低温胁迫下民猪骨骼肌的转录调控分析

为了揭示民猪优良种质特性的遗传机理,解析其低温适应机制。本试验将6头6月龄体重相近的雌性民猪随机分成2组,每组3头个体。对照组个体置于温度控制在（18±2）℃的猪舍内,试验组个体置于室外的半敞篷舍内饲养,环境温度从第1天的5℃/-5℃降到最后1天的-15℃/-24℃,共处理了58 d。两组个体均保证自由采食和饮水,试验结束后,屠宰全部个体,取背最长肌进行RNA-seq。筛选民猪骨骼肌受低温诱导的基因和lncRNA,并对它们进行功能注释以及两者间调控关系的分析。RNA测序分析显示,民猪在经历58 d的低温胁迫后,骨骼肌内86个基因发生了显著上调,16个基因发生了显著下调;112个lncRNAs发生了显著上调,74个lncRNAs发生了显著下调。在发生显著上调的基因中,有4个与神经系统相关的基因NTSR2、ARC、FOSL1和RCAN1发生了显著上调,7个与基质转运相关的基因SLC2A4、SLC2A5、SLC4A10、SLC19A2、SLC20A1、SLC28A1和SLC38A2,6个与炎症和免疫相关的基因AREG、CISH、OTUD1、TRIB1、GPA33和ITPKC均发生了显著上调。而与昼夜节律相关的ARNTL基因和抑制细胞增殖的RASL11A基因等发生了显著下调。低温胁迫下,差异表达基因显著富集到细胞凋亡、直肠癌和癌症的转录误调节通路,说明细胞的增殖和凋亡受到影响。显著变化的lncRNA主要以反式调控作用于靶基因,且与靶基因间的互作关系复杂,它们调控的靶基因富集到单纯疱疹病毒1感染通路、MAPK信号通路和范可尼贫血通路。此外,再无其他通路受到影响。低温胁迫影响了民猪的神经和免疫系统,使细胞内的物质转运发生了变化,细胞的生长、分化也受到了影响,但由于基因发生变化的倍数较小（1～2倍为主）,且受影响的通路较少（仅3条）,因此推测低温胁迫并未对民猪的骨骼肌造成严重损伤。     

基于转录组测序的枣黑顶病发病机理初探

为进一步诠释枣黑顶病发病机理,本研究使用Illumina高通量测序技术对自然发病枣果(ZJINF)、氢氧化钙处理枣果(ZJPRE)及健康枣果(ZJCON)进行分析,拟从转录组水平探明枣果黑顶病发生的分子机理.基因功能注释(GO)分析结果表明,ZJINF vs ZJCON中的差异表达基因主要体现在钙离子结合、钙依赖磷脂结...     

鸭瘟病毒感染鸭十二指肠黏膜炎症相关基因及调控通路的筛选

试验旨在分析鸭瘟病毒（duck plague virus,DPV）感染樱桃谷鸭后十二指肠黏膜转录组水平的变化,筛选出DPV感染后参与炎症的相关基因和调控通路。DEV-GZ株经腿部肌肉接种35日龄鸭后,于接种后24、48和72 h采集鸭十二指肠黏膜组织样本,提取总RNA进行转录组测序,对数据进行质控与注释,筛选与炎症相关的差异表达基因及调控通路,并应用实时荧光定量PCR对部分差异表达基因进行验证。结果显示,对照组与试验组总计得到21.39 Gb的Clean Bases,测序样本有效序列占原始序列的99%以上,映射率高于83%。鸭接毒DPV后24 h十二指肠黏膜的差异表达基因有221个,参与炎症相关生物学过程的有3个,均为下调基因;接毒DPV后48 h差异表达基因有499个,参与炎症相关生物学过程的有17个,均为下调基因;接毒DPV后72 h差异表达基因有798个,参与炎症相关生物学过程的有20个,其中上调基因13个、下调基因7个。GO数据库分析显示,参与炎症相关的差异表达基因主要是CCR8、CCL19、CCL4、IL-17、IRF1、IFN-γ、SLC11A1等,涉及急性炎症反应、趋化因子受体活性、急性期反应、炎症反应和炎症反应的正调节等生物学过程。KEGG数据库分析显示,差异表达炎症相关基因主要富集在Toll样受体信号通路、NF-κB信号通路、IL-17信号通路、TNF信号通路和炎症性肠病等;实时荧光定量PCR结果显示,IFN-γ和MALT基因的相对表达倍数与转录组结果基本一致。本试验完成了DPV感染樱桃谷鸭十二指肠的转录组测序分析,获取了差异表达基因的功能注释信息,初步揭示了参与DPV感染的炎症相关通路,为深入探究DPV的致病机制提供了理论参考。     

