小豆 AUX/IAA 基因家族全基因组 鉴定及表达分析

【目的】生长素是一种必需的植物激素,而 AUX/IAA 是生长素原初响应因子在环境胁迫中植物 生长和发育中起着至关重要的作用。为了解 VaIAAs 在小豆生长发育过程中的生物学功能,对 VaIAAs 基因家族 进行全基因组鉴定和分析。【方法】利用生物信息学对小豆的 AUX/IAA 进行全基因组鉴定和分析,基于 RNAseq 分析 VaAUX/IAA 基因家族在各组织的表达模式。【结果】在小豆全基因组共鉴定到 41 个 VaIAAs 基因,亚 细胞定位显示均为定位为细胞核。系统发育分析显示来自小豆、拟南芥（Arabidopsis thaliana）和水稻（Oryza sativa）的 AUX/IAA 蛋白聚集成 6 组。基因结构分析表明,所有基因均含有内含子数目 1~8 个,VaIAAs 基因包 含 1~21 个外显子。顺式作用元件分析发现参与响应生物 / 非生物胁迫顺式作用元件最多,包括最常识别到的 ATTATA.bos、G-box 和 sp1 基序,还发现富集在厌氧诱导响应元件 ARE 和植物抗逆相关的 MYB 元件。蛋白 - 蛋白互作网络分析发现,所有 VaIAAs 均与 ARF 相连,此外还有部分基因与 AXR3（生长素诱导阻遏因子）、MP （转录因子 B3 家族蛋白）等基因互作。VaIAAs 具有组织特异性,在不同组织的基因表达水平差异较大。 【结论】小豆 AUX/IAA 基因家族的基因结构、系统进化、蛋白质 - 蛋白质网络互作等生物信息学分析结果,将 为揭示小豆 AUX/IAA 基因家族在小豆生长发育过程中的功能提供重要的线索。     

利用加权基因共表达网络分析牛口蹄疫病毒感染通路变化

从基因表达综合数据库下载GSE83514数据集,利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选与牛口蹄疫病毒感染的相关模块及枢纽基因,并对整个模块内的基因进行GO功能注释和KEGG通路分析。结果显示,通过构建WGCNA共表达网络,确定与牛口蹄疫病毒感染显著负相关的Darkred模块和显著正相关的Green模块为枢纽模块,它们的枢纽基因分别为MFSD4和RHOH。这两个模块基因共富集到20个生物学过程及14条KEGG信号通路,并且两个模块同时富集到DNA复制通路。本研究为探究牛口蹄疫病毒感染通路变化提供了生物信息学依据,筛选的枢纽基因MFSD4和RHOH有望成为抑制牛口蹄疫病毒感染的治疗靶标。     

大豆叶片响应CO2浓度升高、干旱及其交互作用的转录组分析

气候变暖及大气CO₂浓度升高成为全球共识,由此增加极端天气气候事件(干旱)发生的频率和强度并对大豆生产带来不确定性。本研究通过大豆表型和叶片转录组测序(RNA-seq)分析,阐释CO₂浓度升高、干旱及其交互条件对大豆基因表达影响,明确CO₂浓度升高影响大豆耐旱性的调控途径,并在两个不同遗传背景品种中验证,从分子水平为未来气候变化背景下大豆抗旱育种提供理论参考。表型结果表明, CO₂浓度升高促进了大豆的生长并缓解干旱胁迫的负面效应。叶片转录组测序分析共筛选到89个CO₂响应基因, KEGG分类显示这些基因主要参与抗氧化物质(萜类、黄酮类等)代谢,同时特异性差异表达基因功能主要集中在细胞组分和生长发育方面。干旱条件下筛选的1006个差异表达(16倍)基因主要参与各类氨基酸(脯氨酸、色氨酸等)代谢途径,绝大多数蛋白质合成与转运相关基因上调,表明干旱胁迫下大豆叶片内物质合成交换过程加强。交互条件下筛选出的8566个差异表达基因主要参与碳水化合物代谢,光合作用-天线蛋白途径的相关基因几乎...     

‘红颜’草莓体细胞胚发生过程中AP2/EREBP家族转录因子的表达分析及FaEREBP基因的克隆

【目的】筛选并克隆‘红颜’草莓(Fragaria×ananassa Duch.cv.‘Benihopp’)体细胞胚发生过程中AP2/EREBP家族特异性表达的基因,以期为草莓体细胞胚发生的分子调控机理研究提供理论依据。【方法】以‘红颜’草莓非胚性愈伤组织、胚性愈伤组织以及体细胞胚为试验材料,应用RNA-seq测序技术,筛选出差异表达的AP2/EREBP转录因子,并通过qRT-PCR技术,检测上调转录因子在非胚性愈伤组织、胚性愈伤组织、体细胞胚以及幼苗根、茎、叶等组织中的表达量,以同源克隆技术获得特异性表达的转录因子FaEREBP。【结果】FaEREBP编码区核苷酸序列全长822bp,编码273个氨基酸,其表达水平在胚性愈伤组织和体细胞胚中显著高于其他组织。【结论】FaEREBP是‘红颜’草莓体细胞胚发生潜在的重要转录因子。     

