基质和叶绿体类囊体3个条目,470个差异表达基因被注释为与胁迫响应相关的生物学过程。KEGG代谢通路富集结果显示,1166个差异表达基因富集到124条代谢通路,其中,有74个差异表达基因富集到光合作用和光合作用-天线蛋白代谢通路,23个基因富集到卟啉和叶绿素代谢通路,大部分基因在高温胁迫下被诱导; 35个差异表达基因富集到谷胱甘肽代谢途径,其中14个谷胱甘肽-S-转移酶基因（GSTs）在高温胁迫下上调表达。高温胁迫24 h,Wr129和1116T幼苗叶片PSII的最大光化学效率（F_v/F_m）和总叶绿素含量均下降,但1116T的下降幅度较小。【结论】 Wr129和1116T的耐热性存在明显差异,其原因是1116T植株可通过调控光合作用和抗氧化系统相关基因的表达,减缓F_v/F_m和叶绿素含量下降速率,从而提高植株对高温胁迫的耐受能力。     

凡纳滨对虾肌球蛋白轻链基因MLC的克隆及表达分析

以生长性状分离凡纳滨对虾家系的肌肉组织,构建凡纳滨对虾生长性状差减cDNA文库,斑点杂交筛选获得MLC基因,克隆获得全长编码区序列.序列分析表明序列包含462 bp的开放阅读框,推测编码的蛋白质为153氨基酸,预测的分子量为17.5ku,等电点为4..67.通过荧光定量PCR的方法研究了MLC基因在凡纳滨对虾不同组织和不同生长期的肌肉组织中表达情况,显示MLC基因在凡纳滨对虾的心脏、肝胰腺、肌肉、胃、肠、眼柄、鳃和血等组织或器官中都有表达,在肌肉组织中表达量最高,在肝胰腺中表达量最低;在日龄为45d的对虾肌肉组织中表达量最高,在日龄为10 d的对虾肌肉组织中表达量最低.     

2种不同生长规格墨瑞鳕肌肉组织转录组测序分析

【目的】掌握不同生长规格墨瑞鳕个体间差异表达基因的表达特点,为其功能相关基因深度挖掘及分子遗传育种提供科学依据。【方法】挑选同一养殖条件下极大个体和极小个体的墨瑞鳕,构建肌肉组织cDNA文库后,采用Illumina HiSeqTM 4000测序平台对存在生长差异的墨瑞鳕肌肉组织进行转录组测序分析,获得的Unigenes在Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot、KEGG和GO等数据库中进行比对;通过FPKM及DEGseq筛选出差异表达基因,以GOseq和KOBAS对差异表达基因分别进行GO功能注释及KEGG信号通路富集分析,并采用MISA进行SSR鉴定分析。【结果】从墨瑞鳕肌肉组织中共测序获得39749条Unigenes,其长度范围在301~55230 bp,平均长度为1705 bp。注释到Nt、Nr、Swiss-Prot、Pfam数据库的Unigenes分别有27046、20824、18268和17772条,在7个数据库中均得到注释的Unigenes共计6742条,占Unigenes总数的16.96%。根据差异表达基因筛选条件P<0.05且|log₂ Fold Change|>1,共筛选出722个差异表达基因,其中上调基因308个、下调基因414个。差异表达基因GO功能注释分析结果表明,注释基因数目较多的GO功能条目包括细胞过程、代谢过程、膜、细胞器及结合等;KEGG信号通路富集分析发现,差异表达基因被成功富集到234条信号通路上,主要涉及磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶信号通路、MAPK信号通路、胰岛素信号通路及FoxO信号通路等。在39749条Unigenes中鉴定筛选出22120个SSRs,占Unigene总数的55.65%,SSR的平均间距为3063 bp。【结论】基于转录组测序分析获得的墨瑞鳕肌肉组织差异表达基因以发挥结合、细胞过程及代谢过程等功能为主,且主要富集在PI3K-Akt信号通路、核糖体信号通路、FoxO信号通路及细胞凋亡等能量代谢相关通路上,通过共同协调而对墨瑞鳕的生长发育起调控作用。     

