羊栖菜硫酸多糖诱导下的人红白血病HEL细胞差异表达基因分析

为探讨人红白血病HEL细胞经羊栖菜硫酸多糖(SFPS Ⅱ)处理后基因表达谱的变化,本研究用SFPS Ⅱ作用HEL细胞24 h,应用转录组技术筛选差异表达基因,分析差异基因富集的GO功能和KEGG信号通路,并通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对部分差异表达基因进行验证。结果表明,SFPS Ⅱ处理HEL细胞后,HEL细胞活力降低,呈浓度依赖性,但对正常人胚肺成纤维细胞MRC-5几乎无毒性。与对照组相比,共有1 248个基因差异表达,其中219个上调,1 029个下调。GO分析显示,差异表达基因主要改变DNA构象、硫酸盐转运及对肿瘤坏死因子和外在凋亡信号反应等生物学功能。KEGG信号通路分析显示,显著富集的通路与Rap 1信号通路等癌症和免疫密切相关。试验随机选择16个显著差异基因,并通过RT-qPCR进行确认,发现SFPS Ⅱ诱导HEL细胞后,导致表达差异基因与肿瘤生物学进程和通路显著相关。本研究结果为揭示羊栖菜硫酸多糖抗肿瘤机制的提供了理论依据。     

吐鲁番黑羊黄体期和卵泡期卵巢microRNA差异表达分析

为研究微小RNA(micro RNA,miRNA)调控吐鲁番黑羊(Ovis aries)发情周期的机制,培育高繁殖力绵羊品种,本研究利用活体手术法分别采集3只吐鲁番黑羊卵泡期和黄体期的一侧卵巢,采用高通量测序获取miRNA数据并进行生物信息学分析,构建和分析吐鲁番黑羊卵巢miRNA在卵泡期和黄体期的表达谱及其差异表达,筛选两时期差异表达miRNA的靶基因进行基因功能注释(Gene Ontology,GO)和通路富集分析(Kyoto Encyclopedia Of Genes and Genomes,KEGG),利用qRT-PCR随机选择3个差异表达的miRNA进行表达水平的验证。获得了吐鲁番黑羊黄体期和卵泡期卵巢表达的已知miRNA 139个,其中126个在两个时期共表达,3个在黄体期特异表达,10个在卵泡期特异表达,并筛选出吐鲁番黑羊两个时期19个差异表达miRNA;GO和KEGG分析结果表明吐鲁番黑羊两个时期差异表达miRNA靶基因分别在抗原处理和提呈、内质网中蛋白质的处理、蛋白酶体、溶酶体和利什曼病5个通路中达到显著富集;qRT-PCR结果显示,选择的3个差异表达miRNA表达水平与测序结果一致。研究获得了吐鲁番黑羊黄体期和卵泡期卵巢组织中miRNA的表达谱,并筛选出差异表达的miRNA及其预测靶基因所参与的信号通路,为该品种后续的卵巢miRNA的研究提供基础资料。结合GO和KEGG分析结果推测差异表达miRNA是通过靶基因参与免疫、蛋白质加工相关通路调节吐鲁番黑羊的繁殖活动。     

小麦穗型突变体表型及其转录组分析

为了明确突变体小麦穗型变化的分子机制,对源自扬辐麦4号的穗型突变体sui1进行表型分析,并在不同的穗生长阶段（孕穗期T1、灌浆期T2）,对突变体sui1与野生型的穗轴节和穗下节进行转录组分析。结果发现,相较于野生型,突变体的穗轴节、穗下节长度变短,株高降低,赤霉病发病程度加重。转录组分析结果表明,相同时期穗下节差异表达基因多于穗轴节,相同组织孕穗期差异表达基因多于灌浆期,筛选出差异表达基因2 526个,其中上调基因890个,下调基因1 636个;对差异表达基因进行基因本体论（GO）分类发现,不同组织的分子功能注释基因在两个时期富集相同,大部分集中在三磷酸腺苷（ATP）结合上;差异表达基因京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析结果发现,植物-病原体互作通路富集基因最多,不同时期生物中的碳固定通路富集因子最高,不同组织光合作用-天线蛋白通路富集因子最高;对差异表达基因进行植物-病原体互作通路基因筛选,筛选出相关基因160个,其中防御反应基因63个（39%）,蛋白激酶活性基因21个（13%）,二磷酸腺苷（ADP）结合基因18个（11%）,推测这些基因可能对小麦突变体sui1穗轴节及穗型...     

