苹果Hsf家族成员的序列特征、表达与进化分析

为全面了解苹果基因组中热激转录因子(Hsf)的序列特征及进化,采用生物信息学手段,在苹果全基因组水平上鉴定出50个MdHsf基因,并对其系统发育关系、序列特征、表达情况以及选择压力进行详细分析。系统发育与序列分析显示:与拟南芥和水稻相似,50个MdHsf基因可分为A、B、C 3个亚族;2个或多个MdHsf基因位于同一个末端进化支,说明该基因家族在苹果中发生了物种特异性扩增;尽管MdHsf基因的内含子数目和长度变异较大,但其蛋白的保守基序和功能结构域具有较高的保守性,这可能与功能约束有关。基于EST数目,可推知:除了MdHsfA2a和MdHsfA3a/b/c等14个基因没有相应的EST外,其余72%的基因都有转录活性。选择压力检测和结构建模分析显示:在36个MdHsf蛋白的选择压力检测中,位点模型未鉴定到正选择位点的存在;而在显著水平下(P0.05),分支-位点模型在d和e进化分支上,共检测到5个正选择位点,它们是28R、30L、35D、51M、67V,其中28R和30L位于Hsf结构域中,35D、51M和67V位于Hsf结构域之外,这说明除了MdHsfA4d/e和MdHsf C1a/b发生快速进化外,其他成员受控于纯净选择,具有高度保守性。综合以上研究结果,苹果基因组中存在多种热激转录因子,其蛋白的保守基序和功能结构域具有较高保守性,大多具有转录活性,在进化上该家族受纯净选择主导。     

PpMADS2与PpMADS3协同调控黄肉桃果实类胡萝卜素积累机制的研究

为探究黄肉桃果实中MADS-box家族转录因子对类胡萝卜素代谢的调控作用，从黄肉桃果实中克隆得到两个MADS基因，分别命名为Pp MADS2(PRUPE＿5G208500)和Pp MADS3(PRUPE＿5G208400)。PpMADS2开放阅读框为768bp，编码255个氨基酸；PpMADS3开放阅读框为756bp，编码251个氨基酸。生物信息分析显示二者蛋白的N端均含有MADS-box家族典型的特征结构域。亚细胞定位分析显示PpMADS2和PpMADS3定位于细胞核。荧光定量PCR结果表明PpMADS2、Pp MADS3以及类胡萝卜素合成基因PpPSY和PpCHYB在黄肉桃果实成熟过程中表达量呈上升趋势，与果实成熟期间类胡萝卜素的含量增加一致。酵母双杂交试验结果表明PpMADS2和PpMADS3蛋白存在相互作用。双荧光素酶试验结果表明PpMADS2和PpMADS3可以协同激活PpPSY和PpCHYB启动子。因此推测PpMADS2和PpMADS3可通过转录激活PpPSY和PpCHYB促进桃果实类胡萝卜素的积累。     

遗传距离

1910年,Morgen TH提出假设:假定沿染色体长度上交换的发生具有同等的几率,那么两个基因位点间的距离可以决定减数分裂过程中发生重组染色体的发生率,即重组分数。重组分数的数值将随着两位点间距离的增大而增大。它是构建物理遗传图谱的基础,也是利用连锁分析将基因序列从染色体上搜寻出来的位置克隆法的基础。人们规定同一染色体上两个位点间在一百次减数分裂发生一次重     