福清山羊与努比亚黑山羊发情期卵巢组织RNA-Seq分析

【目的】 研究福清山羊与努比亚黑山羊发情期卵巢组织转录组差异表达水平,一方面为山羊繁殖性状形成的分子机制提供理论依据,另一方面为利用努比亚黑山羊杂交改良福清山羊提供可加快遗传进展的分子标记。【方法】 利用转录组测序方法对福清山羊和努比亚黑山羊发情期卵巢组织进行研究,筛选品种间的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,并对DEGs功能进行注释和若干基因荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）验证;同时通过与参考基因组比对,分析和筛选测序样品中存在的SNP/InDel。【结果】 6个样品共得到46.68Gb Clean Data,DESeq分析发现了福清山羊和努比亚黑山羊发情期卵巢组织的DEGs149个（包含25个新转录本）,其中表达上调53个,表达下调96个;初步认为输卵管素基因（oviductin,OVN）、类固醇合成快速调节蛋白基因(steroidogenic acute regulatory protein,STAR)、早期生长应答1基因(early growth response 1,EGR1)可作为福清山羊繁殖性能的候选基因。149个DEGs中的108个基因能被GO（gene ontology）数据库注释,30个DEGs能够被COG（Cluster of Orthologous Groups of proteins）数据库注释,91个DEGs能够被KEGG（kyoto encyclopediaof genes and genomes）数据库注释。KEGG通路分析表明DEGs共富集到21条信号通路中,6条通路显著富集。经过进一步的与参考基因组序列比对分析,共发掘1 506个新转录本。经qRT-PCR验证,所选基因（转录本）表达变化模式与转录组测序结果一致,表明测序结果可靠。【结论】 在转录组水平上筛选出了福清山羊和努比亚黑山羊发情期卵巢组织的149个DEGs,发掘了1 506个新转录本,初步揭示了OVN、STAR和EGR1在山羊繁殖过程中可能发挥重要作用,为进一步探索山羊繁殖性状相关机理提供参考依据。     

外源CaCl2缓解NaCl胁迫下酸枣幼苗叶和根转录组测序分析

【目的】研究CaCl₂缓解酸枣盐胁迫的分子机制。通过转录组测序分析,为研究CaCl₂缓解酸枣盐害分子机制提供参考。【方法】研究以水培酸枣幼苗为材料,150 mmol/L NaCl和150 mmol/L NaCl + 10 mmol/L CaCl₂分别处理6 h,利用高通量测序技术对酸枣幼苗叶片和根系进行了转录组测序与组装,对获得的所有Unigene在GO、KEGG数据库中进行功能注释。【结果】 与对照组相比,在外源CaCl₂处理下酸枣幼苗叶片上调和下调的差异表达基因分别7 365个和1 247个,根系分别有762个和4 861个。【结论】GO数据库比对,酸枣幼苗叶片富集了43个GO条件,根系富集了42个GO条件,叶片和根系均是催化活性被富集到差异基因最多;KEGG数据库比对,差异基因主要涉及植物病原互作、MAPK信号通路-植物、植物激素信号转导、苯丙醇生物合成、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化等。     

