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。     

类志贺邻单胞菌感染对杂交鲟脾脏转录组的影响

为探究类志贺邻单胞菌感染杂交鲟脾脏转录组的变化情况,以常见病原菌类志贺邻单胞菌接种约1年龄杂交鲟,于接种后24 h采集杂交鲟脾脏组织样本,提取组织总RNA,采用Ilumina HiSeq 4000^TM进行转录组测序,筛选杂交鲟脾脏差异表达免疫应答基因并进行GO功能分类和KEGG信号通路分析。结果表明：与正常对照组相比,感染组杂交鲟脾脏差异表达基因为14 069个,其中上调基因为10 099个,下调基因为3 970个;GO分析发现,差异表达基因显著富集到免疫效应过程、小分子代谢过程、防御反应、肽链内切酶活性、G蛋白偶联受体活性、肽酶活性、胞外区、胞外区组成部分和细胞骨架等;KEGG分析发现,差异表达基因显著富集在RIG-I样受体信号通路、神经活性配体-受体相互作用、细胞外基质受体相互作用、Toll样受体信号通路、细胞黏附分子、细胞因子-细胞因子受体相互作用、精氨酸生物合成、蛋白质消化吸收、细胞溶质DNA传感途径等,其中直接参与免疫应答的信号通路为RIG-I样受体信号通路、Toll样受体信号通路和细胞溶质DNA传感途径。这一研究为深入探究杂交鲟抵御细菌感染的分子机制提...     

马铃薯转录组测序研究进展

介绍转录组测序平台、实验方法、生物信息学分析及目前在马铃薯等高等植物中的应用,讨论了转录组测序在高等植物中研究的问题和新的方向,以供参考。     

大豆转录组测序研究进展综述

大豆是世界上最重要的油料作物之一,同时也是人类食物和动物饲料的主要来源。随着第二代基因组高通量测序技术的广泛应用,录组组测序技术的迅猛发展给生物基因组学的研究带来了深刻的影响。转录组研究能够从整体水平研究基因功能和基因结构揭示特定生物学过程以及疾病发生过程中的分子机理。该文主要简述了转录组测序主要方法及其在大豆研究中的应用,为今后该技术的研究与应用提供参考。     

冬瓜高通量转录组测序及分析

【目的】获得冬瓜转录组序列、遗传变异等信息,从中挖掘冬瓜基因数据及SSR分子标记,为冬瓜后续研究提供数据支撑。【方法】以冬瓜嫩叶为材料,利用Illumina HiSeq~(TM)2000技术对冬瓜进行转录组测序,构建数据库从中获得干净序列。经De novo拼接组装后,将获得的单基因簇(Unigene)数据在非冗余蛋白数据库(nonredundant protein database,Nr)、蛋白质序列数据库(Swiss Prot protein database,Swiss Prot)、基因本体论数据库(gene ontology,GO)、蛋白质真核同源数据库(eukaryotic orthologous groups,KOG)、东京基因与基金组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、蛋白质家族域数据库(protein families database,Pfam)6个公共数据库中进行比对,最终得到冬瓜单基因簇注释信息。利用MISA软件对转录组单基因簇进行搜索,获得单基因簇中的SSR位点。【结果】从冬瓜嫩叶中得到62 021 032条高品质序列,组装后获得40 611条单基因簇,平均长度955 bp。将所有单基因簇在Nr和Swiss Prot数据库中进行比对,结果分别比对到27 474及19 573条单基因簇;在GO数据库中,所注释到的10 659条单基因簇分别匹配到生物功能、分子功能和细胞组分3个本体的47个功能组中;与KOG数据库进行注释比对,根据其功能将注释到的单基因簇划分为25类;KEGG数据库比对注释到10 799条冬瓜的单基因簇,可分为5个大类、19个亚类、125条代谢途径;在Pfam数据库中比对到17 990条单基因簇,分属于369个类群。SSR位点搜索发现,有5 086条单基因簇包含SSR序列,获得5 474个SSR位点。【结论】利用高通量测序获得大量冬瓜转录组信息,有助于从分子水平对冬瓜进行深入研究。     

油茶转录组测序与SSR特征分析

以油茶转录组测序数据为基础,利用MISA软件对SSR进行搜索,并对SSR特征进行分析评价。结果表明：油茶转录组中发现104 515个SSR,分布在80 724条Unigene中,分布密度为1/1.48 kb,平均出现频率为33.58%。主要的核酸重复类型是单核苷酸和二核苷酸,A/T和AG/CT是优势重复基元,重复比例最高的是10次。基序长度主要分布在12~20 bp之间,占总数的51.71%。油茶转录组SSR位点具有显著的数量优势、丰富的类型和较好的多态性潜力。     

8个番石榴品种的转录组测序

[目的]获得番石榴转录本数据,探讨不同番石榴品种转录本之间差异.[方法]研究通过Illumina HiSeq 2500平台对红心(HX)、彩虹(CH)、紫红(ZH)、水晶(SJ)、秀珍(XZ)、彩叶变(CYB)、彩叶(CY)和紫星(ZX)等8个番石榴品种的8～9成熟果肉进行转录组测序,通过组装及数据库比对,获得大量番石...     

