基于转录组测序挖掘广西麻鸡生长发育相关基因

【目的】通过对1和60日龄广西麻鸡腿肌进行转录组测序(RNA-Seq),筛选出广西麻鸡生长发育关键基因。【方法】选择1和60日龄健康母鸡各3只,分别采集腿肌组织,利用Illumina Novaseq^TM 6000平台进行mRNA转录组测序,利用DESeq2软件进行差异表达基因的分析,并对差异表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,进一步筛选出生长发育相关基因,并用实时荧光定量PCR验证转录组测序结果。【结果】转录组测序结果显示,6个样本分别获得34 296 198～41 647 642条clean reads。与1日龄腿肌相比,60日龄腿肌共获得2 304个差异表达基因,其中998个基因上调,1 306个基因下调。GO功能富集分析发现,共获得富集条目572条,其中生物过程381条,细胞组分70条,分子功能121条。KEGG通路富集分析发现,共获得34个显著富集的信号通路,其中心肌收缩、MAPK信号通路、紧密连接、肌动蛋白细胞骨架信号通路、心肌细胞中的肾上腺素能信号传导等与生长发育相关。通过GO功能和KEGG通路富集分析获得5个生长发育相关基因,分别为肌球蛋白重...     

热应激下齐兴肉兔睾丸组织的转录组分析

为研究公兔在急性热应激过程中相关基因的表达及响应的分子机制,本研究以齐兴肉兔公兔为实验对象,构建热应激公兔睾丸精子发生模型,提取热应激组和对照组睾丸组织总RNA,反转录建立cDNA文库,利用llumina HiseqTM测序平台进行转录组测序,对差异表达基因进行GO、KEGG富集分析及RT-PCR验证.结果表明:与对照...     

转录组测序筛选山羊妊娠早期胚胎附植相关基因

旨在通过胚胎附植前、后的山羊子宫角组织高通量测序筛选妊娠早期胚胎附植的关键基因。本研究选取2～4岁体重相近((44.76±3.49)kg)的经产努比亚母山羊16只,在同期发情-人工输精配种后的第15(D15)和第30天(D30)分别随机选取3只羊颈动脉放血处死。采集子宫角组织利用Illumina HiSeq进行高通量转录组测序(RNA-Seq),筛选差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)并对DEGs进行功能注释,基因功能查询进一步筛选与胚胎附植直接相关的调控基因,荧光定量PCR(qRT-PCR)对筛选的基因进行表达量验证分析。D15和D30子宫角组织转录本比较分析发现了 2 000个DEGs,其中上调基因620个,下调基因1 380个。GO功能聚类分析共分为3大类52组,其中细胞组分17组,生物过程23组,分子功能12组,获得细胞连接与增殖,生物粘附与调节,分子活性与转导等重要生物途径。以D15表达量高低为排序标准,从表达量最高的10个基因中筛选出了与胚胎附植有关的基因MGP和TAGLN;从上调和下调幅度最大的前10个差异表达基因中,获得参与妊娠相关糖蛋白合成与分泌的基因PAG-3、PAG-8、PAG-12,参与生长因子结合与生长激素释放激素受体活性相关基因GHRHR和胰岛素样生长因子结合蛋白基因IGFBP1。qRT-PCR结果显示,随机选取的6个基因在D15和D30子宫角中表达变化趋势与RNA-Seq结果一致。获得的基因MGP、TAGLN、PAG-3、PAG-8、PAG-12、GHRHR、IGFBP1在努比亚山羊胚胎附植中具有重要作用。     

