藏鸡与白羽肉鸡垂体转录组差异表达研究

试验旨在通过对藏鸡和白羽肉鸡垂体转录组测序和生物信息学分析,筛选出与鸡生长发育相关的差异表达基因（differentially expression genes,DEGs）及信号通路。本研究选用42日龄健康藏鸡和白羽肉鸡各3只,分别采集垂体组织利用Illumina HiSeq 2000平台进行转录组mRNA测序,对筛选到的DEGs筛选DEGs,GO和KEGG数据库功能注释和富集分析,实时荧光定量PCR验证随机挑选的DEGs表达水平。结果显示,藏鸡和白羽肉鸡分别获得126 094 302和125 666 442条clean reads。与白羽肉鸡相比,藏鸡垂体组织中共有DEGs 392个,其中196个为上调基因,196个为下调基因（P<0.05）,其中包括生长激素（GH）基因、生长激素释放激素受体（GHRHR）基因和胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1（IGF2BP1）基因。GO和KEGG富集分析发现,DEGs显著富集于细胞黏附分子信号通路和神经活性配体-受体相互作用信号通路等细胞通讯相关的信号通路,GH、GHRHR和IGF2BP1基因也显著富集于神经活性配体-受体相互作用信号通路。实时荧光定量PCR结果显示,转录组测序结果准确可靠。综上研究,本研究初步揭示了影响藏鸡和白羽肉鸡生长发育速度差异的关键候选基因和信号通路,为了解鸡垂体组织调节生长发育的分子机制提供了理论依据。     

福清山羊和戴云山羊夏季发情期卵巢组织比较转录组分析

试验旨在从分子遗传学角度探讨戴云山羊夏季维持较高繁殖力的遗传机制,从中发掘有用的遗传变异信息。利用转录组测序方法对福清山羊和戴云山羊夏季发情期卵巢组织进行研究,筛选品种间的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,利用基因本体（gene ontology,GO）、蛋白相邻类的聚簇（cluster of orthologous groups of proteins,COG）和京都基因与基因组百科全书（kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）数据库对筛选的差异表基因进行功能注释,并进行差异表达基因聚类分析,通过实时荧光定量PCR验证测序结果。结果显示,福清山羊和戴云山羊发情期卵巢的DEGs共357个,其中上调基因221个,下调基因136个。357个DEGs中的287个基因能够被GO数据库注释,78个DEGs能够被COG数据库注释,219个DEGs能够被KEGG数据库注释。KEGG数据库注释结果显示,这些差异基因显著富集的信号通路为蛋白消化吸收（protein digestion and absorption）、吞噬体（phagosome）、肺结核（tuberculosis）、胞外基质受体互作（ECM-receptor interaction）、金黄色葡萄球菌感染（Staphylococcus aureus infection）、同种异体移植物排斥（allograft rejection）等通路。经实时荧光定量PCR验证,所选基因（转录本）表达变化模式与转录组测序结果一致,表明测序结果可靠。本试验利用高通量测序获得大量山羊卵巢转录组信息,有助于从分子水平对山羊卵巢进行深入研究。     

福清山羊和戴云山羊夏季发情期卵巢组织比较转录组分析

试验旨在从分子遗传学角度探讨戴云山羊夏季维持较高繁殖力的遗传机制,从中发掘有用的遗传变异信息。利用转录组测序方法对福清山羊和戴云山羊夏季发情期卵巢组织进行研究,筛选品种间的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),利用基因本体(gene ontology,GO)、蛋白相邻类的聚簇(cluster of orthologous groups of proteins,COG)和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)数据库对筛选的差异表基因进行功能注释,并进行差异表达基因聚类分析,通过实时荧光定量PCR验证测序结果。结果显示,福清山羊和戴云山羊发情期卵巢的DEGs共357个,其中上调基因221个,下调基因136个。357个DEGs中的287个基因能够被GO数据库注释,78个DEGs能够被COG数据库注释,219个DEGs能够被KEGG数据库注释。KEGG数据库注释结果显示,这些差异基因显著富集的信号通路为蛋白消化吸收(protein digestion and absorption)、吞噬体(phagosome)、肺结核(tuberculosis)、胞外基质受体互作(ECM-receptor interaction)、金黄色葡萄球菌感染(Staphylococcus aureus infection)、同种异体移植物排斥(allograft rejection)等通路。经实时荧光定量PCR验证,所选基因(转录本)表达变化模式与转录组测序结果一致,表明测序结果可靠。本试验利用高通量测序获得大量山羊卵巢转录组信息,有助于从分子水平对山羊卵巢进行深入研究。     

