鸡长链非编码RNA发掘及组织特异性表达分析

长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lnc RNA)是一类长度大于200个核苷酸、缺少蛋白编码功能的RNA。lnc RNA可从多层面调控基因表达,影响表型性状。鸡作为重要经济动物和模式生物,lnc RNA研究相对滞后。为加快鸡lnc RNA研究进展,利用公共数据库(如NCBI-SRA等)中鸡高通量转录组测序(RNA-seq)数据,通过生物信息学方法发掘8 040条鸡lnc RNA,发现大量组织特异性表达lnc RNA,为鸡lnc RNA功能研究奠定基础。     

泡泡刺高通量转录组鉴定及其黄酮类代谢途径初步分析

[目的]为了更好的了解泡泡刺黄酮类生物合成途径及其潜在的抗逆作用,[方法]应用高通量RNA-seq测序技术对泡泡刺当年生新叶进行了转录组测序及相关生物信息学分析。[结果]表明:泡泡刺当年生叶中获得了13 013 444 total reads,总核苷酸数为1 171 209 960 bp(1.09 Gb),组装拼接后得到48 921条unigene序列;Nr、Swiss-Prot、COG、GO、KEGG等数据库分析显示,有30 407个Nr注释,19 671个Swissprot注释,9 273个COG功能注释,46 153个GO功能注释,13 654个KEGG注释,并从KEGG通路中找到参与黄酮类化合物合成途径的关键基因片段186个。[结论]本研究获得了较好的泡泡刺转录组序列信息,并且其中富含黄酮类化合物代谢途径的相关基因,这为其抗逆机制、药用价值的研究及开发利用提供宝贵资源。     

中华蜜蜂幼虫肠道响应球囊菌早期胁迫的转录组学

【目的】白垩病是困扰养蜂生产的顽疾。目前,尚无利用二代测序技术研究中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)幼虫白垩病的报道。本研究利用RNA-seq技术对健康(Ac CK)及球囊菌(Ascosphaera apis)胁迫的中蜂4日龄幼虫肠道(Ac T)进行深度测序,在转录组水平研究中蜂幼虫在球囊菌胁迫早期的胁迫应答。【方法】通过Illumina Hi Seq 2500平台对Ac CK和Ac T进行双端(PE125)测序,首先对测序数据进行质控和评估,利用edge R软件进行差异表达基因(DEG)分析,进而对DEGs进行GO富集分析及KEGG代谢通路富集分析,最后,利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)验证测序数据的可靠性。【结果】Ac CK和Ac T的转录组测序共得到188 457 338条原始读段(raw reads),经过滤得到182 088 448条有效读段(clean reads),两端Q20与Q30均在97.96%和94.97%以上,说明测序数据质量良好;主成分分析(PCA)结果显示第一与第二主成分可分别解释基因表达总体差异的75.8%和10.7%;DEG分析结果显示上调基因与下调基因的数量分别为344和239个;GO富集分析结果显示DEGs共富集在36个GO分类(term)上,其中基因富集数最多的细胞(106 unigenes)、细胞组件(106 unigenes)和代谢进程(104 unigenes);KEGG代谢通路富集分析结果显示上调与下调基因分别富集在72个和45个代谢通路上,其中上调基因富集数最多的是核糖体(72 unigenes)、碳代谢(16 unigenes)和糖酵解(14 unigenes),而下调基因富集数最多的是碳代谢(9 unigenes)、二羧酸代谢(8 unigenes)和氨基酸生物合成(7 unigenes),进一步分析表明中蜂幼虫肠道的部分细胞免疫对球囊菌的胁迫产生应答,而体液免疫不产生应答,宿主的代谢相关基因受到球囊菌的显著抑制。【结论】揭示了中蜂幼虫在球囊菌入侵早期的胁迫应答,为深入解析中蜂幼虫的胁迫应答机制提供了重要信息,也为在分子水平研究关键应答基因打下了基础。     

