山药块茎发育阶段基因共表达网络构建及阶段特异性分析

山药是一种药食同源作物,块茎是其主要产品器官,其发育机制对于山药产量和品质提升相关育种有着重要的指导作用.以不同生长阶段(块茎膨大第1 d、第11 d、第21 d、第31 d、第41 d、第51 d,T1～T6)的山药块茎为材料进行转录组测序,经从头(de novo)组装后获得42042个unigenes,利用七大数据...     

利用WGCNA鉴定甘薯耐盐相关共表达网络及核心基因

为了挖掘甘薯耐盐基因,利用不同盐胁迫时间甘薯根系的转录组数据,选取在样本间表达量变异最大的前50％基因(共32147个),进行加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA).结果表明,共构建了20个基因共表达模块,从中筛选出6个与甘薯盐胁迫...     

加权基因共表达网络分析在畜禽研究中的应用

为了解加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)方法在畜禽中的应用研究,本文对近年来国内外通过WGCNA方法对牛、羊、猪、禽等畜禽进行研究的相关文献进行了整理与分析,总结了WGCNA方法应用的一般分析流程、策略及畜禽WGCNA的研究现状。结果表明:WGCNA是一种系统生物学的方法,可分析转录组、蛋白组、代谢组、DNA甲基化和单细胞转录组等高通量数据,解析分子间调控的表达模式,确定关键调控因子;在畜禽的研究中,WGCNA方法已经广泛应用在生长性状、繁殖性状、抗病性状和品质性状等复杂性状的优势功能因子的挖掘。综上,WGCNA方法对分析组学数据具有较强的优势,可为畜禽重要经济性状的挖掘,阐明性状生物学机制提供助力。     

荷斯坦牛肌肉组织中与妊娠末期、泌乳期及繁殖力相关的基因共表达网络构建

【目的】筛选荷斯坦牛肌肉组织中与妊娠末期、泌乳期及繁殖力相关的关键目标基因,为进一步开展基因功能研究提供理论依据。【方法】选择 GEO 数据库中有关荷斯坦牛在妊娠末期、泌乳早期和泌乳中期肌肉基因表达及生育能力的数据集 GSE62159,采用加权基因共表达网络分析（Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA）方法进行基因共表达分析,将获得的模块与妊娠末期、泌乳中期及繁殖力性状相关联,选择各模块中连接度处于前 30 的基因作为枢纽基因（Hub 基因）,使用 String 网站对模块进行蛋白互作（Protein-protein interaction,PPI）网络分析,选择 PPI 网络中节点连接度值排名前 30 的基因作为核心基因,与 Hub 基因交集得到在肌肉中与不同生理时期及繁殖力相关的关键目标基因。【结果】研究共分析得到 13 个模块,其中 Green、Blue两个模块分别与妊娠末期、泌乳中期相关,Magenta 模块与繁殖力相关。对各目标模块内基因进行功能富集分析,富集结果显示肌肉组织中与妊娠末期相关的基因功能主要有物质代谢、能量代谢、蛋白质合成与分泌、机体对氧化应激的反应及神经退行性变等;与泌乳中期相关的基因功能有干细胞群维持、蛋白质合成与分泌、抗原加工与呈递及多种疾病发生等;与繁殖力相关的基因功能有血管形成、子宫内胚胎发育与肌动蛋白丝结合等。筛选到荷斯坦牛肌肉中与妊娠末期相关的关键基因有 3 个、与泌乳中期相关的关键基因有 1 个、与繁殖力相关的关键基因有 8 个。【结论】鉴定到荷斯坦牛肌肉组织中与妊娠末期相关的基因为 EIF5A、ACO2 和 EEF1G,与泌乳中期相关的基因为EIF4A2,与繁殖力相关的基因为 ITGB1、MYH9、TLN1、CAV1、COL4A1、COL4A2、FLNA 和 HSPG2。     

猪、牛口蹄疫的防治

口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种急性、热性、病毒性传染病,主要侵害偶蹄动物,其中以猪、牛感染多见。该病毒有7个主型,65个亚型,不同类型的口蹄疫病毒的抗原性不同,     

牛口蹄疫疾病的防治

牛口蹄疫是由口蹄疫病毒(FMDV)引起的一种急性、热性、高度接触性的人畜共患传染病,患畜主要在口腔粘膜、乳房、蹄部发生水泡和溃烂为主要症状. 1 病原 口蹄疫病毒主要有七种血清型,即O型、A型、C型,南非1、2、3和亚洲Ⅰ型,各血清型之间几乎没有交叉免疫反应.家畜耐过某型病毒的口蹄疫后,其它血清型的病毒仍可对其进行感染.我国主要发生的是O型、亚洲Ⅰ型和A型.口蹄疫病毒虽然血清型众多,但患牛表现的症状基本是相同的. 2 流行病学 本病以黄牛和奶牛易感性最强,其次是猪和羊.幼龄家畜比成年家畜较易感.     

