高通量转录组测序技术在猪肉品质研究中的应用进展

猪肉中基因的表达决定了蛋白质的种类、结构和功能,从而决定了肉品质,而肌内脂肪(IMF)和肌纤维(MF)是影响肉品质的关键物质。本文主要综述了高通量转录组测序技术在研究猪肉品质相关的IMF和MF转录组的应用,重点阐述了其研究进展。     

单细胞转录组测序技术原理及其应用

基因转录调控及其机制分析是后基因组时代生物学研究的重点之一。常规研究往往建立在细胞群体或者组织上,一般表现出的是细胞的综合反应,难以判断单个细胞的情况,而在肿瘤、疾病预防等方面都需要对少量或单个细胞进行研究,因此,单细胞研究技术必不可少。常规的基因组扩增技术难以消除内含子的影响,并且无法用来阐述某些类型或某些特殊单个细胞之间基因表达的异质性,而转录组测序从RNA入手,将其反转录为cDNA后再进行大量扩增,可以完美地消除内含子的影响。本文主要就单细胞分离技术、单细胞转录组测序技术、高通量测序技术进行综述,并列举了现阶段的研究进展,分析了该项技术在各个领域的应用以及在家畜育种中的应用前景。     

基于高通量测序技术的敖鲁古雅驯鹿鹿茸转录组分析

试验旨在通过高通量测序技术获得驯鹿的遗传信息和鹿茸组织的转录组特征,并进一步挖掘其中与鹿茸经济性状相关的关键基因信息。对驯鹿鹿茸组织提取RNA,检测RNA纯度、完整性及是否有污染,合格后构建文库,文库构建成功需要进行库检,库检合格后使用Illuminanovaseq平台进行转录组测序分析。利用Diamond、HMMER、KAAS、Blast2GO等软件对驯鹿鹿茸转录组序列进行了功能注释、基因丰度分析和其他分析。结果显示,测序获得47 818 202条raw reads,经过滤和质量检查得到了46 964 478条clean reads,组装后得到49 171个Unigenes,表明本次测序获得了高质量的鹿茸转录组。基于序列一致性分析,Unigenes与NR、Swiss-Prot、KOG、KEGG、Pfam、GO数据库比对注释成功总共占89.54%,共44 029条序列。Corset聚类后得到49 171个Unigenes,在这些Unigenes中共找到13 795个SNPs位点和18 446个SSRs位点。GO注释结果显示22 955个Unigenes得到注释,占总注释结果的46.68%。与KEGG数据库进行比对分析,发现49 171个Unigenes可能参与或涉及代谢途径,其中20 258个Unigenes共注释到32个KEGG代谢通路。此外,在转录组结果中发现了一些高丰度的基因,如OPN、TMSB4、TMSB10等,它们的功能可能与驯鹿生茸有关。本试验结果不仅对驯鹿的基因组数据进行了补充,而且还初步揭示了生长期驯鹿鹿茸的基因特征,为驯鹿分子遗传学研究、资源保护与利用及种群资源恢复提供了参考。     

基于转录组测序分析象草木质素合成的研究

采用高通量测序技术Illumlna HiSeq 2000对高木质素的象草品系eg7和低木质素的象草品系eg87(对照)茎组织进行转录组比较测序。测序获得了169630902个序列读取片段(reads),包含13788439920nt碱基信息。对reads进行序列组装,获得87641个单基因簇(unigene),平均长度580nt。从长度分布、GC含量等方面对unigene进行评估,数据显示测序质量好,可信度高。将获得的unigene与Nr、Nt、Swiss-Prot、COG、GO和KEGG数据库进行序列同源性比较和功能分析,62557个unigene与其他生物的已知基因具有不同程度的同源性,象草与高粱序列同源性最高。共鉴定出33323个差异表达基因,其中上调基因9704个(29.12%),下调基因23619个(70.88%);GO分析显示39968个unigene归为54个功能类别,大量unigene与细胞进程、代谢过程、催化活性等相关;KEGG pathway分析富集得到127条代谢通路,包括光合作用、betalain生物合成、苯丙烷类代谢、苯丙氨酸代谢等,苯丙烷类代谢途径差异基因富集程度高、差异基因数目最多,达285条,该途径中64条木质素单体合成酶基因表达上调,79条ClassⅢ型植物过氧化物酶基因表达下调、22条上调。挑选9个差异基因进行qRT-PCR验证,9个基因的表达趋势与高通量测序结果一致。为象草的分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据,对于了解象草茎生物合成与木质素调控基因挖掘和多用途定向育种具有指导意义。     

