秀珍菇不同生长发育阶段蛋白质组学分析

为了解秀珍菇生长发育各阶段蛋白质组的差异,对秀珍菇菌丝生长期、原基期、珊瑚期及子实体成熟期4个不同阶段的表达蛋白进行比较蛋白质组学分析。结果表明:与最初的菌丝生长期相比,其余3个不同发育时期共筛选得到885个差异表达蛋白,原基期、珊瑚期和子实体成熟期分别有差异表达蛋白376、642及692个;这4个阶段特异表达的蛋白分别为11、23、136和181个。基因本体注释结果显示,分别有26%、20%、15%和11%的差异蛋白参与糖类合成、生殖结构发育、器官合成和蛋白大分子代谢等生物学过程;代谢通路分析表明,差异表达蛋白显著富集在三羧酸循环和糖酵解/糖异生途径2条代谢通路上,这些通路的改变很有可能在秀珍菇的生长发育过程中起着重要作用。研究还发现,参与胞内应激修复过程的HSP70蛋白在不同阶段发生显著差异表达变化,提示分子伴侣类热激蛋白对调控秀珍菇生长发育具有重要意义。     

秋茄(Kandelia candel L.)响应重金属胁迫的数字基因表达谱

基于高通量测序的数字基因表达谱(DGE)技术,对重金属污水胁迫处理组和对照组秋茄材料进行转录组测序分析。结果表明,重金属污水胁迫处理样品与对照样品相比,共筛选出的3 097个差异表达基因,其中2 202个表达上调,895个表达下调。GO功能显著性富集分析出38个GO分类条目,大量与生长发育,代谢调控,环境刺激响应相关的基因表现为富集。进一步的KEGG代谢途径分析表明,差异表达基因主要与糖类、核酸、蛋白质和脂质等生物大分子代谢、能量代谢以及次生代谢过程有关。转录因子分析发现b HLH,MYB,NAC和WRKY在重金属胁迫中发挥重要作用。此外,重金属胁迫还促进萜类、黄酮类化合物生物合成的关键酶基因(牻牛儿基焦磷酸合酶(Unigene0029352)、黄酮醇合成酶(Unigene0010384))的表达,进而促进秋茄有效成分的积累;显著诱导细胞分裂素相关基因type-b响应调节子ARR2(Unigene0033740)的表达、抑制油菜素内酯的信号转导组分基因BSK(Unigene0008986)的表达,进而提高秋茄对重金属胁迫的适应能力。实验选取了5个与环境刺激响应密切相关的基因,通过qRT-PCR验证了它们在重金属污水胁迫处理下的表达差异,结果与数字基因表达谱分析的结果较为一致,证实了差异表达基因数据的有效性。说明在重金属胁迫处理下,秋茄通过调节基因表达提高自身对污染胁迫的耐受能力。     

松树内生细菌GD2对松材线虫入侵寄主时转录组的影响

为了进一步阐明细菌在松材线虫病中的作用,采用松材线虫(CK)和松材线虫与马尾松内生细菌GD2的混合物(T)分别接种马尾松,对松材线虫进行转录组测序、 Gene Ontology(GO)及KEGG富集分析,并利用Real-time Quantitative PCR(RT-qPCR)验证目标基因表达情况。结果显示,与对照组(空白虫)CK相比,共筛选到143个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),其中有63个上调基因,80个下调基因。Gene Ontology分析显示,差异表达基因在免疫系统过程、细胞膜、代谢过程、转运活性等功能类富集。KEGG通路在ECM-receptor互作、肾素-血管紧张素、糖酵解、胰岛素信号等通路富集。这些GO功能与KEGG通路涉及机体的免疫调节。选取8个基因进行RT-qPCR验证,表达水平与测序结果一致,证明了测序结果的准确性。表明菌株GD2可以通过提高松材线虫的免疫调节能力来影响松材线虫病的发生。     

