家兔肌肉组织中保守miRNA的鉴定及进化分析

【目的】旨在鉴定家兔肌肉组织中的保守miRNA，获取其表达谱并分析其进化特征，进而为研究保守性miRNA在家兔生长发育过程中的生物学功能提供理论依据。【方法】采用Solexa技术对家兔背最长肌组织中miRNA进行了测序和分析。【结果】通过序列比对鉴定出521个保守的miRNA序列，分属于238个不同的家族。其中miR-1、miR-133、miR-206和miR-499等肌肉特异性表达的miRNA在肌肉中均有表达，且除miR-499外的其它3个miRNA在所测定样本中均高表达。10个动物保守性miRNA家族在S86专门化父系肌肉基因组中出现了丢失。靶基因显著富集于13条信号通路，其中Focal adhesion和PI3K-Akt信号通路与肌肉发育密切相关。【结论】研究鉴定的影响肌肉发育的miRNA及其靶基因富集通路，将有助于家兔生长调控机制的研究，加快可用于标记辅助选择的分子标记的开发。     

基于Solexa平台高通量测序数据的分析与处理流程研究

第二代测序技术的诞生为生物信息学研究带来了前所未有的机遇,同时也对测序数据的处理分析提出了很高的要求。目前针对第二代测序数据的分析软件很多,但是绝大多数软件仅能完成单一的功能,如何正确高效地选择整合这些软件已成为迫切需求。本文基于新一代Illumina/Solexa测序平台所产生的数据,构建了一套完整的数据处理和分析流程,实现对测序数据有效分析和处理。对数据处理过程中所用的软件和方法做了全面综述,并对生物信息数据处理研究中存在的难题做了进一步展望。     

应用Solexa测序技术挖掘山羊卵巢组织microRNA

【目的】旨在构建、分析山羊卵巢组织miRNA表达谱,为进一步研究特定miRNA与山羊卵泡发育及性激素分泌等相关生殖活动的关系奠定理论基础。【方法】首先从山羊卵巢组织总RNA中分离小片段RNA,然后进行Solexa测序和生物信息学分析,最后利用q-PCR技术验证miRNA在山羊卵巢组织中的表达。【结果】共鉴定出508个山羊卵巢组织表达的miRNA和19个对应的miRNA*,这些miRNA在哺乳动物（绵羊、牛、猪、马、狗）进化过程中高度保守;q-PCR验证了8个miRNA在山羊卵巢组织中的表情况,定量结果与测序结果一致。【结论】成功构建了山羊卵巢组织miRNA表达文库,山羊卵巢组织miRNA表达丰富且其表达量各异。     

运用Solexa高通量测序法鉴定日本血吸虫miRNAs

运用Solexa高通量测序法对日本血吸虫成虫以及14 d童虫小RNA进行测序,结果共鉴定出34条miRNAs,其中保守miRNAs16条,日本血吸虫特有的miRNAs 18条。该法避免传统克隆方法烦琐的程序,具有成本低,效率高的特点。     

牦牛DRA基因克隆测序及生物信息学分析

为全面解析牦牛MHCⅡ类基因结构与功能，采用分子克隆测序技术对大通牦牛DRA基因编码区进行等位基因频率估算并进行生物信息学分析。结果显示：大通牦牛DRA基因编码区含有762 bp的开放阅读框，共编码253个氨基酸；共有3个SNPs(g.2376C>T、g.2851C>G、g.3016C>A),其中第2、3外显子分别存在1个C→T的同义突变和C→A的错义突变(L→M),这两个突变均降低了大通牦牛DRA基因mRNA二级结构的稳定性；g.3016C>A突变前后编码蛋白质的分子量、原子总数、脂肪系数、不稳定系数、总平均亲水性方面存在差异；生物信息学的方法分析显示，BoLA-DRA基因是MHC基因家族中高度保守的基因。该研究结果可以为大通牦牛DRA基因结构与功能的研究奠定基础。     

