利用第三代纳米孔长读段测序技术构建和注释蜜蜂球囊菌的全长转录组

[目的]利用第三代纳米孔(nanopore)长读段测序技术对蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis,简称球囊菌)的纯化菌丝(Aam)和孢子(Aas)进行测序,构建和注释球囊菌的高质量全长转录组.[方法]通过Oxford Nanopore PromethION平台对Aam和Aas进行测序.利用Guppy软件对原始读...     

苦茶全长转录组测序及基因结构分析

为进一步探究苦茶特异性状形成的遗传基础,基于PacBio对苦茶进行Iso-Seq,最终得到Polished consensus序列132 334个,其中有26 184个为已知基因的新转录本,7 115个为新基因,同时鉴定得到21 106个SSR位点;基因结构分析结果中,4 892个基因发生了可变剪切事件,其中内含子滞留...     

基于全长转录组测序的牛脂肪组织可变剪接事件分析

为探究可变剪接影响下更为复杂的脂肪沉积调控网络,明晰可变剪接事件的发生对脂肪沉积调控机制的影响,本研究基于PacBio测序平台的第三代测序技术,对夷陵黄牛腹腔脂肪、皮下脂肪、肌间脂肪进行全长转录组测序分析。共发现15 445个基因检测到50 520个可变剪接,占牛全部基因的33.4%。对这些基因进行富集分析发现,83个GO条目显著富集,这些显著富集的通路可能参与脂肪沉积网络的调控,其中16个与脂质合成及代谢相关,27条KEGG通路显著富集,其中15条与脂质合成及代谢相关。使用KOG、KEGG、NR、Swiss Prot、GO数据库对测序序列进行注释,80 756条序列共注释到69 259个基因,94 458条CDS序列及对应的pep序列。其中GO分析中15 039条序列富集到507个生物学过程条目,7 907条序列富集到214个细胞组分条目,30 672条序列富集到559个分子功能条目。KEGG数据分析富集到34条通路共49 710条序列,其中7 002条序列参与信号转导途径。以上结果表明,牛脂肪组织存在大量可变剪接事件,并且这些发生可变剪接事件的基因对脂肪沉积的调控发挥重要作用,这可...     

尾叶紫薇全长转录组测序及微卫星标记开发

[目的]尾叶紫薇是培育香花紫薇的重要种质资源,目前花香功能基因的研究及已开发的SSR分子标记较少,无法满足分子育种研究需求.[方法]采用PacBio sequel平台对尾叶紫薇3个开花时期混样进行全长转录组测序,通过公共数据库对Unigene进行功能注释,利用MISA软件检索全长转录组的SSR位点,Primer3批量设...     

基于三色堇全长转录组的MYB基因家族鉴定

在全长转录组水平鉴定三色堇(Viola×wittrockiana Gams.)梦蝶品种MYB转录因子家族成员,对其序列特征、进化关系、蛋白质保守基序等生物信息学特征进行鉴定,为三色堇MYB基因功能研究提供参考。鉴定结果表明,三色堇含有121个MYB,包含61个1R-MYB、57个R2R3-MYB与3个3R-MYB类转录因子;保守基序预测得到20个motif,其中motif2分布频次最高(15.2%),motif20分布频次最低(0.3%);利用WebLogo分析鉴定出三色堇R2R3-MYB类转录因子保守结构域含有W型R2R3保守基序;通过三色堇与拟南芥的同源性与进化关系对三色堇基因功能进行预测,得到30个亚群,其中22个亚组能聚集到拟南芥亚群中,可推测这些VwMYB基因具有相似的功能。本研究结果可为三色堇MYB基因的功能挖掘提供理论基础。     