基于Illumina平台转录组测序筛选牛卵泡发育调控基因

运用超声波监测技术,采集母牛发情期出现偏差前的第一大卵泡PDF1和出现偏差后的第二大卵泡ODF2,分别分离卵泡颗粒细胞(GCs),构建RNA文库,用Illumina2000测序;测序结果经数据库搜索和差异表达筛选,采用DAVID软件GO和KEGG pathway分析,经Genecards功能查询,筛选牛卵泡发育相关基因。结果表明:数据库搜索共获得35 325个基因,其中有意义的表达基因15 645个,从中筛选获得差异表达基因608个;GO分析表明,608个差异表达基因中参与生物过程的基因占60.46%,细胞组分的基因占20.08%,分子功能的基因占11.46%;KEGG pathway分析表明,608个差异表达基因通过9条信号通路参与牛卵泡发育调控(P0.05),经Genecards功能筛选,共获得11个与牛卵泡发育密切相关的调控基因——SESN3、COL3A1、CCNE1、CAV1、CACNA1H、ITPR1、PIK3R3、MYC、PTGFR、CDK6、GAPDH,它们直接参与细胞增殖分化及信号通路调节。     

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...     

黄芩高通量转录组测序数据组装和分析

采用高通量测序技术对黄芩的转录组进行测序,获得了29 099 899条reads数据,拼接后得到53 353条Unigene;将所获得的Unigene与COG,GO,KEGG,Swiss-Prot,NR这5个公共数据库进行比对,结果发现,分别有10 756,21 950,8 101,20 339,29 288条Unigene可比对到以上5个数据库中;已注释的Unigene与COG数据库比对后按功能可分为25类;根据GO功能可分为三大类57个亚类;经过与KEGG数据库比对后按照代谢通路可分为116类;利用Get ORF软件进行ORF预测,获得长度大于300 nt的ORF共20 552个;通过SSR分析,共获得5 658个SSR标记。获得的转录组信息可为今后进行黄芩分子标记的开发和关键基因的克隆及功能分析等研究提供基础数据。     

红螯螯虾转录组高通量测序及分析

【目的】为发掘和研究红螯螯虾功能基因SSR标记奠定基础。【方法】对红螯螯虾肝脏、精巢以及卵巢转录组测序选用新一代高通量测序技术Illumina Hi Seq 2000,同时借助生物信息学法展开基因表达谱探究及功能基因预测。【结果】肝脏组织获得47 629 414条clean reads,精巢组织获得47 018 968条clean reads,卵巢组织获得53 267 362条clean reads。所有reads组装后获得了67 369个Unigene。通过GO分类,16 989个Unigene被分为3个种类,即生物学过程、细胞组分、分子功能。通过COG分类,4 697个Unigene被分为25个种类。通过KEGG分类,9 842个Unigene分属331个代谢途径。【结论】通过对红螯鳌虾肝脏等3个组织转录组的测序,获得了其相关基因的表达图谱及其功能分类。     

杜鹃花叶片转录组测序数据组装及功能注释

采用2代 Illumina Hi-Seq 测序技术对2年生杜鹃花白凤4号(Rhododendron pulchurum cv. BaiFeng 4)扦插苗叶片的转录组进行测序,获得了213 723 424条 Clean reads数据,经过质控和De novo。组装共获得平均长度为930 nt的53 568个Unigenes。与Nr、Swiss-Prot、KOG、KEGG四大数据库进行BLAST信息比对(E-value≤10^-5),共获得28 877个注释基因。与Nr数据库序列同源性比较发现,杜鹃花与葡萄(Vitis vinifera)具有较高的同源性,而与其他物种的同源性较低。杜鹃花转录组的Unigenes在KOG数据库比对上30 508个注释,分为25类。在GO数据库比对上17 218个Unigenes,其中与抗逆有关的Unigenes有11 928个。在KEGG数据库的132条代谢通路中富集了6 475个杜鹃花Unigenes,其中注释到植物激素生物合成代谢途径和信号转导途径的有384个。同时,有1 062个Unigenes被注释为转录因子,有8 738条SSR标记被挖掘。     

