FST基因的过表达对猪成纤维细胞内基因及生物学通路的影响

应用Illumina HiSeq测序平台,对过表达FST基因的细胞和正常细胞进行转录组测序,并对筛选的差异表达基因进行基因功能注释及信号通路分析。结果表明：过表达FST后共有286个基因的转录发生了变化,其中176个上调,110个下调。这些差异基因共得到44个GO功能注释,其中单一生物过程、代谢过程、细胞过程;细胞器、细胞区域、细胞和黏合terms下聚集的差异基因数量最多,均>100个。共发现9条显著富集的Pathway,包括与细胞增殖相关的细胞周期、DNA复制、碱基切除修复、p53信号通路等,与卵母细胞发育相关的卵母细胞减数分裂和孕激素介导的卵母细胞成熟通路。说明在成纤维细胞中过表达FST后,最显著的特征是与细胞增殖分化相关的基因和生物学通路被富集。     

无柄灵芝菌LZ02高产漆酶条件及部分酶学性质分析

【目的】 从采自新疆天山的无柄灵芝菌(G.resinaceum)中筛选获得1株高产漆酶的LZ02菌株,对其产酶条件进行优化,研究部分酶学性质。【方法】 采用单因素实验,对其产酶条件优化并研究其酶学特性,采用双向电泳检测酶蛋白。【结果】 LZ02菌株产漆酶的最佳碳源为2.5%麦麸+1%葡萄糖,最佳氮源为干酪素; Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、 Zn²⁺和Ca²⁺的添加对LZ02产漆酶有一定的促进作用,而Co²⁺具有明显的抑制作用;藜芦醇和愈创木酚抑制产酶并使产酶高峰由第3 d推后至第9 d,添加没食子酸和ABTS对产酶影响不大,单宁酸对产酶有抑制作用。LZ02菌漆酶最适反应温度为60℃,且在80℃仍具有漆酶活性;在40℃,pH 4.0~5.0,酶活性最稳定;最适反应pH为3.0,Mn²⁺ 、Zn²⁺、 Cu²⁺ 、Ba²⁺和K⁺对酶稳定性有一定的促进作用,Co²⁺、Cd²⁺、Cr²⁺和Pb²⁺对酶的稳定性具有明显的破坏作用;对菌体及发酵液进行了双向电泳检测,测定其等电点为4.1;获得了1个纯化酶蛋白质谱序列,该蛋白与Ganoderma Lucidum来源的Laccase高度同源。【结论】 无柄灵芝菌(G.resinaceum)漆酶的合成和分泌受到营养水平、培养条件、生长阶段以及培养基中诱导剂的严格调控,木质素或木质素相关的芳香类化合物、N源和C源也能调节漆酶的合成;漆酶活性对不同种类、不同浓度的金属离子以及诱导剂的响应不尽相同,其具有较复杂的生理功能及调控机制。     

盐碱地白刺不同部位微生物群落高通量分析

【目的】研究新疆盐碱环境中耐盐植物白刺的根际土壤和叶片内生微生物群落的结构丰富度和多样性。【方法】运用Novaseq测序平台对白刺根际土壤和叶片进行16SrDNA-V4区和ITS1区测序。经FLASH进行拼接,经过Qiim过滤叶绿体和线粒体序列,得到的序列在97%的序列相似性水平上聚类成为操作分类单元(OTUs)。对序列数据进行生物信息学分析,评价物种的Chao1指数、shannon指数以及Alpha多样性。【结果】白刺根际土壤细菌优势菌群为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes);真菌优势菌群为子囊菌门(Ascomycota)。叶片内生细菌优势菌群为蓝细菌门(Cyanobacteria)和放线菌门(Actinobacteria);真菌优势菌群为子囊菌门(Ascomycota),白刺不同部位的微生物菌群数量和多样性有显著差异(P<0.05),白刺各样地之间微生物群落构成差异明显。【结论】白刺不同部位微生物群落的丰富度和多样性分布。     