对4个不同产地松乳菇子实体的分子鉴定

提取4个不同产地松乳菇子实体的基因组DNA,扩增其ITS序列,测序后通过和GenBank中相似度较高的序列比对,构建系统发育树,经分析,鉴定出所采集到的子实体均为松乳菇的子实体。     

意大利蜜蜂6日龄幼虫肠道内球囊菌的差异表达基因分析

为检测蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis)在胁迫意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)幼虫后期的基因表达谱,利用RNA-seq技术对纯培养的球囊菌孢子及球囊菌胁迫的意蜂6日龄幼虫肠道进行深度测序。通过比较处理组和对照组得到21 361个差异表达基因(DEGs),包括15 306个上调基因和6 055个下调基因。GO富集分析结果显示,上调基因富集于39个GO条目(term),基因富集数最多的为细胞进程(2 416unigenes)、细胞(2 408 unigenes)和细胞组件(2 408 unigenes);下调基因富集于38个GO term,基因富集数最多的为代谢进程(1 227 unigenes)、细胞进程(1 185 unigenes)和细胞(1 131 unigenes)。KEGG代谢通路富集分析结果显示,上调基因富集在119个通路,其中基因富集数最多的是核糖体(221 unigenes),其次为内质网中蛋白加工(190 unigenes)和内吞作用(177 unigenes);下调基因富集在113个通路上,基因富集数最多的是核糖体(144 unigenes),其次为RNA转运(113 unigenes)和氨基酸生物合成(108 unigenes)。进一步分析发现,富集在MAPK信号通路上的64个基因上调表达,说明该通路在球囊菌胁迫后期被激活。研究结果不仅为揭示球囊菌在胁迫意蜂幼虫后期的病原-宿主互作提供了重要信息,也为阐明球囊菌致病的分子机制奠定了基础。     

禽致病性大肠杆菌phoP/Q基因缺失对雏鸡脾脏microRNAs功能的影响

从microRNA(miRNA)水平探究禽致病性大肠杆菌(APEC)phoP/Q基因缺失对雏鸡脾脏功能表达的影响,为APEC的防制提供参考资料。用禽致病性大肠杆菌和其phoP/Q基因的缺失株分别攻毒14日龄雏鸡,采集其脾脏组织为材料进行高通量测序获得miRNA表达谱,选择差异倍数大于8的miRNA进行Real-time PCR,对差异表达的miRNA进行靶基因预测以及GO、KEGG富集分析。测序结果获得10个差异表达的miRNA,其中1个miRNA表达量下调,9个miRNA表达量上调,Real-time PCR结果表明,miRNA变化趋势与测序结果一致,GO分析结果表明,差异表达基因主要富集在能量代谢、免疫系统、细胞生长与凋亡、糖合成与代谢等生物学过程。KEGG分析结果显示预测靶基因参与MAPK信号通路、糖代谢通路、Wnt信号通路等重要通路。本试验分析禽致病性大肠杆菌phoP/Q基因缺失后感染雏鸡脾脏miRNA的表达差异,从miRNA水平探讨了phoP/Q基因缺失对APEC致病性的影响,为APEC的防治提供参考资料。     

天维菌素处理埃及伊蚊幼虫的转录组学分析

为探索新型大环内酯类杀虫剂天维菌素对蚊虫防控的应用前景，进一步了解天维菌素对蚊虫的作用机制，本研究利用转录组测序技术研究埃及伊蚊幼虫参与药物代谢及靶标等生物学过程的基因。利用高通量测序获取给药前后埃及伊蚊的差异表达基因，进一步进行Gene Ontology（GO）及KEGG富集分析，并利用Real-time Quantitative PCR（rt-qPCR）验证目标基因表达情况。结果显示，与对照组相比，天维菌素处理后埃及伊蚊幼虫中有2 647个基因差异显著表达，其中上调基因有697个，下调表达的基因有1 950个。Gene Ontology分析显示，测序基因主要注释到细胞过程、代谢过程、膜、结合和催化活性等功能类。KEGG通路主要富集在药物代谢、免疫应答、生物合成以及消化与吸收等过程。选取GST-1，EST2等6个目标基因进行rt-qPCR验证，表达水平与测序结果一致。     