芋全长转录组测序分析及淀粉生物合成相关基因挖掘

【目的】获取芋(Colocasia esculenta)全长转录本序列和结构信息,并挖掘淀粉生物合成相关基因和转录本的结构信息,为后续阐明芋淀粉生物合成的分子机制及深入利用芋基因资源提供科学依据。【方法】以荔浦芋1号为试材,采集其3月龄植株的不同组织(叶片、叶柄、球茎、匍匐茎和根)开展混合样三代全长转录组测序,对获得的转录本进行功能注释,通过生物信息学方法分析转录本可变剪接(AS)、可变多聚腺苷酸化(APA)、长链非编码RNA(lncRNA)、转录因子(TF)和简单重复序列(SSR)等的结构信息,通过京都基因和基因组百科全书(KEGG)注释获得芋淀粉生物合成相关的基因和转录本,并对其进行AS和APA分析。【结果】通过对芋叶片、叶柄、球茎、匍匐茎和根混合样开展三代全长转录组测序,共获得全长转录本序列38 043条;通过与参考基因组进行比对,鉴定出新转录本31 058条,其中28 785条获得功能注释;通过对转录本结构分析,共鉴定出9360个AS事件、6436个基因存在poly(A)位点、25 081个SSR位点、304个lncRNA、1911个融合转录本和1608个TF。通过KEGG注释...     

马氏珠母贝(Pinctada fucata)血细胞全长转录组测序与分析

[目的]开发马氏珠母贝(Pinctada fucata)基因组资源,挖掘功能基因。[方法]以马氏珠母贝血细胞为试材,利用单分子实时技术(single-molecule real time, SMRT)进行全长转录组测序,并对所获得unigenes进行功能注释和基因结构分析。[结果]共获得277 064条全长非嵌合序列和82 381个基因。经过比对nr、SwissProt、KEGG和KOG数据库进行注释和功能分类后,共得到59 621个注释基因。同时,在8 493条基因中共发现11 219个SSR位点,其中以二核苷酸重复基元类型最高(50.9%)。生物信息学分析鉴定得到20 013个lncRNA、2 004个转录因子、10 522个可变剪切分析位点。[结论]使用SMRT技术能够深入挖掘马氏珠母贝全长转录组数据,为进一步探讨马氏珠母贝功能基因的挖掘、免疫响应及遗传机制的研究提供可靠的基因组资源。     

泸定百合转录组测序与特性分析

泸定百合是非常优良的种质基因资源,鳞茎研究是其科研和生产的关键环节,然而泸定百合鳞茎的分子生物学研究尚属空白。为揭示泸定百合鳞茎的分子机制,应用高通量测序技术对泸定百合的鳞茎进行转录组分析。原始数据经过生物信息学分析后,共获得4.9 G有效数据,43 412条Unigene;所获得的Unigene与NR,GO,COG和KEGG等数据库进行搜索比对后,发现有30 225条和21 531条Unigene分别获得NR和GO注释,14 069条Unigene得到COG注释,GO注释中获得374条Unigene可能作为转录因子参与泸定百合鳞茎的形成与发育;共有10 822条Unigene参与了KEGG代谢途径,其中有571条Unigene注释到次生代谢合成途径,其中66条和23条Unigene分别参与了萜类和生物碱的合成。研究结果为采用生物技术手段提高百合的药用成分的含量及改善其园艺性状积累了基本资料。     

山羊5个组织的全长转录组构建与分析

【目的】构建山羊（Capra hircus）全长转录组,旨在改进参考基因组的功能注释。【方法】利用PacBio长读段测序技术对南江黄羊肝、脾、肾周脂肪、背最长肌和睾丸5个组织的混合样本进行高通量测序;对原始数据进行校正、聚类去冗余,最后用KEGG数据库对预测转录本序列进行功能注释。【结果】质控后获得28 432条高质量一致性全长序列,其中99.49%的序列被成功比对到山羊基因组;得到源自9 879个基因的19 115个转录本。进一步分析得到表达基因总数的41.39%发生了可变剪接;其中起始外显子可变剪接占比最高（36.47%）,外显子互斥占比最低（1.78%）。另外,144条序列未被比对到参考基因组上,这些序列的平均GC含量高达56.50%;利用KEGG数据库对其进行功能注释,揭示28个转录本与免疫系统相关。【结论】获得的测序数据全面涵盖混合样本中表达的转录本,证明了山羊基因组转录的复杂性。研究结果总体上提高了每个基因平均表达的转录本数量,证明可变剪接的广泛存在;未成功比对的转录本序列GC含量较高且许多转录本来自免疫基因的表达。     