基于RNA-seq的谷子萌芽期抗旱相关基因挖掘与分析

为了明确响应干旱胁迫的关键基因,解析谷子抗旱机制,本研究以谷子抗旱品种山西2010和干旱敏感品种K359*M4-1为材料,应用RNA-seq技术对两个品种干旱胁迫前后萌发期种子进行转录组测定。结果表明,在山西2010和K359*M4-1中分别鉴定出2 300个和3 652个差异表达基因(DEG),包括编码类锌诱导的促进因子、类萌发素蛋白、蛋白磷酸化酶、转运蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)、转录因子、过氧化物酶等基因。通过对鉴定到的DEG进行GO和KEGG代谢途径富集分析,发现山西2010和K359*M4-1中的DEG分别富集在52个和21个生物学过程。KEGG 富集分析发现,DEG主要富集在淀粉和蔗糖代谢, 植物激素信号转导,光合作用-天线蛋白,苯丙素生物合成,角质、亚氨酸和蜡生物合成,次生代谢物生物合成等途径。本研究结果为挖掘谷子抗旱关键基因、解析谷子抗旱机制奠定了基础。     

中华蜜蜂幼虫肠道响应球囊菌早期胁迫的转录组学

【目的】白垩病是困扰养蜂生产的顽疾。目前,尚无利用二代测序技术研究中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)幼虫白垩病的报道。本研究利用RNA-seq技术对健康(Ac CK)及球囊菌(Ascosphaera apis)胁迫的中蜂4日龄幼虫肠道(Ac T)进行深度测序,在转录组水平研究中蜂幼虫在球囊菌胁迫早期的胁迫应答。【方法】通过Illumina Hi Seq 2500平台对Ac CK和Ac T进行双端(PE125)测序,首先对测序数据进行质控和评估,利用edge R软件进行差异表达基因(DEG)分析,进而对DEGs进行GO富集分析及KEGG代谢通路富集分析,最后,利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)验证测序数据的可靠性。【结果】Ac CK和Ac T的转录组测序共得到188 457 338条原始读段(raw reads),经过滤得到182 088 448条有效读段(clean reads),两端Q20与Q30均在97.96%和94.97%以上,说明测序数据质量良好;主成分分析(PCA)结果显示第一与第二主成分可分别解释基因表达总体差异的75.8%和10.7%;DEG分析结果显示上调基因与下调基因的数量分别为344和239个;GO富集分析结果显示DEGs共富集在36个GO分类(term)上,其中基因富集数最多的细胞(106 unigenes)、细胞组件(106 unigenes)和代谢进程(104 unigenes);KEGG代谢通路富集分析结果显示上调与下调基因分别富集在72个和45个代谢通路上,其中上调基因富集数最多的是核糖体(72 unigenes)、碳代谢(16 unigenes)和糖酵解(14 unigenes),而下调基因富集数最多的是碳代谢(9 unigenes)、二羧酸代谢(8 unigenes)和氨基酸生物合成(7 unigenes),进一步分析表明中蜂幼虫肠道的部分细胞免疫对球囊菌的胁迫产生应答,而体液免疫不产生应答,宿主的代谢相关基因受到球囊菌的显著抑制。【结论】揭示了中蜂幼虫在球囊菌入侵早期的胁迫应答,为深入解析中蜂幼虫的胁迫应答机制提供了重要信息,也为在分子水平研究关键应答基因打下了基础。     

基于转录组测序揭示玉米抗倒伏相关基因和代谢通路

倒伏是影响玉米产量的重要因素之一。以抗倒性不同的3个玉米品种[京农科728：高抗倒性（H）,金农738：中抗倒性（M）,先玉335：低抗倒性（L）]为材料进行转录组学分析,挖掘玉米抗倒性相关基因。结果表明,3个比较组共鉴定到10 093个差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,其中先玉335与京农科728比较组鉴定到的DEGs最多,为7779个。GO功能富集分析表明,3个玉米品种抗倒性不同可能与富集到相同GO条目的DEGs数量不同有关。代谢通路富集分析表明,L-vs-H、M-vs-H分组显著富集到苯丙素生物合成、次生代谢产物的生物合成和类黄酮生物合成途径,而L-vs-M分组显著富集到光合作用－天线蛋白、植物－病原体相互作用途径。茎秆显微结构表明,先玉335单个维管束面积最小,茎秆表皮细胞厚度最薄,京农科728单个维管束面积最大,表皮细胞厚度最厚。结果进一步明确了玉米抗倒伏相关的基因与代谢通路,为定向克隆和抗倒伏新品种的分子设计育种奠定了基础。