甘蔗鞭黑粉菌致病力差异菌株转录组分析

为探明甘蔗鞭黑粉菌不同致病力菌株在转录水平的差异,挖掘致病相关基因,采用Illumina测序技术对2个不同致病力菌株Ss16(强致病力)和Ss47(弱致病力)构建cDNA文库,进行转录组测序,通过质控后对其进行生物信息学分析。结果显示:共获得8.31G(Ss16)和9.88G(Ss47)的分析数据(clean reads),Ss16和Ss47相比较共获得显著(P0.05)差异表达基因649个,其中上调基因299个,下调基因350个。差异性表达基因的GO注释及KEGG通路富集分析结果表明,KEGG通路多与物质的蛋白合成、运输和代谢相关,富集最显著的前几条通路分别为:淀粉和蔗糖代谢(starch and sucrose metabolism)、ABC转运蛋白(ABC transporters)、芳香族化合物的降解(degradation of aromatic compounds)、代谢途径(metabolic pathways)和嘌呤代谢(purine metabolism)。     

转录组测序揭示不同生长速度番鸭胸肌组织的基因表达差异

【目的】利用转录组测序技术分析不同生长速度番鸭的基因表达差异，挖掘影响番鸭生长性能的基因与信号通路，为阐明生长性能差异的遗传机制提供理论基础。【方法】选取不同生长速度两尾样番鸭的胸肌组织进行转录组测序，采用无参考基因组的分析手段对测序结果进行分析，获得差异表达基因（Differentially expressed genes，DEGs）。利用 Blast2 GO 软件对 DEGs 进行功能富集分析，利用 KAAS 网站进行 DEGs 的通路富集分析。【结果】转录组测序分析结果显示，快速生长型番鸭与缓慢生长型番鸭相比共有 186 个显著 DEGs，其中 49 个表达量上调，137 个表达量下调。这些 DEGs 主要富集在磷脂酰肌醇三激酶 - 丝氨酸 / 苏氨酸激酶（PI3K-AKT）信号通路、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路和腺苷酸激活蛋白激酶（AMPK）信号通路。【结论】PI3K-AKT、MAPK、AMPK 这 3 条信号通路是控制番鸭机体生长发育的重要调节信号通路。     

魏可葡萄气生根发育的转录组分析

葡萄气生根是在高温高湿环境下老蔓上发育形成的一种特殊根系类型,发育程度较低,具有分化潜力。通过技术手段诱导魏可葡萄当年生结果枝茎节处萌发气生根,以同一结果母枝未处理茎节为对照进行根系转录基因表达情况分析,结果表明,诱导气生根发育过程中有3 989个基因表达量上升,2 830个基因表达量下调。采用GO功能分类,可将注释的基因划分为40个功能类别,包括催化活性、结合和代谢过程等。部分根系关键基因表达结果表明,生长素、赤霉素、脱落酸在内的所有植物激素都参与了调控过程,结合生长素下游相应基因分析,内切葡聚糖酶基因、PRE基因和高亲和力硝酸盐转运体基因在气生根发育过程中显著上调表达,表明降解茎节处表皮细胞壁、利用硝酸盐在茎节处富集刺激根芽萌发是气生根生长发育调控机理之一。     