家兔Neto2蛋白质的生物信息学分析

为分析和了解家兔Neto2蛋白质的基本信息,研究其结构和功能。利用NCBI、Ex PASy和CBS网站中的各种分析工具,对家兔Neto2蛋白质的结构特征和功能进行分析。结果表明,家兔Neto2蛋白质由518个氨基酸残基组成,等电点为6. 34,分子量为58 742. 06 u,为不稳定的跨膜亲水蛋白质;二级结构主要由α-螺旋、折叠延伸链和无规卷曲构成,含2个CUB和1个LDLa保守结构域,有62个磷酸化位点和3个糖基化位点,三级结构中长链卷曲分布较多;系统进化树分析发现,家兔Neto2蛋白质与啮齿目Neto2蛋白质进化关系最近。家兔Neto2与Necab1、Necab2、NCK1、SHCBP1、Grik5等蛋白质存在相互作用。结果可为进一步研究家兔Neto2蛋白质的表达和生物活性提供试验依据。     

香榧转录组测序及生物信息学基础分析

香榧具有重要的经济价值,但其基因组信息相对匮乏,限制了其分子生物学和基因功能的研究。本文以不同组织的香榧作为研究对象,采用新一代高通量测序技术平台Illumina Hi Seq?2000对香榧转录组进行测序和数据分析,共得到37,349,086个reads片段,总碱基数为4.35 G。利用组装软件,对获得的高质量序列进行组装,共得到104,636个Unigene,平均长度为784 nt,N50为1,702。将Unigene序列与公共数据库进行比对,28,766个Unigenes获得了注释。其中26,856个Unigene在NR蛋白数据库中获得注释,24,003个Unigenes在NT数据库中获得注释,21,401个Unigene在Swiss-Prot蛋白数据库中获得注释,16,137个Unigene在COG数据库中获得注释,11,410个Unigene在GO数据库中获得注释。根据KEGG注释信息,18,564个Unigene被划分到256个代谢途径中。SSR位点搜索发现,在4,217个Unigene中含有4,706个SSR位点。分析所获得的转录组数据,将为香榧功能基因的克隆,基因的表达,指纹图谱构建和分子标记辅助选育奠定基础。     

基于EST和GSS序列的木豆miRNA生物信息学分析

应用miRtour在线分析工具对木豆EST和GSS序列进行miRNA生物信息学预测,应用psRNATarget进行靶基因预测。结果发现,43条不同的木豆miRNA成熟序列,隶属于33个不同的miRNA家族。靶基因预测发现有36条编码序列受miRNA调控,其中17条序列编码酶,2条编码转录因子,7条编码参与细胞信号转导的蛋白,5条编码参与蛋白质降解通路的蛋白。     

香蕉miRNA及其靶基因的生物信息学预测

利用生物信息学方法预测香蕉中的miRNA,即通过将miRBase数据库中的已知植物的miRNA与香蕉EST和GSS数据库进行BLAST比对搜索,筛选出潜在的miRNA,最后得到16条香蕉miRNA,分属于9个miRNA家族,其中3条来源于EST数据库,13条来源于GSS数据库,并利用在线软件psRNATarget预测其靶基因,共得到168个靶基因,分别编码多种功能蛋白,参与各生物学过程。     

巨桉miRNA及其靶基因生物信息学预测

[目的]识别并筛选与巨桉木质形成相关的miRNA基因,为开展巨桉遗传品质改良奠定基础.[方法]将mirBase数据库中所有植物的3228条miRNA序列提交到psRobot网站进行茎环结构预测,然后应用BLAST-2.2.27+软件与rfam和pfam数据库比对后去除非miRNA序列,应用Bioedit分析miRNA序列及前体序列的碱基组成特点.[结果]共预测获得341条miRNA前体序列和129条成熟的miRNA序列,属于28个不同miRNA家族.预测的巨桉miRNA长度为18～23 bp.其中长度为21个碱基的miRNA数量最多,达76个,miRNA前体长度为71～221 bp,平均长度为123 bp.巨桉miRNA序列和其侧翼序列均存在碱基偏倚现象,5'端第1碱基尿嘧啶出现的频率高达62.8％,第19碱基以胞嘧啶出现的频率最高,miRNA下游侧翼序列第1碱基G出现的频率仅为9.1％.靶基因预测发现,与木质形成相关的miRNA有41个,其中34个调节与木质形成相关的转录因子,主要调控ARF、HD-ZIPIII、KAN、MYB和NAC;10个调节与木质形成相关的酶,主要调控肉桂酰CoA还原酶、肉桂醇脱氢酶、纤维素合成酶、过氧化物酶和漆酶.[结论]巨桉中存在41个与木质形成相关的miRNA基因,可应用于巨桉遗传品质的改良研究.     