‘红肉蜜柚’CmMYB330基因的分离与表达分析

【目的】分析‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化相关的MYB转录因子基因特征与表达模式,探讨MYB转录因子在蜜柚汁胞木质素代谢过程中的作用机制,为研究蜜柚汁胞粒化发生机制提供借鉴。【方法】以‘红肉蜜柚’果实汁胞为试材,参考甜橙MYB全基因组分析,利用生物信息学分析和PCR技术克隆Cm MYB330的编码区序列及其5’端调控序列,并对序列进行生物信息学分析。利用实时荧光定量PCR技术对Cm MYB330在‘红肉蜜柚’果实汁胞不同发育时期和不同部位的表达情况进行分析。利用农杆菌介导法将Cm MYB330与GFP的融合表达载体注射转化到烟草叶片中进行亚细胞定位分析。利用酵母双杂交系统对Cm MYB330进行转录激活活性分析。【结果】Cm MYB330的编码区序列长度为942 bp,编码313个氨基酸,预测为核定位蛋白,为典型的R2R3 MYB转录因子。Cm MYB330与甜橙Cs1g19400.1、Am MYB330等亲缘关系近,都属于R2R3 MYB第4亚组。Cm MYB330的5’端调控序列为起始密码子上游-1 748 bp序列,预测该序列含有TATA-box、CAAT-box 2个启动子核心元件,3个MBS,1个AC-I,1个5UTR Py-rich stretch,还有大量激素(如赤霉素、乙烯、水杨酸等)响应元件。Cm MYB330表达量在‘红肉蜜柚’果实汁胞发育过程中有起伏,但总体呈现上升趋势,表达量在花后208 d达到最大,之后开始下降。在转化p-super1300-Cm MYB330-GFP的烟草叶片细胞核中检测到绿色荧光信号,与预测结果一致,说明Cm MYB330定位在细胞核中。在Y2H Gold酵母中,Cm MYB330表现为没有转录激活活性。【结论】克隆了‘红肉蜜柚’MYB转录因子Cm MYB330编码区序列及其5’端调控序列,Cm MYB330属于R2R3 MYB第4亚组,与汁胞粒化相关,为核定位蛋白,同时分析了其在‘红肉蜜柚’果实汁胞发育过程中的表达水平,总体呈上升趋势。为进一步研究Cm MYB330与蜜柚汁胞粒化的关系奠定了基础。     

葡萄转录因子数据库中17个MADS-box成员在果实发育成熟过程中的表达特征分析

【目的】了解17个MADS-box转录因子成员在葡萄果实发育成熟过程中的调控作用。【方法】利用Plantcare软件分析了葡萄类型转录因子的启动子元件,预测其与果实发育、成熟过程相关的潜在作用;以二倍体欧亚种葡萄品种‘魏可’为试材,采用qRT-PCR技术分析了17个MADS-box成员在葡萄果实发育成熟过程中8个重要时期的时空表达模式,初步鉴定参与葡萄果实发育成熟调控的重要成员;果实转色前7 d通过ABA、NAA处理进一步验证其在葡萄果实发育与成熟中的作用。【结果】MADS-box成员的启动子均含有与果实发育、成熟相关的motif作用元件,且其含有的元件个数存在差异,表明其可能在调控葡萄果实发育与成熟过程中功能存在冗余,同时各自的作用可能存在一定的差异;qRT-PCR分析显示,所有成员均在葡萄果实发育成熟过程中表达,且在不同时期呈现差异表达;其中,VvAG和Vv FBP24在果实硬核期高表达,而在果实转色和成熟中几乎不表达,表明其可能参与果实生长发育的正调控;而VvMADS1、VvMADS9、VvSVP-like1和Vv AP3只在果实转色与成熟过程中高表达,说明它们可能促进了果实的转色与成熟;ABA在果实转色特定时期上调了MADS-box家族6个成员的表达,而NAA下调其表达;另一方面,NAA上调了MADS-box家族8个成员的表达,相反ABA下调其表达,表明这些成员可能响应ABA/NAA调控葡萄果实发育与成熟过程。【结论】葡萄转录因子MADS-box的17个成员均参与了果实发育过程的调控。其中,6个成员可能参与了葡萄果实的成熟过程的正调控,而另外8个成员可能促进了葡萄果实的生长发育从而抑制了果实的转色与成熟过程。     

深县猪群体遗传多样性分析及SNP特征位点挖掘

深县猪是河北优质地方猪种之一，为探究其群体遗传多样性情况，本研究利用39头深县猪的全基因组重测序数据分析了深县猪群体全基因SNP变异情况及特征，并进一步利用检出的SNP探究了其有效群体大小、近交状况和个体间亲缘关系等。结果表明深县猪有效群体大小为5.83头，相比于大白猪（42.47）、北京黑猪（10.27）和民猪（8.38）较小，略高于蓝塘猪（3.52），但遗传多样性保持良好。基于ROH的分析表明群体平均近交系数为（0.054±0.01），通过IBS距离分析则发现部分个体间亲缘关系略近。为了更好地鉴定和区分深县猪，本研究综合运用最大分类能力方法及机器学习方法，最终确定了10个SNP作为深县猪群体特征位点。本研究结果有助于了解深县猪群体的保种现状并为其后续保种措施的制定提供一定参考，同时也为深入挖掘深县猪重要性状形成的分子机制提供新的素材，此外本研究中所挖掘的深县猪SNP特征位点可用于对深县猪进行快速鉴定，从而推动深县猪在地方猪育种中更广泛地应用。     

