基于黄地老虎转录组测序的SSR和SNP特征分析

【目的】基于黄地老虎转录组测序结果,对其SSR及SNP位点信息进行分析。【方法】对黄地老虎总RNA进行提取,使用Illumina平台对转录组进行测序,利用MISA和GATK软件分别对黄地老虎转录组的SSR和SNP位点特征信息进行分析。【结果】黄地老虎转录组数据库包含66 469条Unigene序列。利用MISA对Unigene序列进行搜索,得到SSR位点4 438个,分布于4 048条Unigene序列上,占总序列的6.09%。其中,以单碱基和三碱基重复为主,分别占总重复类型的54.73%和29.29%。A/T基元是黄地老虎SSR的优势基元。SSR基元包含4～24次重复,以5次重复（21.67%）为主。SSR位点序列长度为12～127 bp,包含3 493个中等多态性位点、820个高度多态性位点。利用GATK对Unigene序列SNP位点进行搜索,得到转换类型（237 619个）和颠换类型（133 529个）共371 148个。C/T占SNP位点总数的18.61%,比率最高;G/A位居其次（18.28%）,均属于转换类型。转换类型（64.02%）显著高于颠换类型（35.98%）。【结论...     

杜梨叶片转录组分析

杜梨(Pyrus betulifolia Bunge)抗逆性强,叶色随季节变化而改变,被广泛用于沿海滩涂景观改造,是园林绿化中常用树种。为了解杜梨色叶相关基因调控途径,对杜梨叶片进行转录组测序,共获得67.7 Gb测序数据,通过组装共得到60 611个基因,其中包含1 059个新基因;与8个功能数据库进行比对分析,共57 669个基因得到了功能注释,注释效率为95.15%;GO分析发现,已注释的差异表达基因共涉及49个功能组,主要集中在膜(细胞组分)、催化活性(分子功能)、代谢过程(生物学过程)等中;KEGG分析发现,差异表达基因主要富集在碳代谢和植物-病原体相互作用等生物学过程中;共筛选出10个与类黄酮相关的基因,分别属于UDPGT等6个基因家族;在杜梨叶片转录组中共筛选出452 501个SNP位点,碱基转换类型所占比例远远高于颠换类型,表明杜梨具有丰富的SNP位点信息。本研究结果可为探究杜梨色叶分子机制等提供理论依据。     

基于转录组测序分析牛不同脂肪组织的脂肪沉积差异研究

为了更好地了解肉牛(Bos taurus)的脂肪沉积机制，以安格斯牛（Aberdeen Angus）和西门塔尔牛（Simmental cattle）为模型，通过对2种脂肪组织（肾周脂肪和背皮下脂肪）进行RNA测序，确定转录组图谱。分析4个组织中共同的高表达基因，以及2个组织之间的差异表达基因。结果显示，每个样品获得约10.99 Gb数据，并注释总共23 472个基因。在50个高度表达的共同基因中，发现脂肪酸结合蛋白4（Fatty Acid Binding Protein4, FABP4），脂肪形成调节因子(Adipogenesis Regulatory Factor,ADIRF)和硬脂酰辅酶A去饱和酶(Stearoyl-CoA Desaturase,SCD)是与脂肪沉积相关的基因，表明这3个基因可能在脂肪沉积中发挥作用。在安格斯牛和西门塔尔牛的肾周脂肪与皮下脂肪组织之间分别鉴定出1 678个和1 955个差异表达基因。GO分析表明，一些DEG与代谢有关。KEGG途径分析显示，PPAR信号途径、甘油酯代谢和ECM-受体相互作用途径富集丰富。在背皮下脂肪中，PPAR信号途径和甘油脂代谢中的3个基因：视黄酸X受体α(retinoid X receptor alpha,RXRA)、C1q肿瘤坏死因子相关蛋白7(C1q and TNF related 7, C1QTNF7)和单酰甘油-O-酰基转移酶2(Monoacylglycerol O-acyltransferase 2, MOGAT2)上调；6个基因：肉碱脂酰转移酶1B(Carnitine Palmitoyltransferase 1B, CPT1B) 、解偶联蛋白1(Uncoupling Protein 1, UCP1)、 脂肪酸结合蛋白3(Fatty Acid Binding Protein 3, FABP3)、 脂肪酸转位酶(Fatty Acid Translocation enzyme, CD36) 、脂蛋白1( LPIN1) 和甘油-3-磷酸酰基转移酶3(Glycerol-3-phosphate Acyltransferase 3, GPAT3)表达量下调。在ECM-受体相互作用中，发现Ⅰ型胶原Α1(Collagen Type I alpha 1 Chain, COL1A1)、III型胶原Α1(Collagen Type III alpha 1 Chain, COL3A1) 、Ⅰ型胶原Α2(Collagen Type I alpha 2 Chain, COL1A2)和II型胶原Α1(Collagen Type II alpha 1 Chain, COL2A1)在牛的背皮下脂肪中上调，而层粘连蛋白γ3(Laminin Subunit gamma 3 , LAMC3) 和粘连蛋白γ2(Laminin Subunit gamma 2, LAMC2)的表达量下调。为验证转录组的准确性，对差异基因 COL1A1、 COL3A1、RXRA、 LPIN1和 GPAT3进行qPCR验证，结果显示qPCR结果与转录组测序数据基本一致。本研究揭示了肉牛不同脂肪组织中复杂的转录组图谱，发掘了参与脂肪沉积的候选基因。     