干旱胁迫下野生大豆ABC转运蛋白转录组测序分析

为获取干旱胁迫状态下ABC转运蛋白家族相关基因,以抗旱性强的野生大豆为试验材料,浇灌20%PEG 6000模拟干旱胁迫,分别在干旱处理0、 6、12、24和48 h后取叶片提取RNA进行转录组测序;以GO、KEGG和NR三大数据库注释的结果为基础,再以ABC转运蛋白为关键词进行筛选。结果表明,共获得337条ABC转运蛋白相关序列,包括8大亚家族(ABCA、ABCB、ABCC、ABCD、ABCE、ABCF、ABCG和ABCI)。差异表达分析结果表明,共有182条表现差异表达。GO注释到的差异表达基因多数为嘌呤核苷酸分解过程,KEGG注释到的差异表达基因分布在5个亚家族(ABCA、ABCB、ABCC、ABCD和ABCG)。对NR数据库有注释的168条差异表达基因进行进化分析,结果表明ABCE、ABCF、ABCG家族与ABCI11为一类,ABCB、ABCC家族与ABCI10为一类,ABCA、ABCD家族与ABCI19为一类。本研究为进一步研究野生大豆干旱胁迫下ABC转运蛋白抗旱基因提供了一定的理论依据。     

春兰与大花蕙兰杂交种红花呈色机理初探

为探究兰属杂交种红花的呈色机理,选择绿花春兰和黄花大花蕙兰的红花杂交种黄金梅为试验材料,通过小花蕾期和始花期花瓣的转录组测序分析,筛选影响花色的关键结构基因及调节基因,实时荧光定量PCR(qPCR)验证基因的差异表达,分光光度计法检测花瓣色素(类黄酮、叶绿素A、叶绿素B、花青苷)的含量。结果表明,通过测序共获得113 780条单基因(Unigene),其中200~300 bp的Unigene占比42.68%;44 088 个Unigene获得注释信息;与小花蕾期花瓣比较,始花期花瓣上调基因有1 855个,下调基因有2 494 个;差异表达基因(DEGs)被GO数据库注释划分为47个功能组;1 219个DEGs被KEGG数据库注释,涉及166条代谢途径;根据KEGG代谢通路及基因注释结果,筛选出与花色相关的54个关键结构基因和21个转录因子;花青苷合成基因DFR、ANS、3,5GT及转录因子Zm1、Hv1、MYB305表达量在始花期上调, 在NCBI库BLAST同源基因发现黄金梅DFR、ANS、3GT基因与大花蕙兰的基因同源性最高,5,3GT、3,5GT、Zm1基因与蝴蝶兰和石斛兰的基因同源性最高,转录因子Hv1、MYB305与建兰的基因同源性最高。qPCR参试基因表达量变化与转录组测序结果趋势一致。各阶段花瓣总黄酮的含量显著高于类胡萝卜素和叶绿素含量;始花期花瓣中花青苷含量升高。本研究结果为兰属杂交种花色基因的功能分析提供了参考。     