基于转录组测序筛选高盐培养下双峰驼肾皮质细胞差异表达基因

为探讨双峰驼的高盐适应机制并筛选出受高盐调控的基因，本试验采用RNA-Seq技术对双峰驼肾皮质细胞进行转录组测序分析。试验分为2个组，等渗培养基处理的肾皮质细胞为对照组（Control），高渗培养基处理的肾皮质细胞为高渗组（HS），进行转录组测序，从而筛选出一系列差异表达基因（DEGs），并用GO富集和KEGG富集分析对DEGs进行基因功能和途径的注释。结果显示，在高盐环境下双峰驼肾皮质细胞中共有4 854个显著DEGs;GO富集分析显示，DEGs显著富集在G蛋白偶联受体活性、受体结合、核酸结合转录因子活性、质膜、离子通道的活动和免疫反应等功能中；KEGG通路富集显示，DEGs显著富集在信号传导、辅助因子和维生素代谢、信号分子相互作用、运输和分解代谢、免疫系统等通路中；采用实时荧光定量PCR技术随机检测了参与高盐代谢的3个差异表达基因，其表达趋势与RNA-Seq一致，可以验证RNA-Seq技术的准确性。因此，双峰驼肾皮质细胞的高盐耐受性可能与这些途径和通路中重要基因的调控有关。本试验结果将为进一步揭示双峰驼耐盐性的分子调控机制提供重要的参考依据。     

基于高通量转录组测序的红花籽油对肥育猪肝脏差异表达基因的影响

18头肥育猪按饲粮均分为2组,添加红花籽油组和不添加油脂组(对照组)。试验期60d结束,全部屠宰,分别采集肝脏组织样品,进行高通量转录组测序,找出2处理组间的差异表达基因和差异代谢通路。利用Illumina HiSeqTM2500高通量RNA-seq测序技术对2组肥育猪肝脏RNA测序,使用TopHat2软件将测序得到的reads序列与猪(Sscrofa10.2)参考基因组序列比对,找出差异表达基因,在Nr、GO和KEGG数据库中进行功能注释、富集分析和聚类分析。结果显示,红花籽油组和对照组肝脏中差异表达基因共有1 114个,与对照组相比,红花籽油组表达上调的基因有579个,下调的基因有535个。GO功能分类注释到细胞组成、生物学过程和分子功能数据库中的差异表达基因分别有902,903,857个。注释到KEGG通路中差异表达基因414个,显著富集通路4个(P0.05)。     

鞭毛蛋白诱导表达差异基因的分析

试验旨在分析鞭毛蛋白刺激机体基因表达谱的特征，揭示鞭毛蛋白佐剂的作用机制。从GEO数据库筛选目标微阵列GSE46421和GSE72016及其差异表达基因（DEGs），经DAVID分析DEGs参与的GO功能注释和KEGG信号通路、String构建DEGs的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络、Cytoscape可视化PPI网络并筛选高连通度的PPI子模块和hub基因。结果显示，共筛选出182个DEGs，包含上调基因161个、下调基因121个。DEGs参与GO生物过程主要有信号转导、免疫应答、炎症反应、细胞凋亡等，参与分子功能包含激酶激活、受体结合、细胞因子激活、膜信号转导。DEGs参与KEGG通路涵盖细胞因子-细胞因子受体相互作用、TNF信号通路、NF-κB信号通路、Toll样受体信号通路、NOD样受体信号通路等免疫相关途径。分析DEGs的PPI网络发现，2个重要的PPI子模块和10个关键基因（IL-10、IL-6、CCL2、CXCL2、NFKBIA、MyD88等）。研究表明，鞭毛蛋白通过识别TLR5和NOD样受体，触发MyD88依赖性和MyD88非依赖性途径发出信号，激活转录因子NF-...     