利用微型离心管提取分析天然橡胶主要成分聚异戊二烯方法的建立

为建立一种快速、准确的从少量样品中提取、分析天然橡胶主要成分聚异戊二烯含量的方法，在已采用索氏提取器提取的基础上，进一步探讨采用2 mL微型离心管的方法提取分析材料(0.5 g以下)中的聚异戊二烯含量。从分别利用微型离心管与索氏提取器提取4种样品分析材料，即顺式聚异戊二烯标准品、多汁乳菇子实体、杠柳枝条、杜仲果翅的提取得率和分子量分布看，2种提取方法的差别不大，再通过每次提取时利用顺式聚异戊二烯标准品建立标准曲线校正，采用2 mL微型离心管微量提取分析测定植物植株、组织材料或真菌子实体、菌丝体中的顺式或反式-1、4-聚异戊二烯橡胶含量的方法可行、结果可信。     

百子莲2个ARF基因与2个Aux/IAA基因的全长克隆与序列分析

采用不同浓度外源生长素类调节物质毒莠定(PIC)对百子莲(Agapanthus praecox ssp. orientalis)进行继代培养,并对其胚性愈伤组织进行比较转录组学研究,获得了百子莲生长素信号转导途径中的2个ARF和2个Aux/IAA家族基因,推测其为体胚发生过程中生长素信号传导途径相关的重要调控因子。采用RACE技术获得ApARF1、ApARF2、ApAux/IAA2与ApAux/IAA3的cDNA全长,分别为2 343、2 888、1 034和821 bp,开放阅读框(ORF)长度分别为1 770、2 349、480和549 bp,分别编码589、782、159和182个氨基酸残基。生物学分析表明,ApARF1与ApARF2蛋白均具有ARF家族的典型结构,ApAux/IAA2蛋白结构域Ⅳ不完整,ApAux/IAA3结构域Ⅱ部分缺失,但仍具有Aux/IAA蛋白的典型功能。转基因实验表明,ApAux/IAA过表达植株表现出生长延缓及发育受阻的表型,ApARF过表达植株表现出生长促进、花期提前的表型,验证了百子莲ApARF和ApAux/IAA家族蛋白对植物生长发育的调控作用。     

猪miR-204组织表达与重要靶基因筛选

基于Illumina Hiseq 4000高通量测序技术筛选得到仔猪感染C型产气荚膜梭菌耐受和易感组中显著上调表达的miR-204。为研究miR-204在各组织中的表达,进一步筛选miR-204参与调控仔猪C型产气荚膜梭菌感染的关键靶基因,采用实时荧光定量PCR方法检测了miR-204在7日龄仔猪各组织中的表达,利用MEGA7.0软件对其成熟体序列保守性进行分析,运用TargetScan、miRDB、PicTar软件进行靶基因预测,并用DAVID软件对靶基因进行Gene Ontology和KEGG Pathway通路富集分析,进一步采用qRT-PCR方法对筛选得到的关键靶基因在猪肠上皮细胞(IPEC-J2)中进行靶向关系验证。结果表明,miR-204在7日龄仔猪肾脏、肝脏、胸腺、淋巴、十二指肠和回肠组织中均高度表达,其成熟体序列在脊椎动物间高度保守。3种软件预测到的共同靶基因有114个,这些靶基因显著(P<0.05)富集在15个GO功能和13个信号通路。结合前期得到的抗性基因,筛选到4个关键靶基因NR3C1、SIRT1、BCL2L2和DLG5,转染miR-204 mimics后,靶基因SIRT1、BCL2L2和DLG5极显著(P<0.01)下调表达。miR-204是参与调控仔猪抵抗C型产气荚膜梭菌感染的重要因子,SIRT1、BCL2L2和DLG5可能是miR-204的关键靶基因,其功能还需进一步验证。     