转录组测序技术在绒毛用羊中的应用研究进展

高通量转录组测序技术在绒毛用羊参考转录组信息的研究过程中发挥着越来越重要的作用。作者主要介绍采用二代高通量测序技术(以RNA-Seq为主),挖掘绒毛用羊产毛、产绒等重要功能性状的分子标记,重点分析新发现的山羊新基因及与绒毛用性能相关的候选标记,为调控绒毛生长的分子机制、相关基因表达调控网络及绒毛分子育种等工作的深入研究提供参考。     

单细胞转录组测序技术及其在动物繁殖中的应用进展

动物繁殖在动物种群发展和生命进化的过程中起到群落延续、物种演化、进化变异等至关重要的作用。繁殖是各种生殖细胞的动态变化和互作效应的结果,对生殖细胞动态变化机制进行解析是了解动物繁殖过程的基础。单细胞转录组测序技术在群体细胞中以单细胞维度深入解读信息,逐步成为解读细胞类群异质性、关键基因筛选、相关通路表达、细胞互作等具有复杂性、多样性、动态性的生物学问题的首要选择。目前,单细胞转录组测序技术已经开始从动物生殖细胞的角度对动物繁殖的相关机制进行更深入的探究,以此进一步研究动物繁殖的相关过程。因此,本文主要对单细胞转录组测序技术的相关内容以及其在动物繁殖中的相关应用进行总结。     

单细胞转录组测序技术及其在肌内脂肪细胞研究中的应用

单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)技术在单细胞水平对转录组进行测序,可从表达量、细胞量及细胞组成等多种角度描述样本,主要包括单细胞分离、mRNA反转录、文库构建、转录组测序和数据分析等步骤。单细胞分离是scRNA-seq技术操作的第一步,常用的细胞分离方法有连续稀释法、显微操作法、荧光激活流式细胞术、激光捕获显微切割术和微流控技术。基于不同细胞捕获、cDNA扩增和文库构建开发了许多scRNA-seq方法,如CEL-seq2、Drop-seq、MARS-seq、SCRB-seq、Smart-seq、Smart-seq2等。与传统测序方法相比,scRNA-seq可识别单个细胞的基因表达信息、记录细胞的空间位置、跟踪不同细胞谱系在分化过程中的轨迹,这为研究难以大量提取的肌内脂肪细胞分子特异性和发生分化过程带来极大便利。作者简要介绍了scRNA-seq技术的关键步骤,比较分析了单细胞分离和转录组测序方法的优缺点,综述了肌内脂肪细胞的起源以及scRNA-seq在肌内脂肪细胞的亚群和标记基因鉴定以及细胞分化轨迹追踪中的应用,以期为肌内脂肪...     

转录组测序及其在牧草基因资源发掘中的应用前景

本研究概述了基于新一代高通量测序技术转录组测序的基本原理、实验流程、数据分析和目前的应用现状,并结合抗旱牧草转录组测序研究思路,展望了转录组测序可能对牧草种质资源基因发掘及其在牧草作物种质创新与品种设计育种中产生的影响。     

基于高通量测序的海滨雀稗转录组学研究

采用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq 2000对海滨雀稗叶片转录组进行测序,结合生物信息学方法开展基因表达谱研究和功能基因预测。通过测序,获得了47520544个序列读取片段(reads),包含了4752054400个碱基序列(bp)信息。对reads进行序列组装,获得81220个单基因簇(unigene),平均长度1077 bp,序列信息达到了87542503 bp。另外从长度分布、GC含量、表达水平等方面对unigene进行评估,数据显示测序质量好,可信度高。数据库中的序列同源性比较表明,46169个unigene与其他生物的已知基因具有不同程度的同源性。海滨雀稗转录组中的unigene根据GO功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物学过程三大类48个分支,其中有大量unigene与代谢进程、结合活性和细胞进程相关。将unigene与COG数据库进行比对,根据其功能大致可分为25类。KEGG 数据库作为参考,依据代谢途径可将unigene定位到112个代谢途径分支,包括苯丙氨酸代谢通路、植物与病原物互作、植物激素生物合成和信号转导、黄酮类化合物合成、萜类骨架生物合成、脂类代谢、RNA降解等。SSR位点查找发现,从81220个unigene中共找到22721个SSR位点。SSR不同重复基序类型中,出现频率最高的为A/T,其次是CCG/CGG和AGC/CTG。本研究首次对海滨雀稗转录组进行了分析,为草坪草的分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据来源。     

种子引发的研究现状

概述了种子引发的研究现状,主要包括引发的重要方法及其原理、影响引发的因素和引发生理生化机理等.阐述了种子引发的应用前景和应予以关注的研究问题.     

