高温胁迫下2个棉花品种转录组可变剪切差异分析

棉花(Gossypium hirsutum L.)是一种重要的经济作物，是世界上第二大的天然纺织纤维来源和重要的食用油来源。棉花对生物和非生物胁迫高度敏感，尤其是高温胁迫极易影响花粉的活力和花药的开裂。为了解析棉花在高温胁迫下基因转录水平的相应变化机制，开展了热敏和耐热2个棉花品种的全长转录组响应高温胁迫处理变化的研究。通过转录本的可变剪切分析发现，2个棉花品种在高温胁迫下可变剪切的总数显著增加。热敏品种Che61-72中发现了2 900个差异表达基因，并且差异基因在加热前样本(R0)和加热12 h后的样本(R12)中分别识别到了13 251个和25 296个可变剪切事件，其中内含子保留事件增加得最多，有3 837个。耐热品种新陆早36号中发现了2 437个差异表达基因，在加热前样本(T0)和加热12 h后的样本(T12)中鉴定到了11 248个和13 769个可变剪切事件，外显子跳跃事件变化得最大，增加了4 144个。富集分析发现，2个品种的差异基因都显著富集到了光系统Ⅰ的光捕获、叶绿体类囊体膜和光合作用-天线蛋白通路中，并筛选出5个关键基因(CPB3、A0A1U8IZF2、A0A1...     

山东栒子全长转录组测序数据组装及功能注释

山东栒子是中国山东省的特有种,现已处于极度濒危状态。目前,山东栒子的分子生物学研究较少,基因数据库资源极度缺乏,急需探究其生物学遗传信息,以加快对山东栒子的保护遗传学工作。本研究以山东栒子叶片、花、成熟果实为实验材料,利用PacBio Sequel测序平台对其转录组进行全长转录组测序。共得到高质量去冗余的转录本53932个,作为最终转录本序列。预测到的CDS区共52490个;对其SSR位点进行分析,对测序得到Unigenes进行单核苷酸至六核苷酸重复的SSR位点搜索,共搜索到26796个SSR位点。对非冗余转录本利用BLAST软件与NR、Swissprot、GO、COG、KOG、KEGG 6个数据库进行比对,一共成功注释了53319个Unigenes,其中与NR数据库进行比对中注释为苹果的的相关基因数量最多,其次是白梨和桃;在GO数据库中有33305条山东栒子Unigenes被注释分类,由生物学过程、细胞成分和分子功能三部分组成;在与COG数据库比对中,共有23910条比对到了同源序列,且一共被分为25类;在与KEGG数据库的一系列比对中,可将Unigenes映射到126条代谢通路中。本研究在高通量全长转录组水平对山东栒子进行了系统研究,这为进一步开展山东栒子的分子标记开发和挖掘优良基因提供了科学依据,从而推动山东栒子的保护与利用。     

霜霉菌侵染后葡萄叶片酵母双杂交cDNA文库构建

[目的]构建霜霉菌侵染后葡萄叶片的酵母双杂交cDNA文库,筛选致病因子在寄主葡萄体内的互作靶标,为葡萄霜霉病菌致病的分子机理研究提供材料基础.[方法]以一年生欧亚种葡萄西拉盆栽苗为试验材料,提取并等量混合霜霉菌侵染后0、12、18、24和36 h的葡萄叶片总RNA,利用基于Gateway技术的CloneMiner II cDNA文库构建试剂盒:首先将cDNA与pDONR222载体进行BP重组反应连接,连接产物转化大肠杆菌DH10B感受态细胞构建初级文库;然后初级文库质粒与pGADT7-DEST载体通过LR重组反应,重组反应产物转化大肠杆菌DH10B感受态细胞构建次级文库;再随机挑取次级文库转化Y187酵母菌株构建酵母双杂交cDNA文库;最后利用ImageJ软件和PCR反应分别统计库容量和鉴定重组率.[结果]构建的初级文库库容量为4.6×107 CFU,次级文库库容量为2.7×107 CFU,均达到构建cDNA文库的标准.酵母双杂交cDNA文库的插入片段主要集中在1000~2000 bp,且具有很好的多态性,文库质量较高.[结论]构建的霜霉菌诱导葡萄叶片酵母双杂交cDNA文库符合酵母双杂交筛选要求,可用于筛选霜霉菌致病效应蛋白在寄主体内的靶标及霜霉菌侵染寄主葡萄早期抑制寄主免疫过程中的致病机理研究.     

