山麻鸭开产期和产蛋高峰期卵巢组织转录组分析

【目的】探明山麻鸭开产期和产蛋高峰期卵巢组织的转录组差异,丰富蛋鸭转录组数据信息。【方法】选取6份山麻鸭卵巢组织样品（开产期和产蛋高峰期各3份）,利用Illumina HiSeq^TM 2000进行高通量测序,构建山麻鸭开产期和产蛋高峰期卵巢组织转录组文库,并用测序评估、基因功能注释等生物信息学方法进行分析。【结果】经过测序获得质量不低于20的碱基比例（Q20）均高于93%;开产期获得了43 489 798条reads,4 380 847 061 bp数据量;高峰期获得了42 782 676条reads,4 307 499 083 bp数据量;分别有70.92%和72.70%的reads能比对到鸭参考基因组序列上。对开产期与产蛋高峰期转录组进行比较,发现开产期有26 808个表达基因,产蛋高峰期有27 013个表达基因,与开产期为参考,在高峰期卵巢组织中共获得1 929个差异表达基因,其中上调基因989个,下调基因940个;进一步将这些差异基因在Nr数据库进行注释,发现获得注释的基因有1 423个,其中上调基因695个,下调基因728个;COG功能注释分析发现这些差异表达基因共获得663个功能注释,涉及25个功能分类;GO 功能注释分析表明,有1 122个基因获得GO 功能注释,可以分为61个功能分类,这些分类主要涉及到分子绑定、催化活性、细胞过程、生物调节等诸多生理生化过程,其中涉及到发育繁殖生物学过程的相关注释基因有406个;KEGG分析发现共有425个基因注释到160个代谢通路中,其中GnRH信号通路、GPI-anchor生物合成、TGF-β信号通路、核糖体生物合成等通路显著富集。GnRH信号通路和TGF-β信号通路在卵巢的生理生殖活动发挥了重要作用,而GPI-anchor生物合成和核糖体生物合成,这两类代谢通路在卵巢生理生殖活动的作用尚不明确。【结论】利用高通量测序技术对山麻鸭开产期和产蛋高峰期卵巢组织的转录组进行测序和分析,揭示了山麻鸭不同生理状态下卵巢组织差异表达基因的数量,获得了差异表达基因的功能、分类和代谢通路。为丰富蛋鸭卵巢组织转录组信息,为开展蛋鸭产蛋性状相关基因的研究及分子调控机制研究奠定基础。     

萱草根茎低温胁迫转录组分析

低温胁迫是萱草育种和生产中最严重的非生物胁迫之一.该研究以耐冷型和冷敏感型萱草低温处理前后的根茎为材料,利用转录组测序(RNA-seq)技术,比较了耐冷型和冷敏感型萱草在低温胁迫下的基因表达差异.结果表明,4个样品获得的高质量clean reads均大于35880734条;低温处理后,耐冷型萱草差异表达基因数量多于冷敏...     

油茶种仁成熟过程油脂合成代谢的转录组分析

以普通油茶品种"闽43"种仁为试验材料,应用转录组测序技术分析油茶种仁成熟阶段中3个发育时期转录组的表达差异,探讨油茶种子油脂代谢的分子机制。转录组测序结果发现,与脂肪酸和甘油三酯代谢相关的4个基因乙酰辅酶A羧化酶羧基转移酶α亚基基因(ACCase α-CT)、β酮脂酰合酶基因(KASⅢ)、长链酰基辅酶A合酶基因2(LACS2)和甘油三磷酸酰基转移酶基因4(GPAT4)随着油茶籽的成熟,表达水平呈上升趋势。4个基因的RT-q PCR的分析结果与转录组数据一致,此外,种仁的含油量的变化趋势与4个基因的表达水平相一致。研究结果表明,4个基因在油茶籽油脂代谢过程中发挥重要作用,有助于油茶籽含油量的增加。     

