2种不同生长规格墨瑞鳕肌肉组织转录组测序分析

【目的】掌握不同生长规格墨瑞鳕个体间差异表达基因的表达特点,为其功能相关基因深度挖掘及分子遗传育种提供科学依据。【方法】挑选同一养殖条件下极大个体和极小个体的墨瑞鳕,构建肌肉组织cDNA文库后,采用Illumina HiSeqTM 4000测序平台对存在生长差异的墨瑞鳕肌肉组织进行转录组测序分析,获得的Unigenes在Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot、KEGG和GO等数据库中进行比对;通过FPKM及DEGseq筛选出差异表达基因,以GOseq和KOBAS对差异表达基因分别进行GO功能注释及KEGG信号通路富集分析,并采用MISA进行SSR鉴定分析。【结果】从墨瑞鳕肌肉组织中共测序获得39749条Unigenes,其长度范围在301~55230 bp,平均长度为1705 bp。注释到Nt、Nr、Swiss-Prot、Pfam数据库的Unigenes分别有27046、20824、18268和17772条,在7个数据库中均得到注释的Unigenes共计6742条,占Unigenes总数的16.96%。根据差异表达基因筛选条件P<0.05且|log₂ Fold Change|>1,共筛选出722个差异表达基因,其中上调基因308个、下调基因414个。差异表达基因GO功能注释分析结果表明,注释基因数目较多的GO功能条目包括细胞过程、代谢过程、膜、细胞器及结合等;KEGG信号通路富集分析发现,差异表达基因被成功富集到234条信号通路上,主要涉及磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶信号通路、MAPK信号通路、胰岛素信号通路及FoxO信号通路等。在39749条Unigenes中鉴定筛选出22120个SSRs,占Unigene总数的55.65%,SSR的平均间距为3063 bp。【结论】基于转录组测序分析获得的墨瑞鳕肌肉组织差异表达基因以发挥结合、细胞过程及代谢过程等功能为主,且主要富集在PI3K-Akt信号通路、核糖体信号通路、FoxO信号通路及细胞凋亡等能量代谢相关通路上,通过共同协调而对墨瑞鳕的生长发育起调控作用。     

LPS对猪中性粒细胞Mac-1表达的影响及相关信号机制

【目的】研究致炎因子LPS对猪中性粒细胞表达巨噬细胞表面分子抗原(Mac)-1的诱导作用及有关的信号机制,为LPS致炎机制及抗炎药物机理研究提供依据。【方法】采用密度梯度离心法分离猪中性粒细胞,以流式细胞术检测Mac-1表达,以实时荧光定量PCR检测p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)、Janus激酶(JAK)、p65核转录因子(p65 NF-κB)mRNA相对表达量。【结果】1、10、100、1 000 ng/mL的LPS对猪中性粒细胞Mac-1表达表现出增加趋势,其中100、1 000 ng/mL的LPS明显促进Mac-1表达,差异极显著(P<0.01)。1、10、100、1 000 ng/mL的LPS可呈剂量依赖性促进猪中性粒细胞JAK mRNA表达(P<0.01);100 ng/mL LPS可显著促进p38 MAPK mRNA表达(P<0.05);10 ng/mL LPS可分别显著促进PI3K、p65 NF-κB mRNA表达(P<0.05)。【结论】LPS呈剂量依赖性诱导猪中性粒细胞Mac-1表达,其信号机制与...     

半番鸭与番鸭精巢组织差异表达转录组测序分析

【目的】研究半番鸭与番鸭精巢组织转录组差异表达基因,为进一步阐明半番鸭不育的遗传机制奠定理论基础。【方法】利用转录组测序方法对半番鸭和番鸭的精巢组织进行研究,筛选其差异表达基因,并对其功能进行注释和荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,QRT-PCR)验证。【结果】测序共获得43.84Gb Clean Data,组装后共获得193 535条Unigene。DESeq分析发现3 597个基因在两个鸭品种间差异表达,其中上调基因1 194个和下调基因2 403个,包括与生殖功能相关的基因,如成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)、蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)、丝裂原活化蛋白激酶7(mitogen-activated protein kinase 7-like,partial,BMK)、生长因子受体结合蛋白2(growth factor receptor-bound protein 2,GRB2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)和肿瘤坏死因子受体超家族成员6(tumor necrosis factor receptor superfamily member 6,FAS)等。GO(gene Ontology)分析发现382个差异基因获得功能注释,其中97个基因涉及发育繁殖生物学过程。KEGG(kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析表明差异表达基因共富集到50条信号通路中,其中17个通路显著富集,包括丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路(mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK)、甘油酯代谢(glycerolipid metabolism)以及钙信号途径(calcium signaling pathway)信号通路等,与生殖功能密切相关的有促性腺激素释放激素信号通路(gonadotropin releasing hormone(Gn RH)signaling pathway)和MAPK信号转导通路。经QRT-PCR验证,差异基因表达变化模式与转录组测序结果一致,测序结果可靠。【结论】在转录组水平上筛选出半番鸭和番鸭精巢组织差异表达基因,揭示了Gn RH和MAPK信号通路在鸭的生殖活动中发挥了重要作用,为进一步探索半番鸭生殖系统的分化机理提供可靠的参考依据。     

