脊尾白虾对低盐胁迫响应的转录组学分析

转录组测序可在各种环境条件下对物种进行高通量测序,通过基因结构分析和功能注释,探讨特定条件下相关基因的功能和表达情况。该研究分别获取低盐胁迫组(盐度0.2)和自然海水组(盐度31)脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)样品,通过Illumina平台进行转录组测序,获得13.92 Gb高质量测序数据,组装得到111 618条转录本和72 734条Unigenes,其中有22 879条Unigenes得到注释,比对到Nr数据库的Unigenes为21 931条;筛选出1 492条脊尾白虾低盐胁迫差异显著表达基因,包括829条上调基因和663条下调基因,其中有810条差异表达基因得到注释。通过差异表达基因GO功能注释和富集分析及KEGG通路富集分析,锁定大量脊尾白虾在自然海水和淡水环境下的差异表达基因,为深入探讨脊尾白虾在低盐胁迫条件下的生理保护机制提供了技术支撑。     

低盐胁迫下坛紫菜叶状体的转录组分析

为探索坛紫菜叶状体响应低盐胁迫的分子生理学机制,本研究采用第二代高通量测序技术,分析比较在正常盐度(26,对照组)和低盐度(3,胁迫组)下培养不同时间(3、6和9 h)的坛紫菜叶状体转录组数据。结果显示,测序数据经de novo组装,获得了33 872条unigenes,平均长度为612 bp;与对照组相比,3个胁迫组分别产生了1108、1638和1881条差异性表达基因。GO功能富集分析显示,一些可能与低盐胁迫相关的重要生物过程得到了显著富集,如单分子有机物代谢过程,单糖的合成代谢和分解过程,糖质新生,有机物分解代谢过程等。KEGG代谢通路富集分析发现,低盐胁迫不同时间富集到的代谢通路存在很大差异,低盐胁迫3 h响应的差异性表达基因富集到3个KEGG代谢通路,其中2个与氨基酸合成相关,1个与光合作用相关;而低盐胁迫6和9 h的差异性表达基因则大多富集到与糖类功能相关的代谢通路。荧光定量PCR(q RT-PCR)验证结果显示,所选取的8个差异性表达基因的表达趋势与高通量测序结果相一致。上述结果说明,坛紫菜叶状体在受到低盐胁迫时,应激反应具有时间特异性,早期主要通过合成或者降解蛋白质来抵御低盐环境,随着胁迫时间延长,细胞通过改变可溶性物质的含量、减慢能量代谢等途径以抵御低盐逆境。     

慢性盐度胁迫下金钱鱼卵巢转录组分析

为了阐明盐度胁迫对金钱鱼(Scatophagus argus)代谢和生殖的影响,采用RNA-seq技术对低盐组(5)、对照组(25)和高盐组(35)处理40 d后的2龄性成熟金钱鱼卵巢进行转录组分析。结果发现,金钱鱼卵巢转录组测序获得raw reads共398681318,clean reads共396910398。从低盐胁迫相对对照组(5 vs 25)和高盐胁迫相对对照组(35 vs 25)中分别筛选到373个和874个差异表达基因(DEGs)。与对照组相比,低盐胁迫后氨基酸代谢相关基因(sds、bhmt)和脂肪酸代谢相关基因(pnpla2)显著下调;高盐胁迫后pgr、cyp17a1和ers1等生殖相关基因显著下调。KEGG通路富集分析发现,低盐胁迫组相对对照组显著富集与代谢相关的通路为半胱氨酸和甲硫氨酸代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成代谢,脂肪酸生物合成,脂肪酸代谢,皮质醇的合成和分泌,醛固酮的合成和分泌,脂肪细胞脂解的调节等;高盐胁迫组相对对照组中显著富集的与生殖相关的通路为雌激素信号传导通路。这些结果表明,氨基酸和脂肪酸的代谢调控可能在金钱鱼卵巢的低渗透压调节中起重要作用...     