MSTN基因编辑牛肌肉转录组测序及生物信息学分析

为探究肌生长抑制素（myostatin,MSTN）基因对牛肌肉发育的具体调控机制,本研究选取同一牛场健康鲁西黄牛10头,其中通过转基因技术得到的基因编辑牛MSTN^-/-和同种非转基因野生型牛各5头。分别采集两组牛腿臀肌肉样品,利用IIlumina HiSeq高通量测序技术进行转录组测序分析,通过生物信息学方法比较两组样本间的差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析,最后利用实时荧光定量PCR验证转录组测序数据。结果显示,基因编辑型牛和野生型牛之间共检测到18 071个基因。在log₂|FoldChange|≥ 1.48条件下,筛选出406个差异表达基因,其中347个显著上调,59个显著下调。GO功能富集分析显示,MSTN基因编辑后显著影响915个功能类别（P<0.05）,差异基因主要参与结合、生物系统调节、免疫系统等相关功能。KEGG通路富集分析结果共涉及211个通路,差异基因主要富集在细胞黏附分子、趋化因子信号通路、细胞因子互作等信号通路上,进一步从中筛选出可能参与细胞生长、肌肉发育的差异基因（CD14、KIT、CSF1R、FBP1、DUSP4、ULBP21、PRKCB、SPN、CHAD、SRC）。实时荧光定量PCR检测结果显示,所选差异基因表达水平与转录组表达水平一致,证明测序结果的可靠性。本研究结果表明,MSTN基因发挥作用后可以介导多个下游基因表达,从而影响相关信号通路及生物学过程;同时,所筛选出的差异表达基因可作为进一步研究骨骼肌调控机制的候选靶标。     

利用转录组测序筛选鸡繁殖性状相关lncRNAs

为探讨长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)在鸡繁殖性状中的作用,研究通过分析苏禽3号高产组和低产组母鸡垂体转录组数据,结合edgeR软件预测出在鸡垂体中差异表达的lncRNA,并通过GO和KEGG pathway富集分析,找出与鸡繁殖性状相关的差异表达lncRNA.结果 表明,通过预...     

PDF2和ODF1转录组测序筛选牛卵泡发育相关基因

旨在筛选牛卵泡发育相关基因及其表达模式。本研究选取9头青年母牛,同期发情处理后,采集卵泡波中出现偏差前的小卵泡PDF2(The small follicle at onset of predeviation)和出现偏差后的最大卵泡ODF1(The largest follicle at onset of deviation),分离颗粒细胞(Granulesa cells,GCs),提取总RNA,并进行转录组测序;经牛RefSeq数据库搜索和差异表达基因筛选,进行GO(Gene ontology)分析;随机选择5个基因(MAPK13、CYP19A1、GREB1、SERPINE2、GSTA5)进行qRT-PCR表达量验证分析。结果表明:PDF2和ODF1转录组中共获得RPKM(The reads per kilobase per million reads)值≥0.5的表达基因15 413个,其中表达差异倍数(Fold change)≥2的差异表达基因共651个;对651个差异表达基因进行GO分析表明,参与生物过程(Biological process,BP)的基因占41.66%,分子功能(Molecular function,MF)占17.24%,细胞组分(Cellular component,CC)占41.10%;GO分析结合Genecards基因功能查询,共筛选出13个下调基因和17个上调基因与牛卵泡发育直接相关;CYP19A1、GREB1、SERPINE2在优势卵泡(Donminant follicles,DF)的表达量极显著高于从属卵泡(Subordinate follicle,SF)(P0.01),MAPK13在SF表达量极显著高于DF(P0.01),GSTA5在SF表达量显著高于DF(P0.05)。5个基因差异表达趋势与转录组测序结果完全相符,也进一步证明了转录组测序结果的可信度,为深入探讨基因调控牛卵泡发育奠定了基础。     

利用转录组测序方法研究獭兔毛色相关基因

利用转录组测序方法分析了不同毛色(白色和海狸色)獭兔皮肤组织中基因的表达差异,旨在找到影响獭兔毛色的候选基因。采用Illumina Hi Seq TM2500测序平台对不同毛色獭兔耳组织中所有m RNA进行高通量测序,所得序列经质控、组装后比对到GO、COG、SWISS-PROT数据库中注释,并进行差异表达基因聚类分析和KEGG通路分析。结果表明:测序共获得Unigene 275 625个,差异表达基因12 408个,其中上调表达基因4 904个,下调表达基因7 504个。KEGG通路分析发现,这些差异基因显著地富集在13个代谢通路中,并在细胞色素代谢通路(metabolism of xenobiotics by cytochrome P450)中有8个差异表达的基因,其中CP2F1和CP2BB属于细胞色素P450家族成员,而GSTA4与黑素细胞分化有关,可能在獭兔毛色中发挥作用。     

