缺刻缘绿藻cDNA文库的构建

缺刻缘绿藻（Myrmecia incise）富含花生四烯酸（arachidonic acid,AA）,是迄今为止所知道的花生四烯酸含量最高的藻类。采用Trizol法提取总RNA,然后按照Clontech公司的SMART cDNA文库构建的方法,构建了缺刻缘绿藻的cDNA文库,测得的原始文库滴度为6×10^6pfu／mL,随机挑选文库的阳性单克隆进行PCR鉴定,扩增出的片段主要集中在0．5-1．5kb,平均插入片段长度约为1kb,文库的重组率达95．83％,说明本实验所构建的cDNA文库质量合格。     

缺刻缘绿藻cDNA文库的构建

缺刻缘绿藻（Myrmecia incise）富含花生四烯酸（arachidonic acid,AA）,是迄今为止所知道的花生四烯酸含量最高的藻类。采用Trizol法提取总RNA,然后按照Clontech公司的SMART cDNA文库构建的方法,构建了缺刻缘绿藻的cDNA文库,测得的原始文库滴度为6×10^6pfu／mL,随机挑选文库的阳性单克隆进行PCR鉴定,扩增出的片段主要集中在0．5-1．5kb,平均插入片段长度约为1kb,文库的重组率达95．83％,说明本实验所构建的cDNA文库质量合格。     

花椒茎尖节点转录组测序及基因注释

花椒茎枝有尖锐皮刺,在实际生产中增加采摘成本,并降低采摘效率。为培育品质优良的无刺品种,筛选皮刺分化的关键基因具有重要意义。使用二代高通量测序技术对花椒皮刺起始分化的茎尖节点组织转录组进行测序,使用生物学软件对原始数据进行拼装,最终获得45 057条转录本序列。使用比对工具将得到的转录本与Swiss-Prot,NR,Pfam,KEGG,KOG数据库比对后,80.34%的转录本序列至少被一个数据库注释。获取的大量的基因序列及注释信息为进一步探究花椒皮刺分化分子机理提供了良好的基础,为定位皮刺分化关键基因提供依据。     

含羞草叶片转录组测序及其黄酮合成途径解析

为了解析含羞草中黄酮类物质的生物合成途径,利用Illumina platform 2000^TM测序平台对含羞草叶片进行转录组测序,共获得94 182个Unigene,平均长度为695 bp,N₅₀值为1 159 bp。共有30 243个Unigene注释于50个GO功能组中,其中“代谢过程”“催化活性”以及“细胞”注释的Unigene数量较多。KEGG通路分析鉴定出49个Unigene注释在黄酮生物合成途径,分别编码查尔酮合成酶（CHS,12个Unigene）、查尔酮异构酶（CHI,4）、黄烷酮-3-羟化酶（F3H,3）、黄烷酮-3’-羟化酶（F3’H,9）、黄烷酮-3’,5’-羟化酶（F3’,5’H,1）、二氢黄酮醇4-还原酶（DFR,5）、黄酮醇合成酶（FLS,3）以及无色花色素还原酶（LAR,12）基因。从转录组数据库中鉴定出7 382个以单核苷酸和三核苷酸为主要类型的SSR标记。随机选出10对SSR引物进行扩增,其中有7对能够扩增出清晰的条带。     

杜鹃花叶片转录组测序数据组装及功能注释

采用2代 Illumina Hi-Seq 测序技术对2年生杜鹃花白凤4号(Rhododendron pulchurum cv. BaiFeng 4)扦插苗叶片的转录组进行测序,获得了213 723 424条 Clean reads数据,经过质控和De novo。组装共获得平均长度为930 nt的53 568个Unigenes。与Nr、Swiss-Prot、KOG、KEGG四大数据库进行BLAST信息比对(E-value≤10^-5),共获得28 877个注释基因。与Nr数据库序列同源性比较发现,杜鹃花与葡萄(Vitis vinifera)具有较高的同源性,而与其他物种的同源性较低。杜鹃花转录组的Unigenes在KOG数据库比对上30 508个注释,分为25类。在GO数据库比对上17 218个Unigenes,其中与抗逆有关的Unigenes有11 928个。在KEGG数据库的132条代谢通路中富集了6 475个杜鹃花Unigenes,其中注释到植物激素生物合成代谢途径和信号转导途径的有384个。同时,有1 062个Unigenes被注释为转录因子,有8 738条SSR标记被挖掘。     