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454测序的碧桃花瓣组织转录组核苷酸变异1）

通过对碧桃花瓣组织进行转录组测序,获得1556684条序列,平均读长446 bp,共计695．34 Mb数据,其中1492289条高质量序列经拼接后得到22762个重叠群。以拼接后的重叠群作为参考序列,利用SNP／InDel分析软件检测碧桃花瓣组织转录组中的核苷酸变异位点,共得到9836个SNP和1550个InDel位点。在SNP位点中,转换占62．55％、颠换占37．45％,A／G的变异最为丰富,C／G的变异最少。在InDel位点中,有34．71％的位点为单核苷酸插入、缺失突变。     

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...     

基于转录组测序的温带臭虫SSR和SNP位点分析

[目的]温带臭虫(Cimex lectularius)是世界性分布的吸血性寄生虫,主要靠吸食人血为生。探究温带臭虫转录组SSR和SNP分布规律,可为后期温带臭虫的SSR和SNP分子标记开发、遗传多样性分析以及遗传图谱构建等研究奠定基础。[方法]以转录组数据为基础,利用软件msatcommander v0.8.2和SOAPsnp v1.03系统分析了SSR和SNP位点多态性和分布特征。[结果]温带臭虫转录组数据的25 468条unigene中含有4 758个SSR位点,分布在4 171unigene序列中。其中单核苷酸重复的次数最多,共有2 795个,占总数的58.74%,其次是三核苷酸重复和二核苷酸重复分别是984个(20.68%)和764个(16.06%),四核苷酸重复有195个(4.10%),而五、六核苷酸重复最少,仅出现20次(0.42%)。在温带臭虫的SSR位点中,共出现30个重复基元,其中优势的重复基元类型是A/T,共有2 757个,其次是AT/AT,有474个,ATT/AAT有342个。在25 468个unigene中共发现76 562个simple SNPs,其中转换类型46 634个,占60.91%,颠换类型29 928个,占39.09%。碱基转换类型比例高于颠换类型。6种单碱基变异类型中,C-T发生频率最高,比例为30.69%,其次为A-G,比例为30.22%。[结论]温带臭虫转录组中SSR和SNP位点数量多,出现频率高,且类型丰富。     

从绵羊脂肪组织提取总RNA方法的改进及应用

以绵羊脂肪组织为材料,对脂肪组织总RNA提取方法进行了改进,并分析了脂肪酸合成酶基因(fattyacid synthase,FAS)在绵羊腹部皮下脂肪组织、肠系膜脂肪组织和尾部脂肪组织中表达的差异性.结果表明:利用改进后的方法从绵羊脂肪组织中提取出的RNA无DNA污染、均一、完整、质量可靠.绵羊腹部皮下脂肪中FASmRNA的表达量极显著高于尾部脂肪组织和肠系膜脂肪组织(P<0.01),且尾部脂肪组织和肠系膜脂肪组织中FAS mRNA的表达量差异不显著(P>0.05).     