基于转录组测序数据的山羊下丘脑组织繁殖相关信号通路及候选基因的筛选

旨在通过对不同光照时长条件下河南槐山羊下丘脑组织进行转录组测序和生物信息学分析,筛选出与山羊繁殖相关的信号通路及候选基因。本研究利用Illumina二代高通量测序平台(NGST),采用PE150测序策略,对经自然光照(8 h光照:16 h黑暗)与人工光照(16 h光照:8 h黑暗)条件处理后的8只空怀母羊(每组各4只,平均年龄1周岁)下丘脑组织进行转录组测序,将组装得到的Unigene总数比对到参考基因组序列,进行差异表达基因分析、GO和KEGG富集分析以及候选基因筛选,并采用Real-time PCR方法对候选基因的相对表达量变化进行分析。结果显示,RNA-Seq共得到了约4.4亿条reads,平均每个样本的reads数约为5 249万条;自然光照与人工光照2组DESeq分析得到448个差异表达基因,并富集在KEGG数据库中的241个信号通路,其中包括5个与繁殖相关的信号通路;3个速激肽家族候选基因(TACR1、TACR2和TACR3)显著富集在Calcium signaling pathway(钙离子信号通路,chx04020)通路;Real-time PCR分析结果显示,转录组测序结果可靠。综上表明,Calcium signaling pathway(钙离子信号通路,chx04020)与TACR1、TACR2和TACR3基因,可能在山羊繁殖过程中发挥着重要作用。     

基于转录组测序对剑白香猪黑色素生成相关基因的筛选与分析

毛色作为猪的品种特征,有着重要的研究意义。本研究为筛选剑白香猪黑色素生成相关基因,通过转录组测序技术对贵州剑白香猪黑色被毛皮肤和白色被毛皮肤进行转录组测序,并运用qRT-PCR和免疫组化技术验证测序结果。结果识别差异表达基因1 230个,其中相较于白色被毛皮肤组织而言,黑色被毛皮肤组织中上调基因有738个,下调基因有492个,包括与黑色素合成相关基因,如酪氨酸酶基因(tyrosinase, TYR)、酪氨酸相关蛋白1基因(tyrosinase-related protein1,TYRP1)、多巴色素异构酶(dopachrometautomerase, DCT)、黑色素A基因(melan-A,MLANA)等,且这些基因在剑白香猪黑色被毛皮肤中的表达量显著高于白色被毛皮肤。基因本体(gene ontology, GO)分析发现共有1 070个差异表达基因显著富集于9个GO term,包括蛋白降解(proteolysis)、生物调节(regulation of biological quality)、细胞连接复合体(extracellular matrix organization)、细胞质...     

基于单细胞转录组测序技术筛选牛体内囊胚性别特异性基因

【目的】探究牛体内雌性和雄性囊胚在mRNA水平上的特异性差异,挖掘雌性和雄性囊胚发育差异相关候选基因。【方法】参考GenBank中牛牙釉质基因（AMEL）序列（AMELX基因,登录号：NM_001014984.1;AMELY基因,登录号：NM_174240.2）设计引物,以胚胎内细胞DNA为模板,采用巢式PCR扩增技术鉴定单个牛体内囊胚的性别。选用确定性别的单个雌性和雄性囊胚为试验材料,采用Smart-Seq2扩增技术构建单个胚胎测序文库,应用Illumina HiSeq Xten高通量测序平台对单个胚胎进行单细胞转录组测序（scRNA-Seq）,并进行了基因差异表达、GO功能和KEGG通路分析。【结果】通过巢式PCR扩增胚胎内细胞中的AMEL基因,确定了胚胎性别;基因表达分析筛选出两组之间差异表达基因（DEGs）6 160个,其中雌性特异性基因675个,雄性特异性基因305个;GO功能注释发现雌性特异性基因显著注释在核苷酸结合、信号转导调控、多细胞生物发育、细胞骨架等条目,雄性特异性基因显著注释在氧化磷酸化、线粒体、线粒体内膜、核糖体等条目;KEGG通路富集分析发现7条与雌性和雄性囊胚发育差异相关的通路,分别为代谢途径、糖酵解、磷酸戊糖途径、细胞衰老、氧化磷酸化、调节干细胞多能性的信号通路和Wnt信号通路;并利用GO和KEGG结果筛选出5个在牛体内囊胚期胚胎发育过程中具有直接或间接作用的基因：FBP1、GADD45G、FHL2、FOSB和WNT2B。【结论】牛体内雌性和雄性囊胚之间存在广泛的转录差异,性别特异性基因FBP1、GADD45G、FHL2、FOSB和WNT2B可能是直接或间接影响胚胎发育的关键基因。     