思茅松毛虫成虫肠道细菌多样性

【目的】 研究野外采集的思茅松毛虫（Dendrolimu kikuchii）成虫的肠道细菌多样性,为思茅松毛虫的防治和云南松（Pinus yunnanensis）等树木的保护奠定基础。【方法】 分别提取思茅松毛虫雄蛾和雌蛾的肠道总DNA,基于Illumina NovaSeq（PE250）平台运用高通量技术对肠道细菌16S rDNA基因V3~V4区进行测序和分析,分析雄虫和雌虫的肠道菌群的结构多样性。【结果】 从思茅松毛虫成虫中共获得1 278个操作分类单元（OTUs）,涵盖28个门75个纲173个目296个科550个属。在门水平上,雄蛾和雌蛾的优势菌为变形菌门（Proteobacteria,雌81.27%/雄81.17%）;在科水平上,雄蛾的优势菌科是鞘脂单胞菌科（Sphingomonadaceae,49.16%）和丛毛单胞菌科（Comamonadaceae,19.09%）,雌蛾的优势菌科是欧文氏菌科（Erwiniaceae,34.09%）和丛毛单胞菌科（Comamonadaceae,16.68%）;在属水平上,雄蛾的优势菌属是鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas,48.09%）,雌蛾的优势菌属是泛生菌属（Pantoea,31.58%）。思茅松毛虫雌蛾肠道细菌的物种多样性比雄蛾丰富。雄蛾肠道中丰度差异显著性最高的菌群为α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）,雌蛾肠道中丰度差异显著性最高的菌群为γ-变形杆菌纲（Gammaproteobacteria）。【结论】 思茅松毛虫成虫肠道具有丰富的细菌资源。     

单细胞测序对绒山羊毛乳头细胞的鉴定

【目的】 基于单细胞测序技术探究绒山羊毛乳头细胞标记基因,优化毛乳头细胞体外鉴定的方法,为研究绒山羊毛囊发生发育提供良好的细胞模型。【方法】 运用Seurat单细胞分析法分析陕北白绒山羊胚胎期60、90、120 d皮肤组织的单细胞测序数据。原始数据经质控、过滤、标准化后,采用UMAP方法进行数据降维与聚类分析。通过对比已报道的毛囊相关标记基因,获得完整绒山羊毛囊细胞类群谱系信息。通过基因差异表达分析,筛选绒山羊毛乳头细胞特异性标记基因。利用免疫荧光试验鉴定标记蛋白在绒山羊皮肤组织中的表达与分布情况,进一步筛选毛乳头区域特异性表达蛋白。体视镜下机械分离完整绒山羊毛囊,采用酶消化法分离绒山羊毛乳头区域并在体外培养至细胞分离,最终通过差速贴壁法纯化细胞。待毛乳头细胞纯度较高时,利用免疫荧光试验验证候选标记蛋白在分离细胞中的表达情况。【结果】 从单细胞水平分析了绒山羊毛囊发生过程中涉及的关键细胞转录信息,成功获得绒山羊皮肤中的17个主要细胞类群信息,鉴定出包括真皮细胞谱系、表皮细胞谱系、毛乳头细胞、毛干细胞、内根鞘细胞等绒山羊皮肤结构关键细胞类群,以及周皮细胞、巨噬细胞、肌肉细胞等其他功能细胞类群。筛选获得毛乳头细胞特异性基因427个,包括SOX2、FGF7、APOD、BMP3、HHIP、HEY2和SPON1等,这些基因在绒山羊毛乳头细胞中的表达丰度远高于其他细胞类型,被认为是毛乳头细胞特异性标记基因。组织免疫荧光试验进一步证明SOX2、FGF7与APOD等蛋白在绒山羊毛乳头区域内特异性表达,可用于皮肤组织中绒山羊毛乳头细胞的定位。此外,本研究在成功分离单根绒山羊次级毛囊的基础上,实现了绒山羊毛乳头区域的贴壁培养,成功观测到大量细胞从毛乳头区域逐步迁移分离的过程。细胞免疫荧光试验结果显示SOX2、FGF7与APOD均在绒山羊毛乳头细胞中表达,且SOX2阳性细胞约占毛乳头细胞总量的76%左右,而FGF7和APOD阳性细胞则占98%以上。结合绒山羊皮肤组织免疫荧光定位结果,SOX2、FGF7与APOD等标记可用于鉴定体外分离培养的绒山羊毛乳头细胞。【结论】 利用单细胞测序技术描述了绒山羊主要皮肤细胞的转录组信息,筛选出毛乳头细胞特异性表达基因。经免疫荧光试验证实,单细胞测序鉴定标记基因的方法简单高效,且具备较高准确率。筛选的SOX2、FGF7与APOD不仅为绒山羊毛乳头细胞体内定位提供了有效的标记,而且为多标记鉴定毛乳头细胞提供可能,更为进一步研究毛囊发育相关基因的功能及调控机制奠定重要基础。     

