海洋贝莱斯芽胞杆菌Bam-6全基因组测序及生物信息分析

贝莱斯芽胞杆菌Bam-6对柑橘溃疡病等植物病原菌具有较强抗菌活性,同时具有杀灭桃蚜的作用,为挖掘Bam-6特殊功能基因及基因簇,深入研究其抑菌杀虫机制,采用第二代BGISEQ与第三代Pac Bio平台相结合的测序技术对Bam-6进行全基因组测序,并对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、共线性分析、次级代谢产物合成基因簇预测和比较基因组分析等。Bam-6全基因组全长为3928774 bp,GC含量为46.53%,共编码3861个ORF,含有86个t RNA基因、27个r RNA、0个s RNA、122个串联重复序列和2个卫星RNA。在NR、Swiss-Prot、eggNOG、GO和KEGG数据库分别注释到基因3840、2156、3485、3319和2721个。同时,生物信息学分析表明此菌株基因组中有12个次级代谢产物基因簇,包括3个未知功能的基因簇、8个相似度较高的抗生素合成基因簇（surfactin、macrolactin H、fengycin、bacillaene、difficidin、bacillibactin、bacilysin和mersacidin）和1个相似度仅为7%...     

假茄科雷尔氏菌菌株RSCM的全基因组测序及基因组比较分析

为丰富假茄科雷尔氏菌Ralstonia pseudosolanacearum基因组数据库并探索其致病机理，以前期从南瓜上分离的菌株RSCM为研究对象，采用第二代Illumina平台与第三代PacBio平台相结合的测序技术对其进行全基因组测序，利用SMRT Link、Arrow和eggNOG等软件对测序得到的原始数据进行组装、拼接和注释，并通过比较基因组方法分析其与菌株GMI1000的差异。结果表明，菌株RSCM基因组大小约为6 000 712 bp，由3 788 542 bp的环形染色体和2 212 170 bp的环形宏质粒组成，含有5 047个编码基因，其中分别有3 579、4 240、3 171个基因获得GO、COG和KEGG数据库的注释；在菌株RSCM基因组中预测到58个tRNA、4个5S rRNA、4个16S rRNA、4个23S r RNA和4个ncRNA，含有5个前噬菌体序列和35个基因组岛。ANI分析发现研究对象与菌株GMI1000的亲缘性最近，ANI值为99.0%；基因组对比分析结果显示，与菌株GMI1000相比，菌株RSCM中存在易位、倒置、易位兼倒置的基因有571个...     

木贼镰孢菌D25-1全基因组序列的测定及结构分析

 木贼镰孢菌是多种植物的病原菌,也具有益生作用,功能复杂多样。本研究基于Illumina Hiseq 4000和PacBio平台对木贼镰孢菌D25-1全基因组序列进行了测定及组装,共组装出16个基因组片段,GC含量48.01%,总长40 776 005个碱基,Gap数为0。对内含子、外显子、基因长度、非编码RNA、重复序列等基因组信息均进行分类统计,外显子40 110个,总长19 787 286 bp,内含子26 281个,总长2 290 434 bp,多数基因长度为500~1 499 bp,tRNA 333个,rRNA 71个,sRNA 69个,snRNA 31个,miRNA 108个,共预测的重复序列1 713 918 bp,占基因组4.2033%。比较基因组学分析发现木贼镰孢菌组装结果较好,特有基因3 483个和共有基因1 805个,并对共有基因进行了COG分类注释。基因家族分析发现2 500多个单拷贝同源基因。构建进化树发现木贼镰孢菌和假禾谷镰孢菌的遗传距离最近,在全基因组水平上确定了其进化地位。本研究为基因表达的调控机制、基因功能演化分析、病害防控等研究提供基础的数据。     

木贼镰孢菌D25-1全基因组序列的测定及结构分析

 木贼镰孢菌是多种植物的病原菌,也具有益生作用,功能复杂多样。本研究基于Illumina Hiseq 4000和PacBio平台对木贼镰孢菌D25-1全基因组序列进行了测定及组装,共组装出16个基因组片段,GC含量48.01%,总长40 776 005个碱基,Gap数为0。对内含子、外显子、基因长度、非编码RNA、重复序列等基因组信息均进行分类统计,外显子40 110个,总长19 787 286 bp,内含子26 281个,总长2 290 434 bp,多数基因长度为500~1 499 bp,tRNA 333个,rRNA 71个,sRNA 69个,snRNA 31个,miRNA 108个,共预测的重复序列1 713 918 bp,占基因组4.2033%。比较基因组学分析发现木贼镰孢菌组装结果较好,特有基因3 483个和共有基因1 805个,并对共有基因进行了COG分类注释。基因家族分析发现2 500多个单拷贝同源基因。构建进化树发现木贼镰孢菌和假禾谷镰孢菌的遗传距离最近,在全基因组水平上确定了其进化地位。本研究为基因表达的调控机制、基因功能演化分析、病害防控等研究提供基础的数据。     