脂代谢通路对鸡雄性生殖细胞分化的调控机制

【目的】探索家鸡雄性生殖细胞分化过程中脂代谢相关基因以及信号通路的调控机制,以期为完善体外诱导体系提供依据。【方法】采用流式细胞分选法获得纯度较高的胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)、原始生殖细胞(primitive germ cells,PGC)和精原干细胞 (spermatogonial stem cell,SSC),提取细胞总RNA。利用RNA-seq高通量分析方法对这三种细胞进行转录组水平测序,进行GO（Gene ontology）分析和KEGG通路富集,寻找脂代谢相关基因以及信号通路;并利用脂代谢--视黄醇代谢通路终产物视黄酸（retinoic acid,RA）以及抑制剂苯磺酰异羟肟酸 (piloty’s acid)在体外诱导ESC向雄性生殖细胞分化和体外鸡胚注射后孵化,qRT-PCR（quantitative real time PCR）检测视黄醇代谢通路上差异基因的表达变化,与RNA-seq结果进行比较分析同时检测雄性生殖细胞标记基因的变化情况。【结果】GO功能显著性富集和 Pathway 显著性富集分析结果发现：在ESC向SSC分化过程中共存在328个基因持续参与脂代谢调控,富集到27条脂代谢通路中,包括视黄醇代谢、初级胆汁酸的合成、甾类激素的生物合成、脂肪酸代谢、甘油酯代谢以及类固醇的生物合成等通路。在视黄醇代谢通路中ADH5在PGC中特异表达,ALDH1A1在整个发育过程中持续上调,ADH5和ALDH1A1在细胞中参与视黄酸的合成;CYP26b1在整个发育过程中持续上调,参与视黄酸的降解过程;RA体外诱导ESC向SSC方向诱导试验结果表明ADH5、ALDH1A1和CYP26b1家族基因在体外RA诱导过程中变化与体内分化过程一致,RA诱导组产生的SSC样细胞显著高于控制组和Piloty’s Acid+RA组。鸡胚注射抑制剂试验结果表明视黄醇通路被抑制后孵化至18d后SSC细胞表面特异标记基因integrinα6和integrinβ1的表达水平显著的低于正常的孵化组(CON)和阴性对照组（BLANK）【结论】脂代谢--视黄醇代谢通路在家鸡雄性生殖细胞的分化过程中起重要作用,体外利用视黄醇代谢通路终产物RA进行诱导时第2天出现类胚体,第4、6天类胚体逐渐增大,第8天开始裂解,在第10天出现SSC样细胞,而在诱导过程中抑制视黄醇通路信号后则会降低SSC样细胞的产生,而在体外孵化过程中视黄醇通路抑制后也能影响SSC细胞的产生。     

水稻LOC_Os10g05490位点冷胁迫条件下表达分析及CRISPR/Cas9定向编辑

为探明LOC_Os10g05490位点冷胁迫条件下的表达特性和耐冷性功能,以耐冷东乡野生稻和冷敏感水稻93-11为试验材料进行了半定量分析,结果表明,LOC_Os10g05490在冷敏感水稻93-11冷处理前后表达丰度相当,而在耐冷东乡野生稻中冷处理后表达丰度下调,这一结果与前期转录组测序(RNA-seq)结果相符,进一步验证了该位点可能与水稻耐冷相关,随后利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术对LOC_Os10g05490编码区于同样具有较强耐冷性的粳稻品种台北309中实施定向基因敲除,并成功获得了26株转基因阳性植株。     

基于牙鲆RNA-seq数据中SSR标记的信息分析

通过对牙鲆(Paralichthys olivaceus)进行转录组测序(RNA-seq),利用Micro SAtellite(MISA)软件对1~6个碱基重复、碱基数在10 bp以上的微卫星进行鉴定。结果表明,牙鲆转录组水平上,共发现42 183个SSR位点,分布在26 457条Unigene上,发生频率为27.12%,平均密度为339个/Mbp。获得的SSR一共有216种重复基元,其中二核苷酸重复基元类型数量最多,共有17 570个,占所鉴定SSR总数的41.65%。同时用SPSS statistics 20.0软件对牙鲆转录组SSR的多态性进行了评估。     

干旱胁迫下野生大豆ABC转运蛋白转录组测序分析

为获取干旱胁迫状态下ABC转运蛋白家族相关基因,以抗旱性强的野生大豆为试验材料,浇灌20%PEG 6000模拟干旱胁迫,分别在干旱处理0、 6、12、24和48 h后取叶片提取RNA进行转录组测序;以GO、KEGG和NR三大数据库注释的结果为基础,再以ABC转运蛋白为关键词进行筛选。结果表明,共获得337条ABC转运蛋白相关序列,包括8大亚家族(ABCA、ABCB、ABCC、ABCD、ABCE、ABCF、ABCG和ABCI)。差异表达分析结果表明,共有182条表现差异表达。GO注释到的差异表达基因多数为嘌呤核苷酸分解过程,KEGG注释到的差异表达基因分布在5个亚家族(ABCA、ABCB、ABCC、ABCD和ABCG)。对NR数据库有注释的168条差异表达基因进行进化分析,结果表明ABCE、ABCF、ABCG家族与ABCI11为一类,ABCB、ABCC家族与ABCI10为一类,ABCA、ABCD家族与ABCI19为一类。本研究为进一步研究野生大豆干旱胁迫下ABC转运蛋白抗旱基因提供了一定的理论依据。