大豆抗胞囊线虫4号小种转录组测序及分析

大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)(Heterodera glycines)是一种世界性的大豆(Glycine max)病害.本研究以抗SCN4号生理小种的黑豆为研究对象,对大豆胞囊线虫侵染后的两个发育时期进行转录组测序和生物信息学分析,宏观了解大豆的抗病机制.通过Illumina HiSeqTM2500测序共获得1.96× 1010 bp的数据.经过分析后,接种后第9天(第一时期)和接种后第17天(第二时期)分别得到2 180个和4 210个差异表达基因,同时,对差异表达基因进行基因本体(Gene Ontology,GO)注释,蛋白质直系同源簇(Clusters of Orthologous Groups of proteins,COG)注释,结果显示,GO注释和COG注释分别将差异表达基因分为了58和25个功能类别.另外,京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析结果表明,可将两个时期的差异表达基因分别定位到83和105个具体的代谢途径分支.其中,参与到激素信号转导途径,苯丙氨酸代谢,能量代谢等过程中的差异基因最多,这些数据为进一步筛选抗病关键基因及功能验证等研究提供了依据.     

氮素敏感时期水稻分蘖芽的转录分析

  【目的】  氮素影响水稻分蘖芽的发育,从而影响水稻株型和产量。探究水稻分蘖芽在氮素敏感时期的基因表达情况,揭示氮素对水稻分蘖芽调控的可能途径。  【方法】  以水稻品种‘日本晴’为试验材料,萌发后用1/2MS培养基培养一周,之后用2.5 mmol/L的氮素溶液培养,待幼苗长至三叶期,进行0和2.5 mmol/L氮素溶液处理,培养至五叶期。对不同氮素浓度下分蘖芽的生长进行分析,确认水稻材料的氮素敏感时期,并于根茎结合处取样,提取RNA,进行氮素敏感时期水稻分蘖芽的转录组分析,包括差异表达基因的挖掘以及GO功能富集分析、KEGG通路分析、蛋白互作网络分析。  【结果】  缺氮条件下,水稻分蘖芽生长受到抑制,转录分析结果显示,不同供氮条件下842个基因存在显著的表达差异,其中586个基因缺氮时上调,256个基因缺氮时下调。GO功能富集分析发现绝大多数差异表达基因属于胞内 (cell)、胞内成分 (cell part) 和细胞器 (organelle) 的类别。在差异表达基因的KEGG通路分析中,植物激素信号传导途径是最显著富集的通路,氮代谢途径次之,说明植物激素通路和氮代谢通路在水稻分蘖芽的生长过程中具有重要作用。差异表达基因主要涉及生长素、细胞分裂素、脱落酸、水杨酸、茉莉酸等相关激素的合成代谢途径以及参与氮代谢的硝酸还原酶。蛋白互作分析推测硝酸还原酶可能会与植物激素相互作用。  【结论】  通过对氮素敏感时期水稻分蘖芽相关基因的转录分析,发现缺氮条件下,激素信号传导途径和氮代谢途径中相关基因的表达量均受到影响。其中,与硝酸还原酶和植物激素脱落酸合成相关的基因表达量上调,而影响分蘖芽生长的细胞分裂素和生长素基因表达均下调。     

基于高通量测序的青花菜早期发育小孢子转录组分析与基因功能注释

为探明青花菜小孢子胚胎发育的分子生物学机制,本研究利用Illumina Hi Seq TM 2000平台对在32.5℃环境下分别培养17 h和24 h以及25℃环境下分别培养0、1和6 d的小孢子进行转录组分析及基因功能注释。结果表明,共获得174 324条Unigenes,其中有144 194条注释到GO、COG、KEGG、NR、Swissprot和Pfam数据库。GO注释显示,小孢子差异表达基因在细胞部分、细胞和细胞器、结合和催化活性、代谢过程、细胞过程和单一生物过程功能亚类中所占比较最高;功能分类中一般功能预测(R)、复制、重组与修复(L)、转录(K)、信号转导机制(T)和翻译后修饰、蛋白质周转、分子伴侣(O)在COG同源分类所占比例最高;KEGG注释结果表明,热击后小孢子差异基因最显著富集通路为内质网蛋白加工代谢途径、植物病原互作及植物激素信号转导剪接体途径。本试验结果为进一步深入研究青花菜小孢子胚胎发生的生理生化和分子机制奠定了理论基础。     