盐生杜氏藻的培养技术与应用

盐生杜氏藻 ( Dunaliella salina)属绿藻门 ( Chlorphyta) ,团藻目 ( Volvocales) ,盐藻科 ( Dunaliellaceae)。它含有丰富的蛋白质 ,而碳水化合物和脂肪含量相对较低。在高盐度、强光照和低氮的环境条件下 ,盐生杜氏藻体内β-胡萝卜素的累积速度很快。生长在海南岛三亚盐场的盐生杜氏藻 ,其蛋白质含量高达 48.89%,必需氨基酸指数 ( EAAI)达到 85 .1。在人类的食物中 ,只有大豆、花生仁的蛋白质含量可与之相比。杜氏藻无细胞壁 ,体型变化较大 ,有梨形、卵形、椭圆形或纺锤形。大小差异很大 ,大的长约 2 0 μm,宽 14μm;小的长约 9μm,宽…     

基于转录组分析筛选凡纳滨对虾低温胁迫下的差异表达基因

凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)是中国主要的对虾养殖品种之一,对低温的耐受性较差,低于18℃就会停止摄食。为了探究凡纳滨对虾耐低温性状相关基因,选用凡纳滨对虾低温胁迫组(18℃)和常温组(24℃)肝胰腺组织为实验材料,进行Illumina HiSeq 2500测序,对测序原始数据进行拼接、注释,以及筛选分析低温胁迫下的差异表达基因。结果显示,测序共获得50921条基因(unigene),平均长度为828 bp, N50为1589 bp,其中28.13%为已知基因。基因差异表达分析共筛选得到243个低温胁迫相关基因,其中89个上调表达, 154个下调表达。功能富集分析发现,差异表达基因多富集在生物结合和催化过程、过氧化物酶、溶酶体、精氨酸和脯氨酸的代谢以及氨基酸的生物合成途径中。进一步根据Q-值共筛选出10个差异表达最显著的基因,其中ATP结合盒B亚家族6转运蛋白基因(ATP-binding cassette sub-family B member 6, ABCB6)、C型凝集素基因(C type lectin)、谷氨酰胺合成酶基因(glutamine synthetase, GS)在低温胁迫下均呈下调表达,推测可能参与了凡纳滨对虾低温应答反应。利用Real time RT-PCR验证转录组数据,结果证明基于转录组测序筛选低温胁迫下的差异表达基因是可行的。本研究为揭示凡纳滨对虾耐低温分子调控机制提供了基础数据和理论依据。     

盐胁迫条件下盐藻的生长及特异表达蛋白的研究

采用不同NaC1浓度培养盐藻.通过分光光度法记录其生长状态.试验结果表明,在NaC1浓度为1.0～2.0 mol/L时.盐藻生长状态良好;NaCl浓度为3.0～4.0 mol/L时盐藻生长缓慢;盐藻经不同NaCI浓度培养0.5、5、23 h后抽提蛋白,所获得的粗提蛋白经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,观察不同NaCI浓度培养液中生长的盐藻可溶性蛋白质SDS-PAGE图谱.发现在低NaC1浓度(1.0～2.0 mol/L)下培养时23、51 kD蛋白略有变化但变化不大;在高NaC1浓度(3.0～4.0 mol/L)下胁迫5、23 h时23 kD蛋白显著增加;高NaC1胁迫23 h时51 KD蛋白含量下降明显.验结果证明51、23 kD蛋白可能与盐藻耐盐机制有关.     

盐藻钙依赖蛋白激酶基因DsCDPK的表达分析

以盐藻总RNA为模板,利用RT-PCR技术扩增了盐藻DsCDPK基因的cDNA序列,将其克隆到pMD^TM19-T simple载体上,经测序获得的克隆片段全长1650 bp,与已发表的盐藻DsCDPK(GenBank:JQ964113)的编码区序列同源性达100%。将DsCDPK基因的开放阅读框与质粒pET-32a(+)连接,构建原核表达载体pET-32a-DsCDPK。将该重组质粒转化到大肠杆菌BL21中,经IPTG诱导融合,蛋白在大肠杆菌BL21中得到成功表达。通过SDS-PAGE检测发现,融合蛋白为部分可溶性表达,将上清蛋白经过His柱纯化后获得了纯度较高的可溶性融合蛋白,Western杂交检测显示,融合蛋白能被抗His单克隆抗体特异性识别,初步证明该融合蛋白就是带有His标签的DsCDPK蛋白。采用实时荧光定量PCR方法分析了高盐胁迫下DsCDPK基因的表达模式。试验结果表明,盐藻DsCDPK基因为盐胁迫上调基因,在高盐(3.0 mol/L NaCl)胁迫下,DsCDPK基因表达量显著增加,盐胁迫1 h时表达量达到最高,为正常生长状况(1.0 mol/L NaCl)下的3倍,差异达到极显著水平(P<0.01)。该研究成果为进一步阐明盐藻钙依赖蛋白激酶基因的功能及作用机制奠定了基础。     

