微生物菌群培养组学在动物医学中的应用

实验室条件下可培养的微生物约占自然界中微生物总数的1%，这限制了人们对99%未知微生物的认识和利用，而研究表明，那些“不可培养的微生物”是可以被开发和利用的，未能被纯培养的微生物才是未知微生物的主体。微生物培养组学探索利用多种培养条件和长时间的培养，结合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法（MALDI-TOF-MS）和16S核糖体RNA（rRNA）测序可以大规模鉴定各种微生物，同时利用全基因组测序和宏基因组测序手段对未知微生物进行深入分析。本文综述了国内外近年来微生物菌群培养组学在反刍动物胃肠道、禽类盲肠及家畜鼻腔微生物菌群研究中的最新进展，探讨将动物体内菌群培养组学方法应用于动物疾病防治领域的可行性。作为一个新兴的研究方法，尽管该培养组学还存在一些不够成熟的方面，但它的发展前景十分广阔，微生物菌群培养组学方法和其他研究方法的互补已经逐渐成为发展兽医微生物学新的突破口。     

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】 筛选不同温度下烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）侵染后枯斑三生烟（Nicotiana tabacum var. Samsun NN）差异表达的长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）,研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】 N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水（phosphate buffered saline,PBS）,48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90（N. tabacum var. TN90）基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA（differentially expressed lncRNA,DElncRNA）,并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】 4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8 000万条clean reads,共获得4 737条已知lncRNA、40 169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】 不同温度（25℃和31℃）条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。     

基于高通量测序发掘番木瓜果实成熟相关miRNA

【目的】番木瓜是典型的呼吸跃变型果实,外源乙烯处理使番木瓜呼吸跃变提前,促进果实成熟。分离番木瓜果实成熟相关miRNA,为深入了解呼吸跃变型果实的成熟分子机制奠定基础。【方法】利用高通量测序技术对乙烯(ETH)、1-MCP和清水对照(CG)处理的番木瓜果实进行miRNA和转录组高通量测序,然后对测序获得数据进行生物信息学分析,进行miRNA鉴定和靶基因预测,并与转录组测序结果进行关联分析。【结果】乙烯、1-MCP和对照处理分别获得10 734 196、16 486 803和16 067 290条纯净序列,共鉴定出523个miRNA。其中,已知miRNA个数为1-MCP(303)、CG(214)和ETH(239),新miRNA个数为1-MCP(184)、CG(188)和ETH(114)。与对照相比,在乙烯处理中上调和下调表达的miRNA分别是123和72条。靶基因预测共获得5 053个靶基因,KEGG功能富集分析显示它们参与了戊糖、葡萄糖醛酸转换、淀粉和蔗糖代谢、卟啉和叶绿素代谢、类胡萝卜素合成等代谢途径。筛选出的番木瓜果实成熟衰老相关候选miRNA,包含4个果实软化调控相关miRNA(miR167-y、miR4993-x、miR3946-x和miR5059-x)、3个果实颜色调控相关miRNA(miR4993-x、miR815-y和miR7810-x)、3个激素调控相关miRNA(miR4993-x、miR8004-x和miR9722-x)和4个转录因子调控相关miRNA(miR5641-y、miR9722-x、miR838-y和miR319-y)。【结论】筛选的番木瓜果实成熟衰老相关miRNA为今后果实成熟衰老调控网络研究提供了可能的线索。     

徐州北郊鱼塘水体细菌多样性研究及致病菌分析

鱼塘的健康养殖受到多种因素的制约,如鱼的种类以及鱼塘的面积大小等,同时,鱼塘水体中的细菌对鱼类存活更是带来重大影响。本文对徐州北郊鲫鱼鱼塘水体中细菌多样性及致病菌对鲫鱼存活状况的影响进行了研究,为补充完善我国鱼塘养殖环境中微生物的物种资源及鱼塘健康养殖提供了重要参考依据,旨在进一步实现鱼塘的科学管理。水样采集于夏季6月份,为鱼病频发季节,气温与水温相对较高,鱼塘中细菌数量多。研究主要是通过对鲫鱼鱼塘水体中细菌的总DNA进行提取,经过PCR扩增并依据16S rRNA基因序列构建系统发育树,进行分子发育学研究,最后获得水体中细菌物种的组成。它们分别为崛越氏芽孢杆菌(Bacillus horikoshii)、Aeromonas punctata、Bacillus thaonhiensis、溶血葡萄球菌(Staphylococcus haemolyticus)、弗氏志贺菌(Shigella flexneri)、印度芽孢杆菌(Bacillus indicus)、Fictibacillus phosphorivorans、Enterobacter soli、Bacillus aryabhattai。经检测其中Aeromonas punctata、弗氏志贺菌(Shigella flexneri)及溶血性葡萄球菌(Staphylococcus haemolyticus)为致病菌。     

猪ECH1基因部分序列的遗传变异分析

为了进一步研究烯脂酰辅酶A水解酶1(enoyl CoA hydratase,ECH1)基因的生物学功能,研究采用克隆测序结合PCR-RFLP的方法分析了民猪ECH1基因的部分DNA序列,并对其中的1个点突变进行了3个猪种内的基因型频率和基因频率计算。结果表明:研究所检测的ECH1基因序列与网上已有序列相比存在8个单核苷酸多态性(SNPs)位点,其中有2个造成酶切位点的改变;民猪和大白猪在PCR-RFLP-BamHⅠ位点的A、B基因频率均接近0.5,而长白猪B为优势等位基因。     

转录组的测序方法及应用研究概述

转录组研究是基因的结构和功能研究的基础,转录组测序技术在近年来取得了很大的进展,被应用到多种动植物中。利用其能够获得大量未知序列的优势,已经被广泛应用到未知基因挖掘、分子调控及相关代谢途径中。该研究主要介绍了转录组研究的方法、转录组测序技术的发展及其在动植物中的重要应用,并讨论其存在的问题及发展趋势。     

陕北白绒山羊小反刍兽疫病毒RT-PCR方法的建立

为了建立适用于本地区小反刍兽疫病毒的分子生物学快速检测方法,通过分析NCBI数据库中小反刍兽疫病毒N基因序列,根据该基因设计特异性引物,建立针对本地区小反刍兽疫病毒N基因的一步法RT-PCR检测方法,利用该方法对来自疫源地的不同病料样本进行检测,结果显示该方法对病料的可选择性较多,对检测到的阳性条带通过测序分析,发现流行毒株与陕西毒株基因型差异不明显。该检测方法的建立有利于开展小反刍兽疫疫情监测,为有效防控小反刍兽疫提供技术支撑。     

棉花单核苷酸多态性标记研究进展

单核苷酸多态性标记已在农作物研究中得到广泛应用并取得重大进展。为了便利棉花SNP(Single nucleotide polymorphism)标记的研究和应用,介绍了利用基因芯片、简化基因组测序、重测序等在棉花中开发SNP标记的方法 ,综述了SNP标记在棉花遗传图谱构建、数量位点的定位和分子标记辅助育种、基因组测序以及系统进化等研究中的应用。并对异源四倍体棉花中SNP标记开发时,同源序列位点和部分同源序列位点上的SNP标记辨别问题进行了系统探讨,对其快捷的开发、检测方式和在数量基因定位中的应用前景进行了展望。