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。     

α和β-蒎烯胁迫下松材线虫转录组特征

为研究松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)对寄主蒎烯胁迫反应的分子机制,按m(α-蒎烯)∶m(β-蒎烯)=1.0∶0.4配制α和β-蒎烯混合液,并以该混合液处理下的松材线虫为研究对象,通过高通量测序技术平台Illumina HiSeq 2000对其转录组进行测序。结果表明:α和β-蒎烯混合液对松材线虫繁殖率存在显著影响,低质量浓度时抑制松材线虫的繁殖,高质量浓度时促进松材线虫的繁殖。α和β-蒎烯混合液质量浓度为17.16 g L-1时对松材线虫的繁殖抑制效果最明显,从该质量浓度处理下松材线虫的转录组中筛选出差异表达基因146条,其中上调表达116条,下调表达30条,主要包括细胞色素酶P450基因家族、葡萄糖醛酸脱氢酶家族。GO富集生物学过程主要包括氧化还原作用、单体生物代谢过程以及血红素结合等功能分类,KEGG富集的代谢通路主要包括外源物质的P450代谢通路和药物代谢通路。松材线虫在蒎烯胁迫过程中细胞色素酶P450基因家族和葡萄糖醛酸脱氢酶家族可能发挥了关键作用。     

低致病性A/Anhui/1/2013(H_7N_9)流感病毒感染小鼠肺组织的miRNA表达谱分析

[目的]本试验旨在利用基因芯片测序技术分析宿主miRNA在调控流感病毒感染小鼠肺组织过程中的作用。[方法]应用低致病性H_7N_9亚型A/Anhui/1/2013流感病毒及PBS感染BALB/c小鼠,感染后3 d取小鼠肺组织分别利用转录组测序技术和miRNA芯片测序技术筛选差异表达mRNA和miRNA,并利用RT-qPCR验证差异miRNA。之后分别采用Targetscan、PITA及microRNAorg软件预测靶基因并结合转录组mRNA信息筛选候选miRNA的假定靶基因,最后利用Gene Ontology(GO)和Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes(KEGG)分析差异miRNA的生物学功能及其可能调控的信号通路。[结果]与PBS组相比,低致病性H_7N_9病毒感染组共筛选到265个差异表达miRNA,其中143个miRNA显著上调,122个miRNA显著下调。差异表达miRNA经RT-qPCR验证,10条候选miRNA的RT-qPCR结果与芯片结果有非常好的一致性。进一步KEGG分析表明,这些差异表达miRNA主要富集在Rap1、PI3K-Akt、Hippo、MAPK、Wnt、黏着斑、自噬等免疫相关信号通路中。结合差异mRNA信息进行miRNA-mRNA调控网络分析,显示主要有15条差异表达miRNA和31个差异靶基因富集到这些信号通路中。[结论]成功筛选到了低致病性H_7N_9感染小鼠肺组织后引起的差异表达miRNA,且RT-qPCR证明其与基因芯片测序结果表达趋势具有很好的一致性,为深入研究宿主miRNA在调控低致病性H_7N_9流感病毒与宿主相互作用的分子机制奠定了基础。     

基于转录组测序对小麦抗叶锈性相关基因的筛选与分析

为了探明小麦‘TcLr19’抵抗小麦叶锈菌侵染的内在分子机制,挖掘与抗叶锈菌密切相关的功能基因,对接种叶锈菌后的小麦材料‘TcLr19’进行Illumina NextSeq500转录组测序。筛选到差异表达的基因(Differential expressiongenes,DEGs)8970个,其中上调差异表达基因4953个,下调差异表达基因4017个。差异基因通过GO(Gene Ontology)功能分类和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes)Pathway富集分析,被归于1 790个GO类别,定位到84个代谢通路中。采用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)对转录组分析结果进行验证,结果表明,qRT-PCR与RNA-seq分析结果基本一致,为小麦TcLr19抗小麦叶锈菌新基因的挖掘提供了可靠的参考资料。     

玉木耳转录组测序及褐变相关基因的挖掘

为了从分子水平研究玉木耳褐变的机理,对褐变和未褐变的玉木耳子实体进行了转录组测序分析,共筛选到5915个差异基因,其中有924个Unigene上调表达,有4991个Unigene下调表达。通过基因本体(Gene Ontology, GO)富集分析发现,差异基因显著富集于细胞及代谢过程、单一有机体、细胞和细胞组分、细胞器和大分子复合体、结合作用和催化活性。KEGG代谢通路富集分析表明,富集程度比较显著的通路包括翻译通路、信号转导途径、内分泌系统、折叠排序及退化、运输和分解代谢通路。挑选与组织褐变相关的差异基因进行qRT-PCR表达模式验证,获得的结果与表达谱分析结果一致。     

玉木耳转录组测序及褐变相关基因的挖掘

为了从分子水平研究玉木耳褐变的机理,对褐变和未褐变的玉木耳子实体进行了转录组测序分析,共筛选到5915个差异基因,其中有924个Unigene上调表达,有4991个Unigene下调表达。通过基因本体(Gene Ontology, GO)富集分析发现,差异基因显著富集于细胞及代谢过程、单一有机体、细胞和细胞组分、细胞器和大分子复合体、结合作用和催化活性。KEGG代谢通路富集分析表明,富集程度比较显著的通路包括翻译通路、信号转导途径、内分泌系统、折叠排序及退化、运输和分解代谢通路。挑选与组织褐变相关的差异基因进行qRT-PCR表达模式验证,获得的结果与表达谱分析结果一致。     