初情期母牛下丘脑-垂体-卵巢转录组分析

通过对3头18月龄安格斯牛下丘脑-垂体-卵巢组织进行转录组测序和生物信息学比较分析,筛选和挖掘与肉牛繁殖活动相关候选基因和信号通路。通过转录组测序,进行表达基因分析、GO和KEGG富集分析以及信号通路筛选。结果显示,共获得61.92 Gb Clean Data,各样品Clean Data均达到6.88 Gb,Q30碱基百分比在92.42%及以上。有15154个基因在所有组织中都有表达,有4780个基因只在2种组织器官中共同表达,有5809个基因只在其中的一个组织器官中表达。下丘脑-垂体-卵巢各组织所表达的基因中,在GO数据库得到注释的分别为2168,2101,13777个,在KEGG数据库中得到注释分别有12477,12446,12176个。在所有KEGG通路中,Notch信号通路(notch signaling pathway)、神经营养因子信号通路(neurotrophin signaling pathway)和血管内皮生长因子信号通路(VEGF signaling pathway)的表达频率最高,说明这些信号通路可能也参与下丘脑-垂体-卵巢轴对母牛繁殖活动的调节。     

美国短毛黑水貂快速生长过程中转录组差异表达分析

旨在对美国短毛黑水貂快速生长过程中转录组差异表达进行分析。本试验将美国短毛黑水貂45、90日龄各3只健康公貂的胸肌组织作为试验材料,利用Illumina HiSeq~(TM)2500高通量测序平台建立转录组文库,对两个生长阶段差异显著性的基因进行GO功能富集和KEGG Pathway分析,寻找调控水貂快速生长期的相关候选基因和代谢通路,并利用qRT-PCR对转录组测序结果进行验证。结果表明,以P0.05,|log_2FC|1为条件筛选到279个显著差异基因,对这些差异基因进行GO和KEGG分析,筛选到与肌肉生长相关显著富集GO条目有66条、相关差异表达基因44个,其中上调20个,下调24个;与肌肉生长相关显著富集KEGG通路12条,如p53信号通路、PPAR信号通路、FOXO信号通路等。这些差异基因可能在水貂的快速生长过程中起到调控作用,可以作为后续研究水貂生长发育的候选基因。本研究结果为探究水貂生长发育调控机制及培育大体型水貂品种奠定基础。     

基于高通量转录组测序的牦牛和犏牛附睾体部差异表达基因分析

本研究旨在通过转录组测序数据库筛选牦牛和犏牛附睾体部之间的差异表达基因(DEGs)，了解DEGs对犏牛不育转录调控的影响。分别采集3头牦牛和犏牛的附睾体部，利用RNA测序分析(RNA-seq)技术，通过GO、KEGG富集等生物信息学方法分析筛选DEGs。结果表明，牦牛和犏牛附睾体部DEGs总数有82个，其中54个DEGs显著上调，28个DEGs显著下调；通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证了8个DEGs，与转录组测序结果一致；通过GO和KEGG对DEGs进行分析，SLC22A20、T2R65A、TKTL1的下调与精子获能、运动和抗氧化活性相关；磷酸戊糖通路和嗅觉转导是显著富集通路，OR9K2、OR1E1、OR10AG1、TKTL1的下调可能与犏牛不育相关。本研究揭示了牦牛和犏牛附睾体部基因区域特异性表达与功能特异性表达的密切关系，进而为探索雄性犏牛不育的分子机制以及提高高原哺乳动物繁殖力提供基础数据。     

基于转录组测序的奶牛泌乳初期与干奶期肝脏差异表达基因分析

旨在通过对奶牛干奶期和泌乳初期肝脏组织进行转录组测序和生物信息学分析,探明其不同生理阶段的差异表达基因和差异代谢通路。选取305 d产奶量接近、干奶天数一致、怀孕天数接近的中国荷斯坦奶牛3头,分别在干奶期(产前50 d)和泌乳初期(产后15 d)活体采集肝脏组织,利用Illumina Hiseq~(TM)2500高通量RNA-seq测序技术对干奶期和泌乳初期肝脏RNA测序,使用TopHat2软件将测序得到的reads序列与牛(UMD3.1.66)参考基因组序列比对,在GO和KEGG数据库中进行聚类分析和富集分析。结果显示,泌乳初期和干奶期肝脏中差异表达基因共有409个,与干奶期相比,泌乳初期表达上调的基因有235个,下调的基因有174个。GO功能分类注释到生物学过程、细胞组成和分子功能数据库中的GO条目分别有63,41,15条。注释到KEGG的显著富集通路有21条(P0.05)。该研究结果为挖掘奶牛产奶性状的候选基因提供了技术依据。     

