利用小RNA深度测序快速鉴定草莓病毒

病毒侵染直接影响草莓的生长发育及果实品质,快速检测及鉴定病毒是病毒防治的前提。本研究以‘丰香’草莓和‘哈尼’草莓为试材,利用小RNA(sRNA)测序结合RT-PCR技术对2种栽培草莓品种中存在的病毒进行了研究。对sRNA测序结果进行组装和注释,结果表明:在混合样品中共有242个contigs比对到5种草莓病毒,分别为草莓白化病毒(strawberry pallidosis associated virus,SPaV)、草莓镶脉病毒(strawberry vein banding virus,SVBV)、草莓斑驳病毒(strawberry mottle virus,SMoV)、草莓毛形病毒3(strawberry crinivirus 3,SCrV 3)和草莓毛形病毒4(strawberry crinivirus 4,SCrV 4)。利用RT-PCR技术对sRNA测序结果进行验证,结果表明:SMoV、SVBV和SCrV 3在‘丰香’草莓和‘哈尼’草莓中均检测到,而SPaV和SCrV 4只在‘哈尼’草莓样品中检测到。本研究利用sRNA测序技术鉴定了2个草莓品种中存在的病毒,首次在我国生产的同一个草莓品种中检测到5种病毒,为草莓病毒的检测和防控提供了新的思路。     

高通量测序分析蚕豆种子内生细菌的多样性

为了分析蚕豆种子内生细菌的多样性,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,从日本大白皮（S18P23.1、 S18P23.2）和启豆2号（S18P24.1、S18P24.2）的种子获得16S RNA V3～V4区有效序列133 855条。将高于97％相似度的序列划分为一个操作分类单元（operational taxonomic unit, OTU）,优化后得到1 598个OTUs。内生细菌种群分析结果表明,拟杆菌门（Bacteroidetes,丰度为30%～33%）、变形菌门（Proteobacteria, 23%～25%）、厚壁菌门（Firmicutes, 23%～25%）和放线菌门（Actinobacteria, 5%～7%）为两个蚕豆品种共有的优势菌门,但属水平的优势菌群在供试蚕豆种子中均有差异。这些结果表明,蚕豆种子具有丰富的内生细菌资源,含有多种具有益功能性状的细菌类群,值得进一步跟踪研究这些益生菌在蚕豆种植到土壤后的变化规律;启豆2号种子中益生菌的种类和丰度高于日本大白皮,值得进一步分离和研究这些益生菌的益生或促生特性,筛选获得在食品和生物肥料等领域有应用潜力的菌株。     

红螯光壳螯虾响应长期水体盐度胁迫的基因和代谢通路

为探究长期盐度胁迫条件下红螯光壳螯虾肠道基因表达和代谢通路的变化。实验采用Illumina Hiseq 2 500平台对0、5、10和15这4个盐度下养殖5周的红螯光壳螯虾的肠道组织进行了高通量测序。研究共获76 534个unigenes,通过与NR、NT、KO、Swissprot、PFAM、GO和KOG数据库进行比对,成功注释37 378个unigenes。通过引入FPKM(Fragments Per Kilo bases per Million fragments)来估算基因表达水平,基于NR和Pfam两个数据库的蛋白注释结果,448 362个unigenes在GO数据库得到注释。根据KO功能注释与Pathway的联系,9 483个unigenes在KEGG数据库被注释分类到34条通路途径。通过DEGseq进行基因表达差异分析,以盐度0为对照组,显著差异基因筛选条件设置为Q value<0.05且差异倍数|Fold Change|>2,盐度5、10和15组分别获得差异基因2 733、91和236个,其中盐度5组共有2 068个基因显著上调,665个基因显著下调。将所有差...     