捻转血矛线虫耐药虫株与敏感虫株circRNAs差异表达分析

为分析捻转血矛线虫伊维菌素敏感虫株与耐药虫株之间差异表达的circRNAs在调控耐药性中的作用,本研究以捻转血矛线虫敏感虫株和耐药虫株为研究对象,采用Illumina Hiseq 2 000平台进行高通量测序及cDNA文库的构建,利用相关生物信息学软件对测得的circRNAs进行差异性分析,同时对来源基因进行GO和KEGG pathway功能富集。运用TargetScan和Miranda软件预测关键circRNAs靶向的miRNAs,探究circRNAs-miRNAs的作用。随后又随机选取5个显著差异的circRNAs,进行RT-qPCR检测并与转录组测序结果进行一致性评定。结果显示：1）敏感虫株与耐药虫株共筛选出677个差异表达的circRNAs,其中47个显著差异,23个显著上调,24个显著下调。2）所有差异circRNAs的来源基因GO富集分析显示,共富集到生物过程336个、细胞组分59个和分子功能110个,主要与代谢过程、细胞膜结构和催化活性等相关;KEGG富集分析显示,富集到257条通路,主要与代谢（脂肪酸生物合成、甘油磷脂代谢和丙酸代谢）、胰高血糖素信号通路和AMPK信号通...     

玉米抗感粗缩病重要miRNA及其靶基因的诠释

借助高通量测序和生物学分析手段,筛选不同抗性品种间的差异表达miRNA,预测相关靶基因.对玉米抗、感粗缩病不同种质材料高通量测序鉴定出的差异miRNA的靶基因,在Genome、Gene Ontology等生物信息数据库中进行比对,同时做GO(Gene Ontology,简称GO)、京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,简称KEGG)富集性分析.从某些相关差异miRNA的靶基因及其作用位点的有关GO ID及其生物学功能注释中,发现一些可能与玉米粗缩病抗性有较大关系的miRNA,如zma-miR156a、zma-miR156k、zma-miR1432等;通过进一步的miRNA靶基因KEGG富集性分析,获得代谢通路ID,根据其生物功能注释,推测也有一定数量的miRNA与玉米种质抗(感)病相关.结合所涉差异miRNA在玉米抗、感种质接毒前后上、下调的表现,对这些重要miRNA靶基因可能涉及粗缩病的致病机制或玉米抗性相关的GO ID、KEGG通路ID所蕴含的功能进行了诠释.研究旨在探明抗病相关miRNA通过靶向作用其靶基因,在抗病过程中可能发挥的重要生物学功能和作用途径,研究结果可为探讨玉米抗粗缩病的抗病机制研究奠定理论基础.     

捻转血矛线虫丙硫咪唑敏感虫株和耐药虫株miRNA-mRNA关联比较分析

旨在比较分析捻转血矛线虫敏感虫株和耐药虫株miRNA表达谱,探讨miRNA与捻转血矛线虫丙硫咪唑耐药性相关基因之间的调控机制。运用Illumina Hiseq2000平台进行测序并进行cDNA文库的构建,利用RNAhybrid、Miranda和TargetScan对测序得到的数据进行靶基因预测,并取交集作为miRNA的靶基因预测结果,使用Bowtie、RepeatMasker、MIREAP、Rfam、miRBase和DAVID等生物信息学分析软件和权威数据库系统,筛选出差异的miRNA以及与捻转血矛线虫耐药相关的miRNA并进行靶基因预测,同时对KEGG pathway和GO功能富集到的靶基因和可能参与调控的通路进行预测分析。结果表明,敏感虫株和耐药虫株共筛选显著差异表达的miRNA共294个,其中113个上调,181个下调。对miRNA和其靶向调节的mRNA进行关联分析,共关联到1 770个miRNA-mRNA对为负调控关系,其中涉及到274个差异的miRNA和603个差异的mRNA。显著差异表达的miRNA靶基因被注释到了1 430条GO terms和327条KEGG pathway,富集到FoxO信号通路(FoxO signaling pathway),mTOR信号通路(mTOR signaling pathway),PI3K-Akt信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)等与耐药相关的一些抗性通路。综上,通过对miRNA表达谱分析以及miRNA-mRNA靶向分析,发现捻转血矛线虫敏感虫株和耐药虫株显著差异表达的miRNA和其对应的靶基因,并对部分耐药相关通路中存在的靶基因及显著差异的靶基因所在的通路进行筛选和分析,为后续进一步通过转录组学深层次挖掘捻转血矛线虫产生耐药性的关键基因及相关调控分子提供科学依据。     

松材线虫伴生细菌与松材线虫的关系及致病性机理研究

松材线虫病又称松树萎蔫病,近年来成为了国内严重毁坏型病害。如何治理该病害成为了当今植物保护界研究热点,降低该病害对生产造成的损失尤为迫切,现通过对松材线虫病的危害进行分析,总结前人对松材线虫病的研究成果:分析松材线虫伴生细菌的多样性,发掘松材线虫伴生细菌与松材线虫的关系,结合国内外研究松材线虫伴生细菌的致病性机理研究,总结得出松材线虫伴生菌种较多,没有明显的专一性,结合微生物细菌研究的发展,分离和鉴定出越来越多的细菌种类;指出了松材线虫与携带细菌之间存在密切相关,毒素在松材线虫伴生细菌的致病机制中起着重要作用。