育成期高能饮食对蛋鸡肝脏转录组的影响

[目的]明确相关基因在育成期蛋鸡肝脏脂质代谢调控过程中的作用机理,为改善蛋鸡的生产性能打下基础.[方法]分别选取高能量(12.14 MJ/kg)和低能量(10.88 MJ/kg)饲料饲喂育成期蛋鸡,利用Illumina NextSeq 500平台对蛋鸡肝脏进行转录组测序,通过HTSeq和DESeq等生物信息学方法筛选出差异表达基因,并以超几何分布对差异表达基因进行GO功能富集分析和KEGG信号通路富集分析.[结果]从低能组和高能组蛋鸡肝脏样品RNA-seq测序获得的原始序列均超过8000万条,且能比对上基因组和基因的序列均在80.00%以上.其中,基因序列占87.32%~89.78%,基因间序列占10.22%~12.68%;外显子序列在基因序列中的所占比例很高,为78.10%~82.88%,内含子序列所占比例在17.12%~21.90%.相对于低能组,高能组蛋鸡肝脏中有82个基因上调表达、106个基因下调表达.差异表达基因GO功能富集分析发现有314个显著富集的GO功能(P<0.05,下同),其中,241个富集在生物过程(BP),18个富集在细胞组分(CC),55个富集在分子功能(MF).脂质代谢过程和细胞脂质代谢过程富集的基因分别有16和14个,占差异表达基因总数的8.51%和7.45%;脂质代谢过程较细胞脂质代谢过程多出的基因是PLIN1和FGF19.差异表达基因KEGG信号通路富集分析发现有4条显著富集的KEGG信号通路,且均与蛋鸡肝脏的脂质代谢相关.[结论]育成期对蛋鸡进行高能饮食饲喂,主要是通过上调或下调脂质代谢相关基因表达而影响肝脏脂质代谢,最终实现蛋鸡生产性能调控.     

不同核数的灵芝菌丝体转录组比较分析

以野生灵芝[Ganoderma lucidum(Leyss. ex Fr.)Karst.](D)、自然单核灵芝（Mo）、双核灵芝（Mu）的菌丝体为材料,利用高通量测序技术筛选差异表达基因,并进行GO分析和KEGG富集分析。通过差异基因分析,筛选出568个差异表达基因。GO分析结果表明,野生灵芝（D）与自然单核灵芝（Mo）菌丝体的差异表达基因主要富集在转录调控及DNA模板化、tRNA氨酰化、组蛋白甲基化等过程;野生灵芝（D）与双核灵芝（Mu）菌丝体的差异表达基因主要富集在染色质沉默、L-丝氨酸代谢、硫化合物代谢等过程;自然单核灵芝（Mo）与双核灵芝（Mu）菌丝体的差异表达基因主要富集在染色质沉默、DNA模板转录、谷氨酸分解等过程。KEGG富集结果表明,自然单核灵芝（Mo）与双核灵芝（Mu）菌丝体在代谢通路上有明显的差异,差异基因主要被注释到过氧化物酶、维生素代谢等通路。野生灵芝（D）与自然单核灵芝（Mo）菌丝体、野生灵芝（D）与双核灵芝（Mu）菌丝体的差异基因并没有KEGG富集的结果,说明其代谢通路没有明显差异。筛选出3个品系中表达量差异均显著的基因,共12个,并对基因的主要功能进行预测...     

FST基因的过表达对猪成纤维细胞内基因及生物学通路的影响

应用Illumina HiSeq测序平台,对过表达FST基因的细胞和正常细胞进行转录组测序,并对筛选的差异表达基因进行基因功能注释及信号通路分析。结果表明：过表达FST后共有286个基因的转录发生了变化,其中176个上调,110个下调。这些差异基因共得到44个GO功能注释,其中单一生物过程、代谢过程、细胞过程;细胞器、细胞区域、细胞和黏合terms下聚集的差异基因数量最多,均>100个。共发现9条显著富集的Pathway,包括与细胞增殖相关的细胞周期、DNA复制、碱基切除修复、p53信号通路等,与卵母细胞发育相关的卵母细胞减数分裂和孕激素介导的卵母细胞成熟通路。说明在成纤维细胞中过表达FST后,最显著的特征是与细胞增殖分化相关的基因和生物学通路被富集。     