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。     

马铃薯转录组测序研究进展

介绍转录组测序平台、实验方法、生物信息学分析及目前在马铃薯等高等植物中的应用,讨论了转录组测序在高等植物中研究的问题和新的方向,以供参考。     

基于转录组测序对紫花苜蓿细胞质雄性不育系相关代谢通路的鉴定

【目的】研究紫花苜蓿(Medicago sative L.)细胞质雄性不育(CMS)的机理,为紫花苜蓿利用不育系的育种工作提供理论基础。【方法】本研究以紫花苜蓿细胞质雄性不育系MSGN1A及其保持系MSGN1B为材料,进行转录组测序(RNA-Seq)以及基因功能注释,筛选与不育系机理相关的差异表达基因及代谢通路。【结果】Illumina测序共得到紫花苜蓿95 679条功能基因,经过差异表达分析筛选出187个显著差异表达的基因(DEGs),其中包括18个上调基因,169个下调基因。采用GO、KEGG、COG注释库分别对187个DEGs进行功能注释,其主要涉及催化活性、代谢活动、信号传导机制、合成、膜功能、碳水化合物运输和代谢、能量代谢等相关通路。【结论】筛选出与紫花苜蓿细胞质雄性不育性相关的代谢通路,初步探讨了紫花苜蓿细胞质雄性不育系的分子机理。     

苦茶全长转录组测序及基因结构分析

为进一步探究苦茶特异性状形成的遗传基础,基于PacBio对苦茶进行Iso-Seq,最终得到Polished consensus序列132 334个,其中有26 184个为已知基因的新转录本,7 115个为新基因,同时鉴定得到21 106个SSR位点;基因结构分析结果中,4 892个基因发生了可变剪切事件,其中内含子滞留...     

基于转录组数据的铜藻微卫星标记开发与验证

根据铜藻转录组测序数据来进行微卫星标记的发掘,共获得2 800个微卫星位点。二碱基重复出现的次数最多,占32.82%,其次是三碱基重复,占25.21%;在所有重复单元类型中,AC/GT出现频率最高,占9.18%;重复序列的长度则主要集中在12～20 bp,占72.79%;重复次数主要集中在5～10次,占74.14%。随机选取74对引物进行验证,最终获得18个具有多态性的微卫星标记。对31株铜藻个体进行检测和评价,共扩增得到43个等位基因,每个位点平均等位基因数为2.39,平均有效等位基因数为1.91,平均观测杂合度(H_o)为0.318,平均期望杂合度(H_e)为0.449,平均多态信息含量(PIC)为0.365,在18个位点中有11个显著偏离Hardy-Weinberg平衡(P0.05)。开发的微卫星标记为后续铜藻多样性、起源和迁移等遗传学问题研究提供了有力支撑。     