不同品种紫花苜蓿转录组分析及营养品质差异的探讨

为了丰富紫花苜蓿转录组数据信息,找出不同品种紫花苜蓿的差异基因及代谢通路。通过Illumina HiSeq 4000平台对准格尔和WL319HQ的苜蓿叶片的RNA文库进行de novo组装。得到了约39G总的核苷酸,2亿多个reads,组装得到66734个Unigenes,平均长度为869 bp。将所得到的Unigenes与NCBI nonredundant protein(Nr),A manually annotated and reviewed protein sequence database(Swissprot),Clusters of eukaryotic orthologous groups(KOG)和Kyoto encyclopedia of genes and genomes(KEGG)数据库比对,分别获得44888(67.26%),29190(43.74%),24844(37.23%)和15647(23.45%)条序列的注释信息。在2个紫花苜蓿叶片中找到1098个差异表达基因 (DEGs) ,其中有706个上调,392个下调(准格尔-vs-WL319HQ)。对其差异基因做了Gene ontology(GO)功能分析和KEGG途径分析,初步分析了2个品种营养品质差异的内在原因。极大地丰富了紫花苜蓿转录组数据信息,为今后紫花苜蓿的转录组测序提供理论依据,同时为紫花苜蓿生产实践提供参考。     

牦牛皱胃全长转录组测序分析

【目的】 获得牦牛(Bos grunniens)皱胃全长转录组数据库,深入挖掘牦牛皱胃功能基因。【方法】 采用PacBio Sequel高通量测序系统,使用单分子实时(single molecular real time,SMRT)测序技术对成年牦牛皱胃全长转录组进行测序,对原始数据进行质控和去冗余分析,再比对参考基因组获取过滤后的非重复序列(Unigenes),使用多种生物信息软件对牦牛皱胃全长转录本数据进行功能注释、转录因子注释、编码区预测、简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)分析及可变剪接分析。【结果】 通过测序共获得14467420条子序列,平均子序列长度为3 344.23 bp,质控得到循环一致性序列(CCS)有296840条,全长非嵌合(FLNC)序列有277 402条,过滤和去冗余后对比参考基因组最终获得8 556条Unigenes。通过与NR、Swiss-Prot、KEGG、KOG、eggNOG、GO和Pfam数据库比对,对Unigenes进行注释,其中NR数据库注释了8 544条Unigenes;Swiss-Prot数据库注释了8 475条Unigenes;KEGG数据库注释了1721条Unigenes;KOG数据库注释了6 572条Unigenes;eggNOG数据库注释了8491条Unigenes;GO数据库注释了7 725条Unigenes;Pfam数据库注释了8 162条Unigenes。此外,经鉴定或预测,还获得了943个转录因子、8544个编码区片段、3596个SSR位点和1 825个可变剪接事件。【结论】 本研究获得了较为可靠的牦牛皱胃全长转录组数据,可为进一步研究牦牛皱胃生物学特性、相关代谢途径、信号通路及其分子机制提供数据支持。     

基于转录组测序分析象草木质素合成的研究

采用高通量测序技术Illumlna HiSeq 2000对高木质素的象草品系eg7和低木质素的象草品系eg87(对照)茎组织进行转录组比较测序。测序获得了169630902个序列读取片段(reads),包含13788439920nt碱基信息。对reads进行序列组装,获得87641个单基因簇(unigene),平均长度580nt。从长度分布、GC含量等方面对unigene进行评估,数据显示测序质量好,可信度高。将获得的unigene与Nr、Nt、Swiss-Prot、COG、GO和KEGG数据库进行序列同源性比较和功能分析,62557个unigene与其他生物的已知基因具有不同程度的同源性,象草与高粱序列同源性最高。共鉴定出33323个差异表达基因,其中上调基因9704个(29.12%),下调基因23619个(70.88%);GO分析显示39968个unigene归为54个功能类别,大量unigene与细胞进程、代谢过程、催化活性等相关;KEGG pathway分析富集得到127条代谢通路,包括光合作用、betalain生物合成、苯丙烷类代谢、苯丙氨酸代谢等,苯丙烷类代谢途径差异基因富集程度高、差异基因数目最多,达285条,该途径中64条木质素单体合成酶基因表达上调,79条ClassⅢ型植物过氧化物酶基因表达下调、22条上调。挑选9个差异基因进行qRT-PCR验证,9个基因的表达趋势与高通量测序结果一致。为象草的分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据,对于了解象草茎生物合成与木质素调控基因挖掘和多用途定向育种具有指导意义。     

