转录组学技术在水产动物研究中的运用

近年来,转录组学技术及其在水产动物中的研究备受研究者的广泛关注.转录组学技术主要有基于杂交技术和测序技术为基础的两大类技术;两类技术在水产动物的转录组学研究中均得到了广泛运用.尤其是二代测序技术的出现使得水产动物的转录组学研究达到了前所未有的热度.本实验综述了近年来水产动物在免疫应答、生长发育、生物进化和毒理学方面的转录组学研究进展.在综述已有成果的基础上,分析了转录组学技术自身存在的局限性和现阶段转录组学在水产动物研究中面临的问题与挑战,并对未来水产动物转录组学研究趋势进行了展望.     

Deep‐sequencing revealed Citrus bark cracking viroid (CBCVd) as a highly aggressive pathogen on hop

Newly emerging or re‐emerging diseases are a constant and significant threat to agricultural production, so prompt and accurate identification of the causative agents is required for rapid and appropriate disease management. Classical methods of pathogen detection can be successfully supplemented by next‐generation sequencing (NGS), whereby sequence analysis can help in the discovery of new or emerging diseases. In 2007, hop growers in Slovenia reported the appearance of severely stunted hop plants, a phenomenon that spread rapidly within hop gardens and among farms. Classical diagnostic methods were unable to detect a new pathogen; therefore, single step high‐throughput parallel sequencing of total RNA and small RNAs from plants with and without symptoms was employed to identify a novel pathogen. The sequences were assembled de novo and also mapped to reference genomes, resulting in identification of a novel sequence of Citrus bark cracking viroid (CBCVd) in the stunted hop plants. Furthermore, the presence of this novel pathogen on hop was confirmed by RT‐PCR analysis of 59 plants with symptoms from 15 hop gardens, representing the main outbreak locations identified by systematic disease monitoring, and small RNA Illumina sequencing of the bulked RNA sample. The high infectivity of the newly identified CBCVd was also confirmed by biolistic inoculation of two hop cultivars, which developed aggressive symptoms in controlled conditions. This study shows the feasibility of deep sequencing for the identification of causative agents of new diseases in hop and other plants.     

传染性造血器官坏死病毒-Sn1203株的基因型及糖蛋白的生物信息学分析

利用鲤(Cyprinus carpio)上皮细胞(epitheliaoma papulosum cyprini, EPC)培养传染性造血器官坏死病毒- Sn1203分离株(IHNV-Sn1203), 根据GenBank中IHNV G蛋白基因开放阅读框(open reading frame, ORF)的序列设计引物(GenBank序列编号AB288207), 采用RT-PCR的方法克隆得到IHNV-Sn1203株G蛋白全长ORF, 克隆至表达载体pET27b(+)中, 构建了pET27-G重组质粒, 并进行了测序分析。生物信息学分析结果显示, IHNV-Sn1203株G蛋白基因序列长度为1 527 bp, 与韩国株具有最高的核酸同源性(96.86%)和氨基酸同源性(97.05%)。该基因编码508个氨基酸残基, 推导分子量约为56.55 kD, 等电点为6.15; 氨基酸序列分析表明, G蛋白富含丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸, 存在28个潜在的磷酸化位点; 存在4个潜在的N-糖基化位点和7个潜在的O-糖基化位点; G蛋白N端含有20个氨基酸的信号肽; 亲水性大于输水性; 位于483~508位氨基酸存在一跨膜区; 抗原表位预测显示抗原性良好; 系统进化树分析显示, IHNV-Sn1203株与日本株和韩国株聚为一簇, 都属于JRt基因型。

     

鸟巢蕨转录组高通量测序及分析

采用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq 2000对鸟巢蕨转录组（Asplenium nidus）进行测序,共获得29 254 595个序列读取片段（reads）,包含了5 908 586 517个碱基序列（bp）信息。对reads进行序列组装,共获得42 907个单基因簇（Unigene）,平均长度936 bp,序列信息达到了40.16 Mb。数据库中的序列同源性比较表明,24 993个Unigene与其他物种的已知基因具有不同程度的同源性。鸟巢蕨转录组中的Unigene根据GO功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物学过程3大类51个分支,其中有大量的Unigene与代谢进程、结合活性、催化活性和细胞进程相关。将Unigene与COG数据库进行比对,根据其功能大致可分为24类。KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将Unigene定位到116个代谢途径分支。SSR位点查找发现,从42 907个Unigene中共找到6 067个SSR位点。SSR不同重复基序类型中,出现频率最高的为AG/CT,其次是AC/GT、A/T和AGG/CCT。针对这些序列,设计了20对引物进行了扩增效率和多态性检测,其中7对引物在不同蕨类材料中表现出多态性。     

小尾寒羊白介素1β全长cDNA序列克隆及生物信息学分析

本研究旨在克隆白介素1β(IL-1β)全长cDNA,为深入研究其生物学功能提供全长cDNA信息和试验材料.本试验利用前人构建的布鲁氏菌强、弱毒株感染小尾寒羊白细胞层抑制性差减杂交(SSH)cDNA文库,获得小尾寒羊IL-1β部分cDNA序列信息,利用cDNA末端快速扩增技术(RACE),克隆小尾寒羊IL-1β全长cDNA,并申请GenBank登录号KC425612.2.该cDNA全长1494 bp,含有801 bp开放阅读框(ORF),可编码266个氨基酸残基,预测其编码蛋白分子质量为30.622 ku,与林麝、牛、海豚、虎鲸的IL-1β一致性较高,亲缘关系较近.     