萝卜蚜有翅型和无翅型转录组差异分析

采用Illumina测序平台获得了萝卜蚜转录组数据,有翅蚜和无翅蚜混合样本共得到107 992 806条Cleaning Reads,组装得到69 588条Unigene序列,平均长度为716 bp。有翅蚜测序结果共得到44 620 184条Cleaning Reads;无翅萝卜蚜测序结果共得到47 113 716条Cleaning Reads。2组样品差异表达基因的分析表明共有显著性差异表达基因104个,其中表达上调基因有74个,表达下调基因有30个。对差异表达基因进行GO注释及KEGG富集分析显示,Hippo信号通路、甲状腺激素信号通路和催产素信号通路与翅型分化及与之紧密联系的生殖率差异相关性较强。     

基于转录组分析筛选牛心朴子响应低温胁迫的转录因子家族

[目的]从转录水平分析牛心朴子在低温胁迫下的差异表达基因,筛选响应低温胁迫的转录因子家族,鉴定出牛心朴子低温胁迫响应的关键调控基因,为全面解析逆境胁迫响应分子调控网络及有效挖掘关键调控基因提供理论参考.[方法]通过高通量测序技术对低温胁迫(CT组)和常温处理(对照,CK组)的牛心朴子cDNA文库进行转录组测序分析,对差异表达基因进行功能注释和富集,鉴定出响应低温胁迫的转录因子家族,并选取4个差异表达的转录因子基因进行实时荧光定量PCR检测,以验证转录组测序结果的可信度.[结果]从CK组和CT组共获得30.50 Gb的原始数据,Cycle Q20平均值在96%以上,经数据过滤及去冗余后,拼接组装获得100006条Unigenes,但其功能注释率较低,有47082条至少在一个数据库中被功能注释,占Unigenes总数的47.07%;而在NR、NT、KO、SwissProt、PFAM、GO和KOG数据库中均被注释的Unigene有7070条,仅占Unigenes总数的7.06%.GO功能富集分析筛选到5545个差异表达基因,其中,上调表达基因2039个,下调表达基因3506个,分别富集到生物过程、细胞组分和分子功能三大类别中.从牛心朴子Unigene中共鉴定到83个转录因子家族的1826个转录因子,其中,以MYB转录因子家族成员数目最多,为136个(占7.45%).从差异表达基因中筛选到与低温胁迫有关的66个转录因子家族的550个转录因子,其中MYB、C3H、bHLH、AP2-EREBP、C2H2、NAC、bZIP、CCAAT和WRKY等转录因子家族均有大量转录因子能被低温胁迫诱导表达.基于实时荧光定量PCR的牛心朴子低温胁迫下转录因子基因表达水平检测结果与转录组测序分析结果基本一致.[结论]MYB、C3H、bHLH、AP2-EREBP、C2H2、NAC、bZIP、CCAAT和WRKY等转录因子家族成员在牛心朴子响应低温胁迫时发挥主导作用,同时各家族转录因子间存在共表达性或协同作用,通过复杂的转录调控网络发挥重要调节作用,进而提高牛心朴子对低温胁迫的耐受性.     

小麦条锈菌产孢转录组分析

为研究不同毒力小麦条锈菌侵染过程中基因表达差异,通过RNA-seq测定其转录组并分析差异表达基因。结果表明,每个小麦条锈菌转录组文库产生8 000万～9 000万条读长,其中,至少71.15%的读长可以比对到参考基因组。将读长转换计算出FPKM值并比较多个基因表达水平,FPKM值小于15的基因数分别占对应文库的79.17%、79.24%、80.01%和79.41%,FPKM值大于60的基因数所占比例均低于7.0%,而FPKM值大于10 000的基因在CY31、CY32、CY33和V26菌系样品文库中分别有7、8、7、7个。从|log₂Fold change|≥1且FDR<0.005这2个水平评估小麦条锈菌CY31、CY32、CY33和V26菌系间差异表达基因,结果显示,差异水平变化主要集中在6倍以内,差异倍数最大的一个基因为13倍。将差异表达基因与KEGG数据库比对发现,共有53个基因被注释到了KEGG中的36个通路中,其中,显著富集通路(P<0.05)有5个,主要参与到氧化磷酸化、淀粉和糖代谢等通路中。可见,小麦条锈菌CY31、CY32、CY33和V...     