缺刻缘绿藻Δ15脂肪酸去饱和酶的功能分析

缺刻缘绿藻（Myrmecia incisa Reisigl）是一种富含多不饱和脂肪酸的球形单细胞淡水绿藻。在脂肪酸合成途径中,脂肪酸去饱和酶与脂肪酸酰基结合载体结合进行脂肪酸去饱和反应。为探究与缺刻缘绿藻中?15脂肪酸去饱和酶（fatty acid desaturase,FAD）结合的脂肪酸酰基结合载体,选用酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）INVSc1和聚球藻（Synechococcus sp.）PCC7942分别验证?15 FAD与酰基辅酶A（酰基-CoA）或酰基载体蛋白（酰基-ACP）结合的脂肪酸去饱和过程。根据缺刻缘绿藻的?15 FAD基因构建双源表达载体pYES2-?15 FAD和pCAMBIA1300-?15 FAD,通过电穿孔法将重组表达质粒分别转入酿酒酵母INVSc1和聚球藻PCC7942中,筛选得到转基因菌株。取相同细胞数的转基因酵母和转基因聚球藻,培养时分别添加等量的底物亚油酸（linoleic acid,18:2?9,12,LA）,以LA作为酰基受体,使其进入转基因酵母和转基因聚球藻的生物合成途径中,培养36-72 h。利用气相色谱-质谱联用系统对总脂肪酸的各组分进行分析,结果显示,在转基因实验组中检测到LA和?-亚麻酸（?-linolenic acid,18:3?9,12,15 ,ALA）的存在,空白实验则未检测出相应的产物。通过计算,转基因酵母催化LA生成ALA的效率29.31%,转基因聚球藻催化底物LA生成ALA的效率为30.86%。根据结果证明无论是酰基-ACP还是酰基-CoA,与缺刻缘绿藻中的?15 FAD结合进行反应的效率相近,不存在偏好性,由于?15 FAD是特异性蛋白,因此证明缺刻缘绿藻中的?15 FAD属于脂酰基结合蛋白。     

基于比较转录组学分析揭示中华蜜蜂及意大利蜜蜂幼虫的球囊菌抗性差异机制

为探究中华蜜蜂(Apis cerana cerana,以下简称中蜂)与意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,以下简称意蜂)幼虫的球囊菌(Ascospahaera apis)抗性差异产生的原因,利用Venn分析、GO分类分析、KEGG代谢通路分析以及Ka/Ks分析对二者的转录组进行比较研究。Venn分析结果显示,中蜂与意蜂的同源基因有17 656个,归属于8 111个基因家族,二者的特有基因分别有1 158和241个,分别归属于468和86个基因家族。GO分类结果显示,中蜂和意蜂的特有基因分别富集在38和28个GO条目。KEGG代谢通路富集分析结果显示,中蜂和意蜂的特有基因分别富集于96和21个代谢通路;进一步分析发现中蜂的特有基因富集在内吞作用、溶酶体、泛素介导的蛋白水解和黑化作用等4个细胞免疫通路,以及MAPK信号通路和Toll-like受体信号通路等2个体液免疫通路,而意蜂仅有1个特有基因富集在MAPK信号通路。Ka/Ks分析结果显示受到强烈正向选择、弱正向选择、中性选择和负向选择的单拷贝同源基因分别有37、281、2 630和3 269个。对受到强烈正向选择的基因进行GO分类和KEGG代谢通路富集分析,GO结果显示中蜂和意蜂的单拷贝同源基因富集的GO条目类型相同;KEGG结果显示中蜂的单拷贝基因仅富集在氧化磷酸化。上述结果表明免疫相关基因数量的差异是二者的球囊菌抗性差异产生的重要原因之一,中蜂在与球囊菌的协同进化过程中可能通过提高能量利用从而限制球囊菌的增殖。本研究结果可为阐明中蜂及意蜂幼虫的球囊菌抗性差异产生的分子机制提供参考。     

骆驼斯氏副柔线虫雌虫和雄虫比较转录组学分析

为探明骆驼斯氏副柔线虫雌虫和雄虫的转录组差异,挖掘出与性别决定相关的功能基因,采用Illumina HiSeqTM2000分别对其雌虫和雄虫样本进行转录组测序,构建cDNA文库,通过建库质量评估和组装效率评估后对其进行功能注释及相关生物信息学分析。结果显示,比较雌虫和雄虫的转录本,获得6 430个差异表达基因,其中2 131个基因上调;4 299个基因下调。对差异表达基因进行GO功能分类,有341 328和714个Unigenes分别注释到生物学过程、细胞组成和分子功能三大类41个分支中。KEGG数据库分析,有1 116个差异表达基因参与到198条KEGG通路中,显著富集在机体免疫调节,卵母细胞成熟等通路。功能聚类分析中,雌虫样本在生殖发育、产卵、生殖行为中高表达;雄虫在主要精子蛋白、丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白磷酸酶中高表达。此外,在雄虫和雌虫中筛选出Tab-3,Tab-5、Fem-1和Mog-3等10种线虫性别决定相关基因,以及8种雄性性别特异表达基因和4种雌性性别特异表达基因,这些基因在虫体性别决定和性别特异性表达中发挥重要作用。本研究利用生物信息学技术预测出雌虫和雄虫差异表达基因在功能分类和代谢通路等方面的生物学特征,挖掘出性别决定基因和性别特异性表达相关基因,为进一步开展斯氏副柔线虫的功能基因组学研究、药物靶点预测和疫苗候选基因筛选提供有价值的数据资源。     