枣树MYB基因家族鉴定、果实表达和盐胁迫响应研究

MYB是植物基因组中最大的转录因子基因家族之一，广泛参与到植物发育与形态建成、次生代谢物合成逆境胁迫等过程。基于骏枣基因组和果实发育与成熟的5个阶段（花后20、40、60、80、100 d）转录组数据，鉴定和分析ZjMYB转录因子家族成员，分析其在枣果实成熟过程中的表达规律，并进一步研究NaCl胁迫下酸枣幼苗ZjMYB基因的响应。结果表明，共筛选到210个ZjMYB转录因子，依据MYB保守域的特点将其分为3类:72个1R-MYB亚类，127个R2R3-MYB亚类、9个3R-MYB亚类和2个4R-MYB，分布于12条染色体上。在骏枣果实成熟过程中，分别有49、15、6、13、12个基因在花后20、40、60、80、100 d表达量最高。进化分析发现ZjMYB14、ZjMYB110与苹果、紫薯参与花青苷的合成基因MdMYB9、MdMYB11和IBMYB1关系较近。100 mmol/L NaCl胁迫下，ZjMYB基因在酸枣幼苗的根茎叶中具有明显的组织表达特异性。盐胁迫8 d时，MYB基因在叶、茎和根中分别有9、3、7个基因显著上调表达。进化分析发现ZjMYB176、ZjMYB112、ZjMYB2、ZjMYB205与盐胁迫调控有关的苹果MdSIMYB1、小麦TaMYB33关系较近。本研究结果为阐明MYB转录因子在果实成熟调控以及枣树适应盐胁迫中机制提供重要基础。     

过量表达RdreB1BI对草莓果实品质及相关基因的影响

【目的】研究外源基因RdreB1BI转入对‘红颊’草莓果实品质及相关基因表达的影响,揭示RdreB1BI在草莓果实品质调控中的作用及分子机理。【方法】以5个转RdreB1BI株系及非转基因‘红颊’草莓全红期果实为材料,测定果实纵横径、单果重、可溶性糖、可溶性蛋白、抗坏血酸等风味物质及花青苷、总黄酮、总酚等着色物质的含量。应用BLASTn、GENEFINDER和PlantCARE等生物信息学方法分析外源基因和7个次生代谢产物合成途径相关基因（RdreB1BI、Fractin、FvC4H、FvCCR2、FvGST、FvF3H、FvDFR和FvMYB306）的结构,并预测基因启动子作用元件。采用qRT-PCR定量法检测相关基因表达量,应用7300 system软件和2^-△△Ct法分析数据。对生理生化及分子数据进行方差及相关性分析,综合讨论RdreB1BI的转入对‘红颊’草莓果实品质及相关基因表达的影响。【结果】转基因‘红颊’草莓株系与野生型果实单果重的范围为11.75-15.42 g,纵径和横径的范围分别为35.12-40.42 mm及28.73-32.6 mm,仅株系8果实纵径显著大于株系7,其余指标间差异不显著。其中转基因株系1和7的花青苷含量显著高于野生型;转基因株系1、7及8总黄酮含量显著高于野生型;各转基因株系的总酚含量均显著高于野生型。转基因株系1、7和8果实的可溶性糖含量显著高于野生型（21.70 mg·g^-1 FW）,分别为野生型的2.87、3.39和3.35倍。可溶性固形物含量与可溶性糖含量呈正相关（r=0.811^*）,但样品果实的可溶性固形物含量间不存在显著性差异。转基因株系草莓成熟果实果肉中氨基酸含量为0.2580-0.3950 g/100 g FW,野生型果实的氨基酸含量为0.5151 g/100 g FW,显著高于各转基因株系草莓果实;转基因株系1和7的可滴定酸含量显著高于野生型;转基因株系1果实的抗坏血酸含量为168.35 mg/100 g FW,显著高于野生型（92.50 mg/100 g FW）。转基因株系9及10果实的可溶性蛋白含量分别为25.97和25.86 mg·g^-1 FW,显著高于野生型（22.93 mg·g^-1 FW）。RdreB1BI、FvCCR2cinnamoyl-CoA reductase 2-like）和FvMYB306（myb-related protein 306）在各转基因株系中表达量显著高于野生型。分析发现差异表达基因启动子区域包含多种高等植物顺势调控元件,主要有对真核生物起增强基因转录效率的CAAT-box和核心启动子元件TATA-box。同时还包含G-Box、G-box、MBS、ARE、5UTR Py-rich stretch等能影响各基因对光的响应、在苯丙烷代谢途径中起调节作用的顺式作用元件。【结论】RdreB1BI调控相关基因参与转化体果实发育和成熟,提高光的有效性,活化黄酮类生物合成通路关键基因,差异基因中均包含大量光诱导响应元件,FvCCR2及FvMYB306的表达促进了总黄酮、酚类物质及花青苷等次生代谢物的合成。转入RdreB1BI使草莓果实的多项营养成分和着色物质含量显著增加,改善了草莓的果实品质。     

