猪circ0015292的鉴定及其在卵泡中的表达研究

试验旨在通过高通量测序及生物信息学分析circRNA在猪卵泡发育过程中的作用及其可能的机制,为进一步探索circRNA对猪卵泡发育的调控机理奠定生物学基础。采集梅山和杜洛克猪不同级别的卵泡及各组织样本,提取总RNA,采用RNA-Seq技术对卵泡中差异表达的circRNA进行筛选,同时验证并分析其在梅山猪和杜洛克猪卵泡中的表达情况,并用实时荧光定量PCR进行组织表达谱分析。结果显示:试验证实了circ0015292的存在,且其在肌肉、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、卵巢、输卵管、子宫、垂体及下丘脑中均有不同程度的表达,在心脏、脾脏、肺脏、卵巢中的表达量相对较高;circ0015292在梅山猪S卵泡中的表达量极显著高于杜洛克猪(P<0.01),在杜洛克猪M1、M2、L卵泡中的表达量均显著高于梅山猪(P<0.05);其潜在靶基因GADD45G、CCR2、IL20RB、CFL1、LAMB3与猪的卵泡发育相关。综合试验结果,circ0015292在不同组织、不同时期卵泡中均有不同水平的表达;部分靶标基因参与细胞周期及卵巢发育相关信号通路,提示其可能通过对靶基因的调控作用间接参与卵泡发育过程,这为猪繁殖机理的研究提供了新思路。     

根肿菌侵染油菜抗感病品种早期防御酶活性及转录组分析

为探究抗病和感病2种油菜品种抗病机理及基因表达差异,通过水培法观测油菜抗病品种6M80和感病品种中双11号接种根肿菌后的根毛侵染,利用紫外分光光度法和RNA-Seq技术分别测定根部防御酶的活性及所有的转录序列。结果表明,接菌后3~15 d油菜品种6M80的根毛侵染率显著低于油菜品种中双11号,其根内过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性在接菌后第12天达到峰值,且显著高于油菜品种中双11号,分别为382.50、2 044.44和3 342.22 U·g~(-1)·min~(-1)。与未接菌相比,油菜抗病品种6M80和感病品种中双11号接菌后第3、6、9、12天共分别存在6 607个和2 499个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。功能注释结果表明,大多数DEGs参与信号传导、生物代谢、转录过程及防御机制。油菜品种6M80和中双11号中分别存在82个和53个防御酶相关的DEGs。研究表明,根肿菌侵染油菜抗病品种早期防御酶活性较高,其相关差异表达基因参与木质素生物合成和过氧化氢代谢,并在抗根肿病过程中发挥着重要作用。     

杧果果实响应1-MCP处理的数字基因表达谱分析

以‘台农1号’杧果为试材,用1–甲基环丙烯（1-MCP,1 μL · L-1）常温下处理12 h和未处理的果实为对照,通过数字基因表达谱（DGE）技术,寻找1-MCP处理对杧果贮藏影响的潜在关键基因。DGE数据分析结果表明,1-MCP处理与对照样品文库相比,共检测到7 350个差异表达基因。其功能主要涉及细胞壁代谢,激素调节,逆境胁迫应答,氧化损伤保护,能量代谢,蛋白质折叠,泛素化和蛋白酶体途径介导的细胞程序性死亡,成熟与衰老调控等。利用实时定量PCR（qRT-PCR）技术对DGE部分数据进行验证,检测了其中6个较有代表性的应答基因的差异表达。通过基因本体（Gene Ontology,GO）通路功能富集分析表明,1-MCP处理增加果实对逆境胁迫的抵抗能力,抑制物质和能量代谢,减少细胞内钙的流失并保护果实细胞。qRT-PCR技术数据支持RNA-Seq的检测结果。     

动物血液转录组测序的应用研究进展

近年来,随着转录组测序(RNA-Seq)技术的普及与成本的降低,越来越多地被应用于动物科学研究。一些血液中的基因与疾病紧密相关,参与免疫、应激、代谢与疾病相关的功能,如突触融合蛋白1A(STX1A)基因可能成为预测酮病的分子靶标;血液RNA-Seq可以预测早产、复发性受精失败与流产等早期妊娠诊断相关的血液标记物溶血磷脂酸受体3(LPAR3)基因等;使用血液RNA-Seq鉴定饲料效率的可靠预测因子是减少表型数据收集的一种策略,有助于家畜营养调控基因组学领域的发展;血液中存在家畜生长性状与生产性能的相关标记物,如CD48基因是调节肉牛生长的关键基因;血液是免疫系统的重要防线,能够运输各种免疫活性物质与免疫细胞,血液RNA-Seq的分析提供了全身免疫的概览;血液RNA-Seq在生态环境与应激反应等多方面的应用取得进展,白细胞介素1受体Ⅱ(IL1R2)基因是野生状态下免疫调控的主要基因。多年来哺乳动物尤其是家畜的血液RNA-Seq的相关应用研究表明,血液富含有关健康状况的信息,有望替代病理组织取样来研究不同生理状况的分子特征并预测疾病;不同饲料营养水平的动物血液中基因的表达量不同,有助于家畜营...     