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。     

基于WGCNA的棉花子叶抗冷相关共表达模块鉴定

权重基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)是系统生物学的一种研究方法,在多样本转录组数据中挖掘与目标性状相关的基因模块应用较广泛.为深入探究棉花应对冷害胁迫的分子机制,以4℃低温处理不同时间点的2个棉花品种(新陆中16和新陆中32)幼苗...     

加权关联共表达网络在筛选致病候选基因上的优势分析

面对多基因疾病的致病基因筛选的难题,加权关联共表达网络模型作为一种新的基于图论和统计学的生物信息挖掘方法,较其他传统方法以其较好的预测精确度,完备的生物学理论以及实现的简洁可行,有着较好应用前景。重点将加权关联共表达网络与基于网络距离和基于疾病表性相似性这2大主流方法进行实例对比分析,以体现加权关联共表达网络在致病候选基因筛选上的优势性。     

猪口蹄疫病毒DNA疫苗与常规灭活苗的比较

以含有FMDV VPI基因和VPI基因主要抗原位点141—160及200—213位的氨基酸的真核表达质粒pcDNA-VPI和pcDNA-F与常规O型FMD灭活疫苗分别免疫6—8周龄的BALB／c小鼠和豚鼠,同时设生理盐水为阴性对照,以肌肉注射,间隔2周3次免疫的方式进行．通过脾脏T淋巴细胞增殖（MTT）、T淋巴细胞亚群、中和抗体、抗病毒能力的检测和病理组织学观察等方面比较DNA疫苗与常规灭活苗的免疫效果．结果发现pcDNA-VPI和pcDNA-F能够诱导细胞免疫和体液免疫反应,pcDNA-F可使小鼠和豚鼠产生一定程度的抗FMDV感染的保护性免疫,但与常规灭活苗比较还存在差异．     

牦牛FMDV持续感染分离株非结构蛋白P2的克隆及基因特征分析

以FMDV持续感染模型动物牦牛的食道/咽部分离物(O/P液)为反转录模板,用1对特异性引物扩增目的cDNA,然后与pMD18-T载体连接并转化JM109菌株,再经重组质粒电泳、PCR和EcoRⅠ酶切鉴定.序列测定和分析结果表明,分离株与China/99的同源性最高达93.4%,而与Akesu/58序列的同源性为90.3%;推导的氨基酸序列同源性分别为97.8%、96.7%.     

利用WGCNA鉴定谷子内源脱落酸响应禾生指梗霉胁迫的共表达基因

【目的】脱落酸(ABA)作为一类逆境激素,在植物生长发育、生物胁迫和非生物胁迫中发挥着重要作用。脱落酸受体蛋白PYR/PYL/PCAR及SNF1相关的蛋白激酶(SnRK2)是介导脱落酸信号转导的重要调控因子。本研究通过预测脱落酸及其信号转导途径中关键基因在谷子白发病致病菌禾生指梗霉(Sclerospora graminicola)中的调控作用,为谷子内源脱落酸响应禾生指梗霉侵染的互作研究提供参考。【方法】通过对禾生指梗霉侵染的晋谷21号谷子进行转录组测序和脱落酸含量测定,基于谷子全基因组对脱落酸信号转导通路上的PYL和SnRK2家族基因进行鉴定、分析,利用测定的转录组构建加权基因共表达网络(WGCNA),并与禾生指梗霉侵染引起的寄主内源脱落酸含量进行关联,预测脱落酸及其下游信号转导基因PYL和SnRK2在谷子与禾生指梗霉互作调控中的关键核心基因;利用qRT-PCR技术对候选基因进行验证。【结果】谷子中存在禾本科中较为保守的PYL和SnRK2家族基因各11个,且在PYL和SnRK2家族基因的启动子上均预测到脱落酸响应元件。在禾生指梗霉侵染后,寄主内源脱落酸在第一、第二时期大量积累,含量显...     