低氧胁迫下中华圆田螺的肝脏转录组学分析

为了探究低氧胁迫下中华圆田螺(Cipangopaludina cathayensis)肝脏组织基因的差异表达,本研究通过高通量测序技术,分析中华园田螺低氧胁迫组(2.5 mg/L)和常氧组(6.9 mg/L)某些基因的差异表达,并对差异基因进行生物信息学分析,进一步采用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)对关键差异表达基因进行验证。结果显示,测序共获得232 379条基因(unigenes),与对照组比较,低氧胁迫组筛到176个差异基因,包含64个上调基因和112个下调基因。GO功能注释分析显示,差异基因主要富集在生物学过程中的几丁质代谢过程和含氨基葡萄糖的复合代谢过程,细胞组分中的胶原三聚体成分,分子功能中的几丁质结合功能和糖衍生物结合功能。KEGG通路富集分析显示,差异基因主要集中于环境信息处理、遗传信息处理、代谢和生物系统这4大类通路。6个关键差异基因的RT-qPCR结果显示,热休克蛋白70B2和热休克蛋白β-6基因表达量上调,几丁质酶蛋白4、α-1胶原蛋白(XIV)、α-4胶原蛋白(XIV)、5-磷酸酶蛋白基因表达量下调,证实了转录组测序结果的可靠性。本研究发现,低氧胁迫激活了中华圆田螺适应缺氧的生理活动,并获得了低氧胁迫下中华圆田螺肝脏组织中相关功能基因的表达信息,为深入研究中华圆田螺响应低氧胁迫的调控机制提供了基础数据和理论依据。     

不同品系盐生杜氏藻培养技术的研究

4种不同品系盐生杜氏藻培养结果表明：常温下,A33是最适宜培养的藻种,经4天培养,藻细胞密度可达到114×104cell／ml,细胞生长率达到0．369;其次是A23、A140、A5藻种,细胞生长率分别为0．317、0．314、0．234。控温条件下,4种品系杜氏藻细胞生长速度明显增高,是常温条件下的1．2倍。     

K~+浓度对杜氏盐藻(Dunaliella salina)生长的影响

为探究杜氏盐藻生长所需的适宜K+浓度,本文在实验室条件下,研究了杜氏盐藻(Dunaliella salina)在不同K+浓度(1、4、8、12 mmol/L)下生长增殖变化特征。对各K+浓度下,杜氏盐藻第11天的细胞密度进行单因素方差分析和多重比较,结果表明,只有8mmol/L和12 mmol/L之间为显著性差异(0.01P0.05),其余各组间均为极显著差异(P0.01)。杜氏盐藻生长所需的适宜K+浓度为2 mmol/L。     

低盐胁迫下金乌贼转录组学分析

为探讨低盐胁迫对金乌贼影响的分子机制,通过转录组测序技术,测定了正常盐度(30)培养和低盐胁迫(15)6 h的孵出30 d、体质量(1.3±0.3)g金乌贼幼体的转录组数据。测序共获得87326026条序列,经过质量剪切和从头拼接得到575171条转录本和513053条Unigenes。分别在NR、Swiss-Prot、KEGG、String和Pfam数据库对Unigenes进行功能注释,共获得62485条注释结果。Unigenes包含数目较多的KEGG通路有嘌呤、嘧啶和碳代谢,PI3K-AKT、cAMP和Rap1信号通路,内吞作用,RNA转运,局灶性黏附,赖氨酸降解和泛素介导的蛋白水解等。低盐胁迫产生1923条差异表达基因,GO功能富集分析显示,一些可能与低盐胁迫相关的生物学过程如α-氨基酸、羧酸、氧乙酸、有机酸和RNA等代谢过程得到了显著富集。GO可视化分析发现,低盐胁迫对金属离子、阴离子及核苷酸结合,α-氨基酸代谢和水解酶活性等过程影响显著。KEGG通路富集分析显示,低盐胁迫6 h后差异表达基因主要富集到雌激素和心肌细胞肾上腺素信号通路,类固醇生物合成,抗原加工与表达,脂肪和蛋白质消化与吸收,甘油脂质、花生四烯酸和酪氨酸代谢等信号通路上。本研究中获得的通路及基因信息可为今后开展金乌贼低盐胁迫生理机制的探讨、分子标记的挖掘和关键基因的克隆等提供技术支撑。     

盐度对盐生杜氏藻生长及其色素积累的影响

试验结果表明.在试验盐度范围内(30～120).较低的盐度有利于盐生杜氏藻生长和分裂,最大细胞密度为8.92×105cell/ml.对照组仅为3.81×105cell/ml;盐度为60时.β-胡萝卜素含量最高,为102 mg/g.对照组仅为36 mg/g;盐度为30时,叶绿素a含量最高,为82 mg/g.对照组最低,为17 mg/g;低盐度有利于细胞蛋白质合成.蛋白质最高含量为37.5%,对照组仅为27.9%.     