番鸭催乳素基因微卫星多态性

根据肉鸡和火鸡催乳素基因微卫星序列设计5对引物,进行番鸭催乳素基因微卫星多态性分析。结果表明:引物AW21831没有扩增产物;引物AW21827和AW21833为单态;引物AW21825和AW21829具有较丰富的多态性,多态信息含量(PIC)分别为0.68和0.62。说明引物AW21825和AW21829可作为PRL基因的微卫星标记、数量性状位点基因定位的候选标记和标记辅助选择的候选标记。     

MEF2a基因在肌肉组织中的表达研究

分别取90日龄、180日龄和270日龄大白猪心肌、背肌和腿肌,提取总RNA,设计并合成猪MEF2a引物,以β肌动蛋白作为内参,利用Real-time PCR方法检测不同日龄大白猪肌肉组织中MEF2a基因mRNA的表达.结果表明,不同日龄大白猪的心肌和背肌中,MEF2a基因mRNA的表达水平无显著差异,在腿肌中有显著差异(P<0.05).从90日龄到270日龄,MEF2a基因在心肌、背肌和腿肌的表达水平均差异显著(P<0.05),腿肌最高,其次是背肌,心肌最低.据此推测,MEF2a基因在猪成体后的肌肉组织中,主要是促进I型肌纤维的生成,而不再是介导细胞分化.     

黑羽番鸭及继代选育后代的胸腿肌营养成分测定

为加快优质型黑羽番鸭的培育,同时为黑羽番鸭的饲料配方设计和营养需求提供参考,对黑羽番鸭第13周龄(上市期)、第24周龄(产蛋期)、第51周龄(成年期)以及继代选育后代第13周龄的胸腿肌营养物质含量进行了测定。结果表明:黑羽番鸭胆固醇含量胸肌中为55.01~55.29 mg/100g,腿肌中为50.93~53.09mg/100g;肌苷酸含量胸肌为2.98~3.69mg/g,腿肌为3.02~3.36mg/g,胸肌中公鸭显著高于母鸭,腿肌中第24周龄和第51周龄性别间差异显著;氨基酸丰富且含量高。后代黑羽番鸭中胆固醇含量较上世代减少1.1mg/100g左右,肌苷酸含量提高0.4mg/g左右,风味氨基酸含量除脯氨酸较上世代有所降低外,其余均得到提升,增幅在0.1~0.5mg/g。培育的黑羽番鸭符合优质型肉鸭的特点,具有明显的种质新特性,市场竞争优势明显,产业化前景广阔。     

基于转录组测序的越橘PDR转运蛋白基因的发掘及其表达分析

以越橘果实转录组测序文库为基础,借助生物信息学方法对越橘PDR型转运蛋白基因进行鉴定,并利用实时荧光定量PCR技术对其在越橘不同器官和组织中的相对表达量进行分析。结果表明:越橘果实至少含有30个PDR转运蛋白基因;从越橘果皮和果肉差异表达文库中筛选出21个差异表达基因,且都是在果皮中上调表达的基因;通过qRT-PCR分析,发现21个PDR转运蛋白基因在越橘不同器官和组织中的表达具有组织特异性,其中有16个基因在根中表达量最高。     

天柱黑番鸭催乳素基因内含子1的PCR-RFLP分析

利用PCR-RFLP技术,对天柱黑番鸭和白羽番鸭的催乳素(Prolaction,PRL)基因内含子1进行了酶切和序列分析。结果表明:PRL基因内含子1存在两个DraI酶切位点,其中1个位点具有DraI多态性。该位点由于在1 326 bp位置发生了A→G的碱基突变,产生了AA、AB和BB3种基因型。其中,BB基因型频率在天柱黑番鸭和白番鸭中分别为0.714 3和0.705 9,B等位基因频率在两组番鸭中相应为0.821 4和0.794 1。χ2检验表明,基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡,因此,BB基因型为优势基因型,B基因为优势等位基因。     

