大豆抗豆卷叶螟的转录组和蛋白质组关联分析

【目的】通过对大豆受豆卷叶螟幼虫胁迫下的转录组和蛋白质组结果进行联合分析,筛选出一些与大豆抗豆卷叶螟相关的候选基因,为深入认识大豆抗豆卷叶螟的分子调控机制奠定基础。【方法】以高抗材料赶泰-2-2（HR）和高感材料皖82-178（HS）为研究对象,运用RNA-Seq技术和iTRAQ技术鉴定出豆卷叶螟幼虫取食诱导0和48 h时样品间的差异表达基因（DEGs）和差异表达蛋白（DEPs）,将在蛋白水平和转录水平关联到的所有可定量数据进行关联分析,计算蛋白水平和转录水平间的相关系数。【结果】蛋白质鉴定结果表明,HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比较组中分别鉴定出236、250、213、211个DEPs;转录组鉴定结果表明,HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比较组中分别鉴定出1 064、680、605、468个DEGs。定量关联分析结果表明,HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比较组的相关系数r分别为0.156、0.2687、0.1149和0.035;HR48/HR0、HS48/HS0、HR0/HS0和HR48/HS48比较组中分别关联到11、9、3和4个DEPs/DEGs,其中蛋白和mRNA表达趋势相同的基因分别有11、9、2和3个,蛋白和mRNA表达趋势相反的基因分别有0、0、1和1个。生物信息学分析结果表明,这些差异蛋白功能涉及代谢途径、核糖体、类黄酮生物合成、亚油酸代谢、氨基糖-核苷酸代谢、氨酰生物合成、亚麻酸代谢、次生代谢产物的生物合成、苯基丙酸生物合成、RNA运转、谷胱甘肽代谢、抗坏血酸盐和aldarate代谢等。功能关联分析结果表明,HR48/HR0比较组中有27条Pathway通路共关联到101个DEPs和23个DEGs,HS48/HS0比较组中有15条Pathway通路共关联到147个DEPs和16个DEGs,HR0/HS0比较组中有18条Pathway通路共关联到82个DEPs和10个DEGs,HR48/HS48比较组中仅有1条Pathway通路关联到71个DEPs和2个DEGs。同时关联发现胰蛋白酶抑制剂A、K型胰蛋白酶抑制剂、查尔酮异构酶4、脂氧合酶9、α-加氧合酶1、9S-脂氧合酶、植物凝集素前体、POD12、应激蛋白SAM22和cAPX1等可能是大豆抗豆卷叶螟潜在的靶标蛋白（基因）。qRT-PCR表达分析结果表明,5个DEPs/DEGs在HR48/HR0比较组的表达趋势与它们的RNA-Seq和iTRAQ结果基本一致。【结论】确定了一些与豆卷叶螟的抗性相关蛋白（基因）和代谢通路,这些差异蛋白可能直接或间接参与大豆对豆卷叶螟的抗虫反应。     

转录组和蛋白质组关联分析解析巴西蕉幼苗响应低温的分子机制

【目的】低温是导致香蕉减产的主要自然灾害之一。基于转录组与蛋白质组关联分析参与香蕉抗寒的相关基因、蛋白及信号、代谢通路调控网络,探讨香蕉抗寒的分子机制。【方法】以巴西蕉为试材,在7℃低温下处理1 d(Cold1)和3 d(Cold3),以28℃培养的巴西蕉为对照（CK）,基于笔者课题组前期获得的蛋白质组数据,利用转录组测序技术检测巴西蕉在低温胁迫下基因调控网络的变化,同时与蛋白质组学数据进行关联分析,共同解析巴西蕉响应低温胁迫的分子机制。【结果】转录组分析结果显示,Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3三个对比组分别鉴定出11 370、15 460和9 619个差异表达基因,对这些基因的KEGG富集分析发现,差异表达基因在光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等多个低温胁迫关键信号代谢通路中富集。对部分差异表达基因进行实时荧光定量（qRT-PCR）分析,其中DREB、MAPK和MYB等低温调控关键基因的表达量在低温处理后显著上升,所选20个基因的表达变化趋势与RNA-seq基本相符,证实了RNA-seq的准确性。转录组与蛋白...     