基于高通量测序技术的敖鲁古雅驯鹿鹿茸转录组分析

试验旨在通过高通量测序技术获得驯鹿的遗传信息和鹿茸组织的转录组特征,并进一步挖掘其中与鹿茸经济性状相关的关键基因信息。对驯鹿鹿茸组织提取RNA,检测RNA纯度、完整性及是否有污染,合格后构建文库,文库构建成功需要进行库检,库检合格后使用Illuminanovaseq平台进行转录组测序分析。利用Diamond、HMMER、KAAS、Blast2GO等软件对驯鹿鹿茸转录组序列进行了功能注释、基因丰度分析和其他分析。结果显示,测序获得47 818 202条raw reads,经过滤和质量检查得到了46 964 478条clean reads,组装后得到49 171个Unigenes,表明本次测序获得了高质量的鹿茸转录组。基于序列一致性分析,Unigenes与NR、Swiss-Prot、KOG、KEGG、Pfam、GO数据库比对注释成功总共占89.54%,共44 029条序列。Corset聚类后得到49 171个Unigenes,在这些Unigenes中共找到13 795个SNPs位点和18 446个SSRs位点。GO注释结果显示22 955个Unigenes得到注释,占总注释结果的46.68%。与KEGG数据库进行比对分析,发现49 171个Unigenes可能参与或涉及代谢途径,其中20 258个Unigenes共注释到32个KEGG代谢通路。此外,在转录组结果中发现了一些高丰度的基因,如OPN、TMSB4、TMSB10等,它们的功能可能与驯鹿生茸有关。本试验结果不仅对驯鹿的基因组数据进行了补充,而且还初步揭示了生长期驯鹿鹿茸的基因特征,为驯鹿分子遗传学研究、资源保护与利用及种群资源恢复提供了参考。     

C型产气荚膜梭菌外毒素致小鼠肠道损伤的转录组分析

旨在探索产气荚膜梭菌外毒素造成机体炎性损伤及免疫调控紊乱的毒性机制,为产气荚膜梭菌病的致病机理研究提供理论基础。将C型产气荚膜梭菌强毒株C59-2培养上清腹腔注射BALB/c小鼠,采集小肠样本进行转录组测序,筛选差异表达基因,并对其进行GO功能注释和KEGG通路富集分析。结果显示,共获得40.99 Gb有效碱基,筛选后共得到795个差异表达基因,其中,229个基因表达上调,566个基因表达下调,对随机选取的10个基因进行q-PCR验证,其相对表达量与转录表达谱一致。GO功能注释主要涉及G蛋白偶联核苷酸受体活性和G蛋白偶联嘌呤核苷酸受体活性等。KEGG通路富集分析发现,主要富集在TNF信号通路、IL-17信号通路、p53信号通路、FOXO信号通路、Toll样受体信号通路、NF-κB信号通路等。产气荚膜梭菌外泌毒素侵入机体,会激活TNF等炎性信号通路,进而造成肠道发生炎性损伤甚至坏死。     

基于转录组测序的高羊茅分蘖与株高相关差异表达基因分析

分蘖与株高是禾本科草类植物重要的农艺性状,明确参与调控分蘖与株高的基因类型对牧草和草坪草分子辅助育种具有重要意义。以表型差异明显的两个高羊茅品种“Kentucky-31”（K31）和“Regenerate”为材料,旨在构建高羊茅分蘖节转录组图谱,挖掘在分蘖节部位调控生长发育相关的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）。基于高通量测序技术平台Illumina HiSeq 2500×Miseq 300进行转录组测序,并将得到的数据进行de novo组装,结果共获得77872条单基因簇（unigene）。将获得的unigenes与非冗余蛋白数据库（non-redundant protein database,NR）、蛋白质数据库（universal protein,Uniprot）、基因本体数据库（gene ontology,GO）、东京基因与基因组数据库（kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）以及直系同源蛋白簇（clusters of orthologous groups,COG）数据库进行比对,结果显示：分别有59927、40213、44447、15146和13767条unigenes成功获得注释。“Regenerate”与“K31”对比有1573个上调DEGs和1441个下调DEGs。GO富集分析发现,DEGs主要富集在细胞、细胞组分、大分子复合物组装等生物过程。DEGs中共注释到42个差异表达转录因子,主要包括TCP、WRKY和ARF等19种类型。还注释到与8类植物激素相关的DEGs,包括生长素、细胞分裂素、脱落酸、赤霉素、乙烯、油菜素甾醇、水杨酸和茉莉酸。利用实时荧光定量PCR对DEGs进行表达模式验证,发现其与RNA-Seq测序结果一致,证实了测序结果的准确性。研究结果丰富了高羊茅的转录组序列资源,初步获得控制株高及分蘖发育的候选因子,为进一步开展基因功能及分子育种研究提供了理论支持。