‘月月粉’月季NAC家族全基因组鉴定及皮刺发育相关成员的筛选

【目的】从‘月月粉’月季全基因组中鉴定NAC家族成员,并进行生物信息学和表达模式分析,为研究‘月月粉’NAC的潜在功能提供理论基础,筛选可能参与皮刺发育的候选基因。【方法】以拟南芥NAC氨基酸序列为参考,利用双向Blast及HMM结构域检索筛选RcNAC;对筛选成员进行理化性质、亚细胞定位、序列特征、顺式元件和系统进化分析;基于已释放转录组数据,分析RcNAC在不同组织器官,和不同逆境处理条件下的表达特性;同时通过‘月月粉’不同发育阶段皮刺组织转录组测序,筛选与皮刺发育可能相关的RcNAC。【结果】共鉴定得到116个RcNACs,均含有完整典型的NAM保守结构域,其编码蛋白包含69—713个氨基酸,等电点从4.43—9.54,分子质量从7.87—79.99 kD,81个RcNACs被预测定位于细胞核内;115个RcNACs在7条染色体上不均匀分布,1个RcNAC未明确位置信息;系统进化树分析将AtNACs、OsNACs和RcNACs聚为21类;在不同组织器官中,116个RcNACs表达模式各异,遭受水胁迫和感染灰霉病之后,31个RcNACs表达量发生变化;在衰老的花组织中,6个RcNACs表达量上升;皮刺转录组数据中检测到53个RcNACs,其中26个RcNACs为差异表达基因。【结论】基于已有转录组数据分析,RcNACs协同调控植物组织发育及逆境胁迫响应;结合皮刺转录组数据,部分成员可能参与皮刺细胞增殖、次生细胞壁生物合成及细胞程序性死亡等过程,可作为皮刺发育相关候选基因进行深入研究。     