中国瘰螈皮肤转录组测序及活性多肽分析

首次对中国瘰螈皮肤组织进行了转录组测序并分析其活性多肽。提取中国瘰螈皮肤组织总RNA用于构建cDNA文库，采用Illumina HiSeq 4000进行测序。测序数据处理后获得unigene，并对其进行基因注释和生物信息学分析。共组装获得了74 371 个非冗余unigene（平均长度为762 bp），其中33 627个unigene在七大功能数据库中得到功能注释，5 137个unigene的注释结果来自两栖类物种，约占注释总数的15%。另外，从转录组数据中识别了一些皮肤活性多肽如胆囊收缩素、防御素、伤口愈合肽、蛋白激酶抑制剂、胸腺素，它们大多数具有皮肤免疫或防御功能，且在其他两栖动物种类中均发现有较高序列相似性的同源多肽。结果为阐明蝾螈皮肤免疫或防御机制提供了前期基础资料。     

美洲棘蓟马体内共生菌Wolbachia的wsp基因分子检测及系统发育分析

【目的】对美洲棘蓟马体内共生菌Wolbachia进行分子生物学鉴定,确定该蓟马体内Wolbachia的进化位置,为进一步探讨Wolbachia对其生殖作用的调控机制提供理论依据。【方法】以wsp基因为目的基因,对美洲棘蓟马体内的共生菌Wolbachia进行特异性扩增和测序,使用Clustal X 1.83软件对所得DNA序列进行比对;在MEGA 4.0软件中采用邻接法对Wolbachia的系统发育关系进行分析。【结果】利用wsp基因的特异性引物从美洲棘蓟马体内扩增出了632 bp的Wolbachia的wsp基因片段(GenBank登录号为JN315668),580 bp的Wolbachia A群的wsp基因片段和405 bp的Mel亚群的wsp基因片段。系统发育分析结果表明,美洲棘蓟马体内的Wolbachia与黑腹果蝇亲缘关系较近。【结论】美洲棘蓟马体内感染的Wolbachia属于A群Mel亚群。     

团头鲂形态发育相关基因HoxB1b的克隆及功能研究

脊椎动物Hox族基因是一类重要的生长和发育调控基因,它编码具有螺旋—转角—螺旋结构的转录因子,能与下游靶基因特定区域结合并激活表达,从而调节脊椎动物胚胎发育过程中前后轴的形态建成。利用cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆了团头鲂(Megalobrama amblycephala) HoxB1b基因的全长cDNA序列,并研究了该基因的表达模式。结果表明：（1）团头鲂HoxB1b基因cDNA全长为1 479 bp,其中包括一个编码306个氨基酸残基的921 bp阅读框,聚类分析结果表明,该基因与斑马鱼、红鳍东方鲀、青鳉的相似度分别为89%、45%、40%,在脊椎动物中具有一定的保守性;（2）RT-PCR分析结果显示,HoxB1b在团头鲂胚胎发育过程的各时期均有稳定表达,但在成熟卵中未检测到该基因的表达,表明该基因属非母源表达类型。进一步的整胚原位杂交结果显示,HoxB1b在团头鲂不同时期胚胎存在明显的空间表达差异,受精后20 h（20 hours post fertilization, 20hpf)胚胎主要在后脑表达,受精后40 h（40hpf)胚胎除了在后脑表达外,在胸鳍也检测到表达;（3）HoxB1b基因在团头鲂成鱼部分组织或器官中有表达,且在雌雄鱼中基因表达量有一定差别。综上所述,团头鲂HoxB1b基因的功能与胚胎前后轴上的后脑和胸鳍发育密切相关,并在团头鲂成鱼相关组织中具有重要生理功能。     

