菠萝蜜响应低温胁迫的转录组分析

通过研究抗寒性不同的菠萝蜜品系,筛选菠萝蜜抗寒关键基因,为菠萝蜜抗寒改良和耐寒良种选育提供理论依据。以自然低温胁迫后广西本土的菠萝蜜抗寒品系、泰国引进的低温敏感型菠萝蜜品系为研究材料,结合田间表型持续观测,并运用转录组测序技术从分子水平上对2个不同抗寒特性菠萝蜜进行生物信息学分析。两个品种共得到30585个差异表达基因,上调17083个,下调13502个。GO功能富集分析显示,差异表达基因显著富集在光合作用的光捕获、光反应、光合作用的调节,对光强度的反应、光系统、光系统I、光系统II,叶绿素、NADH、色素结合功能,以及叶绿素、类黄酮、类胡萝卜素、萜类等次生代谢物的代谢过程。KEGG途径富集分析结果显示,光合作用相关途径、淀粉与蔗糖代谢途径、植物激素信号转导途径及MAPK信号通路为菠萝蜜响应低温胁迫的重要代谢途径。差异表达基因注释到WRKY、ERF、bHLH、NAC、MYB等家族转录因子,与植物应答低温胁迫密切相关。光合作用相关途径、淀粉与蔗糖代谢途径、植物激素信号转导途径及MAPK信号通路是菠萝蜜应答低温胁迫的重要代谢途径,WRKY、ERF、bHLH、NAC、MYB等家族转录因子可能参与菠萝蜜应答低温胁迫。     

家蚕丝腺Matchmaker cDNA文库的构建和3种蚕丝蛋白基因转录因子编码区的克隆

采用Clontech公司SMARTTM技术,分别构建了家蚕4龄眠蚕后部丝腺(PSG0)以及5龄第3天后部丝腺(PSG3)、中部丝腺(MSG3)和脂肪体(FAT3)的Matchmaker cDNA文库,用A3基因引物对几个文库的质量进行了检测;从cDNA文库和家蚕基因组中克隆了FMBP-1、POU-M1和BmFkh 3种在蚕丝蛋白基因表达调控中起重要作用的转录因子编码区,并对其序列进行了分析。结果表明,所建cDNA文库能够用于利用酵母的杂交系统开展蚕丝蛋白基因的表达调控研究。     

草地早熟禾干旱胁迫转录组差异性分析

干旱是影响草地早熟禾生产力的主要因素之一。在没有参考基因组的情况下, 为了揭示草地早熟禾在干旱处理下基因表达谱的变化, 本文采用了高通量Illumina Hiseq测序平台对草地早熟禾的对照组(CK)与干旱处理组(D)进行转录组测序, 并对测序数据进行了分析研究, 进一步探究了草地早熟禾干旱应答的分子机制。结果表明, 在干旱处理下共检测到24465个差异表达的基因, 筛选后获得4143个上调基因和4415个下调基因, 共占差异表达基因总数的34.98%。经富集分析后得, 与蛋白激酶、蛋白磷酸酶、碳代谢以及ABA等相关的基因可以作为研究草地早熟禾干旱响应机制的主要研究对象。qRT-PCR分析表明, 随机选出的8个差异性表达基因的表达趋势与高通量测序结果相一致。此外, 还候选了吲哚-3-甘油磷酸合成酶、蛋白磷酸酶、已糖激酶、钙结合蛋白、叶绿素a/b结合蛋白等基因作为与草地早熟禾干旱胁迫相关的应答候选基因, 为揭示草地早熟禾耐旱分子机制奠定了基础。     

东北草地野大麦对混合盐碱胁迫的 生理响应及转录组分析

为了研究盐碱胁迫下野大麦(Hordeum brevisubulatum)的生理响应及耐盐碱基因的发掘,采用不同浓度NaCl与NaHCO3混合液胁迫处理45日龄幼苗,通过理化分析方法确定野大麦盐碱逆境胁迫临界值,通过转录组测序技术(RNA-Seq)分析基因表达情况。结果表明,不同浓度(100、200、300、400、500 mmol·L~(–1))混合盐碱胁迫2 d后,野大麦叶片可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升高后降低的趋势,均在300 mmol·L~(–1)达到最大值,脯氨酸、可溶性糖含量呈连续上升趋势。选取300 mmol·L~(–1)处理组的野大麦叶片进行转录组测序分析,与对照组(无盐碱处理)相比有4 163个基因上调,1 936个基因下调;对差异表达基因进行GO功能分类,可分为生物过程、细胞组分和分子功能3个主类52个小类;4 405个差异基因被注释到132个通路中,主要涉及蔗糖合成、脯氨酸合成、过氧化物酶体等代谢途径,蔗糖合成酶(SuS)、鸟氨酸转氨酶(OAT)、谷氨酸激酶(ProB)、谷氨酸-5-半醛脱氢酶(ProA)、超氧化物歧化酶(SOD)等的编码基因上调表达。野大麦可以通过提高某些渗透调节物质含量适应盐碱逆境胁迫,这种代谢过程调节蕴涵相关基因表达调控的生理机制。     