陕北黄土丘陵沟壑区苔藓内生细菌群落多样性分析

以延安市当地藓结皮中的土著优势种土生对齿藓(Didymodon vinealis)、反扭藓(Timmiella anomala)和青藓(Brachythecium albicans)为研究对象,分析3种苔藓植株内生细菌的群落组成和多样性,揭示3种不同品种的苔藓植株内生细菌的群落结构及多样性差异。采用高通量测序技术分析3种苔藓植株内生细菌16S rRNA基因V3~V4 变异区序列,使用生物信息学方法分析3种苔藓内生细菌的群落结构及多样性。结果表明：土生对齿藓、反扭藓、青藓3种苔藓测序共获得178 173条有效序列,在97%一致性下共产生705个有效的OTUs。在门、纲和属水平上,土生对齿藓的优势类群分别是蓝藻细菌门(Cyanobacteria,57.91%)、变形菌门(Proteobacteria,41.00%),γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,35.02%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,5.92%)和假单胞细菌属(Pseudomonas,24.92%)、(Massilia,6.26%);反扭藓分别为蓝藻细菌门(Cyanobacteria,40.05%)、变形菌门( Proteobacteria,40.88%),α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,30.87%)和(Phytohabitans,4.10%)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,3.93%);青藓分别是蓝藻细菌门(Cyanobacteria,80.49%)、变形菌门(Proteobacteria,15.26%),γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,7.66%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,7.45%)和假单胞细菌属(Pseudomonas,6.46%)。Alpha多样性和Beta多样性分析表明,反扭藓的Chao1指数(370.667)和Shannon指数(5.368)最大,基于韦恩图分析3种苔藓存在87个共有OTUs,土生对齿藓、反扭藓和青藓独有OTUs分别为7、175和13,说明3种苔藓不仅有较高的细菌多样性,还存在一定的差异。典范对应分析(Canonical Correlation Analysis, CCA)结果表明,土壤中有效氮(AN)和有机质(OM)的含量是影响3种苔藓内生细菌的群落多样性变化的主要因素。3个不同品种的苔藓的内生细菌种类丰富,群落结构组成和丰度均存在较大的差异,且苔藓所生长的微环境如有效氮和有机质的含量会对其内生细菌群落结构和多样性有较大影响。本研究可为苔藓内生细菌菌种资源的开发和生产应用提供理论支持。     

白柿在广东地区的引种表现及栽培技术

【目的】研究小生境下园林绿化植物叶际细菌群落结构及其多样性,了解小生境下相似环境条件 与植物自身特性对微生物群落的影响,为园林植物的健康管理及叶际细菌资源的挖掘提供参考。【方法】应用 高通量测序技术,探究大理大学校园 50 m 半径圆内朝向东边的 3 种主要园林植物 （枇杷树 Eriobotyra japonica、 广玉兰 Magnolia grandifl ora 和大青树 Ficus altissima）的叶际细菌群落结构及其多样性。【结果】 3 种园林植 物的叶际细菌多样性从高到低依次为枇杷树、广玉兰和大青树;不同植物的叶际细菌优势门类均为变形菌门 （Proteobacteria）,第一优势细菌属不同,但排名前五的细菌属均为鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、甲基杆 菌属（Methylobacterium）、螺状菌属（Spirosoma）、薄层菌属（Hymenobacter）和无色菌属（Achromobacter）。 3 种植物的叶际细菌群落结构存在较大差异,但同一植物不同大小叶片间的细菌群落相似,其中,仅在枇杷树和 广玉兰叶片上分布的细菌群落门和属最多,表明常绿阔叶植物的叶际细菌群落相较于落叶阔叶植物更多样、复杂。 【结论】不同园林植物的叶际细菌群落组成和多样性存在较大差异, 植物自身特性是造成这种差异的首要原因, 植物叶际细菌 资源的挖掘有待加强。     

影响马铃薯块茎低温糖化的植物激素相关基因的表达

对低温贮藏5 d的低温糖化不敏感品种‘华薯三号’和敏感品种‘中薯五号’马铃薯块茎进行转录组测序,通过对差异表达基因的生物信息学分析,获得与植物激素相关的差异表达基因,其中6个与植物激素合成或信号转导有关的差异表达基因与糖分解代谢密切相关。结果表明：KOox2和GA3ox1是马铃薯块茎中赤霉素合成的关键酶基因,赤霉素可刺激淀粉酶和转化酶活性,加剧块茎还原糖的积累,是马铃薯低温糖化的正调控因子;ANT和AIL6属于参与乙烯响应的AP2转录因子家族;BRI1和BKI1是油菜素内酯信号通路中的转录因子,两者互作共同拮抗14–3–3蛋白质活性;ANT、AIL6、BRI1和BKI1这4个转录因子通过负调控转化酶基因的表达而影响还原糖的产生,是马铃薯低温糖化的负调控因子。