低温条件下日本医蛭各组织基因表达转录组测序及qPCR验证

为解析日本医蛭(Hirudo nippnica Whitman)繁殖的分子机理,研究不同温度下饲养的日本医蛭各组织基因表达差异情况。利用转录组学测序检测不同温度饲养条件下日本医蛭肌肉、环带和头部组织的基因表达情况,筛选出11个差异表达基因,并对其进行qPCR验证。qPCR结果显示一种具有去饱和酶功能的膜蛋白编码基因G6,在日本医蛭环带中的表达随温度的升高而降低,与转录测序结果一致,暗示G6基因可能为日本医蛭繁殖相关的关键基因。进一步对G6蛋白进行功能域预测,结果显示其属于一种跨膜蛋白。其他10个差异表达基因的转录组测序结果和qPCR结果基本保持一致,通过蛋白功能域预测结果显示预测出假定蛋白均含有的功能结构域;通过miRNA亲和预测,非编码RNA(G13)具有高亲和miRNAs特性。研究发现了10个潜在的功能基因和一个非编码RNA基因。     

猪卵母细胞GV/MⅡ期mRNA/lncRNA差异表达的研究

为解决体外成熟的猪卵母细胞受精后形成原核率低、多精入卵率高及体外成熟的卵母细胞囊胚率低等问题,本实验以猪卵母细胞为材料,采用转录组学的方法探讨卵母细胞成熟过程中mRNA/lncRNA的表达差异,筛选出影响猪卵母细胞成熟的关键mRNA/lncRNA。结果表明:本研究构建了2个时期的RNA文库,2组文库一共检测到已知的mRNA 1753030个,其中共表达mRNA16469个,2486个mRNA差异显著,其中上调基因752个,下调基因1734个;此次转录组测序共鉴定出lncRNA 22811个,2个时期差异表达已知lncRNA 15个,通过随机挑选10个测序所得到的mRNA转录本和12个lncRNA转录本进行QRT-PCR验证,基本与高通量测序保持一致,说明此次转录组测序结果符合要求,数据准确可靠,可以用于后续分析研究。     

青海野生草地早熟禾响应干旱胁迫的代谢通路及转录调控分析

为探究青海野生草地早熟禾（Poa pratensis）响应干旱胁迫的分子机制,本研究以青海野生草地早熟禾抗旱材料‘10-202’和敏感材料‘09-61’为研究对象,采用高通量Illumina Hiseq测序技术对15% PEG-6000模拟的干旱胁迫和正常处理下的2份材料的叶片进行差异基因表达分析。结果表明：‘10-202’处理间存在3 166个差异表达基因（Different expression genes,DEGs）,上调和下调表达基因数目分别为1 979和1 187个;‘09-61’处理间共有314个DEGs,上调表达的有64个,下调表达的有250个。京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）富集分析发现,2份材料的差异基因均显著富集在淀粉和蔗糖代谢通路。运用MapMan软件对‘10-202’干旱胁迫下与转录调控相关的差异基因进行了功能注释,发现bHLH,AP2/EREPB及C2H2锌指家族转录因子在响应干旱胁迫中发挥着重要作用。本研究为后续挖掘草地早熟禾耐旱相关候选基因的克隆和功能验证奠定了理论基础。     

青蛤(Cyclina sinensis)IRAK-4基因的克隆及其组织间的表达分析

利用转录组测序获得了青蛤(Cyclina sinensis)白介素-1受体相关激酶-4(Interleukin-1 receptor-associated kinase 4,IRAK-4)基因的序列信息,利用巢式及荧光定量PCR克隆并分析了Cs IRAK-4基因在青蛤各组织中的表达情况,进一步在鳗弧菌的胁迫下检测了Cs IRAK-4基因在青蛤血淋巴中的时序表达情况。结果显示,Cs IRAK-4基因的序列全长共2 687 bp,其开放阅读框长1 926 bp,共编码641个氨基酸,Cs IRAK-4基因在青蛤的血淋巴、肝脏、外套膜、闭壳肌、性腺和鳃中均表达,其中在血淋巴中表达量最高,肝脏中表达量最低。青蛤在鳗弧菌胁迫下该基因的表达量在3 h即达到最大值,与对照组差异极显著(P0.01),证明该基因所表达的产物是青蛤重要的免疫信号通路蛋白。     

活性炭促进玉米幼胚离体培养幼苗生长与发育的转录组分析

以玉米自交系昌7-2为试材,比较了14 d龄幼胚在MS和MSA(MS加活性炭)培养基上离体培养9 d的幼苗生长情况,并利用转录组测序技术分析了2种培养基上的玉米幼苗地上部和地下部的基因表达差异。结果表明,活性炭可以显著促进玉米幼苗的生长与发育。活性炭主要影响地下部基因表达。加入活性炭后,幼苗地下部表达上调的基因有1612个,下调的基因有530个;幼苗地上部表达上调的基因有69个,下调的基因有78个。GO功能显著性分析表明,地下部差异表达基因(DEGs)主要涉及DNA包装、DNA包装复合体和水解酶活性,地上部DEGs主要涉及脂类代谢、胞外区和过氧化物酶活性。KEGG富集分析表明,地下部DEGs主要涉及能量、碳水化合物、脂类和氨基酸代谢,以及细胞周期和植物激素转导途径;地上部DEGs主要涉及泛醌和其他萜-醌类物质合成途径。活性炭促进细胞周期途径中的关键基因(CYC、CDH1、MCM3、PCNA2和BUBR1)、生长素信号传导基因(Aux/IAA)以及细胞色素基因(CYP450)显著上调表达。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证了10个DEGs的表达模式与转录组测序结果一致,证实了转录组数据与分析的可靠性。     

椰子乙酰CoA羧化酶(ACC)基因的鉴定及表达分析

[目的]克隆椰子的乙酰Co A羧化酶(ACC)基因.[方法]通过已发表的椰子转录组注释结果,鉴定潜在的椰子ACC基因.分析ACC基因在椰子果肉和嫩叶混合样转录组中的RPKM值,同时,采用实时定量PCR技术研究5个高RPKM值的ACC基因在椰子果肉发育的不同时期的表达情况.[结果]共获得21个椰子的ACC基因,这21个ACC基因在椰子果肉和嫩叶混合样品中有较高的表达量,4个ACC基因(Unigene7806、Unigene47155、Unigene7847和CL185.Contig1)在椰子果肉发育9个月时表达量最高.[结论]该研究为解析椰子脂肪酸积累的分子机制提供了前期工作基础.     