口蹄疫病毒Akesu/58持续感染分离株P1基因的克隆及序列分析

以持续感染模型动物牦牛的食道/咽部分离物(O/P液)为材料,采用RT-PCR法,扩增和克隆了P1结构蛋白基因的全序列。序列测定和分析结果表明,持续感染分离株的序列与Akesu/58参考毒株的序列相比,其同源性为86.5 %,而与china/99的同源性高达89.4 %。氨基酸差异分析表明,氨基酸相应的密码子中T-C或A-G互变频率较高,这可能是导致氨基酸改变的主要因素。     

口蹄疫病毒泛亚株全衣壳基因克隆和序列结构分析

应用RT PCR和nPCR实现了口蹄疫病毒O/PanAsia/10株的全衣壳基因的克隆和序列测定.对核苷酸和氨基酸的序列分析表明,与经典O型毒株比较存在较大变异.其中4种结构蛋白的变异顺序是VP1>VP3>VP2>VP4.P1基因G+C值约55%.全衣壳蛋白相对分子质量约8 0×104.主要结构蛋白VP1呈碱性,等电点约9 5.     

5株猪O型口蹄疫病毒结构蛋白VP1基因的克隆与序列分析

提取5株猪O型口蹄疫病菌（FMDV）（L1-L5）的RNA，用1对通用引物经RT-PCR法扩增了5株病毒VP1基因的DNA片段，克隆后通过测序获得其核苷酸序列，分析表明，除L2株外，其余4株（L1，L3，L4和L5）VP1基因的核苷酸序列同源性在96.7%-99.8%。氨基酸序列同源性在99.5%-100%；而L2株与L1，L3，L4和L5株VP1基因的核苷酸序列同源性在82.0%-83.4%，氨基酸序列同源性在89.7%-90.1%,L1,L3,L4和L5株病毒VP1基因的核苷酸序列与已经发表的GD/CHA/86，HKN/1/99，HKN/16/96的同源性较高，核苷酸序列同源性在85.0%-99.8%，属于同一基因型；而与L2，F29/CHINA及国外大多数毒株相比，属于不同的基因型，其核苷酸序列同源性仅为41.0%-82.6%，5株毒株中的L1，L3，L4和L5的主要中和抗原位点140-160，200-213位氨基酸序列完全相同，推测其有相近的中和单抗表位和相同的抗原性。     

基于Copula函数的权重基因共表达网络分析法

利用Frank-Copula函数构建相关系数,并应用于权重基因共表达网络分析模型的改进。同时,利用该改进模型分析小鼠基因数据,发现在相关度最大的模块中有67个基因与小鼠肥胖导致的体质量问题相关。其中,模型的筛选结果有效率为62.6%,说明其在功能基因筛选应用前景中的科学性、有效性和可行性。     

C型口蹄疫病毒鼠源毒株3A基因的克隆及序列分析

应用RT-PCR技术克隆获得了一株C型口蹄疫病毒鼠源毒株的非结构蛋白3A基因(C-3A),并对其进行序列测定及分析.结果表明,C-3A编码全基因序列中核苷酸共435 bp,编码氨基酸145个;与12株参考毒株比较发现,C型毒株核苷酸序列在第274~297位发生了缺失,氨基酸在92~99位发生缺失.核苷酸的同源性比较显示,C-3A基因与YNBS/58-3A基因的同源性最高,为82.8%;C-3A基因与TW/97-3A基因的同源性最低,为72.5%.氨基酸的同源性比较表明,C-3A基因与OIC/58-3A基因的同源性最高,为86.9%;与TW/97-3A基因的同源性最低,为72.7%.     

口蹄疫病毒3D基因的克隆及其编码蛋白的结构和功能预测

采用RT-PCR技术,对AsiaⅠ型口蹄疫病毒的3D基因进行克隆,并对其序列进行比对,同时利用Ex-pasy等生物软件对3D蛋白的二级、三级结构及生物学特性进行预测和分析.结果表明:3D蛋白在口蹄疫各血清型间高度保守,分子中含有一个糖基化位点及多个酪氨酸、苏氨酸、丝氨酸位点,并存在一个单股正链RNA病毒依赖RNA多聚酶的催化区;结构特点显示3D蛋白为口蹄疫病毒复制所需的多聚酶.