基于转录组测序的棘胸蛙SSR和SNP分子标记开发

【目的】基于转录组开发SSR和SNP分子标记用于评价棘胸蛙（Quasipaa spinosa）遗传多样性,为其种质资源的创新利用提供理论支撑。【方法】采用TRIzol试剂盒提取棘胸蛙肝脏、肌肉和肾脏组织总RNA,构建cDNA文库后利用Illumina HiSeq 2500测序平台进行高通量测序,通过MISA对棘胸蛙转录组测序数据进行SSR检索,并以SAMtools和VarScan v.2.2.7进行SNP查找。【结果】棘胸蛙转录组测序共获得93887条非冗余基因（Unigenes）,序列总长度达91352712 bp,且所有转录组Q30均超过95.00%。在93887条Unigenes中发现33019个SSRs,其中21966条Unigenes含有SSR,6688条Unigenes含有超过1个SSR;以单核苷酸重复型SSR数最多,达25788个,且出现频率最高（27.47%）。SSR的平均长度以四核苷酸重复型最长,达35.47 bp;棘胸蛙SSR以（A/T）n为绝对优势重复基元,占总SSR的65.51%,然后依次为（C/G）_n、（AT/AT）_n、（AC/GT）n、（AG/CT）_n、（AAT/ATT）_n、（AGG/CCT）_n,分别占总SSR的12.59%、5.66%、5.55%、3.31%、1.55%和1.30%。在33019个SSRs中,核苷酸重复次数主要集中在5~25次,占总SSR的99.91%,且大部分SSR位于非编码区,仅有1633个SSRs位于编码区;长度≥12 bp的SSR共计17244个,占总SSR的58.53%。挑选120对SSR引物进行引物有效性验证,发现有57对引物扩增出单一条带,且条带大小与预期结果一致。对棘胸蛙转录组序列进行SNP检索,共发现87634个SNPs,其中,56300个SNPs属于转换位点、31334个SNPs属于颠换位点,转化/颠换比达1.80,碱基的转换频率明显高于颠换频率。【结论】利用高通量转录组测序开发棘胸蛙SSR和SNP分子标记是一种切实可行的方法,能开发出通用性较高、数量较多、覆盖性较广的分子标记。棘胸蛙具有中度偏高的遗传多样性,可作为种质材料进一步开发利用。     

采后黄瓜在冷驯化处理过程中的转录组变化

采后黄瓜是冷敏性果菜类蔬菜,在低温贮藏时易发生冷害。前期研究结果表明,冷驯化处理通过诱导采后黄瓜耐冷性,减少冷害发生。为探究冷驯化处理诱导的转录组学变化,以采后黄瓜为试材,分析冷驯化处理期间的转录组变化。与贮藏前（0 h）相比,在冷驯化处理12 h和72 h时,分别鉴定到1 870和3 550个差异表达基因。基因表达验证结果表明,RT-qPCR和转录组结果高度一致,证明转录组测序数据的准确性和可靠性。GO富集分析结果显示,冷驯化处理诱导的差异表达基因主要富集在氧化还原过程、细胞膜组分和转录因子活性3个GO途径中,表明冷驯化处理通过调节细胞膜组分、细胞内氧化还原状态,增强冷藏黄瓜耐冷性。进一步分析发现,104个转录因子基因响应冷驯化低温,差异表达的转录因子主要是ERF、bZIP、WRKY和HSF家族,表明转录因子介导的转录调控在冷驯化诱导的耐冷性中发挥重要作用。研究结果为采后黄瓜诱导耐冷性提供了新见解,有助于加深对冷驯化诱导耐冷性分子机理的认识,为耐冷黄瓜培育提供了重要基因资源。     

牦牛基因组和转录组研究进展

为了解牦牛基因组和转录组研究现状,以"牦牛、基因组、转录组和高通量测序"为关键词,对2012—2018年的研究进展进行文献检索。研究发现:在牦牛基因组研究方面,已有研究对牦牛基因组进行了首次测序和重测序分析,构建了基因组"草图"和变异图谱,比较了家、野牦牛及与其他物种间全基因组水平上的异同,阐释了牦牛高原适应的遗传学机制,探究了牦牛的驯化和群体历史发展动态,初步揭示了牦牛与普通牛种间杂交渐渗状况,并对部分性状(如角、多肋性状)进行了全基因组关联分析和遗传机理揭示;在牦牛转录组研究方面,已有研究对牦牛睾丸、卵巢、心脏等多个组织器官及不同发育阶段的卵母细胞和胚胎细胞进行了转录组分析,发掘出一批潜在的与牦牛经济性状及一些生物学变化相关的差异表达基因。为推动牦牛分子育种进程,应进一步利用高通量测序技术获得牦牛大数据,继续完善牦牛全基因组结构。     