RNA-seq数据差异表达分析流程比较

为选择出合适的基因差异表达分析流程,本研究基于松辽黑猪和长白猪脂肪转录组数据,对TopHat2、HISAT2、STAR3种比对工具以及DESeq2、edgeR、limma 3种差异表达基因筛选工具的性能进行分析,并结合KEGG通路富集结果进行综合评价。结果表明：1)HISAT2拥有最快的运行速度,STAR拥有最高的唯一比对率。经综合考虑,本研究选取HISAT2数据进行后续差异表达基因筛选分析。2)DESeq2筛选出616个差异基因,edgeR筛选出890个差异基因,limma筛选出829个差异基因,三者有246个差异基因重合。3)DESeq2、edgeR、limma的上调差异表达基因分别富集到110、108和142条通路,其中有72条通路重合,而下调差异表达基因分别富集到190、247和177条通路,其中有158条通路重合。本研究推荐使用HISAT2进行基因组比对。当研究不存在生物学重复时,推荐使用edgeR进行差异表达基因筛选。而为了减少分析过程中的假阳性,可以选择DESeq2或者两个及以上工具的差异表达基因的交集。本研究将有助于研究人员从转录组数据中获得更好、更全面的生物学见解。     

5-氮杂胞苷对苦瓜果实成熟及转录表达谱的影响

【目的】研究5-氮杂胞苷（5-azaC）对苦瓜果实成熟和基因表达模式的影响,为解析苦瓜果实成熟的分子调控机制提供理论依据。【方法】以苦瓜（Momordica charantia L.）高世代自交系E12201-e1为材料,利用50 mmol/L 5-azaC处理绿熟期（授粉后18 d）苦瓜果实,以ddH₂O处理为对照,观察处理组（TR）和对照组（CK）果实的表型变化,并利用RNA-seq技术比较TR和CK苦瓜果肉组织中的转录水平差异。【结果】50 mmol/L 5-azaC处理能明显延迟苦瓜果实成熟。RNA-seq获得的数据质量较高,可满足后续分析需求。通过筛选共获得1 773个差异表达基因（DEGs）,其中1 007个上调基因,766个下调基因。GO和KEGG分析结果表明,DEGs主要富集在细胞组分和分子功能模块,217个DEGs共富集到93条代谢通路中,其中30个DEGs显著富集到光合作用和苯丙烷类生物合成通路。8个DEGs参与细胞壁代谢过程,其中6个基因在5-azaC处理中下调表达。共获得681个差异表达转录因子（TFs）,分属于220个TF家族。12个DEGs的qRT-PCR结果与RNA-seq结果变化趋势一致。【结论】5-azaC处理抑制苦瓜果实成熟,并影响果实成熟相关基因的表达模式。     

猕猴桃PG基因在果实贮藏过程中的表达及其与硬度的关系

为鉴定猕猴桃果实贮藏过程中参与果胶降解的关键酶多聚半乳糖醛酸酶（PG）基因,以‘徐香’猕猴桃为试材,利用转录组测序（RNA-seq）和实时荧光定量（qRT-PCR）技术,研究了猕猴桃PG基因在不同成熟进程及外源乙烯诱导后果实中的表达变化。根据RNA-seq结果,可以将37个PG基因在采后不同时期的表达趋势分为4类,Achn325011、Achn240441、Achn071601和Achn100411,分别在采后2、4、6和8 d有表达高峰。鉴于果实硬度在常温贮藏6 d较4 d时急剧下降,因此利用qRT-PCR重点验证了其中的2类14个基因,发现4个基因在采后2 d和4 d明显上调,与果实硬度在6 d时的下降相关。进一步利用外源乙烯处理果实,发现其中1个基因Achn071601在处理与对照果实中的差异表达与同时期果实硬度的变化趋势一致,是猕猴桃关键的PG基因。     