利用RNA-Seq发掘玉米叶片形态建成相关的调控基因

【目的】叶片宽度和长度等叶形特性是决定植株形态,进而影响种植密度的重要农艺性状,通过转录组测序技术筛选并挖掘玉米叶片形态建成相关的代谢路径及调控基因,为深入认识叶片发育的分子机理和鉴定叶宽、叶长候选基因奠定基础。【方法】以极端窄叶自交系NL409和宽叶自交系WB665为材料,利用RNA-Seq技术鉴定7叶期第七片叶近基部的差异表达基因(DEGs),通过生物信息学分析,筛选与叶片发育密切相关的代谢通路,利用qRT-PCR验证不同激素路径叶形相关基因的表达结果,并结合启动子区域的序列差异挖掘叶形功能基因。【结果】分析对照(WB665)和样品(NL409)高通量测序结果,在叶宽形成关键部位共筛选出5 199个DEGs,其中,2 264(43.55%)个基因表达上调,2 935(56.45%)个基因下调表达,下调基因明显多于上调基因;GO功能富集分析表明,差异基因主要富集在细胞膜相关的细胞组分中,涉及代谢过程和细胞响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因主要参与到核糖体、植物激素信号转导、苯丙烷类代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等过程,其中核糖体、植物激素信号转导、鞘脂类代谢下调表达基因较多的路径与叶...     

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。     

利用RNA-Seq发掘玉米叶片形态建成相关的调控基因

【目的】叶片宽度和长度等叶形特性是决定植株形态,进而影响种植密度的重要农艺性状,通过转录组测序技术筛选并挖掘玉米叶片形态建成相关的代谢路径及调控基因,为深入认识叶片发育的分子机理和鉴定叶宽、叶长候选基因奠定基础。【方法】以极端窄叶自交系NL409和宽叶自交系WB665为材料,利用RNA-Seq技术鉴定7叶期第七片叶近基部的差异表达基因(DEGs),通过生物信息学分析,筛选与叶片发育密切相关的代谢通路,利用qRT-PCR验证不同激素路径叶形相关基因的表达结果,并结合启动子区域的序列差异挖掘叶形功能基因。【结果】分析对照(WB665)和样品(NL409)高通量测序结果,在叶宽形成关键部位共筛选出5 199个DEGs,其中,2 264(43.55%)个基因表达上调,2 935(56.45%)个基因下调表达,下调基因明显多于上调基因;GO功能富集分析表明,差异基因主要富集在细胞膜相关的细胞组分中,涉及代谢过程和细胞响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因主要参与到核糖体、植物激素信号转导、苯丙烷类代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等过程,其中核糖体、植物激素信号转导、鞘脂类代谢下调表达基因较多的路径与叶片发育密切相关。核糖体路径富集到多个PRS(PRESSED FLOWER)基因,分析发现PRS13(PFL2)可能在调控窄叶发育过程中发挥重要作用。鞘脂代谢路径富集的基因几乎全部下调表达,引起抑制叶片发育的AP1(APETALA1)类和MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)类基因上调,以及促进叶片发育的LFY(LEAFY)下调,与窄叶发育受抑制的表型一致。植物激素信号转导路径富集到的油菜素内酯(BR)响应基因和赤霉素(GA)代谢基因下调,细胞分裂素(CTK)和大部分生长素(Auxin)响应基因上调,与窄叶中DELLA蛋白基因上调表达,抑制GA并促进CTK基因表达的作用模式一致。通过qRT-PCR对18个叶片发育相关基因进行分析,结果表明,其表达趋势与转录组结果一致,分析发现BR相关的ROT3、Auxin相关的NAL7-like、AGO7-like以及TCP类转录因子CYC/TB1等基因与窄叶的形成密切相关。【结论】明确了一些与玉米叶片发育密切相关的代谢路径,还发现植物激素间的动态平衡对叶片发育有着重要影响,尤其是生长素与油菜素内酯、细胞分裂素与赤霉素之间的相互作用对调控叶片形态可能发挥重要作用。     

