光周期影响罗非鱼脑组织转录组基因表达分析

【目的】发掘尼罗罗非鱼响应光周期变化的重要功能基因,为研究光周期变化对罗非鱼产生影响的分子机制提供参考。【方法】采用新一代高通量测序RNA-seq技术分析24L∶0D、12L∶12D和0L∶24D 3个光周期条件下尼罗罗非鱼脑组织基因表达变化情况。【结果】转录组测序结果显示:3个组别分别产生55 524 504、61 410 946和58 855 762个Clean reads。12L∶12D光周期与0L∶24D光周期文库比较发现279个差异表达基因,12L∶12D光周期与24L∶0D光周期文库比较发现304个差异表达基因,24L∶0D光周期与0L∶24D光周期文库比较发现383个差异表达基因。GO分类分析表明,差异表达基因属于生物学过程、细胞定位和分子功能的42个类别。KEGG通路显著性富集分析差异表达基因共涉及143条代谢途径,包括单纯疱疹感染、ECM-受体相互作用、细胞因子-细胞因子与受体相互作用、肠道IgA生成免疫网络、细胞粘附分子(CAMs)、Wnt信号等通路。【结论】光周期变化影响尼罗罗非鱼脑组织基因表达水平,表达差异基因主要富集在单纯疱疹感染、细胞因子-细胞因子与受体相互作用、Wnt信号通路等信号通路。     

利用数字基因表达谱对鸡卵泡发育相关基因的筛选

为筛选禽类卵泡募集、等级化维持及排卵过程中的关键基因,通过数字基因表达谱检测鸡卵巢内等级前小白卵泡（SWF）和发育到最大期的等级卵泡（F1）中的差异表达基因。结果显示,随着卵泡的成熟,显著上调表达的基因有784个,显著下调的基因有1526个。基因表达差异倍数达到5倍以上的上调基因包括 PTGS1、TEK、VEGF A 、MMP 3、CDK1等;下调基因包括β cate-nin 、ZO 1、Nectin 3、PTPX15、Gadd45等。对差异表达基因进行基因本体（GO）生物学分析和信号通路显著富集分析发现,差异表达的基因所编码的蛋白主要参与生物学催化反应、分子连接、转移酶活性、水解等生物学过程;主要与细胞黏合通路、p53信号通路、蛋白合成通路及细胞周期通路等信号通路有关。对卵泡发育过程中的基质金属蛋白酶家族（MMPs）的 MMP 3与 MMP 9基因表达变化进行测定发现,MMP 3基因表达量在卵泡发育过程中显著升高,排卵后的卵泡中显著下降;MMP 9基因表达量则持续显著升高,在排卵后第2天的卵泡中下降,但下降不明显。     

水稻与稻瘟病菌不同小种互作的基因差异表达谱分析

【目的】分析水稻接种稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）48 h后亲和互作与非亲和互作反应的基因表达谱,探索水稻对不同稻瘟病菌抗性差异的分子机理。【方法】运用Affymetrix表达谱芯片分析差异表达mRNA;通过分子注释系统平台（MAS 3.0）对差异表达基因进行了基因注释及GO分析;应用实时定量PCR 对部分差异表达基因进行验证。【结果】在49 824个转录本中共检测到大约24 000个转录本,Fold change大于2.5的基因共1 028个,其中非亲和互作上调基因460个,下调基因568个。所验证的4个基因的荧光定量PCR结果与芯片结果基本一致。经GO分析差异基因对应蛋白的功能主要涉及信号转导、酶的调节、转录及分子转运等。【结论】水稻与稻瘟病菌非亲和与亲和互作的基因表达谱存在较大差异,基因芯片筛选到的差异表达基因通过GO注释明确了差异基因的分子功能及信号通路,有利于进一步了解植物抗病机制,并可能为稻瘟病防治措施提供新的途径。     