板栗新梢转录组测序及生物信息学基础分析

我国的板栗产业发展迅速,但是产量、质量、抗性等经济性状指标分子机理研究甚少,制约其发展前景。本研究采用高通量测序技术,对板栗新梢花芽转录组进行测序。结果表明:经组装分析获得42 472条Unigene,其中具有编码功能的蛋白质功能有23 720条,占比55.85%。通过与KEGG库比对,共有5 590个Unigene被归类到327个小类中,主要涉及新陈代谢、信号转导、细胞代谢等代谢途径。为揭示板栗的花芽发育中基因表达的情况,调控元件的变化规律,代谢途径打下良好基础,为板栗定向育种提供有力的技术支持。     

西藏黄牡丹授粉前后转录组测序和生物信息学分析

采用Illumina Hiseq2000高通量测序技术对西藏黄牡丹授粉前后花蕾转录组测序,运用生物信息学分析基因表达谱研究和差异表达基因功能预测,以期了解西藏黄牡丹授粉前后花蕾生长发育分子机理,并为西藏黄牡丹的基因水平研究奠定基础。结果表明:对过滤得到的高质量序列进行拼装授粉前(A2-1)和授粉后(A3-1)平均得到了45453条和53742条unigenes,GC含量分别为41.64%和41.98%,Unigenes的平均长度为822bp和722bp。两个样品之间差异表达的上调基因有11321个,差异表达的下调基因有5585个。其中13288个差异表达基因(DGEs)分别注释到GO数据库,分别涉及到细胞组成成份(cellular component),生物学过程(biological process)和分子功能(molecular function)三大功能。KEGG数据库成功注释9842个DEGs,占总DEGs的58.22%。共涉及Cellular Processes(细胞过程)、Environmental Information Processing(环境信息处理)、Genetic Information Processing(遗传信息处理)、Human Diseases(人类疾病)、Metabolism(代谢)、Organismal Systems(生物系统)等6个大的功能类别。本研究首次对西藏黄牡丹转录组进行了分析,为黄牡丹的分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据来源。     

中国濒危植物金钱松转录组测序 及生物信息学分析

金钱松是中国特有的孑遗单种属裸子植物,现存的自然种群数量很少,多被引种栽培,也是著名的庭院观赏树种。迄今为止,其遗传背景和基因组信息并不清楚,对于金钱松的保护及其遗传结构研究迫切需要基因组资源。采用Illumina HiSeqTM2500高通量测序平台对金钱松叶片进行转录组测序,经de novo组装共获得70 761条Unigene,平均长度为699 bp,N50的长度为1 300 bp,Q20和Q30序列分别占96.59%和91.29%。通过对7个不同的蛋白质和功能域数据库进行比对和功能注释,有43 674条Unigene(61.72%)注释成功。在GO数据库中,有28 355条Unigene按功能被划分成3大类56个小类,以执行生物过程的类区所占比例最多。通过KEGG pathway分析,有14 623条Unigene注释成功,发现了显著性富集的32条代谢通路,以代谢相关的基因最多。在KOG数据库中,有15 931条Unigene被分配到26个基因功能大类中,其中以参与一般功能、转录、翻译、修饰及蛋白运输的基因最为丰富。此外,利用MISA软件对转录组序列进行EST-SSR位点搜索与分析,共检测到2 260条Unigene含有2 462个EST-SSR位点,分布频率为3.48%,其中有180条序列含有一个以上EST-SSR位点,83条序列含有复合EST-SSR位点,以三核苷酸重复基元类型最为丰富,占42.53%(1 047个EST-SSR),重复次数主要以5～8次为主。这些重要的转录组序列为进一步了解金钱松生物学过程的分子机制提供了有价值的信息,并为未来的功能基因组分析、分子标记开发和群体遗传学分析提供了丰富的资源。     