云南独龙鸡和红原鸡卵巢组织转录组水平的比较分析

为明确独龙鸡的基因功能和种质特性,试验采集3羽健康状况良好的独龙鸡卵巢组织进行转录组测序,并与饲养条件基本相似并且同周龄的红原鸡卵巢组织进行比较。结果表明,与红原鸡相比,独龙鸡中差异表达基因共有7 404个。KEGG和GO富集分析表明,差异表达基因主要富集在GTP酶激活剂活性、膜结构、泛素蛋白连接酶活性和ATP结合等过程,并参与Ras信号通路、硒化合物的代谢通路、SNARE因子在囊泡运输中的相互作用等通路。对显著性通路分析发现,独龙鸡在蛋品质和免疫抗性上具有一定优势,但在产蛋性能上与红原鸡还存在一定差距。说明NCBP1、NCBP2、TXNRD1、PTEN、ENOX1基因主要富集在抗性、产蛋性能和蛋品质相关通路中,可进一步深入研究。     

天台铁线莲花色变异的转录组分析

天台铁线莲是中国特有的铁线莲属植物,为大花平展型藤本花卉,具有较高观赏价值,花色通常白色.项目组在天台铁线莲引种驯化过程中发现了花萼呈现白色和紫色相间以及花萼全部为蓝紫色的多个花色变异类型.为进一步探究影响花色变异机制,以白色原种天台铁线莲为对照进行了转录组测序.测序结果共获得136.03 Gb的clean data....     

花魔芋响应软腐病菌侵染初期的转录组分析

为探讨花魔芋抵御软腐病害的分子机制,分别以染病初期和健康的花魔芋球茎为材料进行转录组测序。结果表明,健康和染病初期花魔芋两组出现3222个差异表达基因,其中2660个基因上调表达,562个基因下调表达,差异表达基因主要涉及细胞组分、生物学过程及分子功能等生理生化过程。表达量上调和下调最大的前10个基因包含编码MiAMP1抗菌蛋白、热激蛋白、胰蛋白酶与蛋白酶抑制剂、胰凝乳蛋白酶抑制剂等与抗病相关的基因。GO功能分类和KEGG通路分析表明,类黄酮和苯丙烷类物质在花魔芋抵御软腐病菌侵染初期发挥重要作用。值得关注的是,硒化合物代谢、维生素B6代谢、类黄酮生物合成、N-聚糖生物合成及链霉素生物合成通路等抗病相关的差异表达基因在花魔芋染病初期全部或大部分受诱导表达。利用高通量测序获得大量花魔芋转录组信息,有助于挖掘与花魔芋抗软腐病相关的关键基因,也为魔芋抗病分子育种提供理论参考。     

基于转录组学的植物响应盐胁迫调控机制研究进展

盐胁迫是限制植物生长和产量的重要环境因子之一.经过长期的进化,植物已形成了一套响应盐胁迫的调控机制.转录组学可以从植物mRNA整体转录水平揭示植物响应盐胁迫的调控机制,对研究植物抗盐、耐盐具有重要意义.本文针对转录组学在植物响应盐胁迫调控机制中的研究,简述了植物体内的信号传导、渗透调节、内源激素合成、光合作用、活性氧清...     

哈萨克羊和藏绵羊尾部脂肪组织差异表达基因和可变剪接的鉴定与分析

为鉴定哈萨克羊和藏绵羊尾部脂肪组织的差异表达基因和可变剪接,分别提取6只(3公,3母)无亲缘关系的2岁成年哈萨克羊与藏绵羊尾部脂肪组织总RNA,构建2个高通量测序文库,利用TopHat2软件将短序列定位到绵羊参考基因组,采用cuffdiff软件分析基因表达丰度和差异表达基因。结果表明,共有19个基因在2个品种绵羊尾脂中的表达丰度均高于1 000FPKM,包括ADIPOQ、SPARC、VIM等。其中,2个品种尾部脂肪组织中表达量最高的转录本均定位于线粒体基因组5 331~14 154bp,该区域主要包含COX1、COX2、ATP8等基因,其表达丰度在哈萨克羊和藏绵羊中分别高达29 724.20和28 818.80FPKM。而FABP4则是表达丰度最高的核基因,在哈萨克羊和藏绵羊中的表达量分别为3 194.03和2 667.09。差异表达基因分析共鉴定出627个差异表达的基因,与藏绵羊尾部脂肪组织的表达量相比,哈萨克羊的尾部脂肪组织中共有221个上调基因和406个下调基因。其中,HBB基因表达量的变化倍数最大,下调约98倍。差异表达基因的富集分析结果表明,哈萨克羊尾脂中上调表达的基因主要参与脂肪酸代谢过程。另外,在2个品种尾脂中鉴定出11 870个可变剪接事件,其中383个为差异剪接事件。对相关差异表达基因和可变剪接的进一步研究将有助于揭示绵羊肥脂尾形成的分子机制。     