油菜菌核病菌激发子基因SsXYN克隆及表达载体构建

以核盘菌菌株NGA₄提取的总RNA为模版,利用RT-PCR技术扩增获得SsXYN基因的全长cDNA片段,将其克隆到pMD19-T载体上,菌落PCR、酶切鉴定和cDNA测序结果表明成功克隆了核盘菌SsXYN基因。从pMD19-T : SsXYN载体上,用BamH I和Sal I 双酶切切下目的基因片段,将该基因片段连接到原核表达载体pET32a中。菌落PCR和酶切鉴定结果显示成功构建了表达载体pET32a : SsXYN。利用热击法将该重组表达载体导入大肠杆菌BL21,获得携带SsXYN基因的大肠杆菌菌株,为进一步研究激发子诱发植物抗病性机理奠定了基础。     

小立碗藓PpCAD4基因敲除载体的构建及功能研究

木质素是植物抵御外界环境的重要成分,肉桂醇脱氢酶（cinnamic alcohol dehydrogenase,CAD）是木质素合成途径中的关键酶和限速酶之一。前期数据表明,在灰霉菌侵染下,PpCAD4基因上调表达,但PpCAD4功能尚未明确。本次研究利用同源重组原理构建PpCAD4.1-PTN182-PpCAD4.2敲除载体,从而破坏PpCAD4的alcohol dehydrogenase GroES-like domain（ADH_N）和zinc-binding dehydrogenase（ADH_zinc_N）结构域。利用PGE 6000介导小立碗藓原生质体转化,筛选并鉴定得到敲除PpCAD4突变体植株。qRT-PCR表明,敲除型植株中PpCAD4的表达量相对野生型减少了84%。通过对配子体的形态观察发现,PpCAD4突变株通过增加配子体中拟叶的数量,使得植株生物量增加,这表明CAD4在早期陆生植物的生长发育中起着重要作用。用灰霉菌侵染小立碗藓发现,0.5 d后野生型配子体菌丝入侵率为15%, cad4-ko菌丝入侵率为40%。侵染1 d后,Ppcad4-ko配子体菌丝侵入率是野生型的2倍。表明PpCAD4能够增加小立碗藓对真菌病原菌的抗性。     

森林草莓FvCAX基因家族的鉴定及生物学功能分析

CAXs是存在于植物细胞质膜或液泡膜上的多基因家族,能调控Ca2+的平衡,是重要的阳离子转运蛋白.因此,从全基因组水平确定森林草莓中CAX基因家族成员并通过数据库分析CAX家族成员的进化关系和基因结构、分析表达模式和顺式作用元件,可为研究森林草莓中CAX基因家族的功能奠定理论基础.首先获得拟南芥CAX的保守序列作为参考,通过TBtools软件比对得到森林草莓FvCAXs基因家族成员.利用数据库分析家族成员的染色体定位并进行命名,分析得到FvCAXs的理化性质、亚细胞定位、基因结构及保守结构域.比较FvCAXs基因在不同组织及同一组织不同发育时期的表达量并利用R软件对FvCAXs家族的基因表达模式进行可视化分析,通过植物顺式调控数据库分析FvCAXs启动子元件.森林草莓FvCAXs家族包含7个成员,编码427 ～ 543个氨基酸、分子量介于47.02 ～58.82 kDa,等电点介于4.90 ～ 5.81,且都为疏水性蛋白;大多数位于细胞质膜和液泡膜上,少部分位于叶绿体类囊体膜;进化上森林草莓与月季、苹果的CAX亲缘关系较近.森林草莓FvCAXs具有组织特异性表达特点:FvCAX1～3和FvCAX5在整个植株发育时期表达量较低,仅在花发育的部分时期有表达量;FvCAX6和FvCAX7在苗期、叶片、花的发育过程和种子的形成过程中表达量都有显著性增加.启动子分析表明,顺式作用元件主要有MYB、Dof (AAAG)、WRKY、W-box和MBS,表明FvCAXs基因家族成员的大多数基因能够参与外界的胁迫反应.