鸡下丘脑高丰度miR-101的组织表达谱与功能预测分析

【目的】 全面了解鸡下丘脑高丰度miR-101的组织表达情况和潜在生物学功能,为揭示下丘脑调控鸡机体能量平衡的分子机制奠定基础。【方法】 采用茎-环定量RT-PCR方法检测miR-101在固始鸡4个发育阶段、13种组织中的表达,利用Pictar算法预测miR-101的靶基因并对预测靶基因分别进行Gene Ontology分析、通路分析和分层富集。【结果】 miR-101的表达具有明显的时序特征和组织特异性,胚胎期各组织中的表达水平明显高于出壳后,脑部各组织中的表达水平明显高于其它被检测的组织,并在14胚龄下丘脑以及17胚龄小肠和腿肌中高丰度富集;miR-101的预测靶基因在生物学调节、代谢过程、发育过程和细胞过程等基本生物学过程中显著富集;针对神经系统发育的生物信息学分析显示,miR-101调控功能主要涉及脑发育、神经元分化、神经发生调节、神经胶质细胞分化和星形胶质细胞分化等生物学过程。【结论】 miR-101为脑部组织高丰度表达miRNA,在脑发育相关的许多生物学过程中可能发挥重要的调节作用。     

热应激对中国荷斯坦牛乳腺组织基因表达及信号通路的影响

夏季奶牛热应激问题给奶业生产造成了巨大的经济损失。为揭示奶牛发生热应激后乳腺组织应答反应的分子机制,通过研究热应激奶牛乳腺组织差异表达基因,探究差异基因对乳腺组织转录调控的影响。以8头中国荷斯坦牛为研究对象,分别采集热应激期(8月,温湿指数THI=83.8)和非热应激期(3月,THI=65.8)各4头奶牛乳腺组织,利用HiSeq2000进行转录组测序,并进行生物信息学分析,共发现96个差异表达基因(差异倍数>2),其中上调表达46个,下调表达50个。GO分类结果表明,注释到细胞组分、分子功能和生物学过程的差异基因数量分别为41、38和36个(P<0.05)。KEGG通路分析结果表明,差异基因共富集到18条信号通路(P<0.05),其中6条与疾病有关,9条与代谢有关,此外,与免疫应答相关的细胞因子-细胞因子受体相互作用和NOD样受体信号通路明显富集。通过比较热应激和非热应激奶牛乳腺组织转录组,分析差异基因相关信号通路,为进一步了解奶牛发生热应激反应的分子机制奠定基础。     

有氧运动通过上调IGF1改善抑郁症大鼠的学习记忆能力

目的：分析4周有氧运动对抑郁症大鼠海马组织胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1, IGF1) 信号通路的影响,探究长期有氧运动缓解抑郁症及改善机体记忆学习能力的分子生物学机制。方法：30只成年雄性清洁级SD大鼠（250g～300g）诱导慢性不可预见性应激模型。建模成功的SD大鼠随机分为抑郁安静组 (Con) 和抑郁有氧运动组 (ET) 各10只。ET 组小鼠进行为期4周的有氧跑台训练,抑郁安静组的大鼠笼内自由活动作为对照。4周后取两组大鼠海马组织,进行基因芯片分析;随机选取6个差异表达基因进行Real-time qPCR实验以验证基因芯片结果; Western Blot实验检测IGF1及其信号通路相关分子和细胞外信号调节激 酶 (extracellular signal-regulated kinase, ERK)、环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein, CREB)的表达。结果：对比 Con 和 ET 组SD大鼠海马组织基因表达谱,筛选发现共有366个差异表达基因,其中表达上调的基因有 332 个,表达下调的基因有 34 个。 Real-time qPCR实验结果与基因芯片一致。通路 (Pathway) 分析结果显示,差异表达基因编码的蛋白共富集 61 条细胞信号通路,其中包括IGF1信号通路。采用Western Blot检测IGF1信号通路相关分子,发现ET 组IGF1,ERK及CREB表达上调。结论：4周有氧跑台训练引起抑郁症SD大鼠海马组织全基因表达谱发生变化,可能通过调控IGF1信号通路相关分子促进机体记忆学习能力的提高。     