半番鸭与番鸭精巢组织差异表达转录组测序分析

【目的】研究半番鸭与番鸭精巢组织转录组差异表达基因,为进一步阐明半番鸭不育的遗传机制奠定理论基础。【方法】利用转录组测序方法对半番鸭和番鸭的精巢组织进行研究,筛选其差异表达基因,并对其功能进行注释和荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,QRT-PCR)验证。【结果】测序共获得43.84Gb Clean Data,组装后共获得193 535条Unigene。DESeq分析发现3 597个基因在两个鸭品种间差异表达,其中上调基因1 194个和下调基因2 403个,包括与生殖功能相关的基因,如成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)、蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)、丝裂原活化蛋白激酶7(mitogen-activated protein kinase 7-like,partial,BMK)、生长因子受体结合蛋白2(growth factor receptor-bound protein 2,GRB2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)和肿瘤坏死因子受体超家族成员6(tumor necrosis factor receptor superfamily member 6,FAS)等。GO(gene Ontology)分析发现382个差异基因获得功能注释,其中97个基因涉及发育繁殖生物学过程。KEGG(kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析表明差异表达基因共富集到50条信号通路中,其中17个通路显著富集,包括丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路(mitogen-activated protein kinase signaling pathway,MAPK)、甘油酯代谢(glycerolipid metabolism)以及钙信号途径(calcium signaling pathway)信号通路等,与生殖功能密切相关的有促性腺激素释放激素信号通路(gonadotropin releasing hormone(Gn RH)signaling pathway)和MAPK信号转导通路。经QRT-PCR验证,差异基因表达变化模式与转录组测序结果一致,测序结果可靠。【结论】在转录组水平上筛选出半番鸭和番鸭精巢组织差异表达基因,揭示了Gn RH和MAPK信号通路在鸭的生殖活动中发挥了重要作用,为进一步探索半番鸭生殖系统的分化机理提供可靠的参考依据。     

截形叶螨雌成螨应对高温胁迫的转录组分析

为明确截形叶螨Tetranychus truncatus雌成螨应对热胁迫的差异表达基因,采用Illumina HiSeq 4000进行转录组测序。结果表明,截形叶螨雌成螨热胁迫后共检测到17 577个差异基因,其中12 831个上调,4 746个下调。GO功能富集发现,雌成螨热胁迫后的差异基因主要富集于细胞过程、催化活性和细胞,KEGG通路富集分析发现,差异基因主要富集在代谢途径和溶酶体等。从转录组测序数据中筛选出与高温存在关联的抗氧化酶和热激蛋白等基因。采用RT-qPCR技术检测这些基因在截形叶螨雌成螨上的表达特征,发现17条基因的上下调趋势与转录组测序结果一致。这为后续深入研究截形叶螨与热胁迫相关基因的功能奠定了基础。     

尖孢镰刀菌侵染枸杞根系的转录组分析

由尖孢镰刀菌引起的根腐病是枸杞种植中的主要病害之一,为探究尖孢镰刀菌侵染枸杞的分子致病机制,并挖掘其关键致病基因,通过尖孢镰刀菌侵染‘宁杞1号’枸杞根系,于侵染第7天刮取菌样进行转录组测序分析。结果表明,与纯培养菌株相比,在侵染第7天的尖孢镰刀菌中共发现了1 892个显著差异表达基因,其中上调表达基因1 242个,下调表达基因650个;GO富集分析表明,分子功能分类的跨膜转运蛋白和ATP酶活性以及生物学过程分类的跨膜转运可能在尖孢镰刀菌致病过程中发挥了重要作用;KEGG富集分析表明,鞘脂代谢、过氧化物酶体和ABC转运蛋白是尖孢镰刀菌侵染过程的主要代谢途径。此外,通过对比分析编码碳水化合物酶与植物-病原互作相关基因在尖孢镰刀菌侵染前后的表达量,筛选到10个关键致病候选基因。     