油棕乙酰CoA羧化酶(ACC)基因的鉴定与表达分析

[目的]对油棕乙酰CoA羧化酶(ACC)基因进行鉴定与表达分析。[方法]采用生物信息学方法鉴定油棕的ACC基因,并应用拟南芥的ACC基因蛋白质序列比对油棕的蛋白质库,应用已有油棕转录组信息,研究ACC基因在不同组织中的表达情况。[结果]在油棕中鉴定了2个ACC基因,命名为EgACC1和EgACC2。EgACC1不含内含子,而EgACC2含有32个内含子;EgACC1在不同组织中都没有表达,而EgACC2在所有组织中都有表达,其中在组培苗中有较高的表达量,同时,在油棕果发育21 d时有高的表达水平,RPKM值为70.6,为所有组织中最高。[结论]该研究阐述了油棕ACC基因的表达模式,为油棕ACC基因的功能分析奠定了基础。     

基于转录组测序数据的青稞WRKY基因家族的生物信息学分析

WRKY是植物中一类重要的转录因子,广泛调控了植物的生长发育和逆境胁迫应答。基于青稞白粉病侵染幼苗的转录组测序数据,本研究鉴定得到41个青稞WRKY转录因子,被划分为3个大组:Ⅰ组(6个)、Ⅱ组(21个)和Ⅲ组(12个)。另外,Hv WRKY40和Hv WRKY41没有分组。青稞WRKY基因进化分析的聚类结果和分组结果一致,进一步支持了我们分组的正确性。包括HvWRKY2、HvWRKY8、HvWRKY13、HvWRKY34和HvWRKY41,以及HvWRKY4、HvWRKY7、HvWRKY20、HvWRKY26和HvWRKY30在内的两组WRKY基因,表现出明显的先升高(36 h和72 h),后降低(168 h)的基因表达趋势。这些WRKY基因很可能参与了调控青稞抗白粉病的分子应答机制。青稞WRKY家族的蛋白相互作用网络中,Hv WRKY3、Hv WRKY8、Hv WRKY9属于网络中的主要中心节点。此外,Hv WRKY3、Hv WRKY8、Hv WRKY9、Hv WRKY30、HvWRKY34、Hv WRKY38、Hv WRKY39彼此之间相互作用,是蛋白互作网络的核心网络。本研究挖掘了青稞的WRKY家族成员,系统分析了家族成员的分组、家族成员的WRKY保守域特点、家族成员之间的进化关系、白粉菌侵染下的基因表达水平和家族成员的蛋白互作网络。本研究可为今后青稞的抗逆研究提供优良的候选WRKY基因。     

六种新疆特色梨果的转录组分析

梨是新疆地区栽培面积和产量较大、品种资源丰富的一类特色果树,具有重要的产业地位。为促进新疆特色梨从传统育种向现代育种方式发展,迫切需要开展功能基因的挖掘。本研究以轮台句句梨、南果梨、香梨、鸭梨、圆黄、红茄等6种新疆特色梨果为材料,进行了无参转录组学分析,获得1021868070条高质量Clean read数据,总碱基数为152530521446 bp。Clean read经De novo组装后获得78827条Unigene。采用六大公共数据库作同源比对,注释到50542个Unigene。对Unigene作GO和KEGG功能分类,获得49个功能群和130个通路,确定了绿原酸合成途径的部分候选基因,并检测到17416个SSR位点。本研究为新疆特色梨果功能成分绿原酸合成分子机理研究和遗传多样性分析提供了科学依据。     

基于RNA-seq技术的玉米SNP和InDel标记分析

高温已对玉米(Zea mays L.)生产造成了巨大危害。为了给耐高温胁迫玉米品种选育提供可用的分子遗传标记,本研究以耐高温和高温敏感的两个玉米品种为实验材料,通过花粉总RNA提取、mRNA纯化、反转录、转录组文库构建及测序等工作,对获得的转录组数据进行SNP和InDel分子标记分析。结果显示:高质量碱基数据量平均为6.69 Gb,占原始数据比例平均达94.71%;在SNP分子标记中,Homo位点平均为19450个,Hete位点平均为23598个,转换类型共52337个,颠换类型共27868个;在InDel分子标记中,Homo位点平均为1023个,Hete位点平均为1736个;SNP/InDel位点在外显子区分布最多,达到总量的58.02%,其次是基因间隔区、3'非翻译区和5'非翻译区,其余区域位点占总量比例均低于5%;SNP/InDel造成同义单核苷酸突变比例最高,平均值为60.69%,其次为非同义单核苷酸突变,平均值为36.72%,非移码替换突变为平均值1.64%,其余3种均不到1.00%;在SNP和InDel标记位点基因功能注释中,NR数据库注释最多,超过8000个,其次为KEGG和eggNOG;注释到GO和Swissprot数据库的相对较少。本研究结果为进一步标记辅助耐高温玉米品种选育提供了分子基础,也为其它植物的类似研究提供了参考。