文冠果转录组SSR特征分析及EST-SSR标记开发

【目的】利用高通量测序技术分析文冠果转录组中SSR位点分布类型与特征,并设计开发EST-SSR标记,为文冠果的遗传多样性分析提供标记资源。【方法】利用MISA软件筛选文冠果51 867条unigenes中的SSR(2~6bp)位点,统计分析SSR位点的分布特征、发生频率和平均分布距离。利用Prime 3在线软件随机设计合成60对EST-SSR标记,用我国7个省份的16份文冠果材料对所设计的标记进行多态性筛选;用Popgene 32软件分析标记的等位基因数(NA)、观测杂合度(HO)、期望杂合度(HE)和多态性信息含量(PIC)等。【结果】从文冠果unigenes中筛选出6 707个SSR位点,其平均发生频率为12.93%,平均分布距离5.38kb,平均长度17.30bp,其中2、3核苷酸重复单元的发生频率分别为6.24%和4.93%。设计的60对标记中有47对能扩增出与目的片段长短相符的产物,其中14对多态性较高,共扩增到52个等位基因,HO和HE分别为0~0.813和0.353~0.762,PIC为0.283~0.701。【结论】文冠果转录组SSR重复单元以2、3核苷酸重复为主;新开发的14个EST-SSR标记可作为文冠果种质资源多样性分析的标记资源。     

甘蓝型油菜种子和角果皮中硫苷含量的动态变化及转录组关联分析

【目的】探索甘蓝型油菜不同发育时期种子和角果皮硫苷含量的动态变化规律,通过转录组关联分析解析控制硫苷含量变异的遗传机制。【方法】在由113个油菜品种构成的自然群体中,利用高效液相色谱法检测不同发育时期油菜种子及角果皮中的硫苷含量。提取油菜幼嫩叶片mRNA并进行mRNA-Seq测序,开发了355 536个单核苷酸多态性标记（SNP）和116 098个基因表达量标记（GEM）。将开发的SNPs和GEMs分别导入到混合线性模型（MLM）和回归分析模型中进行关联分析,获得与油菜硫苷表型变异显著相关的遗传位点,进一步通过序列比对和功能预测筛选确定候选基因。【结果】授粉后15 d（15 DAP）,油菜种子和角果皮的硫苷含量变异范围分别是1.69-20.45和1.47-25.23 μmol·g^-1。25 DAP种子、25 DAP角果皮以及成熟种子的硫苷变异范围分别是2.17-147.21、0.73-130.77和8.87-111.83 μmol·g^-1。后两个时期（即25 DAP和成熟期）的硫苷含量表现出较大变异,适合进行转录组关联分析。基于mRNA-Seq测序数据,经质量控制后获得256 397个高质量的SNP标记（MAF＞0.01）和53 889个GEM标记（平均基因表达量＞0.4）。利用SNP标记对成熟种子、25 DAP种子和25 DAP角果皮硫苷含量进行关联分析,分别检测到167、158和3个显著关联位点（-log₁₀P＞6.71）。其中,与成熟种子显著关联的SNP标记形成5个明显的关联峰,分别位于A2、A9、C2、C7和C9染色体上。同时,利用GEM标记进行的关联分析中,分别检测到127、16和24个与成熟种子、25 DAP种子、25 DAP角果皮硫苷含量显著关联的位点（-log₁₀P＞6.03）,这些位点主要分布在A2、A8、A9、C2和C9染色体上并形成明显的关联峰。其中,成熟种子和25 DAP角果皮在A9、C2和C9染色体上形成共同的关联峰。通过与公共数据库的基因组序列比对和功能注释,共筛选到295个功能基因,其中25个基因涉及硫苷代谢网路途径,直接参与硫苷的调控。其余基因虽然没有直接参与硫苷代谢过程,但是它们大多属于转录因子基因、刺激响应因子基因,涉及细胞过程或是具有催化活性,因而推测在硫苷积累中同样起到重要作用。【结论】油菜角果皮中的硫苷含量较高,而且与种子硫苷含量显著正相关,是硫苷合成或转运的重要器官。共检测到328个SNP显著标记和144个GEM显著标记,筛选到25个与硫苷合成或者转运有关的功能基因以及73个功能未知的新基因。     

草菇TPI基因的克隆、结构及其在同核、异核菌株中的表达量

分别从不能出菇的草菇单孢菌株PYd21(基因组测序菌株)和PYd15(重测序菌株)及由PYd21、PYd15配对杂交获得可正常出菇的异核菌株H15-21中克隆测序了磷酸丙糖异构酶(TPI)基因,并对TPI基因的结构及其在3个菌株中的表达量进行了分析.结果表明:PYd21、PYd15中TPI基因的序列完全相同;转录组读段定位、双末端分析结果显示,TPI基因全长1015 bp,开放阅读框序列全长756 bp,编码251个氨基酸,有6个外显子、5个内含子;RNA加工过程中存在两种可变剪切类型和两个可变剪切位点;数字基因表达谱测序的结果表明,PYd21、PYd15和H15-21中TPI基因的表达量(TPM)分别为30.25、36.49、77.17,同时通过实时荧光定量PCR分析3个菌株中TPI基因的表达情况证实了该结果,表明草菇中TPI基因的表达表现出异核体表达的协同增效作用,预示着异核菌株中两种不同细胞核存在相互作用.     