荞麦根的转录组学分析及黄酮合成基因的鉴定

荞麦基因资源相对匮乏。以甜荞根和金荞根为材料,利用Illumina Hi SeqTM2000对其进行转录组测序,经过de novo从头组装得到64 618条Unigene,其中37 546条基因得到了有效注释。对甜荞根和金荞根中的差异基因进行筛选,共获得了4 709个差异基因,其中2 460个上调表达,2 249个下调表达。这些差异基因的GO注释集中在10个细胞组分(cellular component)、12个分子功能(molecular function)和22个生物学过程(biological process)中。对差异基因参与的代谢途径进行富集,上调基因中共有40个代谢途径显著富集,下调基因中共有18个代谢途径显著富集,这些显著富集的代谢途径参与甜荞根和金荞根的生物学调控。最后对转录组中注释到黄酮合成途径中的关键基因进行了分析,共有21个基因注释到黄酮合成途径中的关键酶。不仅丰富了荞麦的基因资源,为荞麦分子生物学研究提供数据基础,也为筛选甜荞根和金荞根中相关基因的表达趋势提供参考依据。     

铜胁迫下的西瓜食酸菌转录组分析

【目的】分析西瓜食酸菌(Acidovorax citrulli)在铜胁迫下转录水平的响应特征,研究对其抗铜系统和抗铜机制,为进一步解析西瓜食酸菌的铜耐受分子机制积累数据。【方法】以西瓜食酸菌亚群I的抗铜菌株FC440铜胁迫和无胁迫培养下的菌体为材料,提取RNA并利用RNA-Seq技术获取细菌对铜胁迫的应答数据,分析数据质量、差异表达基因的类型、KEGG富集与Pathway注释、GO富集分析等转录组水平特征,并进行qPCR验证。【结果】共获得6个转录组文库,总数据量23.6 Gb;该细菌共有4 344个基因表达,其中有466个基因差异表达(上调266个,下调200个);差异表达的基因显著富集于ABC转运系统的跨膜转运、双组分系统通路的信号转导以及氨基酸代谢等约9大通路;基因表达趋势与转录组测序数据的趋势一致。【结论】铜胁迫下谷氨酸、谷胱甘肽等氨基酸代谢在西瓜食酸菌抗铜胁迫中发挥重要作用;双组分系统参与西瓜食酸菌对铜离子胁迫的响应且受到负调控;该菌中可能存在包含ABC转运体的跨膜转运、氧化还原反应、胞内束缚沉淀等多种系统互作的抗铜机制。     

C57BL/6和A/J两品系小鼠脾脏消减cDNA文库的构建及差异基因分析

【目的】检测健康C57BL/6和A/J小鼠常规免疫指标,构建脾脏消减cDNA文库并筛选差异表达基因,以探讨两品系小鼠对猪链球菌抗病性差异的分子机制。【方法】利用ELISA法检测血清常规免疫指标,抑制性消减杂交（suppression subtraction hybridization,SSH）技术构建8周龄小鼠脾脏差异表达基因的cDNA文库。【结果】试验结果表明,A/J品系小鼠血清中IgA水平明显高于C57BL/6品系小鼠（P＜0.05）,而血清IgG和IFN水平在两品系小鼠间均无显著差异。对筛选的149个阳性克隆进行测序,去除冗余的cDNA序列载体并聚类拼接后获得56条差异表达序列标签（ESTs）。利用Genebank的BLAST分析核酸和蛋白质同源性比较,26个不同的基因或ESTs具有高度的同源性,2条ESTs未找到同源序列。【结论】筛选到很多EST与信号转导、细胞凋亡及免疫等重要功能基因高度同源,为研究猪链球菌的致病机理和防治提供了实验依据。