猴樟叶片转录组测序及盐碱胁迫响应基因表达模式研究

为了解猴樟响应盐碱胁迫机制,以2个耐盐碱猴樟品系和1个盐碱敏感型猴樟品系3年生种苗叶片为材料,利用Illumina Hiseq^TM平台对其进行转录组测序,对6个精氨酸和脯氨酸通路相关基因进行qRT−PCR分析。结果表明：研究共获得72369条Unigenes,其中39156条Unigenes在NR、NT、KEGG、SwissProt、PFAM、GO、KOG数据库中获得注释;HDHZ vs. HJHZ 组有5415个DEGs,其中4003个得到GO注释;YYHZ vs. HJHZ 组有4665个DEGs,其中331个得到GO注释。此外,KEGG通路分析发现,HDHZ vs. HJHZ组上调基因主要富集在氨基酸代谢和生物碱合成相关通路,下调基因主要富集在倍半萜和三萜的生物合成,以及光合作用相关通路;YYHZ vs. HJHZ组上调基因主要富集在倍半萜和三萜的生物合成及类黄酮生物合成通路;下调基因主要富集在色素代谢和酚类物质代谢相关通路。结合6个差异表达基因的qRT−PCR结果,生物碱类、精氨酸和脯氨酸代谢可能在猴樟响应碱胁迫过程中起主要作用,所得基因的表达模式与RNA−Seq数据结果一致,证实RNA−Seq数据准确。     

花椒茎尖节点转录组测序及基因注释

花椒茎枝有尖锐皮刺,在实际生产中增加采摘成本,并降低采摘效率。为培育品质优良的无刺品种,筛选皮刺分化的关键基因具有重要意义。使用二代高通量测序技术对花椒皮刺起始分化的茎尖节点组织转录组进行测序,使用生物学软件对原始数据进行拼装,最终获得45 057条转录本序列。使用比对工具将得到的转录本与Swiss-Prot,NR,Pfam,KEGG,KOG数据库比对后,80.34%的转录本序列至少被一个数据库注释。获取的大量的基因序列及注释信息为进一步探究花椒皮刺分化分子机理提供了良好的基础,为定位皮刺分化关键基因提供依据。     

基于全转录组测序的绵羊胚胎不同发育阶段 骨骼肌circRNA的分析与鉴定

【目的】肉用性状是家养动物的重要性状,尤其是产肉性能与骨骼肌的发育密切相关,对多数动物而言,骨骼肌的生长取决于肌纤维的早期发育。本研究将揭示绵羊（Ovis aries）胚胎期骨骼肌组织发育重要节点、肌纤维的形成及转换机制,探究骨骼肌在动物胚胎期的生长对后续发育潜力的影响。【方法】在前期绵羊胚胎期组织结构试验的基础上,选择肌纤维发育及类型转换的3个重要时间节点：胎龄85 d（D85）、105 d（D105）、135 d（D135）,并对处于这些节点期的中国美利奴绵羊胚胎背最长肌进行全转录组测序。通过生物信息学分析和功能预测筛选出差异表达显著的circRNA,采用实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）对其进行验证。【结果】通过条件筛选（|log2| ≥1且P≤0.05）获得差异表达circRNA 1 126个。将3组进行比较,在各时间节点都发现较多的特异性表达circRNA。在D85 vs D135比较组中,特异性差异表达数量最多：共发现差异表达circRNA 374个,上调表达201个,下调表达173个,其中具有4倍以上差异的基因167个,占差异基因的44.7%。对这些差异性表达的circRNA进行GO和KEGG功能分析和靶向预测,富集到与肌肉分化和肌纤维发育相关的能量代谢和信号转导通路,包括MAPK、PI3K-Akt、Ras、Regulation of actin cytoskeleton等。结果表明：在D85至D105期间富集到的差异circRNA多与肌细胞发育调控、细胞增殖和存活、细胞周期等相关,而在D105至D135期间富集到的通路则主要与能量转换、物质运输、RNA转运和DNA修复有关。靶向预测结果通过Cytoscape软件绘制出可视化共表达网络,筛选到circRNA8239、circRNA19073,circRNA2765、circRNA1616等核心调控转录物,并在D105找到调节快慢肌类型转换的关键因子circRNA7527,其靶向作用于bta-miR-135a、bta-miR-615、chi-miR-133a-5p进而调控MEF2C基因。通过3个时间节点的差异表达情况和功能预测描述选取了与肌肉发育相关的4个核心circRNA和其靶向的4个miRNA进行qRT-PCR分析,其基因表达趋势与测序数据一致。【结论】本试验在转录水平上验证了绵羊胚胎发育D85至D105是肌纤维数量的稳定发生期,而D105至D135则是肌纤维的肥大期,由此推断D105可能是绵羊胚胎发育的关键时间窗口。本研究首次基于全转录组测序构建了绵羊胚胎期骨骼肌发育的circRNA图谱,揭示了不同发育阶段的转录组差异,并对绵羊胚胎骨骼肌发育期间重要的调控因子进行挖掘和验证,发现了以MEF2C为靶基因的多个circRNA和miRNA参与MAPK信号通路,为绵羊肌纤维发育分子机制以及其它家畜非编码RNA的研究提供了参考。