大麦白化颖壳突变体的转录组学分析

为了探究大麦白化颖壳突变体形成机理,以白化颖壳突变体(AL)和野生型植株(WT)为试验材料,对2份材料抽穗期的颖壳进行转录组测序分析,通过Illumina Hi SeqTM2500高通量转录组测序技术分别从WT和AL中获得2.7 Gb和4.1 Gb有效数据,拼接组装后得到64 634条通用基因(unigenes),其中长度大于1 kb的有23 696条。通过对2份材料间差异基因的筛选,共得到672个差异表达基因(DEGs),其中139个上调表达,533个下调表达。GO功能富集分析发现,在分子功能类型中注释的差异基因主要与叶绿体相关;KEGG显著富集分析发现差异基因广泛涉及碳代谢、光合作用等调控途径。对其中6个相关基因进行了RT-qPCR验证,表达趋势与RNA-Seq测序结果一致。表明AL的形成可能是由于叶绿体形成和发育相关基因的表达受到抑制,进一步导致了光合作用的下降,该研究结果对深入探究大麦的白化形成机理具有重要的参考价值。     

鸡下丘脑高丰度差异性表达let-7a的组织表达谱及其功能分析

前期对固始鸡1日龄和36周龄下丘脑miRNA的Solexa测序分析表明,let-7a为鸡(Gallus domesticus)下丘脑发育过程高丰度差异性表达miRNA.为全面了解鸡let-7a的功能,采用实时定量PCR检测了1日龄和36周龄固始鸡两个发育阶段13种组织中let-7a的表达情况.结果表明:let-7a在所检测的组织中呈广泛性表达,其在下丘脑中的表达趋势与高通量测序结果一致;1日龄时,let-7a在下丘脑和肾脏中高丰度表达,在肺中低丰度表达,其他组织中适度表达;36周龄时,let-7a在各组织中的表达量都较低,除了在肺中的表达量较1日龄上升外,其余各组织的表达量都下降.同时,采用两种算法预测了let-7a的靶基因,并对107个共有靶基因进行了基因本体功能(Go)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析,结果显示:靶基因主要在生物学过程调节相关的生物学过程中富集,尤其是与矿物质和磷代谢相关的调节过程;且在粘着斑、细胞外基质受体互作、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路等3个通路中显著富集(P＜0.01).这些结果为进一步研究let-7a功能提供了有益线索.     

辅助和正常出壳鸭胚肝脏差异蛋白质组学分析

本研究应用同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)技术结合质谱鉴定与生物信息学方法,研究鸭(Anas platyrhynchos domestica)胚胎(鸭胚)孵化过程中出现弱胚现象的分子调控机理,筛选辅助出壳鸭胚肝脏组织差异表达的蛋白.结果表明,共鉴定获得136个差异蛋白,与正常出壳组相比,辅助出壳组有76个蛋白表达上调,60个蛋白表达下调.基因本体(Gene Ontology,GO)注释和通路富集分析表明,这些差异蛋白主要与糖代谢、氧气运输、细胞骨架、应激反应以及氧化还原代谢等生物过程相关,其中辅助出壳组糖酵解通路中的4种酶和细胞呼吸通路中的3种酶表达均显著上调(P＜0.05),参与肌动蛋白丝生物过程的7种蛋白也均表达上调,而参与氧气运输的3种血红蛋白和应激保护的3种热休克蛋白表达显著下调(P＜0.05).利用qRT-PCR检测顺乌头酸酶1(cytoplasmic aconitate hydratase 1,ACO1)、醛缩酶B(fructose-bisphosphate aldolase B,ALDOB)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶1 (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase 1,G3P1)和热休克71 kD同源蛋白(heat shock cognate 71 kD protein,HSPA8)4个基因mRNA水平的表达,结果仅ACO1 mRNA和蛋白质水平表达模式一致.结果表明,弱胚可能与糖代谢和呼吸代谢等生物过程变化有关,辅助出壳组能量和代谢率较低.研究结果为更好理解鸭胚孵化过程中出现弱胚现象的分子调控机理提供了蛋白质组学信息.     