家蚕丝腺生物反应器的研究现状

家蚕丝腺生物反应器在表达外源蛋白方面具有无与伦比的优越性 ,特别是在生物制药方面有着极为广泛的前景。论述了近几年内国内外学者此方面的研究     

外源NO缓解草地早熟禾镉胁迫的转录组分析

为揭示外源一氧化氮对草地早熟禾（Poa pratensis）镉（Cadmium,Cd）胁迫缓解机制,本试验采用高通量Illumina Hiseq测序技术研究了草地早熟禾根施1 000 μmol·L^-1氯化镉和叶面喷施50 μmol·L^-1 NO供体硝普钠24 h后转录组基因的差异表达。对测序数据进行分析结果显示,4个处理组共有22 730个差异表达基因,包括15 332个上调基因和7 398个下调基因。通过富集分析发现外源NO主要通过调控与信号转导、碳水化合物转运与代谢、氨基酸生物合成及苯丙烷生物合成等途径相关的基因缓解镉胁迫。此外,本研究对Cd处理与Cd+NO处理组的差异表达基因和代谢通路进行分析,筛选出了一系列由NO信号介导的草地早熟禾响应镉胁迫关键基因,并将其列为NO缓解草地早熟禾镉胁迫相关的候选基因。本研究为挖掘草地早熟禾耐镉相关调控基因和功能基因提供基础。     

基于转录组测序生物信息学分析的研究进展

随着DNA双螺旋结构的发现,基因组研究开始进行,中心法则也成为了研究生命科学的核心。这对近年来分子生物学及检测技术的迅猛发展提供了良好的开端,随之而来的是基因测序研究成为了生物学上一个新的热点话题。虽然通过转录组测序可以获得海量基因数据,但是数据的深入探索还需要进一步研究,而这些深入的挖掘,需要生物信息学分析手段,从而建立了多组学,通过对其进行不断完善,使得现代生物科学形成了一个完整的系统。这使得生物基因学的研究可以成为一个逐层的分析,将通过整合分析出的信息数据来描述生命活动。因此,功能基因组的研究已经成为了动植物基因组研究的重要方向,特别是对转录组的研究尤为重要。作者通过对转录组学的时代背景、转录组研究的复杂性、DNA测序技术的发展史以及转录组学研究方法进行归纳,简述了转录组学的发展历程,并对转录组研究内容做了一个简单系统的介绍,为更加深入地了解转录组测序奠定了基础。     

氟苯尼考胁迫下弗氏柠檬酸杆菌转录组测序研究

为了探究弗氏柠檬酸杆菌的耐药机制,试验使用氟苯尼考为诱导药物,提取正常培养与400 μg/mL氟苯尼考胁迫下的菌株RNA,利用转录组测序技术对菌株间基因表达水平与差异表达基因进行了分析。结果显示,每个样品平均产出1.31 Gb数据,与参考基因组的平均比对率为67.01%。对样品间差异表达基因进行检测,共筛选出2 019个显著差异表达基因,其中上调963个,下调1 056个,并发现emrA和emrB 2个基因。KEGG Pathway分析中,富集到代谢途径的显著差异表达基因最多,占全部的72%,碳水化合物代谢、能量代谢、氨基酸代谢、膜转运等通路明显富集。GO功能分析中,生物过程分布的显著差异基因最多,占全部的46%。显著差异表达基因主要涉及到代谢进程、催化活性、结合。本试验结果表明,弗氏柠檬酸杆菌耐药性的产生可能与细胞外排泵介导的主动外排作用、靶位改变、酶的水解作用、细胞膜通透性改变及生物膜的形成有关。     

偃麦草盐胁迫下转录组分析

为探究偃麦草（Elytrigia repens）耐盐分子机制,本试验以耐盐差异显著的E36与E42为试验材料,对180 mmol·L^-1 NaCl处理0 d和3 d的叶片进行转录组测序。结果显示：转录组测序共获得80 735个Unigene,在NR数据库中共有10个同源性较高的物种;将差异表达基因进行KEGG功能注释,其中E42盐处理3 d和0 d对比产生的差异表达基因在植物病原体相互作用、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成等方面有显著富集,E36盐处理3 d和0 d对比产生的差异表达基因在核糖体代谢、亚油酸代谢、碳代谢中具有显著富集;对E42盐处理0 d与3 d Unigenes进行对比,获得159个与耐盐相关差异表达基因,同样E36在盐处理下,获得61个与耐盐相关基因;对比代谢通路发现,E36和E42在光反应-捕光蛋白途径有明显差异;经qRT-PCR验证差异表达基因结果与转录组数据一致。偃麦草耐盐及敏盐种质在盐胁迫下光合调控、脯氨酸及过氧化物代谢在转录表达上均呈现显著差异。     