柑橘脉突病毒基因组全长cDNA克隆及其侵染性鉴定

【目的】构建柑橘脉突病毒（citrus vein enation virus,CVEV）侵染性克隆,为从分子水平解析其致病机理打下基础。【方法】利用SMARTer^? RACE(rapid amplification of cDNA ends)试剂盒对CVEV的5′序列进行RACE,并依据序列分析结果及CVEV分离株VE-1保守序列,设计CVEV基因组全长cDNA扩增引物。以CVEV毒源植株的总RNA为模板,通过EV25-F/EV5983-R引物扩增CVEV基因组全长cDNA。利用In-Fusion重组连接线性化pXT1和CVEV全长cDNA。通过菌液PCR及测序分析鉴定CVEV基因组全长cDNA克隆。通过农杆菌介导的真空浸润接种摩洛哥酸橙（Citrus aurantium）、邓肯葡萄柚（C. paradisi）、尤力克柠檬（C.limon）、枳柚（C. paradisi×Poncirus trifoliata)、Rusk枳橙（P. trifoliata×C. sinensis）、枣阳小叶枳(P. trifoliata),进一步通过RT-PCR检测、症状观察鉴定所构建CVEV全长cDNA克隆的侵染性。【结果】建立了CVEV的基因组全长RT-PCR扩增体系,获得基于双元载体pXT1的CVEV基因组全长cDNA克隆10个。随机选取的6个全长cDNA克隆CVEV1901—CVEV1906的序列一致性为99.35%。其中,CVEV1901基因组全长5 983 nt,由5个开放阅读框、5′端207 nt和3′端198 nt的两个非翻译区、以及ORF2和ORF3之间122 nt的基因间隔区组成。序列分析结果显示,CVEV1901与浙江分离株XZG及四川SM分离株的序列一致性分别为99.98%和99.11%;与西班牙VE-1分离株、美国加州VE701分离株和日本IBK分离株基因组序列一致性在96.89%—98.61%;与同属中豌豆耳突花叶病毒（pea enation mosaic virus）和紫花苜蓿耳突病毒（alfalfa enamovirus）的序列一致性约90%。通过农杆菌介导的真空浸润将CVEV1901接种至6个不同的柑橘品种,接种后120 d的RT-PCR检测结果表明摩洛哥酸橙、邓肯葡萄柚、尤力克柠檬、枳柚、Rusk枳橙和枣阳小叶枳阳性植株/接种植株（阳性率）分别为16/17（94.12%）、12/14（85.71%）、16/21（76.19%）、15/19（78.95%）、13/14（92.86%）和0/18（0）。其中,部分摩洛哥酸橙出现典型CVEV侵染症状,叶片侧脉和支脉产生耳状小突起,叶背有相应的凹陷;部分邓肯葡萄柚和尤力克柠檬出现叶片皱缩现象。【结论】建立了CVEV的基因组全长RT-PCR扩增体系,获得了CVEV基因组全长cDNA侵染性克隆,通过农杆菌介导的真空浸润接种可引起摩洛哥酸橙、邓肯葡萄柚和尤力克柠檬的CVEV侵染症状。     

中华蜜蜂酚氧化酶和丝氨酸蛋白酶相关基因 及其全长转录本发掘与分析

为深入开展中华蜜蜂相关研究提供参考信息和基础,利用已获得的纳米孔(Nanopore)测序数据对中华蜜蜂Apis cerana cerana的酚氧化酶(phenoloxidase, PO)和丝氨酸蛋白酶(serine protease, SP)相关基因和全长转录本进行发掘和分析。通过Blast工具将中华蜜蜂所有全长转录本比对KEGG和Nr数据库以筛选出PO和SP相关基因和全长转录本。采用gffcompare软件将PO和SP相关全长转录本与东方蜜蜂参考基因组(ACSNU-2. 0)已注释基因进行比较以优化结构。使用Astalavista软件鉴定PO和SP相关基因的可变剪接(alternative splicing, AS)事件,再利用IGV浏览器进行结构可视化。通过PCR验证AS事件的真实性。利用TAPIS pipeline预测和分析可变多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation, APA)位点,并通过TBtool软件鉴定APA位点上游的基序(motif)。鉴定到中华蜜蜂PO和SP相关的42个基因与146条转录本。优化了16个参考基因组已注释PO和SP相关基因的结构,其中5′端延长和3′端延长的基因均有7个,5′端和3′端同时延长的基因有2个。鉴定到PO和SP相关的10个基因的389次AS事件,其中最丰富的AS类型是5′端可变剪接。PCR结果证实了2次AS事件的真实性。共鉴定到34个PO和SP相关基因含有1个及以上的APA位点,其中含有3个APA位点的基因数量最多;在APA位点上游鉴定到多个motif,一致性序列为：GGHKSYWSHHTRATWTCNBHDMRRYWYRTNYTVACNGCKGCDCAYTGYR。鉴定到中华蜜蜂PO和SP相关的42个基因和146条全长转录本,优化了东方蜜蜂参考基因组已注释的PO和SP相关基因结构,并发掘出PO和SP相关基因的389次AS事件和237个APA位点。     