盐胁迫下双峰驼结肠组织环境适应能力研究

我国北方中西部畜牧地区的水源多为高含盐量水源,普通家畜不能适应这样的水源,从而影响了北方地区畜牧业的发展。双峰驼(Camelidae bactrianus)作为适应北方高盐水源的物种,其盐适应机制尚不清楚。本研究针对双峰驼盐适应能力,对大量进食食盐与正常条件下双峰驼的结肠组织进行转录组测序及数据分析,从转录组学角度了解大量进盐环境下骆驼结肠组织对盐环境的适应机制。结果显示,进盐组测得reads 52 882 246条,对照组测得51 533 346条;进盐组reads总比对率为86.41%,唯一比对率为84.61%;对照组总比对率为92.48%,唯一比对率为91.62%;进盐组与对照组共获得差异表达基因2 450个,其中上调表达基因1 136个,下调表达基因1 314个。基因本体(Gene Ontology, GO)分析显示,进盐组下调表达基因显著富集的term共17条,上调表达基因显著富集的term共28条。京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)富集分析显示,下调表达基因显著富集到的包括剪接体、RNA转运、基础转录因子、真核生物中核糖体的生物合成、RNA降解、氧化磷酸化和蛋白输出功能通路。上述结果表明,在盐胁迫条件下,结肠组织下调表达的基因多于上调表达基因,具有统计意义的生物功能分析显示,下调表达基因多参与RNA过程和蛋白质合成通路。这些基因有利于骆驼在高盐环境下减少RNA的合成,降低结肠组织的代谢速率。本研究对区域特色畜牧品种的盐适应机制进行解析,为高含盐水源畜牧地区育种、提高区域资源利用率提供分子理论依据。     

黄秋葵对南方根结线虫抗性的转录组分析

为了解黄秋葵抗南方根结线虫相关基因组学,利用Illumina Hi-seq TM2500高通量测序技术研究受南方根结线虫侵染后黄秋葵种质12C2转录组基因的差异表达。结果表明,接种南方根结线虫18 h后,从接种和未接种的黄秋葵种质12C2根尖中共获得71.49 Gb有效数据,Q30碱基百分比均达到94.0%以上。共获得2 318个差异表达基因(DEGs),包括1 156个上调基因,1 162个下调基因,其中功能注释基因2 202个。根据unigene库序列进行GO、KOG和KEGG注释,细胞壁代谢相关基因——内切葡聚糖酶基因家族、聚半乳糖醛酸酶基因家族、葡聚糖内-1,3-β葡糖苷酶基因家族和果胶裂解酶基因家族下调表达,植物激素代谢相关基因——生长素响应蛋白基因、生长素流入运输载体基因下调表达,茉莉酸合成酶基因上调表达,调控相关基因表达的WRKY和MYB转录因子基因家族上调表达,参与植物细胞的膜联蛋白基因家族上调表达,植物细胞周期蛋白基因家族下调表达。本研究结果为开展黄秋葵抗南方根结线虫基因组学和分子生物学研究奠定了基础。     