转录组测序及其在猪上的研究进展

转录组学是研究基因结构和功能的重要研究方法,其中RNA-seq测序技术的快速发展使得转录组学日益成为分子生物学和功能基因组学的重要组成成员。转录组测序技术是转录组学研究的重要基础,该技术关系着能否高效、准确地识别转录组信息,因而关乎着转录组分析的可行性。基因转录组测序技术的转录组学分析已经在猪、牛等畜种上有所运用,丰富了畜牧学的研究。文章主要对转录组测序的相关概念以及其在猪上的运用进行综述。     

高温胁迫下罗非鱼源无乳链球菌的比较转录组分析

【目的】从分子水平了解高温季节罗非鱼无乳链球菌病容易暴发的原因。【方法】在35和28℃分别培养无乳链球菌,提取总RNA并进行转录组测序;利用华大基因Dr.Tom自主分析平台进行差异表达基因分析,并针对差异基因进行了KEGG通路和GO功能的分类和富集;通过实时荧光定量PCR随机检测10个基因的差异表达,确定转录组数据的可靠性。【结果】共得到35和28℃培养条件下的显著性差异表达基因357个,其中上调基因229个,下调基因128个;GO数据库富集能得到多个具有显著性的功能集,多集中在碳源代谢相关的途径,包括碳水化合物分解代谢过程(carbohydrate catabolic process)、糖原代谢过程(glycogen metabolic process)、细胞葡聚糖代谢过程(cellular glucan metabolic process)等;差异基因中发现了多个与无乳链球菌致病性相关的基因,如烷基过氧化氢还原酶亚基、cAMP因子、C5a肽酶等编码基因;实时荧光定量PCR与转录组数据间皮尔逊相关系数R值为0.979(P<0.001),说明转录组数据可靠有效。【结论】高温能够显...     

红三叶响应淹水胁迫的相关通路及差异表达基因分析

淹水胁迫是影响植物生长发育和分布的重要非生物胁迫,对植物淹水胁迫的研究是解决近年来极端强降水天气下植物生产管理的关键。红三叶作为优质豆科牧草,耐淹性较差,长期水淹会导致烂根死亡。为研究红三叶淹水胁迫下的分子响应机理,本研究通过Illumina高通量测序平台,以耐涝型品种“红龙”淹水胁迫下0、8和24 h三个时间点的幼苗叶片为材料进行转录组测序,将测序数据与参考基因组比对后进行差异表达基因（DEGs）分析和功能注释。结果显示,与对照0 h相比,“红龙”在淹水胁迫8 h后,有5065个DEGs,其中,上调表达基因2442个,下调表达基因2623个;在淹水胁迫24 h后,有9022个DEGs,其中,上调表达基因4279个,下调表达基因4743个。基因本体数据库富集结果显示,DEGs主要富集于代谢过程、细胞过程、生物调节、细胞、催化活性等条目;东京基因与基因组数据库富集结果显示,DEGs显著富集于植物激素信号调节、植物-病原互作、碳代谢和乙醛酸及二羧酸代谢等通路中,其中乙醛酸及二羧酸代谢通路中过氧化氢酶和甲酸脱氢酶等抗氧化酶相关基因高表达;并且发现差异表达的AP2/ERF、WRKY、bHLH、...     

单细胞转录组测序在家畜生产中的应用

常规转录组学研究大多是在器官或组织水平上进行转录组测序,忽略了细胞间基因表达的异质性,而单细胞转录组测序(single cell RNA-seq,scRNA-seq)技术可从动物组织分离出的单个细胞的微量全转录组RNA扩增后进行高通量测序,从而在单细胞水平上揭示基因与表现型的关系.现概述scRNA-seq的关键技术要点...     