胁迫中华蜜蜂幼虫肠道的球囊菌及其体外培养的高表达基因分析

利用RNA-seq技术对胁迫中华蜜蜂(简称中蜂)6日龄幼虫肠道的球囊菌及其体外培养进行深度测序,根据基因的FPKM值筛选得到高表达基因(HEGs),进而对HEGs进行GO及KEGG代谢通路(pathway)富集分析.Illumina测序数据经质控和过滤得到100814558条有效读段(clean reads),平均Q30均在93.81%以上.GO富集分析结果显示处理组(Aac T)的HEGs富集于39个GO term,基因富集数最多的是细胞(1872 unigene)、细胞组件(1872 unigene)和细胞进程(1748 unigenes);对照组(Aa CK)的HEGs富集于37个GO term,基因富集数最多的是细胞(785 unigenes),其次是细胞组件(785 unigenes)和代谢进程(776 unigenes).KEGG pathway富集分析显示,Aac T的HEGs富集在119个代谢通路上,基因富集数最多的是核糖体(176 unigenes)、碳代谢(147 unigenes)及氨基酸的生物合成(134 unigenes);Aa CK的HEGs富集在110个代谢通路上,基因富集数最多的是核糖体(179 unigenes)、氨基酸的生物合成(70 unigenes)以及碳代谢(62 unigenes).深入分析发现,对于富集在MAPK信号通路上的高表达基因数量,胁迫中蜂幼虫肠道的球囊菌远多于体外培养的球囊菌,说明病原的该通路在胁迫后期被显著激活.     

基于RNA-seq数据大规模挖掘蜜蜂球囊菌的SSR分子标记

基于已获得的球囊菌转录组数据预测微卫星标记(SSR),并进行SSR位点的信息分析和SSR引物的挖掘.利用软件MISA对球囊菌转录组中42610条unigenes进行搜索,共预测出7968个SSRs,分布于5233条unigenes中,其中最主要的重复类型为三核苷酸重复(53.15%),其次为二核苷酸重复(32.32%)和四核苷酸重复(8.46%).二核苷酸重复中的基序主要是AG/CT(占总量的15.8%).针对所有的SSR位点,利用Primer Premier 5软件设计出6956对SSR特异性引物,随机选取20对引物对两个不同来源的球囊菌样品进行SSR位点扩增,共有6对引物成功扩增出符合预期的目的片段.研究结果表明,利用球囊菌转录组数据开发SSR引物是可行的.     

多效唑影响朱顶红植株生长的转录组分析

朱顶红具有较高观赏价值,但其高花茎和叶太长成为其发展盆栽的限制因素.本研究应用不同浓度的多效唑(paclobutrazol,PBZ)对朱顶红进行处理,观测其表型性状的特征,并应用RNA-seq技术进行转录本分析.结果 表明,PBZ对朱顶红的株高及叶片长度具有抑制作用,随着PBZ浓度的增加,其株高越矮,叶长逐渐变短,各处...     

基于RNA-seq的谷子萌芽期抗旱相关基因挖掘与分析

为了明确响应干旱胁迫的关键基因,解析谷子抗旱机制,本研究以谷子抗旱品种山西2010和干旱敏感品种K359*M4-1为材料,应用RNA-seq技术对两个品种干旱胁迫前后萌发期种子进行转录组测定。结果表明,在山西2010和K359*M4-1中分别鉴定出2 300个和3 652个差异表达基因(DEG),包括编码类锌诱导的促进因子、类萌发素蛋白、蛋白磷酸化酶、转运蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)、转录因子、过氧化物酶等基因。通过对鉴定到的DEG进行GO和KEGG代谢途径富集分析,发现山西2010和K359*M4-1中的DEG分别富集在52个和21个生物学过程。KEGG 富集分析发现,DEG主要富集在淀粉和蔗糖代谢, 植物激素信号转导,光合作用-天线蛋白,苯丙素生物合成,角质、亚氨酸和蜡生物合成,次生代谢物生物合成等途径。本研究结果为挖掘谷子抗旱关键基因、解析谷子抗旱机制奠定了基础。