黑番鸭血管活性肠肽受体-1基因(VIPR-1)的cDNA克隆及其组织表达特性分析

最近的研究表明,血管活性肠肽(VIP)与家禽的就巢习性密切相关。本研究采用反转录PCR方法从黒番鸭(Cairina moschata)母鸭下丘脑组织中克隆了血管活性肠肽受体(VIPR-1)基因的cDNA序列,长度为1125bp,编码355个氨基酸(GenBank登录号:JN625215)。序列比对结果表明,该序列与家禽(鸡、火鸡、鹌鹑)和哺乳动物(人、小鼠、猪、牛)的基因序列分别有93%~94%和69%~71%的同源性,而相应氨基酸序列的同源性分别为96%和70%~72%。荧光定量PCR结果发现,黒番鸭VIPR-1基因的表达量在产蛋期、就巢期和休产期差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),就巢期表达量最高,休产期次之,产蛋期表达量最低,表明VIPR-1基因与繁殖阶段变化密切相关;对不同组织VIPR-1的表达量分析发现,VIPR-1在垂体、下丘脑和卵巢中均有表达,其中垂体最多,其次是下丘脑,卵巢中的表达量最低,差异极显著(P<0.01)。研究结果提示,VIPR-1基因具有高度保守性,参与下丘脑-垂体-卵巢轴(特别是垂体)对黑番鸭就巢行为的调控。     

基于iTRAQ技术的不同耐热性水稻花药差异蛋白分析

为从蛋白质水平揭示耐热与热敏感水稻花药响应高温胁迫的分子机制,本研究以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,采用iTRAQ技术对高温和适温条件下水稻花药进行差异蛋白质组学分析。结果表明,在996高温-996适温、4628高温-4628适温、996高温-4628高温和996适温-4628适温4个比较组中,共筛选到957个差异表达蛋白,其中上调表达蛋白398个,覆盖率达20%以上的蛋白占鉴定总蛋白的50.96%。GO分析显示,抽穗开花期花药差异蛋白主要集中于代谢过程和细胞过程,在细胞组成方面主要分布于胞内部分、细胞器和细胞,分子功能主要涉及催化活性、绑定等。花药差异蛋白通路分析显示,来源于bZIP和DOF家族的2个转录因子差异表达,DOF家族基因上调,bZIP家族基因下调;18个HSPs基因中大部分表达上调;与植物激素和信号传导相关基因大部分表达下调;10个活性氧(ROS)相关基因中5个表现为上调;与次生代谢相关基因大部分下调。本研究结果为揭示水稻花药高温胁迫的应答分子调控机制提供了一定的理论基础。     

甜瓜雄性不育两用系转录组分析与抗氧化酶活性研究

甜瓜(Cucumis melo)主要在世界温带到热带地区栽培。为从转录组水平上挖掘甜瓜雄性不育的发生过程与超氧代谢和相关氧化酶活性的相关性,本研究利用雄性不育两用系对甜瓜可育株与不育株5mm的花蕾雄蕊进行转录组测序,筛选氧化酶相关差异表达基因。此外,本研究在花蕾雄蕊5 mm时期对其进行qRT-PCR分析以鉴定差异基因表达量,并对雄性不育株与可育株的花蕾酶活性进行测定。结果显示,转录组测序共有1 364个差异基因表达,其中表达上调的基因共有834个,表达下调的基因共有530个。根据相同或相似的表达模式对上述筛选得到的差异表达基因进行聚类分析,共将这些差异表达基因分为28类,其中第8类中有18个差异表达基因,这些基因参与超氧代谢途径相关性极其显著(P0.001)。对差异表达基因进行基因本体论(Gene Ontology,GO)功能分析显示,共有1 118个基因归属于生物合成、分子功能和细胞组分3大分支,过氧化氢酶参与的催化过程中有576个差异表达基因,其中17个基因差异表达极显著。京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)注释结果显示,与氧化还原酶相关的差异基因为10个,其中9个为过氧化物酶同源基因,1个为过氧化氢酶相关表达基因。在苯丙素的生物合成途径中,与过氧化物酶相关基因MELO3C012183在雄性不育株与雄性可育株相比基因表达显著上调,过氧化物酶相关基因MELO3C014656表达显著下调。在色氨酸代谢途径中,与过氧化氢酶同工酶相关基因MELO3C017024在雄性不育株与雄性可育株相比基因表达显著上调。qRT-PCR验证表明,与过氧化物酶(peroxidase,POD)相关基因peroxidase 2-like precursor和peroxidase 11表达量可育株都低于不育株,而过氧化氢酶(cata-lase,CAT)相关表达基因catalase isozyme1-like表达量可育株高于不育株,而雄性不育株中POD和CAT酶活性均高于可育株。研究结果表明,过氧化物酶POD和过氧化氢酶CAT活性在不育株系中的差异表达是由植物自我保护激发诱导产生,氧自由基的积累使不育株系的膜脂过氧化水平异常升高,此现象有可能对小孢子发育造成伤害,从而导致花粉败育。本研究为甜瓜花粉发生败育的内在原因和作用机理提供了一定的科学依据。     