紫花苜蓿响应低温胁迫转录因子的鉴定及表达分析

研究证明,转录因子广泛参与植物的生长发育过程并响应多种生物/非生物胁迫信号途径。低温胁迫可导致紫花苜蓿(Medicao sativa)减产、越冬率降低以及生产年限缩短。利用新一代高通量转录组测序技术,本研究对4℃低温胁迫下紫花苜蓿中响应低温胁迫的转录因子基因进行了鉴定,并对其表达情况进行分析,结果表明,转录组测序共获得78 925条Unigene序列和3 448个差异表达基因。其中,从3 448个差异表达基因中共鉴定出43个转录因子家族,共251个基因被显著地诱导表达。不同转录因子家族基因受低温胁迫诱导表达不同。本研究有助于在整体水平加深了解紫花苜蓿转录因子表达特性,为进一步研究这些响应低温胁迫的转录因子的功能提供参考。     

基于RNA-seq对猪瘟病毒感染宿主的转录组学研究进展

对转录组测序(RNA-seq)的技术特点及其发展进行概述,对该技术在猪瘟感染研究中的应用进行详细综述,并对其存在的问题及未来发展做了进一步展望,以期为猪瘟的相关研究提供参考。     

基于转录组测序分析象草木质素合成的研究

采用高通量测序技术Illumlna HiSeq 2000对高木质素的象草品系eg7和低木质素的象草品系eg87(对照)茎组织进行转录组比较测序。测序获得了169630902个序列读取片段(reads),包含13788439920nt碱基信息。对reads进行序列组装,获得87641个单基因簇(unigene),平均长度580nt。从长度分布、GC含量等方面对unigene进行评估,数据显示测序质量好,可信度高。将获得的unigene与Nr、Nt、Swiss-Prot、COG、GO和KEGG数据库进行序列同源性比较和功能分析,62557个unigene与其他生物的已知基因具有不同程度的同源性,象草与高粱序列同源性最高。共鉴定出33323个差异表达基因,其中上调基因9704个(29.12%),下调基因23619个(70.88%);GO分析显示39968个unigene归为54个功能类别,大量unigene与细胞进程、代谢过程、催化活性等相关;KEGG pathway分析富集得到127条代谢通路,包括光合作用、betalain生物合成、苯丙烷类代谢、苯丙氨酸代谢等,苯丙烷类代谢途径差异基因富集程度高、差异基因数目最多,达285条,该途径中64条木质素单体合成酶基因表达上调,79条ClassⅢ型植物过氧化物酶基因表达下调、22条上调。挑选9个差异基因进行qRT-PCR验证,9个基因的表达趋势与高通量测序结果一致。为象草的分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据,对于了解象草茎生物合成与木质素调控基因挖掘和多用途定向育种具有指导意义。     

基于高通量测序技术的敖鲁古雅驯鹿鹿茸转录组分析

试验旨在通过高通量测序技术获得驯鹿的遗传信息和鹿茸组织的转录组特征,并进一步挖掘其中与鹿茸经济性状相关的关键基因信息。对驯鹿鹿茸组织提取RNA,检测RNA纯度、完整性及是否有污染,合格后构建文库,文库构建成功需要进行库检,库检合格后使用Illuminanovaseq平台进行转录组测序分析。利用Diamond、HMMER、KAAS、Blast2GO等软件对驯鹿鹿茸转录组序列进行了功能注释、基因丰度分析和其他分析。结果显示,测序获得47 818 202条raw reads,经过滤和质量检查得到了46 964 478条clean reads,组装后得到49 171个Unigenes,表明本次测序获得了高质量的鹿茸转录组。基于序列一致性分析,Unigenes与NR、Swiss-Prot、KOG、KEGG、Pfam、GO数据库比对注释成功总共占89.54%,共44 029条序列。Corset聚类后得到49 171个Unigenes,在这些Unigenes中共找到13 795个SNPs位点和18 446个SSRs位点。GO注释结果显示22 955个Unigenes得到注释,占总注释结果的46.68%。与KEGG数据库进行比对分析,发现49 171个Unigenes可能参与或涉及代谢途径,其中20 258个Unigenes共注释到32个KEGG代谢通路。此外,在转录组结果中发现了一些高丰度的基因,如OPN、TMSB4、TMSB10等,它们的功能可能与驯鹿生茸有关。本试验结果不仅对驯鹿的基因组数据进行了补充,而且还初步揭示了生长期驯鹿鹿茸的基因特征,为驯鹿分子遗传学研究、资源保护与利用及种群资源恢复提供了参考。     

基于新一代测序技术对犬肛周腺肿瘤差异表达基因分析

犬肛周腺肿瘤(Hepatoid gland tumours)高发于未去势老年公犬,在雄性犬的肿瘤中发病率排名第三。本研究采用IlluminaHiSeq~(TM)2500高通量转录组RNA-seq测序技术对犬肛周腺肿瘤的组织和正常肛周腺组织分别进行测序。发现差异表达基因588个,其中上调基因23个,下调基因565个,差异极显著水平的基因94个。通过对GO基因功能聚类,发现生物过程类别基因37个、分子功能类别24个。KEGG分析发现有470个基因涉及信号通路262个。     

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...