苹果MADS-box转录因子的生物信息学及其在不同组织中的表达

【目的】分析已知苹果（Malus×domestica）MADS-box基因基本信息,研究其在不同组织中表达情况。【方法】利用NCBI数据库查询并获得苹果MADS-box基因,采用CLC Combined Workbench version 6、WebLogo 3、MEGA4.1、MapInspect和MEME等软件对其蛋白序列进行生物信息学分析。采用RT-PCR技术研究MdMADS基因在不同组织中的表达情况。【结果】共得到26个苹果MADS-box基因。MADS-box结构域分析显示,氨基酸10（I）、16-19（RQVT）、22-23（KR）、29-31（KKA）、33（E）、37-39（LCD）、42（V）和48（S）是保守不变的。保守元件分析表明,苹果MADS-box基因包含4个保守元件：元件1、3为MADS盒;元件2、4为K盒。所有苹果MADS-box蛋白都包含有MADS盒（除MdMADS9）和K盒。进化树分析结果显示,苹果MADS基因共分为5个亚组。MdMADS1、3、4、6、7、8、11、18属于SEP亚组;MdMADS2、5、12属于AP1亚组;MdMADS10、14、15、19、22和MdAGL属于AG亚组;MdMADS16、17、21、MdSOC1、MdSOC1a和MdSOC1c属于SOC1亚组;MdMADS13、23和MdPI属于AP3亚组;MdMADS20属于SVP亚组。染色体定位分析显示,MdMADS在8号染色体上分布最多,共有4个;其次是染色体2、14和17,均分布3个;染色体1、5、6、7、11和16均分布1个;染色体3、4、12和15则没有分布。RT-PCR结果分析显示,SEP和AGL亚组表达模式较为一致,主要在花和果实中表达;AP1亚组除在花和果实中表达外,在其它组织器官中也有表达。【结论】苹果MADS-box基因结构高度保守,多数成员参与调控花和果实发育过程。     

火龙果己糖转运蛋白基因克隆及生物信息学分析

[目的]己糖转运蛋白(Hexose Transporter,HXT)是一种单糖转运蛋白,能够跨膜转运甘露糖、果糖和葡萄糖等己糖类物质,参与花粉发育和植株生长,进而决定果实的内在品质.分析火龙果HXT基因生物信息学及表达特性,可为调节火龙果果实品质奠定基础.[方法]通过基因克隆得到1个火龙果已糖转运蛋白基因,应用NCBI...     

东北马鹿肌肉生长抑制素基因序列的克隆、编码氨基酸序列及结构特征分析

以与东北马鹿物种最近的牛(Bos taurus cattle,序列号为AB076403)的肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)基因序列为模版,根据该基因保守序列进行引物设计,扩增产物连接入pMD18-T载体,克隆出3个外显子片段.根据5′-GU-AG-3′规则和同源基因比对拼接出带有部分5′、3′末端的cDNA,并采用生物信息学技术对编码氨基酸序列进行蛋白质同源性比较和二级、三级结构等分析.结果表明:所获序列全长为1 128 bp,编码375个氨基酸;具有较明显的螺旋、片层和无规卷曲等二级结构;有1个较明显的跨膜区和1个疏水区,并发现明显的信号肽和糖基化位点.三级结构同源建模预测结果显示与Human Activin A的相似性为42%.结果说明东北马鹿和其他哺乳类生物的肌肉生长抑制素基因之间关系密切,并同属于TGF-β家族.     

猪伪狂犬病病毒gD基因的生物信息学分析

自测12条PRV不同毒株的gD全序列连同GeneBank中登录的9条gD基因全序列共21条基因序列,使用生物软件对它们的基因序列的同源性、突变区域的定位、遗传进化关系、酶切位点的差异、密码子偏爱性,氨基酸序列的同源性、蛋白质亲水性、抗原表位分析、三级结构预测等生物信息学的内容进行预测和分析.结果表明:PRV-gD基因的开放阅读框的核苷酸长度在1 197～1 215 nt之间,氨基酸长度在399～405个之间,核酸同源性在97.3%～100%之间,氨基酸的同源性在89.8%～98.8%之间,在核酸820～837位有个高变重复区,不同毒株基因均对GC极为偏爱.在遗传进化关系上将我国PRV流行分为四川、华北、东南3个区域.毒株间基因内酶切位点、蛋白质亲水性、抗原表位和蛋白质高级结构预测等内容的分析结果十分相似,说明PRV-gD基因具有很高的保守性.     

PKS-NRPS数据库的研究进展

非核糖体多肽合成酶(NRPS)和聚酮合成酶(PKS)是调控次级代谢物聚酮类物质和非核糖体多肽合成的关键酶。随着生物息学的快速发展,国外的NRPS-PKS数据库和预测软件不断推出。本文对几个重要NRPS和PKS领域的数据库与预测软件的研究做一综述