重度冷应激下民猪背最长肌应答分子调控网络分析

为解析家猪在重度冷应激下骨骼肌应答反应的分子机制,本研究利用民猪的重度冷应激模型结合RNA-seq测序技术,对遭受重度冷应激后民猪背最长肌的基因和lncRNA的表达变化、功能注释以及两者间的调控关系进行了分析。结果表明:1)民猪在遭受3 d的重度冷应激(-17 ℃~-26 ℃)后,背最长肌的53个基因发生了显著上调表达,35个基因发生了显著下调表达;53个lncRNA发生了显著上调,38个lncRNA发生了显著下调。差异表达基因中有多个与炎症反应相关的基因,如AREG、HAS1、MMP25和SLC11A1等基因发生了显著上调表达;与低温胁迫相关的TREH和与应激反应相关的TRIB3、与碳水化合物、葡萄糖和脂质代谢相关的HGFAC等基因也发生了显著上调表达。2)差异表达基因所参与的生物过程主要集中在胶原代谢、伤口愈合表皮细胞扩散和肌肉肥大调节过程等,且多位于细胞外区间;差异表达基因显著富集的生物学通路仅1个MAPK通路。3)存在显著表达差异的91个lncRNA顺式调控129个基因,反式调控750个基因,lncRNA与靶基因间的互作关系复杂。预测到的靶基因显著富集到MAPK和TNF 2个生物学通路。综上,重度冷应激导致民猪背最长肌出现了炎症反应,改变了部分与炎症、低温胁迫、应激反应和营养物质代谢相关基因的表达及部分lncRNA的表达,MAPK和TNF信号通路被激活。     

野生罗非鱼响应低温胁迫的脑组织转录组测序分析

【目的】比较低温胁迫下野生罗非鱼和养殖吉富罗非鱼的基因表达模式,揭示野生罗非鱼低温应答的特有分子调控机制,为后续开展野生罗非鱼耐冷亲本大范围筛选打下基础。【方法】挑选规格相近的野生罗非鱼和养殖吉富罗非鱼进行梯度降温试验,水温先以1℃/12 h的速度从26℃降至14℃,并保持288 h（12 d）,于26℃、20℃及14℃保持0、120和288 h等5个时间点分别解剖罗非鱼采集脑组织样品,构建cDNA文库后以Illumina HiSeq×Ten测序平台进行双端测序及比较转录组分析,并采用实时荧光定量PCR对具有重要功能的差异表达基因（DEGs）进行表达验证。【结果】野生罗非鱼在11℃时开始出现死亡个体,但在8℃时仍有50.0%的存活个体,说明野生罗非鱼较养殖吉富罗非鱼具有更强的低温耐受能力。在14℃的长时间低温胁迫过程中,养殖吉富罗非鱼脑组织中表达显著上调的差异表达基因数量约是野生罗非鱼的10倍,即养殖吉富罗非鱼的应激反应远比野生罗非鱼强烈。KEGG信号通路富集分析结果显示,养殖吉富罗非鱼和野生罗非鱼在14℃保持120和288 h的上调差异表达基因均富集到核糖体发生、内质网蛋白加工及剪接体信号等信号通路上,野生罗非鱼的上调差异表达基因还额外富集到核苷酸切除修复、N-糖基化生物合成和DNA复制信号等通路上。与养殖吉富罗非鱼相比,在野生罗非鱼中发现577个特有的差异表达基因,主要富集在NOD受体信号通路、凋亡和内吞等通路上,且表现为NOD受体信号通路被启动,而细胞凋亡受抑制。在野生罗非鱼中,参与NOD受体信号通路的关键功能基因（Nemo、NFκB、p38、JNK和IL-1β）在长时间低温胁迫中均维持在一个较高的表达水平,而内吞途径关键基因的表达上升倍数也明显高于养殖吉富罗非鱼。【结论】野生罗非鱼通过避免过度的应激反应和维持低水平代谢的细胞稳定以减轻低温胁迫对机体的损伤,并持续启动NOD受体信号通路及内吞途径以维持其免疫能力,而具有较养殖罗非鱼更强的低温耐受力。     