基于转录组测序鉴定猪肌内脂肪沉积相关生物学通路及候选基因

本研究主要从转录组的角度对猪肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)含量可能的沉积机理进行研究,以期找到IMF沉积相关的通路及候选基因。选择IMF含量差异较大的全同胞个体进行双末端链特异性转录组测序,并利用edgeR软件筛选相关基因;应用ClusterProfiler软件对差异基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,并对其进行分子模块(MCODE)分析,挖掘IMF相关候选基因。结果显示,共筛选出474个差异表达基因,其中329个显著上调,145个显著下调,富集参与20个生物学过程。结合GO网络分析,共筛选出15个与IMF相关过程,主要有离子跨膜转运的调节、葡萄糖跨膜转运膜电位的调节和脂肪酸代谢过程等。MCODE分析结果发现,差异表达基因PPP1CB、CLCA1、COX4I1、SGK1、PAK6、PC、KRAS、PAK6、MAST1、VWC2、CACNG家族基因(尤其PPP1CB、CLCA1、COX4I1、KRAS及CACNG家族基因)可能是调节IMF的关键基因,可作为IMF候选基因进一步研究。本研究鉴定出了IMF作用新通路,并筛选出IMF相关候选基因,可为IMF的沉积机理研究提供材料,为优质肉品质猪的育种提供参考。     

基于转录组测序筛选鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失菌的差异表达基因

旨在鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株转录组测序中分析适应环境变化及细菌分泌通路,筛选相关基因。通过使用实时荧光定量PCR对鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株转录组测序结果进行验证,从而对鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株的细菌趋化性通路、细菌双组分通路、细菌分泌通路进行深入分析,筛选相关的重要调控基因。结果显示：在细菌趋化性通路中筛选出yiaD、STM3138、STM3216和malE等4个共表达基因;在细菌分泌通路中筛选出spaP、invA、prgH、invE、spaS、invG和ssaV等7个共表达基因;在细菌双组分通路中筛选出ybfM、htrA、pagO、STM3138、STM3031、ttrB、hilD、pstS、STM1530、hilA、pgtC、hydH、pocR、STM3216、ttrR和fljB等16个共表达基因。在鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株的趋化性通路、细菌双组分通路、细菌分泌通路中筛选出差异表达基因,hfq能够对这些基因进行调控,从而影响如运动性、毒力等相关作用,为沙门菌中的sRNA与hfq后续研究及沙门菌的防治奠定一定基础。     

基于转录组测序筛选鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失菌的差异表达基因

旨在鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株转录组测序中分析适应环境变化及细菌分泌通路,筛选相关基因。通过使用实时荧光定量PCR对鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株转录组测序结果进行验证,从而对鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株的细菌趋化性通路、细菌双组分通路、细菌分泌通路进行深入分析,筛选相关的重要调控基因。结果显示:在细菌趋化性通路中筛选出yiaD、STM3138、STM3216和malE等4个共表达基因;在细菌分泌通路中筛选出spaP、invA、prgH、invE、spaS、invG和ssaV等7个共表达基因;在细菌双组分通路中筛选出ybfM、htrA、pagO、STM3138、STM3031、ttrB、hilD、pstS、STM1530、hilA、pgtC、hydH、pocR、STM3216、ttrR和fljB等16个共表达基因。在鼠伤寒沙门菌hfq基因缺失株的趋化性通路、细菌双组分通路、细菌分泌通路中筛选出差异表达基因,hfq能够对这些基因进行调控,从而影响如运动性、毒力等相关作用,为沙门菌中的sRNA与hfq后续研究及沙门菌的防治奠定一定基础。     

基于转录组测序的高原鼢鼠多态性微卫星标记筛选

利用第二代高通量测序技术对高原鼢鼠(Eospalax baileyi)大脑组织进行转录组测序,筛选微卫星标记,分析其组成与特征,并检验其多态性,为高原鼢鼠微卫星标记的开发及后续研究等奠定基础.结果 发现:在获得的29090个微卫星标记中单核苷酸重复A/T是重复次数最多的类型(54.31％),其次为二碱基重复CA/TG ...     