基于转录组测序解析南瓜子叶黄化的分子机理

为研究南瓜叶色黄化突变的机制,挖掘黄化相关关键基因,试验以南瓜自然黄化突变体为试材,通过高通量RNA测序(RNA-seq)对苗期子叶进行转录组分析。结果表明：从检测的26 445个表达基因中鉴定出12 687个差异表达基因(DEGs),包括6 444个上调基因,6 243个下调基因;其中2 321个DEGs是转录因子编码基因。选取14个与光合色素密切相关的DEGs进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析,发现它们的基因表达水平与转录组测序结果一致。经KEGG富集分析,发现卟啉和叶绿素(Chl)生物合成、光系统Ⅰ、光系统Ⅱ、光合作用-天线蛋白、电子传递和F型ATP酶相关基因的表达显著下调。谷氨酰-tRNA还原酶、镁离子螯合酶、叶绿素a加氧酶基因异常表达,血红素代谢相关基因表达上调抑制了Chl合成;β-胡萝卜素3-羟基酶促进了类胡萝卜素生成;另外,光合作用过程受阻也反馈抑制Chl合成,Chl合成受阻和类胡萝卜素合成受促导致南瓜叶色黄化。研究结果为南瓜黄化突变的分子机制提供了新的见解,为关键基因功能分析和南瓜育种奠定了基础。     

基于SMRT技术的水杉全长转录组分析及基因功能注释

以水杉原生种为材料,提取其幼嫩植株的根、茎和叶的总RNA,经m RNA纯化、反转录、全长转录组文库构建等过程,再采用SMRT技术测定其全长转录本序列,运用生物信息学对获得的原始转录组数据进行分析。结果显示：提取的总RNA符合建库要求;全长转录组测序共获得了包含5 914 711个亚读段(subreads)的14.0 Gb的数据,质量控制处理后包括236 130个全长非嵌合读段(reads)和97 626个一致性reads;转录本经去冗余处理后共获得61 057个全长一致性读段(unigenes),其中有54 099个被成功注释到7个数据库中,注释比达88.60%;对水杉unigenes作CDS(coding sequence)长度分布及转录因子分析,其CDS长度范围为144～6477 nt,平均长度约为679 nt;共检测到2386个转录因子,这些转录因子可以归类为29个家族。     

基于转录组测序的紫薇SSR特征分析

以紫薇叶片为材料,通过Illumina Hiseq X Ten测序平台进行高通量测序,利用MISA软件分析转录组的SSR相关信息。结果表明：测序共获得31 461条Unigene序列,总长度34 408 463 bp,其中有5 617条Unigene序列含有SSR位点,共发现SSR位点6 761个,出现频率为21.49%,平均分布距离为5.09 kb;主要的优势重复类型为二核苷酸重复和三核苷酸重复,分别占总SSR的44.95%和36.41%;AG/CT和A/T为SSR优势重复基元,出现频率分别为40.23%(2 720个)和16.57%(1120个)。分析表明,紫薇转录组中SSR类型丰富、位点出现频率高、多态性潜力高,在紫薇种质遗传多样性研究、品种鉴定、杂种鉴定等方面具有应用价值。     