禽致病性大肠杆菌clpV基因缺失对雏鸡气管黏膜 细胞因子-细胞因子受体相互作用通路的影响

为探究clpV基因在禽致病性大肠杆菌（Avian pathogenic Escherichia coli, APEC）感染雏鸡气管黏膜过程中发挥的作用及机制。将APEC野生株（DE17）及其基因缺失株（DE17ΔclpV）感染7日龄雏鸡气管,12、24 h后收集雏鸡气管黏膜细胞进行转录组学测序,筛选野生株和缺失株的差异表达基因,进行GO和KEGG富集分析。结果显示,在感染12 h后,共筛选到108个差异表达基因（36个上调,72个下调）;在感染24 h后,共筛选到59个差异表达基因（34个上调,25个下调）。GO分析表明,差异表达基因主要富集在细胞内信号转导、RNA聚合酶Ⅱ的转录正调控等生物学过程;蛋白质结合、ATP合成、DNA结合等分子功能类;生物膜及膜的组成成分、细胞质等细胞组分功能;KEGG分析表明,差异表达基因主要富集在紧密连接通路、内质网中的蛋白质加工通路、细胞因子与细胞因子受体相互作用通路、内吞通路、Wnt信号通路等。结论为clpV基因缺失后,会使部分差异表达基因的表达量下调,对细胞因子-细胞因子受体相互作用等通路产生影响。     

萱草根茎低温胁迫转录组分析

低温胁迫是萱草育种和生产中最严重的非生物胁迫之一。该研究以耐冷型和冷敏感型萱草低温处理前后的根茎为材料,利用转录组测序(RNA-seq)技术,比较了耐冷型和冷敏感型萱草在低温胁迫下的基因表达差异。结果表明,4个样品获得的高质量clean reads均大于35 880 734条;低温处理后,耐冷型萱草差异表达基因数量多于冷敏感型,差异表达基因主要富集于次级代谢产物等相关途径,Ca²⁺信号通路基因、MAPKs信号通路基因、转录因子和热激蛋白基因表达在2种萱草中表现出不同的变化,可能导致2种萱草在低温胁迫中的不同反应。qRT-PCR验证结果显示,差异基因的表达变化趋势与RNA-seq结果一致。该研究表明Ca²⁺信号通路基因、MAPKs信号通路基因在萱草响应低温胁迫过程中发挥着重要作用。     

基于表达谱芯片挖掘鸡骨骼肌不同类型肌纤维的差异表达基因

【目的】肌纤维类型的差异是直接影响肌肉生长发育和肉品质的重要因素,红肌纤维比例高的肌肉肉品质要显著优于白肌纤维比例高的肌肉,然而,目前对于鸡骨骼肌纤维类型形成及转换的分子调控机制尚不明确。本究以中国优良的地方品种清远麻鸡为研究对象,首次对其骨骼肌中不同类型肌肉的转录组差异进行了研究,以期挖掘在鸡肌纤维生成和类型转换中发挥调控作用的关键因子。【方法】采用Agilent鸡全基因组表达谱芯片对清远麻鸡骨骼肌表型差异较大的比目鱼肌和趾长伸肌中与肌纤维类型组成和转换相关的候选基因进行系统筛查,采用荧光定量PCR对芯片筛选出的差异表达基因进行验证,采用慢病毒质粒包装系统构建特异靶向鸡PPARGC1A基因的RNA干扰慢病毒载体进行基因功能研究。【结果】芯片结果共发现差异倍数在2倍及以上的基因1 224个(P0.05,FC≥2),以趾长伸肌作为参照,比目鱼肌中上调基因为654个,下调基因为570个,尽管芯片和荧光定量PCR两种方法得出的差异倍数并不完全一致,但所选基因的表达趋势是一致的,表明芯片结果是可靠的。对差异表达基因进行GO(GO ontology)功能分类,共发现了74个显著性GO,主要分为生物学过程、分子功能和细胞组分等3大类。基于KEGG Pathway分析发现,一些已知的与肌纤维类型转换、肌肉发育以及脂质代谢相关的信号通路在两种类型的肌肉中被显著富集。综合差异基因的GO、KEGG Pathway和共表达网络分析,推测PRKAG3,ATP2A2以及PPARGC1A可能是与肌纤维类型性状紧密关联的关键基因。进一步对PPARGC1A基因进行功能研究发现,PPARGC1A基因的敲低,引起了PPP3CA,MEF2C以及SM等慢肌纤维标志基因以及与肌纤维发育与转换相关基因表达水平的显著降低,而快肌纤维标志基因FWM的表达水平则显著上升。【结论】揭示了鸡红肌和白肌两种不同类型肌肉间的转录组差异,证明了PPARGC1A基因能够与钙离子信号通路相关基因协同从而在鸡肌纤维类型组成和转换中发挥着重要作用,从而为中国地方鸡肉品质性状的遗传改良提供一定的理论依据。     