3个鸡种A-FABP基因单核苷酸多态性的研究

利用PCR—RFLP技术(限制性内切酶为TaqⅠ)检测尤溪麻鸡、鹿苑鸡、隐性白羽鸡3个鸡种的脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白(A—FABP)基因第1和第3外显子的单核苷酸多态性(SNP)。结果表明：在该位点上,3个鸡种的A—FABP基因均存在SNP,外来品种隐性白羽鸡以杂合子cc居多,地方鸡种以cc居多,3个鸡种均含有较高频率的等位基因c,其中以尤溪麻鸡最高,而以隐性白羽鸡最低;对第3外显子扩增片段(375bp)进行回收测序,发现在第3外显子1805位存在SNP,尤溪麻鸡与鹿苑鸡c突变为r,的频率(分别为0．7344、0．7188)明显高于隐性白羽鸡c突变为71的频率(0．5156)。A—FABP第1外显子(85位点)的SNP不影响A—FABP的氨基酸序列变化,而第3外显子(1805位点)的SNP影响A—FABP的氨基酸序列变化,由脯氨酸转变为丝氨酸,说明该多态性可能通过A—FABP基因表达水平而影响鸡的肉质。     

德化黑鸡黑素皮质素受体1（MC1R）基因单核苷酸多态性分析

采用聚合酶链式反应及单链构象多态(PCR-SSCP)技术以及DNA直接测序的方法,对德化黑鸡MC1R基因编码区进行单核苷酸多态性(SNPs)分析。结果表明:引物P2扩增片段具有多态性,并表现为AA、AB和BB等3种基因型;经序列分析发现,BB型存在2个突变位点:分别在1094处(G-A)和1095处(T-C),其中在1095处的突变还导致氨基酸的改变(Cys-Arg)。由基因型分布情况表明,德化黑鸡C系(乌色)和D系(非乌色)均以AA型为主;BB型(含SNP)仅存在于C系中,而在D系中未发现,推测BB型可能是乌色性状特有或与乌色性状相关。     

大耳白兔MSTN基因SNPs位点筛查及生物信息学分析

为探明大耳白兔MSTN基因与生长发育及肉质性状的关联性,以大耳白兔为试验对象,构建DNA混合池,采用PCR扩增和直接测序技术对该基因进行单核苷酸多态性(SNP)筛查,从而筛选出对大耳白兔肉质性状有显著影响的SNP位点,利用生物信息学方法从分子水平对大耳白兔MSTN基因编码的蛋白质进行功能预测和同源性分析。结果显示:大耳白兔MSTN基因编码区序列全长1 128 bp,编码375个氨基酸,是一种不稳定的水溶性蛋白;蛋白质分子量42.8 ku,理论等电点为6.97;蛋白质二、三级结构均为混合型,无规则卷曲所占比例最高。在扩增区域的非编码区发现1个SNP位点,该突变不影响编码氨基酸的改变。同源性分析表明,大耳白兔MSTN基因与普通家兔相似度为100%,与家猫相似度较高,亲缘关系很近。     

4个鸡品种TPK1基因的PCR-SSCP分析

以鸡硫胺焦磷酸激酶(TPK1)基因为候选基因,隐性白羽鸡、泰和乌骨鸡、萧山鸡、白耳鸡为试验材料,采用PCR-SSCP方法对TPK1所有外显子及3'-调控区进行单核苷酸多态性(SNP)筛查,探讨不同基因型与不同鸡品种肌肉硫胺素含量的关系.结果表明:在3'-调控区发现了1个SNP位点,其纯合子AA型与BB型相比有一个C2132T的单碱基突变,CC型与BB型相比有一个C2132A的单碱基突变.等位基因A和B的频率极显著高于等位基因C的频率,且泰和乌骨鸡与白耳鸡差异显著,故推测所检测到的基因座与肌肉硫胺索含量相关.     