瓠瓜幼叶转录组功能基因测序及分析

为探讨瓠瓜转录组功能基因信息,对福州芋瓠瓠瓜叶片进行了Illumina Hiseqxten高通量无参转录组测序分析,共获得664 252 268个reads片段,经序列组装共计获得87 518个Unigene,总长度高达91 405 320 bp,76.03%的Unigene长度主要集中在1~1 000 bp。功能注释结果显示,有55 725个Unigene在Nr数据库获得注释,注释到葫芦科的Unigene数量最多,有26 354个,占总Unigene的47.29%。GO数据库注释到18 278个Unigene,可以分为分子功能、细胞组分和生物学过程共三大类的55个亚类。COG数据库中有41 635个Unigene获得注释,分布在信息存储与处理、细胞过程和信号传递、新陈代谢、无特征基因四大类的25个功能区域,其中参与氨基酸运输和代谢的Unigene数量最多。KEGG数据库中有24 770个Unigene获得注释,涉及到220个KEGG代谢途径。SSR位点检索结果显示,包含SSR序列的8 617条Unigene中存在11 029个SSR位点,发生频率为9.846%。本研究结果为进一步深入开展瓠瓜功能基因研究和SSR分子标记开发奠定了重要基础。     

基于iTRAQ质谱分析技术筛选南方型紫花苜蓿根部响应盐胁迫差异表达蛋白

为了从蛋白质水平上揭示南方型紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Millennium’)适应盐胁迫的分子机制,本研究以30 d苗龄的南方型紫花苜蓿实生苗为材料,分析正常培养和250 mmol/L NaCl处理72 h后根中的蛋白表达变化,采用同位素相对标记与绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)结合双向液相色谱与串联质谱(2-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry,2D-LC-MS/MS)定量蛋白质组技术鉴定南方型紫花苜蓿根部响应盐胁迫差异表达蛋白,对所获得差异蛋白进行生物信息学分析,筛选出可能耐盐潜在靶标蛋白.同时,选择5个差异表达蛋白进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证.结果表明,共鉴定3 857种定量蛋白,534种差异蛋白(变化倍数≥1.2,P＜0.05),其中表达上调的281种,表达下调的253种.基因本体(Gene Ontology,GO)分子功能提示这些差异性蛋白主要参与转运活性、催化活性和酶调控活性.京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路显著性富集于代谢途径、次生代谢产物生物合成、苯丙氨酸代谢和核糖体等(P＜ 0.05,错误发现率(false discovery rate,FDR)＜ 0.05).成功鉴定的差异蛋白分别涉及到信号传递(8.99％)、抗氧化物(7.68％)、防御(5.61％)、蛋白质合成、加工和降解(14.79％)、能量产生与转运(5.81％)、代谢(26.97％)、膜与胞内运输(5.62％)和细胞结构、分裂和细胞骨架(2.06％)等.差异表达蛋白中与信号传递、抗氧化物和防御等相关的蛋白表达量总体上调,而与代谢和能量产生与转运相关蛋白表达量总体下调.qRT-PCR实验发现,mRNA与蛋白质表达水平并不一致.研究发现组氨酸磷酸转移蛋白、丝裂原活化蛋白激酶、h类硫氧还蛋白、蛋氨酸亚砜还原酶基因、鸟苷二磷酸(guanosine diphosphate, GDP)解离抑制因子、脂质转移蛋白、β-1,2-木糖基转移酶和H2A/H2B/H3/H4核心组蛋白等可能是紫花苜蓿耐盐潜在靶标蛋白.本研究采用iTRAQ结合2D-LC-MS/MS技术,有效地筛选出南方型紫花苜蓿根部响应盐胁迫差异表达蛋白,为深入认识紫花苜蓿盐胁迫的应答分子调控机制奠定了坚实的基础.     