桃嫩枝扦插不定根发育的分子机制

利用高通量测序技术对桃砧木‘GF677’生根发育的4个时期进行转录组测序和数据分析，为阐明桃不定根发育的分子机制奠定理论基础。以扦插后0(对照)、7(激活期)、14(愈伤形成期)、21(不定根形成期)、28 d(不定根伸长期)插穗基部的韧皮部为材料进行RNA-sep测序并研究其生根机理。结果表明，生根过程中不同时期共鉴定出25 656个差异表达基因，其中上调13 166个，下调12 490个。GO功能注释表明，差异表达基因主要富集在代谢过程、细胞过程、细胞、细胞组分、细胞器黏合物和催化活性等代谢途径中。KEGG富集结果显示，差异表达基因主要响应糖酵解、半胱氨酸和蛋氨酸、精氨酸和脯氨酸、核糖体和氨基酸生物合成。应用实时荧光定量qRT-PCR对主要通路的15个DEGs表达模式进行验证，其中13个基因表达水平的变化与转录组基因丰度的变化基本一致，表明转录组数据具有较高的可靠性。总之，糖酵解通路关键基因显著上调，参与激活期的能量补给；蛋氨酸代谢通路诱导基因的表达，参与韧皮部维管组织的分化与形成；精氨酸代谢激活NOS基因的表达，有利于NO的传递，实现根源信号向地上部的运输，进而调控桃的不定根发育...     

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。     

桑葚幼果的落果与正常果的果柄转录组分析

  目的  果实的脱落是一种常见的生理现象，会在一定程度上限制果实的产量。探究桑葚幼果在脱落过程中的代谢及生化反应，可为桑葚的脱落机制研究提供参考。  方法  通过高通量测序对白桑Morus alba幼果在落果和正常果的果柄离区进行转录组测序，筛选差异表达基因，并对其进行功能注释和代谢通路分析，采用实时荧光定量PCR技术对转录组数据进行验证。  结果  经华大基因转录组测序分析共计获得262.92 Mb的原始序列；桑葚幼果果柄在2种状态下共筛选到10 481个差异表达基因，其中，有5 239个差异表达基因上调表达，5 242个差异表达基因下调表达。经基因本体数据库(GO)功能富集分析，共发现37个显著性条目，大多数差异基因具有催化活性、膜的组成成分、氧化还原酶活性、膜的内在成分等功能；京都基因与基金组百科全书(KEGG)富集分析发现:大多数差异表达基因集中在柠檬酸循环、植物激素信号转导途径、黄酮类生物合成等代谢通路上。  结论  桑葚在脱落过程中受植物激素的调控，氨基酸、黄酮类次生代谢物和碳水化合物等物质也能调控果实脱落。图9表2参35     

苹果叶片不定芽再生过程的差异表达基因鉴定与分析

【目的】筛选分析‘GL-3’苹果叶片不定芽再生过程中的差异表达基因（differentially expressed gene,DEG）,进一步解析苹果叶片不定芽再生的潜在分子机制,为提高苹果的遗传转化效率提供理论参考。【方法】‘GL-3’苹果继代组培苗叶片外植体接种在再生培养基上,分别于0、3、7、14和21 d后取样并提取RNA,构建mRNA文库后采用Illumina Nova seq平台进行测序。筛选出各时间点的DEGs,根据GO（Gene ontology）和KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）注释结果以及官方分类,使用R软件中的phyper函数对筛选到的DEGs进行GO和KEGG富集分析;利用BLAST软件进行基因比对注释;重点分析植物再生相关的激素、酶、转录因子、多胺等DEGs;采用qRT-PCR对DEGs进行定量验证。【结果】再生培养基上培养3、7、14和21 d的苹果叶片外植体与对照组相比,分别筛选到5 250、4 937、6 852、6 493个DEGs,4个时间点共有的DEGs有3 027个。DEGs的GO功能富集显示,4个时间点筛选到的共有DEGs中上调表达的DEGs主要与氧化还原过程、细胞外围、蛋白激酶活性和有机环化合物结合等功能有关;下调表达的DEGs主要与单细胞代谢过程、钙离子结合、光合膜和类囊体部分等功能有关。DEGs的KEGG通路富集分析显示,4个时间点筛选到的共有DEGs中上调表达的DEGs主要富集在磷酸戊糖途径、植物激素信号转导、植物-病原菌相互作用和内质网蛋白质加工等途径中;下调表达的DEGs主要富集在α-亚麻酸代谢、苯丙烷生物合成、碳代谢和光合作用等途径中。对与植物离体叶片再生相关的激素、酶、转录因子和多胺等相关DEGs的表达模式进行分析发现,这些DEGs大部分呈上调表达趋势。经qRT-PCR验证后,所检测基因的表达趋势与转录组测序结果一致。【结论】通过对苹果叶片不定芽再生过程中不同时间点的基因表达谱进行检测和对比分析,获得了大量与苹果叶片不定芽再生相关的基因,研究结果为深入探讨苹果离体叶片再生机理提供了理论依据。     