烤烟K326种子可培养内生细菌的分离与鉴定

采用NA、KB、R2A和TSA 4种培养基分离烟草品种K326种子中的可培养内生细菌,并选择其中的50株外观形态特征有显著差异的菌株进行了16S r DNA测序与分析。结果表明,烟草K326种子中携带有大量可培养内生细菌,培养获得菌落总数约为8.1×105cfu/g;主要分为假单胞菌属、寡养单胞菌属、芽孢杆菌属、贪铜菌属和杆菌属等5个属,其中优势内生菌为嗜麦芽寡养单胞菌、假单胞菌和芽孢杆菌,分别占菌种总数的34%、32%和26%。     

基于RNA-Seq技术的鲮转录组分析

为满足标记辅助育种的要求,通过454测序平台首次开展了鲮Cirrhina molitorella全鱼转录组深度测序,并用 Newbler 等软件进行数据精细分析。结果表明：共获得了1297479条 reads,总碱基数为486586191 bp,组装后得到19962条contigs,平均长度为1269 bp, N50为1509 bp。基因功能注释研究共获取了10577个特异蛋白,根据特异蛋白注释结果进行GO分析,有7314条contigs有GO注释,包含5381个特异蛋白;采用GO 功能分类工具可将已注释转录物序列划分为分子功能、生物途径和细胞成分3类,为下一步开展生长等性状相关基因功能验证研究提供丰富的序列资源;共鉴定出5931个具有完整的ORF的全长cDNA序列,并且鉴定出2438个微卫星和5014个SNP位点。本研究中,还建立了鲮转录组数据库和网站,方便同行随时调取数据,这为深入开展鲮分子标记辅助的遗传育种、种群遗传学和资源评估等研究提供了丰富的标记资源。     

Smad泛素化调节因子2siRNA的筛选及转染原代肾小管上皮细胞条件的优化简

试验旨在优化Smad泛素化调节因子2（Smurf2） siRNA最佳转染条件,筛选最佳siRNA干扰片段,进而实现对Smurf2基因的瞬时沉默,为研究Smurf2基因在马兜铃酸肾病（aristolochic acid nephrohathy,AAN）中的作用奠定基础。本研究通过培养小鼠原代肾小管上皮细胞（renal tubular epithelial cells,RTECs）,并以脂质体Lipofectamine^TM 2000为转染介质,将Smurf2 siRNA转染入RTECs;通过观察绿色荧光的表达量及Real-time PCR反应优化转染条件,转染后Real-time PCR检测mRNA表达抑制率。CCK-8法检测Smurf2 siRNA复合物对RTECs活性的影响;同时,用Real-time PCR和Western blotting检测不同位点Smurf2 siRNA对Smurf2 表达的影响。结果显示,当Lipofectamine ^TM 2000与siRNA比例为1.5 μL∶30 pmol时,转染效率最高,为70%～80%;Smurf2-619 siRNA干扰效果最明显;与正常组相比,转染siRNA组的Smurf2蛋白表达水平显著下降（P<0.05）。最终确定了Smurf2 siRNA最佳转染条件,其中Smurf2-619 siRNA对Smurf2 表达的抑制率最高。     

草鱼生长激素cDNA基因的克隆及序列分析

通过反转录PCR技术，从草鱼脑垂体的总RNA中获得一特异cDNA片段，经克隆后测序，结果表明，该片段长633bp，与报道的草鱼生长激素基因相比，有10个碱基的差异，而推导的蛋白质仅1个氨基酸残基的差异，推测为草鱼生长激素cDNA基因。     

生物质炭对连作参地土壤肥力及微生物特性的影响

为分析生物质炭用于老参地土壤修复的可行性,本研究采用Biolog、高通量测序等技术研究了3种生物质炭对连作参地人参品质、土壤肥力、微生物群落结构与功能多样性变化的影响。结果显示,增施不同生物质炭均有助于两年生重茬人参生物量及总皂苷含量的积累。结合生物质炭对土壤性质的影响研究结果发现,不同生物质炭对土壤有效磷、有机碳含量具有稳定的提升效果,增幅分别为47.04%~237.73%、8.09%~38.71%。增施生物质炭促进了土壤微生物的代谢活性,增加了土壤对聚合物类、酚酸类、氨基酸类、羧酸类碳源的利用效率,其中以酚酸类物质为底物的功能微生物种群数量显著增加。高通量测序结果显示,老参地土壤细菌物种数、丰度与多样性均呈下降趋势,细菌优势门类减少,单个门类优势度上升。生物质炭处理下土壤中细菌丰度与多样性增加,调控了变形菌门、厚壁菌门、疣微菌门、芽单胞菌门的优势度,使其数量变化趋势趋向于新林土。上述分析表明,重茬人参生物量和品质的提高与生物质炭提升土壤中人参生长的关键肥力指标,促进微生物代谢,调控细菌群落结构变化趋势有关。综上,生物质炭对老参地土壤表现出良好的修复、改良作用,适量增施生物质炭有利于老参地土壤质量的调节与恢复。     