SYNGR2影响猪圆环病毒2型体外增殖的研究

宿主的Synaptogyrin-2(SYNGR2)蛋白影响猪圆环病毒2型(porcine circovirus type 2,PCV2)的感染能力。本研究旨在研究宿主因子SYNGR2对PCV2在细胞水平增殖的影响，并进一步对SYNGR2影响PCV2体外增殖的机制进行探究。本研究利用基因敲除、过表达、定点突变等手段，在PK15细胞上研究SYNGR2基因敲除及其p.Arg63Cys点突变对PCV2增殖的影响。为探究SYNGR2参与PCV2感染的具体机制，作者对SYNGR2基因敲除的细胞及野生型对照细胞进行转录组测序，筛选SYNGR2功能相关的基因及通路，根据差异表达基因进行表达模式聚类分析，并通过实时荧光定量PCR(quantitative PCR,qPCR)验证差异表达基因的表达情况。结果显示，SYNGR2基因敲除或p.Arg63Cys点突变显著降低PCV2对PK15细胞的感染能力，对敲除细胞过表达不同基因型的SYNGR2,PCV2的增殖能力均恢复。转录组差异表达基因分析结果显示，SYNGR2的功能主要是参与膜成分及囊泡等被膜细胞器的组成。对差异表达基因肌球蛋白VIIA与Rab互作蛋白(...     

半番鸭及番鸭性腺微生物区系差异分析

本研究旨在揭示属间杂交品种半番鸭及父本番鸭性腺样本中微生物物种构成和群落结构的差异。分别采集200日龄雄性番鸭和半番鸭3个性腺组织进行16S rRNA扩增子测序、物种注释以及丰度分析，并进行菌群代谢功能预测。结果表明：变形菌门（Proteobacteria）为鸭性腺中优势菌群，假单胞菌属（Pseudomonas）为优势菌属，假单胞菌科均为优势菌科，双歧杆菌（Bifidobacterium）和小杆菌属（Dialister）分布存在差异，主要差异为双歧杆菌科（Bifidobacteriaceae）和韦荣菌科（Veillonellaceae）。假杆菌（Pseudarthrobacter）、芽生球菌属（Blastococcus）、粘球菌科（Myxococcaceae）、白头翁科（Trueperaceae）、地嗜皮菌科（Geoderm atophilaceae）等下调（P<0.05），即在半番鸭中低表达，毛螺菌属（Lachnospira）、假心菌科（Pseudonocardiaceae）上调（P<0.05），即在半番鸭中高表达，推测乳酸杆菌科（Lactobacillaceae）和奈瑟...     

马铃薯基因组研究获重大成果

由中国农业科学院科学家带领14个国家的97名研究人员组成的“马铃薯基因组测序国际协作组”经过6年的研究共同完成了马铃薯全基因测序和生物学分析，7月14日，国际权威学术期刊《自然》（Nature）发表了马铃薯全基因组序列图和生物学分析的封面论文。     

基于高通量测序的露地菊(Chysanthemum×grandiflora)盐胁迫转录组分析

为揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,本研究以盐胁迫处理的露地菊及其对照为材料,使用Illumina Hiseq2500高通量测序平台对转录组进行测序,分别获得了60370448和71415448条Clean reads,通过序列拼接组装得到45591条Unigene,平均长度724 bp。有37675条Unigene在七大数据库(COG,GO,KEGG,KOG,Pfam,Swiss-Prot,NR)中得到注释。通过比对露地菊盐胁迫处理组和对照组样品间Unigene的表达量及在各数据库中的注释情况,统计得到:有4143条差异表达基因获得注释;有2441条差异表达基因在GO数据库中获得功能注释;注释到COG数据库中的2281条差异表达基因依据功能可分为25类;有1062条差异基因映射到KEGGPathway数据库中,涉及了199个代谢通路,包括核糖体途径、植物激素信号传导途径、淀粉蔗糖代谢、碳代谢、氨基酸的生物合成等。本研究获得的转录组数据将有助于揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,及相关抗性基因的挖掘和分子辅助育种等方面的研究。