1株黑斑蛙源蛙病毒的分离鉴定及系统进化分析

【目的】为探究四川某养殖场黑斑蛙Rana nigromaculata蝌蚪爆发传染病病因。【方法】通过对患病蝌蚪进行病理学检查与病毒分离,并结合人工感染试验、电镜观察、PCR检测和系统发育分析对分离的病原进行鉴定。【结果】黑斑蛙患病蝌蚪主要临床特征为体表出血、腹部肿胀、腹腔内淡黄色腹水;组织病理学上,患病蝌蚪肝、肾、脾与胰腺等组织器官受损,出现明显的变性与坏死病灶,且在一些病变细胞胞浆内见嗜碱性包涵体。患病蝌蚪组织匀浆接种鲤鱼上皮瘤(EPC)细胞,25℃培养4 d后出现明显细胞病变效应(CPE),TCID50为108 mL–1。用病毒液进行人工感染试验,感病蝌蚪表现出与自然患病蝌蚪相似的症状,死亡率达到80%,证实分离病毒的病原性。电镜观察发现,病毒颗粒为正六边形,有囊膜,对角线直径(135±8) nm,在胞质中呈晶格状排列或游离状。针对蛙病毒MCP基因的PCR检测显示,自然患病蝌蚪、饲养水源以及分离病毒均为阳性,基于MCP全序列的遗传进化分析发现,分离病毒与蛙病毒属病毒的相似性在99%以上,且与蛙病毒属FV3病毒类群聚为同一分支。【结论】证实导致此次黑斑蛙蝌蚪大量死亡的病原为蛙病毒属病毒,将其命名为黑斑蛙蛙病毒(Rana nigromaculata ranavirus,RNRV)。     

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。     

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。     

一株棘胸蛙源蛙病毒的分离与鉴定

通过对棘胸蛙(Quasipaa spinosa)患病个体结合人工感染试验、PCR检测和系统发育分析对分离病原进行鉴定。结果表明,将患病的棘胸蛙肝、脾、肾等组织研磨匀浆液接种鲤鱼上皮瘤细胞(EPC),出现明显细胞病变。人工注射感染棘胸蛙表现出与自然患病相似的症状,14 d累计死亡率达到80%。通过对蛙病毒MCP基因的PCR检测及系统发育树分析发现,分离的棘胸蛙病毒与蛙病毒属病毒的相似性在99%以上,且与蛙病毒属FV3病毒类群聚为同一分支,暂命名为棘胸蛙蛙病毒(Quasipaa spinosa ranavirus,QSRV)。     

Understanding the metabolism of Mycoplasma mycoides subsp. capri in vitro by a transcriptomic analysis

It is generally known that the culture for mycoplasma is time-consuming and a variety of nutrients are needed in the culture medium. This brings a lot of difficulties to mycoplasma research and application, including Mycoplasma mycoides subsp. capri (Mmc). Furthermore, little research on the characteristics of Mmc metabolism has been reported. In this study, Mmc PG3 strain cultures were investigated for dynamic gene expression. Culture samples were harvested during logarithmic phase (PG3-1), stationary phase (PG3-2), decline phase (PG3-3) and late decline phase (PG3-4). Twelve RNA samples (three replicates for each of the four growth stages considered) from these cultures were collected and sequenced. Paired comparison between consecutive growth phases in the four growth stages showed 45 significant differentially expressed genes (P<0.01) were linked to PG3 metabolism. The enzymes these genes coded were mainly involved in ATP synthase, pyrimidine metabolism, nicotinate and nicotinamide metabolism, arginine and proline metabolism. Among these, cytidylate kinase, fructose 1,6-bisphosphate aldolases Class II, nicotinate-nucleotide adenylyltransferase and dihydrolipoamide dehydrogenase play a key role in Mmc metabolism. These results provide a baseline to build our understanding of the metabolic pathway of Mmc.     