阳春砂花丝、花柱转录组测序及生物信息学分析

为进一步探究阳春砂假合蕊柱形成机制,基于RNA-Seq技术对不同生长时期阳春砂花丝、花柱进行转录组测序及生物信息学分析,获得阳春砂转录组数据并筛选出激素合成及信号转导通路基因,为后续研究阳春砂基因功能、代谢途径、花器官发育及运动调控机理等方面提供参考。结果表明,测序数据拼接组装后获得94 584条Unigene,总长度为92 501 015 bp。将获得的Unigene分别在NR、GO、KOG和KEGG等七大数据库中进行比对,共有62 174条Unigene得到注释,占全部Unigene的65.73%;NR数据库中注释到58 669条Unigene,被注释的同源序列主要来自于小果野芭蕉;有45 892条Unigene注释到KOG数据库中,涉及25个功能分类;GO数据库注释Unigene 12 050条,按照功能分为3个大类及55个亚类;KEGG数据库中,有44 000条Unigene注释到137个代谢通路中;SSR特征分析中共检测到18 895个位点,三碱基重复的数目最多,达到6 313个,占比为33.41%。2012条Unigene被注释到9种不同激素的合成与信号转导途径中,赤霉素的...     

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。     

家兔MYL12B基因的克隆及生物信息学分析

克隆家兔MYL12B基因的CDS序列并对其进行生物信息学分析。结果表明,家兔与其他动物MYL12B基因在CDS和氨基酸序列上的相似性较高。对家兔MYL12B蛋白的软件预测分析表明,该蛋白是一个无二硫键和信号肽的稳定的亲水性结构蛋白,含11个磷酸化位点和3个糖基化位点。研究结果可为该基因的进一步研究以及探明其作用机制和网络调控机理提供依据。     

牦牛JHDM2A基因的克隆测序及其生物信息学分析

利用RT-PCR克隆技术对牦牛JHDM2A基因进行cDNA克隆测序,并用生物信息学软件分析该基因的编码区序列、蛋白结构及进化关系。结果表明:①牦牛JHDM2A基因cDNA序列大小为4 605bp,其中CDS区序列3 969bp,编码氨基酸1 323个。牦牛JHDM2A基因与人、小鼠、褐鼠、原鸡等物种该基因序列比对,一致性分别为90.3%、86.9%、86.3%、69.9%,在物种间具有较高的一致性。②牦牛的JHDM2A蛋白存在JMJC结构域,属于JMJD家族的一员,该蛋白是一种弱碱性、无跨膜结构的游离蛋白,不定位于细胞的任何部位,进化速度慢、保守性强。以上结果为进一步从分子水平上了解牦牛JHDM2A基因和JHDM2A蛋白的结构、功能提供了理论基础。     

家兔Myh7基因生物信息学分析及表达规律研究

[目的]对家兔Myh7基因进行生物信息学分析及表达规律研究。[方法]利用RT-PCR技术检测了Myh7在肌肉发育过程中的表达规律,并结合生物信息学方法对家兔Myh7的序列进行深入分析。[结果]Myh7蛋白为不稳定亲水性蛋白,有Myosin_N和MYSc_class_II这2个结构区域,其中MYSc_class_II是肌球蛋白重链家族特有结构域。MEGA软件分析家兔Myh7分子进化,发现其与人、猩猩等物种间同源性较高,与其亲缘关系的远近一致。定量分析显示:在整个肌肉发育过程中,Mhy7表达量在腿肌中基本维持在较低水平,在背肌中的表达量相对波动较大,而在11周龄时出现表达量上升的趋势。[结论]该研究为进一步研究Myh7基因在肌肉生长过程中的功能奠定了分子基础,为研究家兔的肌肉发育分子机制提供了一定的参考依据。