新疆褐牛产奶和繁殖性状候选基因功能注释

基于新疆褐牛产奶和繁殖性状全基因组关联分析研究结果,对候选基因进行生物信息学功能分析,进一步筛选出与新疆褐牛产奶和繁殖性状显著相关的关键基因。根据关联分析结果中显著单核苷酸多肽位点的物理位置共找到55个候选基因,其中49个基因可在数据库中检索到相应功能注释信息。GO分类结果显示,这些基因涉及代谢、转录等30个GO条目;KEGG代谢通路富集分析结果显示,候选基因富集于7个通路中,其中基因数最多的是Wnt信号通路和钙黏素信号通路。通过查阅各候选基因相关研究进展和相关基因的生物学功能、生理生化分析,发现对产奶性状候选基因中的CDH2、GABRG2和繁殖性状候选基因中的EPRS基因可进行下一步的基因功能研究。     

锰离子胁迫下外生菌根真菌对土壤钾释放的影响

外生菌根真菌作为森林生态系统的组成部分,参与植物的养分吸收和利用。试验以彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,Pt)和松乳菇(Lactarius deliciosus,Ld)作为供试菌株,以土壤作为培养基唯一钾源,采用液体培养的方法,研究不同锰离子质量浓度下2株供试菌株活化土壤难溶性钾的能力与机理。结果显示,2株外生菌根真菌的生物量随锰离子质量浓度升高而减低,生长受到显著(P<0.05)抑制。在相同锰离子质量浓度下,菌株Pt的菌丝生物量均大于Ld,说明Pt的抗锰能力强于Ld。2株外生菌根真菌均分泌草酸和乙酸,培养基中的pH下降。同时,2株外生菌根真菌均能降低土壤中矿物结构钾的含量,并增加土壤中交换性钾含量,说明在锰离子胁迫下,外生菌根真菌能活化土壤中的难溶性钾。相关分析表明,培养液中草酸分泌量与土壤交换性钾含量呈极显著(P<0.01)正相关,与土壤矿物结构钾含量呈显著(P<0.05)负相关,培养基中的pH与土壤中交换性钾含量呈极显著(P<0.01)负相关。推测外生菌根真菌分泌的有机酸和氢离子有利于土壤难溶性钾的活化,其中草酸可能起到关键作用。由于有机酸和氢离子的分泌量不同,2株外生菌根真菌对土壤难溶性钾的活化能力存在差异。     

马铃薯StDWF1基因克隆及表达分析

DWF1是油菜素内酯(BR)生物合成途径中的关键基因。为探索StDWF1在马铃薯生长发育中的功能,本实验以马铃薯品种费乌瑞它(Favorita)试管苗为材料,克隆StDWF1基因全长序列,开放阅读框(ORF)为1 704 bp,编码567个氨基酸,蛋白质相对分子质量为66.08 ku,理论等电点为7.96。利用农杆菌介导法在烟草中瞬时表达StDWF1,共聚焦显微镜观察显示StDWF1定位于细胞质。荧光定量分析表明,嫩叶中StDWF1表达量最高,其次是老叶、匍匐茎、主根、茎、块茎。对马铃薯生育期叶片StDWF1表达量进行分析,结果表明在出苗期表达量最高。本实验结果为进一步阐释BR对马铃薯生长发育的调控机制奠定理论基础。