虹彩病毒蛙病毒属病毒实时荧光PCR检测方法的建立

在GenBank 中搜寻虹彩病毒蛙病毒属主衣壳蛋白(MCP)基因序列并进行多重比较后,利用其中的保守序列,设计引物和Taqman探针,建立了虹彩病毒蛙病毒属实时荧光PCR检测方法.对荧光PCR反应条件进行优化,评估该检测方法的特异性、稳定性和重复性,利用10倍系列稀释法检验其灵敏度并与常规PCR做了比较.结果显示,该方法对虹彩病毒蛙病毒属成员(新加坡石斑鱼虹彩病毒除外)的检测有高度的特异性,与淋巴囊肿病毒、鳜鱼传染性脾肾坏死病毒、真鲷虹彩病毒、锦鲤疱疹病毒等其他水生动物病毒之间均无交叉反应,有良好的特异性,检测总DNA灵敏度为4.5×10-3pg/μL,比传统PCR的敏感度高出100倍,可对低病毒含量的样品进行准确检测.制作的标准曲线有极好的线性关系,且线性范围宽,相关系数为0.998 4.组内和组间重复试验的Ct值标准偏差分别为1.2%和1.6%,有良好的重复性.与常规的PCR相比较,该方法具有快速、特异、敏感、可定量、可同时检测大量样品等优点,可用于出入境检疫和动物防疫监督部门对虹彩病毒蛙病毒属的疫情监测.     

Comparative proteomic analysis of cold responsive proteins in two wheat cultivars with different tolerance to spring radiation frost

Spring radiation frost (SRF) is a severe environmental stress which impairs wheat yield and productivity worldwide. To better understand the mechanism of wheat (Triticum aestivum) responding to SRF, a comparative proteomic analysis was performed to analyze the changes of the key proteins in two wheat cultivars Jimai22 and Luyuan301 with high and low tolerance to SRF respectively. A total of 43 differentially expressed proteins (DEPs) which mainly involved in carbohydrate metabolism, amino acid metabolism, resistance proteins and antioxidant enzymes, photosynthesis and cellular respiration proteins, cell-wall related proteins, protein translation/processing/degradation and signal transduction were isolated and identified by two-dimensional electrophoresis and MALDI-TOF-TOF MS. The results revealed that of the 21 DEPs in Jimai22 responding to the SRF, 13 DEPs were upregulated and 8 DEPs were downregulated, and that of the 22 DEPs in Luyuan301, 9 DEPs were upregulated and 13 DEPs were downregulated. These DEPs might be responsible for the stronger cold resistance of Jimai22 compared to Luyuan301. The expression pattern and function analysis of these DEPs were very significant to understanding the mechanism of the SRF responses in wheat.     

Phenotype and mechanism analysis of plant dwarfing in pear regulated by abscisic acid

Close planting of dwarf varieties is currently the main cultivation direction for pear trees,and the screening of excellent dwarf varieties is an important goal for breeders.In this study,the dwarfing pear variety ’601D’ and its vigorous mutant ’601T’ were used to show their biological characteristics and further explore the dwarfing mechanism in ’601D’.The biological characteristics showed that ’601D’ had a shorter internode length,a shorter and more compact tree body,thicker and broader leaves...     

DGGE技术在土壤微生物多样性分析上的研究进展

综述了DGGE技术的基本原理、操作中需要注意的主要环节及其在土壤微生物多样性分析中的应用,同时分析了DGGE在实验过程中的局限性并展望了其未来发展前景。     

辣椒果实螺旋性状的组织学与转录组学分析

为初步揭示螺丝椒(Capsicum annuum L.)果实螺旋生长的机理,以螺丝椒与牛角椒自交系为试材,利用徒手切片、石蜡切片和转录组测序等技术,对试材果形、子房壁、果肉细胞分裂与膨大情况以及花期子房转录组差异进行了解析。结果表明:果实螺旋生长的起始可能发生在子房发育早期;螺丝椒的螺旋生长由果肉细胞倾斜排列所导致;两试材果肉在纵、横向细胞数与细胞大小方面存在差异,推测两试材果形差异是由细胞分裂与膨大综合调控的。转录组分析发现:螺丝椒果实可能通过改变KIN、NPH3和IQ67通路相关基因的表达使子房细胞分裂方向发生改变并最终导致果实呈现螺旋状生长,同时该试材果实还可能通过调控OFP8、IQ67通路相关基因以及细胞分裂素相关基因的表达来增加纵向与横向细胞数目并影响细胞形状,最终使果实伸长。综上,本研究可为揭示辣椒果形形成机理以及植物形态建成机理提供科学依据。