基于转录组测序的金钱蒲类黄酮生物合成基因的表达分析

【目的】高通量测序获取金钱蒲（Acorus gramineus）7个不同组织转录组信息,为不同组织中类黄酮化学成分合成差异提供分子信息,进而在分子水平上研究金钱蒲不同组织内类黄酮化学成分合成差异。【方法】利用高通量测序技术平台完成金钱蒲7个不同部位的转录组测序,对unigenes进行功能注释,借助注释结果挖掘类黄酮生物合成通路,筛选通路中的差异表达基因（Differentially expressed genes,DEGs）并进行表达量分析。【结果】共获得高质量数据39.91～42.97 M,总碱基量为5.98～6.45 Gb,Q30碱基百分比大于94.05%,GC含量为47.81%～50.32%。18 616条unigenes在GO数据库中获得62 506个注释,根据功能划分为细胞组分、分子功能及生物过程三大类,分别对应6、14、21个亚类,大量基因分布在细胞解剖实体、连接、催化活性和细胞过程等亚类中。10 124条unigenes富集在KEGG数据库的5大类19个亚类中,从其中筛选出4条类黄酮生物合成途径,14个关键酶,63个差异表达酶基因。这些基因在金钱蒲7个组织中具有表达差异性...     

低温条件下日本医蛭各组织基因表达转录组测序及qPCR验证

为解析日本医蛭(Hirudo nippnica Whitman)繁殖的分子机理,研究不同.温度下饲养的日本医蛭各组织基因表达差异情况.利用转录组学测序检测不同温度饲养条件下日本医蛭肌肉、环带和头部组织的基因表达情况,筛选出11个差异表达基因,并对其进行qPCR验证.qPCR结果显示一种具有去饱和酶功能的膜蛋白编码基因G...     

基于纳米孔全长转录组数据完善东方蜜蜂微孢子虫的基因组注释

[目的]利用已获得的纳米孔全长转录组数据对现有的东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)参考基因组的基因序列和功能注释进行完善.[方法]采用TransDecoder软件预测东方蜜蜂微孢子虫基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)及相应的氨基酸.利用gffcompare软件将全长转录本与参...     

基于全长转录组的蚕豆WRKY基因家族分析及耐盐胁迫相关候选基因挖掘

WRKY基因是植物特有的转录因子基因,能够调控植物的生长发育和胁迫响应。为了鉴定蚕豆WRKY基因家族成员,揭示其进化关系并挖掘与盐胁迫相关的候选WRKY基因,本研究在完成蚕豆全长转录组测序(9个样品)和二代转录组测序(27个样品)的基础上,利用生物信息学方法对WRKY转录因子基因进行鉴定与分析,并通过拟南芥同源基因比对挖掘盐胁迫相关的候选VfWRKY基因。结果表明,蚕豆全长转录组测序共获得53.84 Gb数据量,通过比对和校正最终获得58 885条转录本序列信息;基于蚕豆全长转录组共鉴定出113个WRKY家族成员,氨基酸数目为153～737 aa,等电点为4.84～9.87,113个WRKY家族蛋白质全部定位于细胞核中;根据拟南芥WRKY家族系统发育特征,VfWRKY基因家族可分为3组,分别为group 1(38个VfWRKY)、group 2(61个VfWRKY)、group 3(14个VfWRKY);Motif 1和Motif 3是VfWRKY基因家族的特征基序,并对应WRKY保守结构域,在进化过程中较为保守;VfWRKY基因家族主要富集在植物MAPK信号通路、植物与病原菌相互作用...     

基于转录组测序的黄麻SSR分子标记开发与初步验证

为开发黄麻SSR引物,为黄麻分子标记辅助育种等研究提供有利工具,在黄麻转录组测序的基础上,采用MicroSAtellite(MISA)软件进行SSRs搜索,并对部分SSR引物的多态性进行验证,结果表明:1)在1kb以上的13 718条unigene中,共检测到8 571个SSR位点,占评估序列数目的62.47%,平均每3.47kb有1个SSR;2)所开发的SSR标记中,单核苷酸重复序列最多,占42.15%,二核苷酸和三核苷酸序列也较丰富,分别占14.80%和16.74%;3)利用Primer3.0软件设计了与木质素合成酶基因及MYB转录因子相关的880对引物,随机选取29对引物,以8份不同类型黄麻种质进行多态性验证,获得8对具有稳定多态性的引物,多态性引物比率为27.58%。结果表明,基于黄麻转录组序列的SSR标记开发是可行的,开发的SSR标记可为黄麻属遗传多样性分析、遗传图谱构建及功能基因的挖掘等研究提供有利工具。     

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。