松乳菇子实体两个发育时期的转录组分析

以松乳菇子实体为研究材料,采用de novo测序对松乳菇子实体进行测序与生物信息学分析,探究松乳菇子实体生长发育过程中幼菇期(LDG-1)和成熟期(LDG-2)基因表达的差异,并探寻影响松乳菇生长发育相关的主要基因和代谢通路。测序结果显示,共获得7.44G(LDG-1)和7.21G(LDG-2)的分析数据(clean reads)。KOG功能注释结果显示,松乳菇在幼菇期(LDG-1)和成熟期(LDG-2)具有全面而复杂的基因功能类别。GO富集结果提示,松乳菇在不同生长阶段(LDG-1和LDG-2)的生物代谢功能存在一定的差异。基因表达水平与聚类分析显示,ATP酶、多功能伴侣蛋白等家族基因为LDG-1和LDG-2主要高表达基因,在能量代谢与参与调控细胞周期中起重要作用。分析差异表达基因发现,相较于LDG-1期,LDG-2期有16 789个差异表达基因,其中7 635个基因上调,9 154个基因下调。差异表达基因KEGG富集通路分析结果显示,氧化磷酸化途径是松乳菇幼菇期生长发育过程中能量代谢的关键途径。进一步分析显示,MAPK信号通路是影响松乳菇子实体发育的关键信号通路,在促进松乳菇子实体进行有性生殖和调控菌丝体的极性生长中起重要作用。     

盐胁迫对南方泡桐基因表达的影响

为阐明泡桐多倍体的耐盐分子机制,以南方泡桐二倍体及对应的四倍体为试验材料,以白花泡桐基因组为参考序列,利用RNA-Seq测序技术,研究了盐处理前后南方泡桐四倍体和对应二倍体的基因表达变化。通过比对分析,共鉴定出与盐胁迫相关的差异表达基因2 940个。对这些差异基因进行GO功能分类,结果显示差异基因共参与了39个分类,集中在细胞、结合、催化等分类功能区的数量最多。KEGG代谢通路分析发现,这些差异表达基因主要参与了Plant hormone signal transduction,Carbon metabolism,Biosynthesis of amino acid等,其中编码MYB、WRKY、bZIP、ATPase等的基因差异表达显著。表明这些基因可能是潜在的盐胁迫响应基因。采用qRTPCR技术验证了随机挑选的9个差异表达基因,结果与转录组测序数据趋势一致。     

槐猪和杜洛克猪背最长肌差异表达基因的筛选与注释

为了筛选槐猪和杜洛克猪背最长肌中的差异表达基因,对槐猪和杜洛克猪背最长肌进行转录组测序,并进行生物信息学分析.结果表明,槐猪和杜洛克猪分别获得36 177 844和34 496 450条可用读段,且与猪参考基因组的比对率分别为78.71%和80.09%.槐猪和杜洛克猪间共有953个差异表达基因,以杜洛克猪为对照组,槐猪与之相比,有589个上调基因和364个下调基因.槐猪和杜洛克猪的差异表达基因共分类到48个基因本体(GO)条目中,其中,细胞组分13个、分子功能12个和生物学过程23个.显著富集的KEGG通路共计6个,其中,PPAR信号通路是与调节脂类代谢显著相关的通路.     

中国野生华东葡萄抗霜霉病抑制消减文库构建及初步分析

 【目的】分离和获得中国野生华东葡萄抗霜霉病相关基因片段的EST序列。【方法】以高抗霜霉病的中国野生华东葡萄（V.pseudoreticulata）白河-35-1 株系为材料,以田间接种葡萄霜霉菌的幼嫩叶片为处理,以田间自然生长的未接种幼嫩叶片为对照,分别提取RNA,采用抑制消减杂交技术构建抗霜霉病基因的消减正交和反交两个文库,在文库中,选择3个EST序列,用半定量PT-PCR检验构建文库中EST片段的表达情况。【结果】构建的文库中EST片段的大小在150～900 bp,经筛选文库,得到正交库有效的ESTs 85条,反交库ESTs 29条,所获序列经过BLASTn和BLASTx网上序列比对,其中有78条ESTs与GenBank中其它植物相关基因序列有较高的同源性,31条为未知功能序列,已登录GenBank 114条ESTs,登录号:FG106789-FG106902。进一步利用半定量RT-PCR 对文库中3个基因的表达情况进行了分析,证明这些EST序列是可以表达的。【结论】经初步分析这些序列的功能,涉及抗病信号传导、能量代谢、蛋白质代谢、核酸代谢、光合作用及膜运输和代谢等方面,其中获得与抗病直接相关的ESTs 23条,下一步是通过对获得的EST序列进行末端快速分析（RACE）技术,获得抗霜霉病基因全长序列,并进行原核和真核表达研究验证基因全长序列功能,为研究葡萄抗霜霉病的基因提供依据。     