大白菜BrSPS1Fb基因剪接受体位点变异及其对剪接的影响

为研究剪接受体位点变异对剪接方式与效率的影响,对大白菜材料He2进行重测序,发现BrSPS1Fb-He2第6个内含子(I6)的剪接受体位点由AG突变为AC。对大白菜材料He2花瓣进行转录组测序并分析BrSPS1Fb-He2 read数据,结果显示,BrSPS1Fb-He2在pre-mRNA加工过程中发生了选择性剪接。BrSPS1Fb-He2可选择3个位置(A1、A2和A3)作为受体进行剪接,产生3种剪接异构体(S1、S2和S3),或者保留I6整个内含子,形成S4剪接异构体。大白菜BrSPS1Fb-He2的成熟mRNA中保留部分I6(S1和S2)或全部I6(S4),或者缺失部分E7外显子序列(S3)。综上,BrSPS1Fb剪接受体位点的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)变异对其转录后剪接产生了显著影响。     

鸡HOPX基因的克隆及表达分析

前期研究发现,HOPX基因在鸡脂肪组织高表达,为了解该基因在脂肪发育过程中的作用,采用RT-PCR方法,扩增和克隆鸡HOPX基因全长CDS区,并进行序列分析;采用real-time RT-PCR和半定量RT-PCR的方法,开展了HOPX基因的组织表达谱分析、HOPX基因在东北农业大学肉鸡高、低脂双向选择品系脂肪组织发育过程中的表达差异分析以及鸡脂肪细胞分化过程中的表达分析。研究结果显示,鸡HOPX基因的全长CDS区为222 bp,编码73个氨基酸。HOPX基因在鸡的多种组织中表达,其中,在脂肪组织中的表达量最高;在高、低脂系肉鸡的脂肪组织生长发育过程中,HOPX基因的表达均随年龄增长而上升,且高脂系鸡HOPX基因的表达量高于低脂系;在鸡脂肪细胞分化过程中,HOPX基因的表达呈上升趋势。HOPX基因的表达分析结果提示,该基因在鸡脂肪组织生长发育过程中发挥作用。     

GARS-AIRS-GART基因编码区多态性和鸡肉IMP含量的相关性

以鸡GARS-AIRS-GART基因为侯选基因,隐性白羽鸡、丝羽乌骨鸡、萧山鸡、白耳鸡、藏鸡为实验材料,采用PCR-SSCP法对GARS-AIRS-GART基因所有外显子进行SNPs检测.结果在外显子3、4和21中各发现了一个单核苷酸多态性位点.方差分析结果表明:外显子3和外显子21的基因型与IMP含量之间不存在显著关联;外显子4中的6 545处的C→A突变位点对胸肌IMP含量的影响在不同鸡种之间的表现不完全一致.在隐性白羽鸡、萧山鸡和白耳鸡群体中,三种基因型个体之间的IMP含量差异均不显著.在丝羽乌骨鸡和藏鸡群体中,AA型个体的IMP含量显著高于AC型和CC型,推测该位点的基因型效应可能是其等位基因与丝羽乌骨鸡、藏鸡群体中的特殊遗传背景之间存在交互作用,或者是与影响肌肉IMP含量的QTL之间存在着暂时的连锁不平衡的缘故.     

关岭牛TBC1D7基因单核苷酸多态性筛查及生物信息学分析

为探究关岭牛TBC1D7(TBC1 domain family,member 7)基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism sites,SNPs)对其生长性状的影响。以贵州关岭牛为试验对象,构建DNA混合池,采用PCR扩增后直接测序法对关岭牛TBC1D7基因进行SNPs检测,并对其进行生物信息学分析。结果显示:关岭牛TBC1D7基因蛋白质编码区(CDS)全长882 bp,编码氨基酸293个,形成了一种不稳定的可溶性蛋白。该蛋白中不存在跨膜区域且不存在信号肽,为非分泌蛋白。蛋白中存在6个潜在的N-糖基化位点,二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成;在关岭牛TBC1D7基因CDS区共发现了4个同义突变位点,分别为c.402T>C、c.414A>G、c.609C>T和c.648T>C。4个突变位点均导致关岭牛TBC1D7基因mRNA二级结构、自由能和基因频率发生变化。本实验筛查到关岭牛TBC1D7基因4个SNPs位点,表明关岭牛TBC1D7基因多态性丰富,为进一步研究TBC1D7基因变异和关岭牛生长发育性状的相关性提供理论基础。