OsHsp18.0-CI调控水稻对白叶枯病的抗性

 热激蛋白广泛存在于各种生物中,响应多种生物胁迫和非生物胁迫。前期研究结果显示,在水稻中超量表达小热激蛋白OsHsp18.0-CI基因,能通过增强水稻的基础防卫反应提高对水稻细菌性条斑病的抗性。本研究发现,OsHsp18.0-CI基因也能够受到白叶枯病菌的诱导表达,超量表达OsHsp18.0-CI的转基因水稻也增强了对多个白叶枯病致病菌株的抗性。转录组测序分析发现,OsHsp18.0-CI基因介导的水稻对白叶枯病的抗病信号途径有部分类似于其介导的对细菌性条斑病的抗性路径,同时也有大量新的未知功能基因的参与。以上结果表明,OsHsp18.0-CI基因受到病原菌的侵染时,也能通过增强水稻的基础防卫反应来提高对白叶枯病的抗性。     

LncRNA在柑橘木虱与黄龙病病原菌互作中的差异表达分析及验证

为明确柑橘黄龙病的唯一自然传播媒介——柑橘木虱Diaphorina citri的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是否参与调控黄龙病病原菌Candidatus Liberibacter asiaticus(CLas)的侵染及复制,采用生物信息学预测及PCR扩增方法进行lncRNA的预测、特征分析、验证及差异表达分析。结果显示,柑橘木虱的13个转录组RNA-Seq数据中共有10 192个lncRNA基因,对应15 747条lncRNA转录本;与蛋白质编码基因相比,柑橘木虱lncRNA具有更少的外显子数量和更短的转录本长度;随机选取的10条lncRNA基因中,有7条lncRNA基因在无菌柑橘木虱广州品系或赣州品系中有表达,其中1条lncRNA基因TCONS_00034665在无菌广州品系和无菌赣州品系中存在差异表达;带菌和无菌柑橘木虱成虫中预测获得2个差异表达的lncRNA基因TCONS_00096118和TCONS_00234564,实时荧光定量PCR验证发现TCONS_00234564与预测结果一致,在带菌柑橘木虱成虫中高表达。表明lncRNA参与了黄龙病病原菌与寄主柑橘木虱的互作。     

白榆白化芽变突变体光合特性及转录组分析

为了研究白榆芽变突变体中白化叶片的光合特性以及光合通路中突变基因转录和翻译水平表达调控机制，以培育3 a的白榆芽变突变体无性系植株上的白化以及正常绿色叶片为试验材料，对其进行光合色素含量测定、叶绿素荧光参数测定以及无参转录组测序分析。结果表明，白化叶片中的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Caro)和总叶绿素(Chla+b)均显著低于正常叶片，叶绿素a/b(Chla/Chlb)与类胡萝卜素与总叶绿素含量(Ccaro/Chl)的比值也显著降低（P<0.05）；白化叶片的Fo、Fm、Fv/Fo、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP和NPQ等参数均与正常叶片出现显著差异（P<0.05），且白化叶片Fv/Fm值为0.619；而NPQ值出现白化叶片高于正常叶片，说明白化叶片在正常环境中，明显出现某些伤害。利用转录组测序技术，共获得14.38 Gb有效数据(CleanData)，对Unigene进行功能注释，共获得9 226条Unigene的注释结果；对Unigenes表达量分析，共获得2 923条差异基因(DEGs)，在白化叶片有1 250个基因表达为上调，1 673个基因表达为下调；对注释信息进行KEGG富集分析得到，以卟啉与叶绿素代谢过程中相关蛋白的编码基因、编码光系统Ⅱ、Ⅰ结构蛋白的psb、psa和pet以及编码光合作用-天线蛋白的LHC基因家族的下调表达，推测与白榆芽变突变体出现光合色素含量以及光系统性能降低现象有关。     

RNA-Seq解析cAMP促进禾谷镰孢菌DON毒素产生的分子基础

 禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)引起的小麦赤霉病(Fusarium head blight)不仅造成小麦产量损失,而且病菌在侵染过程中会释放大量真菌毒素,导致小麦籽粒污染,严重威胁人畜健康。实验室前期研究发现外源添加环磷酸腺苷(cAMP)可以促进禾谷镰孢菌脱氧雪腐镰孢菌烯醇毒素(Deoxynivalenol, DON)产生,但其分子机制尚不清楚。本研究利用转录组分析了cAMP处理后禾谷镰孢菌基因的表达情况,探究了cAMP促进DON毒素合成的潜在机制。研究发现响应cAMP处理的差异表达基因有4 470个,其中1 818个基因上调,2 652个基因下调。负责DON毒素合成TRI基因簇的所有基因在cAMP处理下均上调表达,表明cAMP通过诱导TRI基因簇表达促进DON毒素合成。进一步分析了cAMP下游依赖性蛋白激酶A(PKA)的敲除突变体Δpka的转录组数据,发现几乎所有TRI基因簇基因均下调表达,并且cAMP处理上调表达而Δpka突变体中下调表达的基因中显著富集真菌毒素代谢相关的基因,该结果进一步表明cAMP通过PKA通路调控DON毒素合成。此外,cAMP处理后,可诱导DON毒素产生的γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GABA)合成相关基因上调表达,而GABA分解相关基因下调表达。这表明禾谷镰孢菌可通过调节细胞内的GABA水平促进DON毒素合成。     

紫花苜蓿花青苷合成的转录组分析

为探究紫花苜蓿（Medicago sativa）花色形成的分子机制，本试验以紫花苜蓿及其白花突变体为研究材料，进行转录组测序。结果表明：紫花和白花之间共有差异表达基因4 857个；代谢通路富集分析中，苯丙氨酸生物合成途径等6条代谢通路显著富集；研究还发现类黄酮合成通路中关键基因二氢黄酮醇4-还原酶（Dihydroflavonol 4-reductase，DFR）在白花突变体中的表达量显著下调，其启动子中存在MYB和bHLH等转录因子的结合位点；转录组以及荧光定量PCR的结果均表明：MYB，bHLH和WD40等基因的表达量都具有显著性差异。这些结果表明MYB转录因子或MBW复合物可能通过调控DFR的转录影响紫花苜蓿花色形成。本试验为探明紫花苜蓿花青苷合成的分子机制提供了理论基础。