2种不同生长规格墨瑞鳕肌肉组织转录组测序分析

【目的】掌握不同生长规格墨瑞鳕个体间差异表达基因的表达特点,为其功能相关基因深度挖掘及分子遗传育种提供科学依据。【方法】挑选同一养殖条件下极大个体和极小个体的墨瑞鳕,构建肌肉组织cDNA文库后,采用Illumina HiSeqTM 4000测序平台对存在生长差异的墨瑞鳕肌肉组织进行转录组测序分析,获得的Unigenes在Nr、Nt、Pfam、KOG/COG、Swiss-Prot、KEGG和GO等数据库中进行比对;通过FPKM及DEGseq筛选出差异表达基因,以GOseq和KOBAS对差异表达基因分别进行GO功能注释及KEGG信号通路富集分析,并采用MISA进行SSR鉴定分析。【结果】从墨瑞鳕肌肉组织中共测序获得39749条Unigenes,其长度范围在301~55230 bp,平均长度为1705 bp。注释到Nt、Nr、Swiss-Prot、Pfam数据库的Unigenes分别有27046、20824、18268和17772条,在7个数据库中均得到注释的Unigenes共计6742条,占Unigenes总数的16.96%。根据差异表达基因筛选条件P<0.05且|log₂ Fold Change|>1,共筛选出722个差异表达基因,其中上调基因308个、下调基因414个。差异表达基因GO功能注释分析结果表明,注释基因数目较多的GO功能条目包括细胞过程、代谢过程、膜、细胞器及结合等;KEGG信号通路富集分析发现,差异表达基因被成功富集到234条信号通路上,主要涉及磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶信号通路、MAPK信号通路、胰岛素信号通路及FoxO信号通路等。在39749条Unigenes中鉴定筛选出22120个SSRs,占Unigene总数的55.65%,SSR的平均间距为3063 bp。【结论】基于转录组测序分析获得的墨瑞鳕肌肉组织差异表达基因以发挥结合、细胞过程及代谢过程等功能为主,且主要富集在PI3K-Akt信号通路、核糖体信号通路、FoxO信号通路及细胞凋亡等能量代谢相关通路上,通过共同协调而对墨瑞鳕的生长发育起调控作用。     

转录组分析二马牙和长脖类型林下参表型差异

为分析二马牙和长脖类型林下参不同组织中人参皂苷含量存在差异的分子机制，测量同一环境下14年生两种林下参表型及人参皂苷含量，利用高通量测序技术对两种类型林下参的叶片、芦头及主根进行转录组测序，筛选差异表达基因，并对芦头的7个差异基因进行了qRT-PCR验证。表型分析结果表明，与长脖相比，二马牙芦头短粗、须根发达、根部及地上部分均更粗壮、产量高。转录组分析结果显示，2种类型林下参叶片、芦头、主根中分别有124、604、89个差异基因，上调基因分别有48、283、31个，下调基因分别有76、321、58个；通过KEGG代谢通路富集分析，差异基因分别富集到16、70、17个通路中，主要注释到淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导通路以及苯乙醇苷生物合成通路中。研究结果为林下参的品种选择以及揭示林下参表型差异的分子机制提供理论参考。     

抑制消减杂交技术筛选鹅产蛋期差异表达基因

[目的]鉴定筛选鹅产蛋与就巢差异表达基因。[方法]应用抑制消减杂交技术构建鹅产蛋与就巢鹅卵巢组织双向cDNA文库,获得差异表达基因。[结果]从双向文库随机挑选单菌落进行PCR验证,结果表明文库质量良好。选取654个阳性克隆进行测序分析,获得641条表达序列标签（ESTs）。对ESTs进行去除载体序列、质量检测、聚类及拼接,经Blast比对,有166条ESTs找到与之匹配的同源序列,其中92个是功能基因。[结论]比较就巢与产蛋SSH文库,发现产蛋特异性基因文库中参与物质能量代谢、细胞防御的基因较多,而在就巢SSH库中参与细胞凋亡、信号转导及细胞结构的基因出现频率较高。该结果对进一步研究鹅卵泡发育及繁殖力分子标记筛选打下了基础。