香猪皮肤转录组衰老相关病毒源基因的筛选和鉴定

皮肤是哺乳动物抵御致病因素的第1道防线,在皮肤衰老的过程中,整合到哺乳动物基因组中的病毒源基因序列会被重新激活,影响宿主基因的表达,激起细胞对病毒的反应,引起慢性炎症、促进细胞衰老。本研究旨在探究病毒源基因表达与皱皮香猪皮肤皱纹形成的关系,选取12～18月龄皱皮香猪和普通香猪各5头进行转录组测序和生物信息学分析,采用RT-qPCR方法对皱皮香猪中差异表达的病毒源基因进行验证。2组中皮肤组织差异表达基因与病毒整合位点数据库进行比对分析,筛选出612个差异表达的病毒源基因。以普通香猪为对照,得到上调基因182个,下调基因430个,这些差异表达的病毒源基因主要富集在皮肤发育、炎症反应等GO条目,以及长寿调控途径、FoxO信号通路、细胞衰老等KEGG通路。经猪-人同源基因转换,与免疫、衰老、人类皮肤相关的基因取交集,筛选出高表达的候选基因6个：AGT、CAT、CTNNB1、JUP、KRT75和LIPE,采用RT-qPCR验证了皮肤中这6个基因的差异表达,与转录组测序结果趋势一致。研究结果表明,皱皮香猪皮肤皱纹的形成与病毒源基因的异常表达有紧密联系,本研究可为后期皱皮香猪皮肤褶皱形成的分子机制及...     

基于转录组测序筛选高盐培养下双峰驼肾皮质细胞差异表达基因

为探讨双峰驼的高盐适应机制并筛选出受高盐调控的基因,本试验采用RNA-Seq技术对双峰驼肾皮质细胞进行转录组测序分析。试验分为2个组,等渗培养基处理的肾皮质细胞为对照组（Control）,高渗培养基处理的肾皮质细胞为高渗组（HS）,进行转录组测序,从而筛选出一系列差异表达基因（DEGs）,并用GO富集和KEGG富集分析对DEGs进行基因功能和途径的注释。结果显示,在高盐环境下双峰驼肾皮质细胞中共有4 854个显著DEGs;GO富集分析显示,DEGs显著富集在G蛋白偶联受体活性、受体结合、核酸结合转录因子活性、质膜、离子通道的活动和免疫反应等功能中;KEGG通路富集显示,DEGs显著富集在信号传导、辅助因子和维生素代谢、信号分子相互作用、运输和分解代谢、免疫系统等通路中;采用实时荧光定量PCR技术随机检测了参与高盐代谢的3个差异表达基因,其表达趋势与RNA-Seq一致,可以验证RNA-Seq技术的准确性。因此,双峰驼肾皮质细胞的高盐耐受性可能与这些途径和通路中重要基因的调控有关。本试验结果将为进一步揭示双峰驼耐盐性的分子调控机制提供重要的参考依据。     

基于桑树转录组测序的SSR标记开发和引物筛选

以桑树品种抗青10号植株的幼叶和根部为材料进行高通量转录组测序,获得60 069条unigene序列,运用MISA软件从中搜索到10 268个SSR位点,并针对这些SSR位点建立了EST-SSR引物数据库。从EST-SSR引物数据库中随机挑选100对SSR引物对抗青10号植株叶片的基因组DNA进行PCR验证,有87对引物可以扩增出条带,其中58对引物扩增的片段大小与预期相同,26对引物扩增的片段大于预期片段,3对引物扩增的片段小于预期片段。100对引物涉及的SSR位点中,基序重复单元长度为3个核苷酸的占46%,为2个、4个、5个、6个核苷酸的分别占12%、10%、10%、22%。KEGG代谢通路分析100对引物所在unigene的功能主要涉及新陈代谢、甘油磷脂代谢、醚脂代谢等途径,扩增条带最多的引物SSR28所在的Unigene5642主要参与新陈代谢。实验结果证明了基于高通量桑树转录组测序数据开发SSR标记的可行性及高效性。