盐生杜氏藻的生物学特性及其开发利用

盐生杜氏藻(Dunaliella salina),是一种富含β-胡萝卜素的极具经济价值的单细胞藻类,目前对它的研究和利用越来越广。本文介绍了盐藻的生物学特性、开发利用和培养条件。     

杜氏盐藻和亚心型扁藻混合培养生长的初步研究

在实验室条件下研究了杜氏盐藻和亚心型扁藻在单独培养和相同接种比例混合培养下的生长情况。结果显示,单独培养盐藻的生长经历了3个明显的阶段,生长曲线呈现"S"型;单独培养扁藻与混合培养藻在18 d内还未到达稳定期,仍保持一定的生长态势。混合培养、单独培养盐藻以及单独培养扁藻的最大光密度值(OD680)分别为0.784、0.702和0.765。混合培养藻的生物量(0.841 mg/ml)也稍高于单独培养盐藻(0.582 mg/ml)和单独培养扁藻的生物量(0.819 mg/ml)。试验结果表明,混合培养盐藻和扁藻具有一定的促进藻生长和提高生物量产出的潜力。     

基于转录组解析铜驯化对低温胁迫下大黄鱼氧化损伤的影响

为探讨铜驯化对低温胁迫下大黄鱼(Larimichthys crocea)氧化损伤和基因表达水平的影响, 本研究将体重为 (48.92±3.62) g 的大黄鱼暴露在铜浓度为 0 和 10 μg/L 的水体中 14 d, 再暴露在温度为 8 ℃的水体中 24 h。结果显示, 低温胁迫显著增加了活性氧(ROS)和脂质过氧化物(LPO)含量。尽管铜驯化对 ROS 和 LPO 含量不产生影响, 但铜驯化显著增加了低温胁迫下大黄鱼 ROS 和 LPO 含量, 表明铜驯化加剧了低温胁迫对大黄鱼的氧化损伤。从铜驯化相对对照组、低温胁迫相对对照组和铜驯化+低温胁迫相对低温胁迫中分别筛选到 2288 个、1425 个和 1382 个差异基因。GO 和 KEGG 分析发现差异基因主要富集在与脂肪酸代谢、糖类有氧代谢、谷胱甘肽代谢、内质网应激、自噬和凋亡等相关的通路中。聚类分析表明, 低温胁迫上调了不饱和脂肪酸合成、内质网应激、自噬和凋亡等相关通路中的大部分基因表达, 而铜驯化则对低温胁迫下大黄鱼的这些基因表达调控产生了拮抗效应, 表明铜驯化通过抑制不饱和脂肪酸合成、内质网应激、自噬和凋亡来降低大黄鱼的低温胁迫耐受性。研究结果为深入研究铜污染物对大黄鱼低温胁迫耐受性的影响及其分子机制提供科学依据。     

基于转录组学解析铜驯化缓解高温胁迫对大黄鱼的氧化损伤

为探讨铜驯化对高温胁迫下大黄鱼(Larimichthys crocea)氧化损伤和基因表达水平的影响,将体质量为(48.92±3.62) g的大黄鱼暴露在铜离子浓度为0和10μg·L^-1的水体中14 d,再暴露在温度为32℃的水体中24 h。结果显示,高温胁迫显著增加了大黄鱼肝脏中活性氧(ROS)和脂质过氧化物(LPO)含量(P<0.05)。铜驯化对常温下ROS和LPO含量不产生影响,而显著降低了高温胁迫下大黄鱼ROS和LPO含量(P<0.05),表明铜驯化缓解了高温胁迫对大黄鱼的氧化损伤。从高温胁迫组vs对照组、铜驯化组vs对照组和(铜驯化+高温胁迫)组vs高温胁迫组中分别筛选到828个、2 311个和1 084个差异基因。GO和KEGG分析发现,差异基因主要富集在与TCA循环、氧化磷酸化、谷胱甘肽代谢、内质网蛋白加工、吞噬体和MAPK信号通路等相关功能上。聚类分析表明,高温胁迫下调了TCA循环、氧化磷酸化、谷胱甘肽代谢、吞噬体和MAPK信号等通路中的大部分基因表达,上调了内质网蛋白加工通路中的大部分基因表达,而铜驯化则对高温胁迫下大黄鱼的这些基因表...     