利用转录组测序筛选与鸭青壳性状形成相关的基因

青壳性状是鸭(Anas platyrhynchos domesticus)重要的经济性状,但其遗传机制尚未揭晓.为研究鸭青壳性状形成的转录组基础,本研究通过测交法选育出基因型为纯合青壳以及纯合白壳绍兴鸭,并对两种基因型个体子宫组织进行转录组测序.本研究共获得288 008 582个高质量数据,组装出64 587个转录本,其中包括19 589个新转录本.鉴定20 302次可变剪切事件,其中外显子跳跃是最主要的可变剪切类型.表达分析发现1 768个基因在两种基因型个体间差异表达,其中包括与蛋壳主要色素物质(原卟啉、胆绿素及其螯合物)相关的基因,例如胆绿素还原酶A基因(biliverdin reductase A,BLVRA)、尿卟啉原Ⅲ合酶基因(uroporphyrinogenⅢsynthase,UROS)、血红蛋白α亚基基因(hemoglobin subunit alpha-1,HBAl)以及血红素绑定蛋白1基因(heme binding protein 1,HEBPl)等.差异基因的基因本体(Gene Ontology,GO)注释以及京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析表明这些基因涉及广泛的生物功能及通路,其中与蛋壳颜色形成密切相关的有血红素代谢功能(例如,血红素绑定以及四吡咯绑定)及胆汁代谢通路(例如,胆汁酸合成通路,胆汁分泌通路).本研究首次探索了鸭蛋壳颜色形成的转录组基础,获得了一批差异表达基因,这些基因为进一步研究鸭蛋壳颜色形成的遗传机制提供了有价值的信息.     

猪肺泡巨噬细胞感染PRRSV进程中差异表达基因及基因功能富集分析

猪呼吸和繁殖综合症病毒（porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV）感染猪后会引起妊娠母猪严重繁殖障碍和仔猪呼吸困难及高死亡率,给养猪产业造成了巨大经济损失,因此挖掘PRRSV感染猪肺泡巨噬细胞进程中差异表达的基因及机理有重要意义。本研究对来自GEO数据库的PRRSV感染猪肺泡巨噬细胞sage表达谱数据GSE10346进行后续挖掘。先用sage软件处理,经sagemap注释得到上调已知基因49个,下调已知基因41个。利用AgBase网站上的GORetriever工具和GOSlim Viewer工具进行细胞组分（cellular component）、分子功能（molecular function）及参与的生物过程（biological process）分类后发现有4个基因与病毒的复制相关：其中IL8已有报道认为与抗PRRSV相关;TNF-α能够抑制PRRSV复制;PPIA可能与GP5蛋白胞外区中和决定簇与抗体发生作用的24位脯氨酸有关;ICAM-1在嗜中性粒细胞的产生中起关键作用,与病毒吸附相关。这4个基因与PRRSV的致病机制相关,可望用于抗PRRSV研究。进一步利用David在线工具进行基因功能富集分析后,发现几个免疫通路,如趋化因子通路,Toll-like受体信号通路和NOD-like受体信号通路具有检验显著性,这些免疫通路在PRRSV感染过程中起着一定作用,有望成为抗PRRSV的靶通路。