遮光性套袋对桃果实转录组的影响

【目的】探明遮光性套袋在桃果实上的转录组差异,丰富桃转录组数据信息。【方法】选取遮光性套袋与对照的桃果实样品,利用Illumina Hi Seq TM 2500进行高通量测序,构建桃果实转录组文库,并用测序评估、基因功能注释等生物信息学方法进行分析。【结果】经过测序获得16.62 Gb clean data测序数据,且碱基百分比(Q30)大于91%,遮光性套袋和对照2个桃果实样品分别获得65 300 730个reads和66 603 686个reads,分别有85.73%和84.60%的reads与桃参考基因组匹配。以无袋处理为参考,对转录组数据进行比较,遮光性套袋处理共获得1 963个差异表达基因,其中,下调基因708个,上调基因1 255个;在Nr数据库中对差异基因进一步进行注释,注释到1 957个基因,其中,下调基因有705个,上调基因有1 252个;COG功能注释分析发现这些差异表达基因共获得853个功能注释,涉及23个功能类别;在GO功能注释分析中,注释到1 609个基因,可以分为53个功能分类,这些分类主要涉及到分子结合、催化活性、细胞过程、生物调节等诸多生理生化过程;KEGG分析发现共有421个基因被注释到94个代谢通路中,其中,光合作用相关通路、类黄酮生物合成、核糖体生物合成等通路显著富集。光合作用通路和类黄酮生物合成通路在果实着色中发挥了重要作用,而核糖体生物合成代谢通路在果实成熟着色中的作用尚不明确。同时也进行了两组样品的果实品质检测,结果表明,遮光性套袋对桃果实的可溶性固形物及可溶性总糖产生显著性影响,可溶性固形物及可溶性总糖显著降低,而对于果实总酸的影响不大,在果实大小上几乎没有影响。【结论】在遮光性套袋处理状态下,获得一定数量的桃果实差异表达基因,光合作用通路和类黄酮生物合成通路基因在果实着色中发挥重要作用,遮光性套袋对桃果实的可溶性固形物及可溶性总糖产生显著性影响。     

低氧—复氧胁迫下脊尾白虾鳃组织差异表达基因趋势分析

【目的】探究脊尾白虾（Exopalaemon carinicauda）鳃组织在渐变式低氧—复氧胁迫下的分子调控机制,为今后开展脊尾白虾耐低氧品系（种）的选育提供理论指导。【方法】通过模拟自然低氧环境的形成过程,分别于低氧处理0（对照）、3和6 h及复氧后1和8 h采集脊尾白虾鳃组织,利用Illumina HiSeqTM 4000测序平台进行转录组测序分析,经过滤和Trinity组装获得Unigenes,选取Nr、Swiss-Prot、KEGG和COG/KOG等数据库进行注释分析,在Omicsmart平台上完成差异表达基因筛选及其表达趋势分析,然后进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析,并随机选取5个差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证。【结果】脊尾白虾鳃组织样本转录组测序数据经过滤后的Cleanreads进行Trinity组装共获得93227条Unigenes,其长度范围在201~35402 bp,平均长度为834 bp,N50长度为1352 bp。通过组间两两比较分析,共鉴定出4750个差异表达基因,其中上调差异表达基因3557个、下调差异表达基因2829个;超过50%的差异表达基因被显著富集到6种基因表达趋势模式中（P<0.01）,具体表现为:Profile 0模式富集到415个基因,Profile 5模式富集到201个基因,Profile 11模式富集到371个基因,Profile 13模式富集到841个基因,Profile 17模式富集到387个基因,Profile 18模式富集到411个基因。6种基因表达趋势模式中的差异表达基因被注释到代谢进程、细胞进程、单一有机体进程、细胞、细胞零件、大分子复合物及催化活性等GO功能条目上;而KEGG信号通路富集分析结果显示,以Profile 13模式中的差异表达基因富集到最多信号通路（86条）,其中呈显著富集的有8条,分别为核糖体、碳代谢、氧化磷酸化、氨基酸生物合成、内质网蛋白质加工、糖酵解/糖异生、谷胱甘肽代谢和蛋白输出。【结论】脊尾白虾鳃组织在受低氧胁迫早期通过合成蛋白质及提高代谢能力来抵御低氧环境,随着低氧胁迫时间的延长,物质合成和能量代谢活动均显著下降;但在复氧后随着复氧时间的延长,其蛋白质合成和能量代谢水平又逐渐升高恢复至常氧水平。