转录组测序筛选牛卵泡发育相关基因及其表达差异分析

【目的】通过不同生理状态牛卵泡高通量测序筛选与卵泡发育相关的基因。【方法】母牛同期发情后,B超声波连续监测并适时采集第一卵泡波出现偏差前的最大卵泡(the largest follicle at predeviation,PDF1)和第二大卵泡(the second largest follicle at predeviation,PDF2),构建RNA文库后Illumina平台测序,经数据库比对,设定参数筛选高表达基因、差异表达基因并进行GO分析,Genecards基因功能查询进一步筛选与卵泡发育直接相关的调控基因,q RT-PCR对筛选的基因进行表达量验证分析。【结果】两个转录本中共获得263个差异表达基因;GO功能聚类分析共分为三大类90组:其中生物学过程占64.4%,细胞组分占17.8%,分子功能占17.8%;获得一些重要的功能富集通路,如调控信号转导和细胞因子应答的生物途径;基因表达量分析筛选出10个高表达的上调和下调基因,获得参与雌激素合成和胎儿性别发育的CYP17A1、参与类固醇激素合成的LOC785462、细胞发育过程中调节细胞凋亡的DACH1以及调节ERK和MEK1/2信号通路的MAP3K3。Genecards功能查询共获得6个基因与卵泡发育关系较为密切,其中上调基因分别为PRSS35,PTGRF,ARID4B,GPR116;下调基因为APOA1和CPXM1;q RT-PCR结果显示,PRSS35和ARID4B在DF中的表达量显著高于SF(P0.05),CPXM1在SF中的表达量极显著高于DF(P0.01),PTGRF,GPR116和APOA1在DF和SF中的表达量不存在显著差异(P0.05),但其表达变化趋势与高通量测序结果相一致。【结论】转录组测序结果真实可靠,PRSS35和ARID4B在卵泡发育过程中发挥正调控作用,CPXM1在卵泡发育过程中发挥负调控作用,获得的牛卵泡发育相关基因和重要调节途径,对后期深入探讨卵泡发育调控机理的研究具有重要意义。     

抗牛布鲁氏菌独特型抗体在牛体中的免疫应答

首次将新疆分离的布鲁氏菌牛Ⅲ型强毒菌株研制成单克隆抗体.选用ELISA效价高的单克隆抗体A₇免疫家兔,经提纯制成抗独特型抗体疫苗,对杂种牛和土种黄牛进行免疫试验.通过平板凝集、试验凝集和Coomb''s试验证明,凝集抗体消失很快,不完全抗体则可维持1年以上,这表明抗细菌性抗体在体内存在时间较长,为独立型疫苗的应用提供了很好的依据.     

高通量测序技术在植物转录组研究中的应用

新一代高通量测序技术相比于传统测序技术具有周期短、准确性高及成本低等优点,目前已广泛应用到植物转录组的研究中。对已完成全基因组测序的物种进行转录组测序,可得到基因表达差异、基因结构优化、可变剪接、单核苷酸多态性等分析结果并发现新基因。对无参考基因组的物种进行转录组测序,通过de nove从头组装,最终拼装出该物种的单一基因序列转录组数据集,为植物分子生物学的研究提供更多数据依据。     

基于高通量转录组测序初步揭示丹参根和叶中丹参酮和丹酚酸含量差异的分子机制

丹参的药用部位为干燥根及茎,叶片不作为药用部位。为了解析丹参不同组织部位药效的差异,本研究使用Illumina高通量测序平台完成丹参药用部位根和非药用部位叶的转录组测序和功能注释,分析比较了根和叶中的差异表达基因,并进行基因的深度挖掘。本研究共获得54.17 Gb Clean Data,各样品Clean Data均达到8.29 Gb以上,Q30碱基百分比在94.37%以上。共检测到表达基因32700个,其中已知基因25607个,新基因7093个;表达转录本共56230个,其中已知转录本24627个,新转录本31603个。根和叶中差异表达基因有6959个,其中3265个基因上调表达,3694个基因下调表达。对丹参酮生物合成通路(二萜代谢通路map00904)和丹酚酸生物合成通路(苯丙烷代谢通路map00940)上差异基因分析,分别获得2个差异表达的PAL基因和2个差异表达的CPS基因,这些差异表达基因可能与丹参酮、丹酚酸主要在丹参根中积累有关。本研究结果为参与丹参酮和丹酚酸生物合成功能基因的挖掘、药效物质次生代谢途径解析提供了丰富的信息。     

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。     

下一代测序技术在畜禽转录组研究中的应用

下一代测序技术凭借其高通量的特点成为现代生命科学研究的重要工具之一。转录组学是功能基因组学研究的重要内容,畜禽转录组学的研究是国内外生命科学研究的热点内容。文章综述了下一代测序技术的原理及特点,转录组学的研究概要,重点介绍了下一代测序技术在畜禽转录组研究中的应用进展,最后对下一代测序技术在生命科学研究中存在的问题和今后的发展方向进行了展望。     

红白锦鲤皮肤转录组测序分析

为进一步开发红白锦鲤Cyprinus carpio haematopterus肤色基因资源,采用Illumina PE150高通量测序技术对体长为(28.34±3.12)cm的红白锦鲤的白色和红色皮肤组织进行了转录组测序,获得116.26 Gb Clean Date,并与Nr、GO、KEGG、KOG、Pfam、Swiss-Prot、eggNOG等7个数据库进行BLAST信息比对,共获得10 476个注释基因。结果表明:Nr数据库注释成功比例最高,为35.62%;通过功能、通路富集分析,差异基因富集在包括激动蛋白细胞骨架调节/黏着斑通路在内的132个代谢途径;随机选取9个差异基因进行qRT-PCR验证发现,红白锦鲤皮肤差异表达基因的表达趋势与RNA-seq定量结果一致,表明转录组测序结果是可靠的。本研究中获得的转录组数据可为今后观赏鱼肤色关键基因开发及功能分析等研究提供基础数据。     

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。