基于简化基因组测序技术的甘薯HRM分子标记开发及其应用

目前甘薯中针对SNP位点的分子标记开发及应用的报道较少。为开发甘薯特异SNP分子标记,本研究利用简化基因组测序技术对甘薯种质材料进行测序,筛选稳定的SNP位点,将其开发为基于HRM技术的分子标记,并在甘薯种质材料中进行验证。通过对23个甘薯种质材料简化基因组测序数据的分析,共发现835 756个SNP多态性位点,筛选其中的3 650个含有SNP多态性位点的高质量测序片段,成功设计了134对引物;初步验证发现,22对(16.42%)引物没有扩增产物,15对(11.19%)引物扩增产物2个以上,36对(26.87%)引物的扩增产物没有差异。61对(45.52%)引物在8个样本中的扩增特异性好,而且样本之间有差异。最后筛选34对扩增多态性丰富的引物对52份甘薯种质材料进行扫描,发现材料间多态性介于27.27%~90.91%之间,平均多态性达到59.35%。聚类分析表明,参试52份甘薯种质材料之间的差异较小,多数材料与骨干亲本南瑞苕、徐薯18之间关系较近,国外引进甘薯材料和地方品种差异较大。建议在今后甘薯育种中尽量选用地方品种和国外甘薯品种,从而更好地拓宽甘薯遗传背景。本研究初步建立了基于简化基因组技术和HRM技术开发甘薯SNP分子标记的新思路,为今后甘薯SNP分子标记开发提供了参考。同时本研究开发的甘薯分子标记,丰富了甘薯分子标记类型,为甘薯研究者开展快速的分子标记研究提供了支持。     

Genomic characterization of multidrug-resistant extraintestinal pathogenic Escherichia coli isolated from grain culture soils

Multidrug-resistant (MDR) Escherichia coli, mainly extraintestinal pathogenic E. coli (ExPEC), has been widely reported in infections worldwide. In agricultural soils, manure is a hotspot for the dissemination of antimicrobial resistance genes (ARGs) and pathogenic bacteria; however, MDR bacteria have also been reported in soils with no history of manure use. In addition, cross-resistance and co-resistance have been described as responsible for the metal-driven selection of bacteria resistant to antimicrobials. Therefore, the aim of this study was to analyze three MDR E. coli isolates obtained from Brazilian grain culture soil samples with no history of manure use by whole-genome sequencing. The MDR E. coli isolates were recovered from soils from corn and coffee fields, and presented resistance to β-lactams, quinolones, aminoglycosides, tetracyclines, sulphonamides, and dihydrofolate reductase inhibitor. Resistome analysis showed ARGs to several antimicrobials (i.e., β-lactams, tetracyclines, aminoglycosides, sulphonamides, trimethoprim, phenicols, fosfomycin, and macrolides) as well as several metal resistance genes and antibacterial biocide resistance genes. In addition, known mutations in quinolone-resistance-determining regions of GyrA (Ser83Leu and Asp87Asn), ParE (Ser458Thr), and ParC (Ser80Ile) were also detected. Virulome analysis showed the presence of virulence genes (lpfA, mcmA, gad, mchF, iroN, cma, and iss) associated with ExPEC. Multidrug-resistant ExPEC isolates were assigned to phylogenetic group B1. The presence of MDR B1-ExPEC in soil samples shows the ability of these isolates to survive in soils. This study reports for the first time some sequence types (i.e., ST345, ST448, and ST1146) of MDR E. coli in Brazilian soils. Therefore, these findings contribute to the monitoring of antimicrobial resistance and surveillance studies based on whole-genome sequencing worldwide.