利用iTRAQ蛋白质组技术筛选与鸡喙畸形相关的候选蛋白

【目的】中国地方鸡种如北京油鸡、清远麻鸡存在喙畸形现象,表现为上下喙咬合不全,呈交叉状。严重影响鸡饮水和采食,从而影响个体发育和生产性能的发挥,造成一定经济损失。笔者根据喙畸形个体的系谱记录,发现喙畸形的形成受到遗传因素的影响,但具体机制尚不明确。蛋白是行使各种生物学功能的最终形式之一,喙畸形个体的发生可能是由于核心蛋白或者相关调控蛋白代谢异常造成的。利用同位素标记相对和绝对定量（isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ）技术以及生物信息学分析方法,筛选鸡畸形喙与正常喙中差异表达的蛋白,作为喙畸形相关的重要候选蛋白,为进一步研究北京油鸡喙畸形的遗传机制奠定基础。【方法】挑选3只120日龄喙畸形的公鸡作为试验组,编号为W1、W2、W3,同时,挑选与试验组个体为同胞关系（全同胞或半同胞）的喙正常公鸡作为对照组,编号为Z1、Z2、Z3。将喙畸形与其同胞正常个体作为一个比对组,iTRAQ试验具体包含3个比对组,即W1 vs Z1,W2 vs Z2,W3 vs Z3。屠宰个体后,剔除喙组织周围肌肉和筋膜,分离得到喙上颌骨和下颌骨,提取总蛋白样品,应用6个 iTRAQ标签标记各蛋白样品,经过色谱层析预分离,联合液相串联质谱分析,采用Mascot 2.3.02软件对蛋白进行鉴定和定量分析。试验组（W）与其同胞对照组(Z)样本比较（W1 vs Z1,W2 vs Z2,W3 vs Z3）,选择肽段数≥2,表达差异值＞1.2（上调）或＜0.83（下调）,且P＜0.05的蛋白作为差异表达蛋白。【结果】利用iTRAQ技术一共在喙组织中鉴定到3 372个蛋白,鉴定到的特异性肽段有12 769个。其中原鸡蛋白1 869个,分子质量主要分布在10-100 kD之间。3个比对组共鉴定出159个表达量有显著差异的蛋白质,其中包含70个表达上调的蛋白,89个表达下调的蛋白。统计各比对组蛋白表达差异值发现,表达量差异较大的上调蛋白质有LPL、MLC-2、CO9A1、MATN3、HSP90B1等,表达量差异较大的下调蛋白质有MBP、RLA1、PRVM、HAPLN1等。结合已经报道的这些蛋白的生物学功能,其中CO9A1、MATN3、HAPLN1与软骨合成和软骨骨化相关,CO9A1是带状软骨纤维的组成物质,MATN家族是非胶原性细胞外基质蛋白家族,HAPLN1是软骨细胞外基质的重要组成成分;PRVM是细胞内钙离子结合蛋白,参与调控Ca2+离子信号通路;LPL是多功能酶,主要在脂质代谢和转运过程中起作用,参与调控PPAR信号通路。初步筛选出CO9A1、MATN3、HAPLN1、PRVM、LPL作为与鸡喙畸形相关的候选蛋白。【结论】差异表达蛋白的发现为鸡喙畸形形态的发生提供蛋白质水平上的理论依据。     