牛乳头瘤病毒基因1型新疆南疆SY-12株全基因序列分析

为了掌握牛乳头瘤病毒基因1型(BPV-1)全长基因序列特征,提取已鉴定为牛乳头状瘤病毒基因1型病料的病毒基因组DNA,参照GenBank中参考序列设计扩增引物、测序引物,扩增各片段,纯化回收后送样测序,对得到序列进行全长序列分析。结果显示,新疆南疆SY-12株为BPV-1基因型,其全基因组长度为7 946 bp,具有BPV-1基因型的结构特征,与GenBank中的BPV-1基因型参考株核苷酸同源性高达99.4%。与BPV-2、BPV-13基因型参考株的进化关系最近,同为Delta属。表明新疆南疆BPV-1基因型SY-12株为Delta属牛乳头瘤病毒。     

狍鹿ANXA-2基因编码序列的克隆及序列分析

首次从狍鹿鹿茸组织中成功克隆出包含膜联蛋白A2(ANXA-2)基因全部编码区的c DNA序列。通过生物信息学软件分析表明,该基因的开放阅读框共包含1 020个碱基,编码339个氨基酸,编码蛋白质的相对分子质量为38 612.09,理论等电点为7.224。蛋白保守区预测表明,该基因的蛋白保守区共有4个Annexin结构域。同源比对表明:ANXA-2基因与梅花鹿、马鹿、牛的CDS区的同源性分别为98%、98%和96%。用Mega5.0软件进行物种间遗传距离计算,结果表明该基因与蟾、原鸡的遗传距离最远,与梅花鹿、牛、羊的遗传距离最近。     

东方蜜蜂卵黄原蛋白基因cDNA克隆及其基本生物信息学特征

卵黄原蛋白(vitellogenin,Vg)基因在蜜蜂的卵巢发育、胚胎营养、劳动分工、行为调控、气候适应、寿命延长等方面起着重要作用,但东方蜜蜂中该基因的基础数据却鲜有报道。本研究对东方蜜蜂Vg基因的cDNA全长序列进行了克隆、测序和基本的生物信息学分析,结果表明:东方蜜蜂Vg基因cDNA全长序列为5313bp,提交到Gen Bank的登录号为KP119837,该基因共编码1770个氨基酸,其cDNA和所编码的氨基酸序列与意大利蜜蜂的同源性分别为93%和89%,其保守区序列占全序列的63%。基于Vg基因对蜜蜂属内序列已知的4种蜜蜂构建的系统发育树显示:东方蜜蜂与意大利蜜蜂的亲缘关系最近,与大蜜蜂的亲缘关系稍远,与小蜜蜂的亲缘关系最远。本论文为进一步研究东方蜜蜂Vg基因的功能奠定了基础。     

SMART技术构建的辣椒疫霉菌与辣椒互作AD-cDNA文库

为了分离和克隆辣椒中疫霉菌诱导基因,以接种辣椒疫霉菌的叶片为材料,利用SMART技术构建辣椒疫霉菌与辣椒互作的双杂交c DNA文库。结果表明:该文库容量为3.6×106cfu,重组率88%左右,插入片段集中在300~2000bp之间,平均长度约为800bp,表明获得的文库质量较高,该文库将为分子育种提供重要的基因资源。     

三种去除非全长 cDNA 片段方法的比较研究

以小桐子的雌花为材料，用胶回收法、CHROMA －SPIN 400柱离心法和CHROMA －SPIN 400柱自流法分别去除全长cDNA文库构建中非全长cDNA小片段，从去除效果、回收率、成本、实验时长、一次处理量这5个方面对3种方法进行了综合比较与评价。结果表明：CHROMA －SPIN 400柱自流法在回收率方面有明显优势；胶回收法与 CHROMA －SPIN 400柱离心法的回收率接近，但胶回收法成本低于CHROMA －SPIN 400柱法，且对非全长片段去除更彻底。反倒是最新的CHROMA －SPIN 400柱离心法在关键方面都不及另两种方法，不提倡使用，结论为胶回收法是去除全长cD N A溶液中非全长片段的理想方法。