猪传染性胸膜肺炎的研究现状

猪传染性胸膜肺炎,也称猪胸膜肺炎,是由胸膜肺炎放线杆菌引起的以急性胸膜肺炎为特征的猪的呼吸道传染病。病理特征是纤维素性胸膜炎和出血性坏死性肺炎。本病由Pattison等于1957年首次报道。     

Current status and future perspectives for sequencing livestock genomes

Only in recent years, the draft sequences for several agricultural animals have been assembled. Assembling an individual animal’s entire genome sequence or specific region(s) of interest is increasingly important for agricultural researchers to perform genetic comparisons between animals with different performance. We review the current status for several sequenced agricultural species and suggest that next generation sequencing (NGS) technology with decreased sequencing cost and increased speed of sequencing can benefit agricultural researchers. By taking advantage of advanced NGS technologies, genes and chromosomal regions that are more labile to the influence of environmental factors could be pinpointed. A more long term goal would be addressing the question of how animals respond at the molecular and cellular levels to different environmental models (e.g. nutrition). Upon revealing important genes and gene-environment interactions, the rate of genetic improvement can also be accelerated. It is clear that NGS technologies will be able to assist animal scientists to efficiently raise animals and to better prevent infectious diseases so that overall costs of animal production can be decreased.     

草坪草抗旱性研究现状

概述了草坪草抗旱机理和抗旱性鉴定的研究现状,抗旱主要包括御旱性和耐旱性;抗旱性鉴定主要包括反复干旱法、质膜透性、叶片含水量、草坪质量评分、脯氨酸含量和抗氧化酶含量与活性.阐述了当前草坪草抗旱性研究方向.     

披碱草属植物分类和遗传多样性的研究现状

披碱草属Elymus是小麦、大麦的近缘属,同时蕴藏着丰富的优良基因,是改良小麦、大麦和黑麦的最有前途的植物.披碱草属植物也是草原和草甸的重要组成成分,具有极高的饲用价值和重要的水土保持功能,我国具有丰富的披碱草属资源,但对其的研究和利用却十分匮乏.现从国内外分类系统的不统一和遗传多样性方面进行阐述,为充分开发利用我国丰富的披碱草属植物资源提供信息.     

单细胞转录组测序在家畜生产中的应用

常规转录组学研究大多是在器官或组织水平上进行转录组测序,忽略了细胞间基因表达的异质性,而单细胞转录组测序(single cell RNA-seq,scRNA-seq)技术可从动物组织分离出的单个细胞的微量全转录组RNA扩增后进行高通量测序,从而在单细胞水平上揭示基因与表现型的关系.现概述scRNA-seq的关键技术要点...     

基于刚毛柽柳转录组测序的EST-SSR标记识别与开发

表达序列标签-简单序列重复(EST-SSR)能为植物适应环境提供分子基础.通过对5个不同样地刚毛柽柳(Tamarix hispida)进行转录组测序、组装及比较,共识别出该物种1187个多态性EST-SSR位点.其中,三核苷酸重复数目最多(54.42％),其次是二核苷酸重复(37.66％).分别有500、176和211个EST-SSRs位于829个转录本的编码区(CDSs)、3′非翻译区(UTRs)和5′U T R s中;AGC/GCT、AT/AT和AG/CT重复类型的EST-SSRs分别在各基因区域内出现频率最高;含多态性SSRs的基因序列主要被注释到"调节转录"、"转录因子活性"、"细胞核"等GO条目,以及"代谢途径"和"植物激素信号转导"等KEGG代谢通路;通过PCR扩增、测序及毛细管电泳验证,从15个随机挑选的SSR位点中开发出13个多态性SSR标记.本研究为开展刚毛柽柳的种群遗传学和SSR变异相关的适应进化机理研究奠定了基础.     

饲料稻研究现状及发展前景

饲料稻由于最适水田环境,在需要水田转种、低质水田种植食用稻品质不佳或荒废湿地再利用等地区,作为转种或再植作物逐渐引起人们的重视,它不仅可以保住水田面积,还能生产较为优质的饲料,带来较高的经济效益和生态效益.本研究就国内外饲料稻的品种开发、栽培管理和加工利用等方面的研究现状进行了论述、分析,并就其发展前景进行了探讨.     

Current status of research on linear type traits in Indian cattle and future strategies

Tropical Animal Health and Production - Linear type traits are of quite importance to animal breeders because of their significant influence on production performance as well as longevity and thus...