基于线粒体标记的淮南麻黄鸡遗传结构及其遗传多样性分析

通过探究淮南麻黄鸡的遗传多样性和遗传结构,为淮南麻黄鸡的种质资源保护和开发利用提供遗传背景资料。对淮南麻黄鸡线粒体基因组(mitochondrial genome,mt DNA)控制区全序列进行测序,并结合红色原鸡的序列进行生物信息学分析。淮南麻黄鸡mt DNA控制区全长1 231~1 232 bp,共发现26处单核苷酸变异位点,核苷酸多样性(Pi)为0.006 6,单倍型多样性(Hd)为0.917,平均核苷酸差异(K)为7.573。群体共包含14种单倍型,可以分为A、B、C和E 4个分支分别包括3、3、7和1种单倍型。淮南麻黄鸡在线粒体水平上有较高的多态性,并且来自多个不同的母系,有很好的开发潜力。     

槐猪和杜洛克猪背最长肌差异表达基因的筛选与注释

为了筛选槐猪和杜洛克猪背最长肌中的差异表达基因,对槐猪和杜洛克猪背最长肌进行转录组测序,并进行生物信息学分析.结果表明,槐猪和杜洛克猪分别获得36 177 844和34 496 450条可用读段,且与猪参考基因组的比对率分别为78.71%和80.09%.槐猪和杜洛克猪间共有953个差异表达基因,以杜洛克猪为对照组,槐猪与之相比,有589个上调基因和364个下调基因.槐猪和杜洛克猪的差异表达基因共分类到48个基因本体(GO)条目中,其中,细胞组分13个、分子功能12个和生物学过程23个.显著富集的KEGG通路共计6个,其中,PPAR信号通路是与调节脂类代谢显著相关的通路.     

渗透胁迫下烟草根系基因的表达谱分析

 【目的】了解干旱胁迫下烟草的抗旱机制。【方法】采用拟南芥基因芯片检测PEG渗透胁迫（-1.2 MPa）48 h后烟草根系中基因表达的变化。【结果】在31 182个基因微矩阵点中,有效差异表达（ratio 值≥2或≤0.5）的基因有126个,其中上调79个,下调47个。上调基因主要是根系中一些受渗透胁迫诱导参与信号转导的激素（主要是ABA）响应蛋白基因、钙信号响应蛋白基因及蛋白激酶基因。而下调表达的基因则主要是一些与烟株生长发育相关的赤霉素响应蛋白类基因和根系中参与蛋白质降解的泛素连接酶类基因。【结论】通过分析这些特异表达基因,揭示出烟草植株体在非生物环境胁迫条件下的一些响应机制,为阐明烟草抗旱的分子生物学机理提供了有价值的信息。     

干旱与NaHCO3胁迫下柽柳基因表达的比较

用cDNA微阵列技术比较了NaHCO3及干旱胁迫下柽柳基因的表达异同。柽柳分别采用0.4mol/L的NaHCO3和干旱处理约30h后取材,分离总RNA,选用Cy3和Cy5进行标记,并与载有柽柳基因的cDNA微阵列杂交,比较了柽柳干旱胁迫的基因表达谱和NaHCO3胁迫的基因表达谱。结果显示,2种胁迫下,有14条基因共同下调表达,31条基因共同上调表达,说明柽柳的抗旱耐盐性状相似性较高。有1个基因在干旱胁迫下为上调表达,在NaHCO3胁迫下为下调表达。同时,和Lea蛋白、脱水诱导蛋白RD22同源的基因在干旱胁迫下表达量升高明显,但NaHCO3胁迫表达量上升不明显;NaHCO3胁迫使与SMDC基因和水通道蛋白同源的基因表达量明显上升,而干旱胁迫其表达量无明显升高,提示了柽柳的抗旱、耐盐性状也存在明显的差异。     

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】 筛选不同温度下烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）侵染后枯斑三生烟（Nicotiana tabacum var. Samsun NN）差异表达的长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）,研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】 N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水（phosphate buffered saline,PBS）,48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90（N. tabacum var. TN90）基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA（differentially expressed lncRNA,DElncRNA）,并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】 4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8 000万条clean reads,共获得4 737条已知lncRNA、40 169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】 不同温度（25℃和31℃）条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。     