大黄鱼高温适应的转录组学分析

为了探究大黄鱼高温胁迫条件下基因表达水平的变化,实验利用Illumina Hiseq 2500的125 pair-ended测序模式分别对大黄鱼高温处理组和常温对照组进行了转录组测序。对照组(3个生物学重复)和高温处理组(3个生物学重复)分别获得15.28和13.92 Gb测序数据,GC含量平均值约为51%。过滤后的高质量测序reads使用Bowtie2软件比对到大黄鱼参考转录组序列上估计基因表达量,进而进行基因表达差异统计学检验。以常温对照组为参比,高温处理组中阈值设为|log2(FC)|2和FDR0.05,共检测到1 259条显著差异表达基因。其中,821条基因为高表达,438条基因为低表达。随机选取12条差异表达基因,运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行了验证,结果证实转录组分析可靠。进一步将所有差异表达的基因进行GO功能注释和KEGG通路富集分析,结果发现大量差异表达基因的功能与氧化还原反应、蛋白质折叠和去折叠、糖和脂代谢以及某些疾病的发生相关。该研究结果为下一步深入研究大黄鱼高温适应的调控机制提供了重要的参考材料。     

栉孔扇贝在镉污染胁迫下消化盲囊组织的转录组分析

镉(Cd)作为生物非必需、毒性极强的蓄积性重金属,易通过食物链进入人体,严重威胁人类健康。扇贝相对于其他贝类具有特异性蓄积镉的能力,成为水产品安全领域关注的焦点。为了阐释扇贝高蓄积镉的分子机制,本研究以镉胁迫的栉孔扇贝(Chlamys farreri)消化盲囊组织为研究对象,通过转录组测序技术进行基因转录水平分析。通过比较转录组拼接获得105071个unigene和3800个差异基因,对所得unigene进行功能注释,发现这些基因集中在蛋白绑定、细胞黏附、免疫应答、细胞凋亡和能量代谢等方面。对这些蛋白的分子功能进行注释,发现该类蛋白主要属结合蛋白(40.45%)、催化活性蛋白(34.27%)和转运蛋白(5.62%)。这些功能基因和预测通路为理解扇贝体内解毒和免疫系统奠定了基础。获得的转录组数据为深入研究双壳贝类应对海洋污染物的分子机制提供了丰富的基因资源。     

盐生杜氏藻对不同氮源吸收规律的比较研究

研究了NaNO_3、NH_4Cl、NH_4NO_3 3种氮源对盐生杜氏藻Dunaliella salina生长和色素积累的影响及3种氮源吸收的规律。结果表明,3种氮源中,NH_4NO_3对促进D.salina细胞生长、β-胡萝卜素积累和叶绿素a合成效果是最好的,细胞最高密度为136×10~4 cell/ml;β-胡萝卜素含量最大值为137 mg/g;NO_3~-和NH_4~ 共同存在时,优先利用NH_4~-;建立了3种氮源吸收的动力学方程。     

基于转录组测序筛选乌苏里白鲑肌肉生长关键候选基因研究

为了挖掘调控乌苏里白鲑(Coregonus ussurinsis Berg)肌肉生长的关键候选基因,本研究对不同生长速度乌苏里白鲑的肌肉组织进行转录组测序,以期为乌苏里白鲑群体选育提供基础数据。首先,在同等条件下(从混合池中)随机选择乌苏里白鲑F2个体进行实验分组(快长组和慢长组)。接着分别从快长组[体重为(219.20±38.66) g]和慢长组[体重为(74.30±17.86) g]中随机选取10尾样本,取其背部肌肉进行转录组测序。以FDR (false discovery rate)<0.05且|log2(FC)|>1 (FC, fold change)为条件筛选差异表达基因并对其进行GO (gene ontology)和KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析,并通过qPCR验证转录组数据的准确性。转录组测序结果显示,共筛选出2 211个差异表达基因,与慢长组相比,快长组中583个差异基因表达上调及1 628个基因表达下调。GO功能注释结果显示,差异基因主要参与细胞过程和结合过程,差异基因显著富集到251条KEGG通路(P<0.05),其中,MAPK信号通路(MAPK signaling pathway)、PI3K-Akt信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)、紧密连接(tight junction)、胰岛素信号通路(insulin signaling pathway)、糖酵解/糖异生(glycolysis/gluconeogenesis)和PPAR信号通路(PPAR signaling pathway)参与细胞生长。之后结合功能注释结果和KEGG,鉴定出肌浆/内质网钙ATP酶基因atp2a1和atp2a2、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因g6pc、生长因子结合蛋白1基因igfbp1以及肌球蛋白重链基因myh1、myh4、myh6、myh7、myh9和myh13等可能与肌肉生长密切相关的基因。本研究共筛选出10个可能与乌苏里白鲑肌肉生长相关的关键候选基因,为今后乌苏里白鲑分子标记辅助育种提供了基础数据。