意大利蜜蜂响应东方蜜蜂微孢子虫胁迫的免疫应答

【目的】通过对意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica,简称意蜂）工蜂中肠响应东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）胁迫的差异表达基因（differentially expressed gene,DEG）及免疫通路进行深入细致的分析,揭示宿主的细胞和体液免疫应答,为关键免疫应答基因的筛选及功能研究打下基础。【方法】基于前期获得的正常及东方蜜蜂微孢子虫胁迫的意蜂7日龄和10日龄工蜂中肠（Am7CK、Am7T、Am10CK、Am10T）转录组数据,按照FDR≤1,P≤0.05和|log₂ fold change|≥1的标准筛选出各组的DEG,利用相关生物信息学软件对DEG进行Pearson相关性分析、Venn分析、GO分类和KEGG代谢通路富集分析,进而对免疫通路富集基因进行统计和分析,利用实时荧光定量PCR（real-time quantitative PCR,RT-qPCR）验证转录组数据的可靠性。【结果】 差异分析结果显示,Am7CK vs Am7T比较组包含472个上调基因和385个下调基因;Am10CK vs Am10T比较组包含611个上调基因和360个下调基因。Venn分析结果显示,两个比较组特有的DEG分别为739和853个,共有的DEG为118个。GO分类结果显示,Am7CK vs Am7T比较组中上调和下调基因分别涉及23和29个功能条目,其中富集上调基因数最多的前5位分别为结合、催化活性、代谢进程、细胞进程和单组织进程;富集下调基因数最多的前5位分别为代谢进程、单组织进程、催化活性、细胞进程和结合。Am10CK vs Am10T比较组中上调和下调基因分别涉及36和26个功能条目,其中富集上调基因数最多的前5位分别为单组织进程、结合、细胞进程、催化活性和代谢活性;富集下调基因数最多的前5位分别为结合、细胞进程、催化活性、代谢进程和单组织进程。KEGG代谢通路富集分析结果显示,Am7CK vs Am7T比较组中上调和下调基因分别富集在38和33条代谢通路,富集上调基因数最多的前5条分别为胆汁分泌、内质网蛋白加工、泛素介导的蛋白水解、PI3K-Akt信号通路和神经营养因子信号通路;富集下调基因数最多的前5条分别为胞质DNA传感通路、嘌呤代谢、嘧啶代谢、RNA聚合酶和核糖体;涉及泛素介导的蛋白水解等3条细胞免疫通路,以及PI3K-Akt信号通路等7条体液免疫通路。Am10CK vs Am10T比较组中上调和下调基因分别富集在54和43条代谢通路,富集上调基因数最多的前5条分别为Hippo信号通路、药物代谢-细胞色素P450、P450对外源物质的代谢、泛素介导的蛋白水解和鞘脂类代谢;富集下调基因数最多的前5条分别为mRNA监测、鞘脂类信号通路、果糖和甘露糖代谢、半乳糖代谢和鞘脂类代谢;涉及泛素介导的蛋白水解等7条细胞免疫通路,以及NF-κB信号通路等2条体液免疫通路。RT-qPCR验证结果显示6个随机挑选的DEG的表达量变化趋势与测序结果一致,证实了本研究中测序数据的可靠性。进一步分析发现意蜂7日龄和10日龄工蜂中肠的NF-κB信号通路均被东方蜜蜂微孢子虫激活,随即启动了3种抗菌肽apidaecin、defensin-1和hymenoptaecin的合成,体现了它们在宿主抵御东方蜜蜂微孢子虫入侵中的重要性。【结论】在转录组水平解析了意蜂工蜂中肠对东方蜜蜂微孢子虫的免疫应答,揭示宿主在胁迫前期同时作出细胞和体液免疫应答,前者可能在抵御病原入侵方面发挥主要作用;宿主的细胞免疫在胁迫后期持续增强,但体液免疫较大程度地减弱;泛素介导的蛋白水解通路及富集DEG,NF-κB信号通路及富集DEG,以及抗菌肽编码基因apidaecin、defensin-1和hymenoptaecin可能在意蜂工蜂对东方蜜蜂微孢子虫的免疫应答中起到关键作用。