千金子叶绿体基因组的结构及特征分析

千金子是稻田一年生禾本科恶性杂草,已成为威胁水稻生产的优势种群。采用Illumina HiSeq测序及生物信息分析方法对千金子叶绿体全基因组序列进行测定、组装、注释和解析。结果表明,千金子叶绿体基因组全长为135 656 bp, GC含量为38.26%,呈现典型的禾本科植物叶绿体基因组的4段闭合环状结构;其中,大单拷贝区80 843 bp,小单拷贝区12 768 bp,反向重复区42 045 bp;通过功能富集,共获得注释基因131个,包括84个蛋白编码基因、39个tRNA基因和8个rRNA基因;另外,还检测到49条简单重复序列(SSR)和46条长度大于20 bp的重复序列。利用IQTREE软件,基于叶绿体基因组以粳稻为外群构建了25种禾本科杂草的系统进化树,显示出千金子与真穗草属、虎尾草属和狗牙根属杂草具有相对较近的亲缘关系,而3种稗属杂草则与水稻的亲缘关系更近。本研究结果可为千金子的精准识别和分子进化解析提供理论借鉴。     

哈茨木霉Th-33全基因组序列测定与分析

利用Hiseq2500高通量测序平台对哈茨木霉Th-33全基因组进行序列测定,获得196个scaffolds,共预测了10849个基因,平均长度为1776 bp(GenBank登录号:PRJNA272949)。以GO(gene ontology)数据库对预测出的基因做基因注释,共注释基因6238个;以KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomespathway database)数据库对预测出的基因做基因注释,有6789个基因注释到279条KEGG代谢途径。KEGG富集分析显示,对氨基苯甲酸甲酯降解代谢通路涉及基因最多,有232个基因;其次是双酚降解代谢通路,有206个基因。利用Rfam数据库对基因组序列进行RNA分类预测,共分为25个类别,包含7123个基因,其中涉及基因最多的为转录后修饰、蛋白质翻转和分子伴侣一类。比较了哈茨木霉、深绿木霉、绿木霉以及里氏木霉基因组中重寄生相关的碳水化合物活性酶、蛋白酶及次生代谢相关基因。研究结果有助于深入了解木霉菌的生防机制、推动木霉菌功能基因的挖掘和利用。     

云杉花墨天牛转录组分析及其生物防治相关基因筛选

为明确云杉花墨天牛Monochamus saltuarius的基因组功能信息，并筛选其生物防治相关基因，利用Illumina Novaseq 6000平台对云杉花墨天牛成虫进行转录组测序和生物信息学分析，并在NR、GO和KEGG数据库进行基因功能注释。结果显示，共获得190.06 Gb的云杉花墨天牛有效转录组数据，得到35 728个unigene，平均长度为1 270.83 bp，组装得到58 142个转录本，N50长度为2 135 bp。所得unigene在NR数据库中比对注释到相似基因数量占比最高的物种为光肩星天牛Anoplophora glabripennis，达到63.83%，在GO数据库中按功能注释分为生物学进程、细胞组分和分子功能3大类60个亚类，在KEGG数据库注释到44条代谢通路中。根据基因注释信息进一步挖掘出具有生物防治潜力的嗅觉相关基因43个、蜕皮相关基因149个、几丁质代谢相关基因35个、飞行相关基因6个和木质纤维素相关基因39个，可作为后期开发新的分子工具和云杉花墨天牛生物防治技术的备选靶标基因。     

柑橘大实蝇GSTd1基因的克隆、原核表达及重组蛋白GSTd1的酶学特征

为深入研究柑橘大实蝇Bactrocera minax嗅觉系统中气味信号降解机制，对柑橘大实蝇头部转录组进行分析，筛选谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)基因，对其进行序列测定和分子生物学分析，利用实时荧光定量PCR技术检测该基因在柑橘大实蝇成虫各组织中的表达模式，并对该基因进行克隆和原核表达，采用Western blot对获得的编码蛋白GSTd1进行检测，并分析该蛋白的酶学特征。结果显示，成功获得1条具有完整开放阅读框的GST基因，将其命名为GSTd1，该基因完整开放阅读框为624 bp，编码207个氨基酸残基，预测蛋白分子量为23.72 kD，等电点为6.16，无信号肽，不含跨膜结构域，属于胞质型GST蛋白。序列比对和系统进化树分析结果表明柑橘大实蝇GSTd1属于昆虫特有的GST蛋白的Delta亚家族成员。柑橘大实蝇GSTd1基因在柑橘大实蝇成虫触角中的相对表达量最高。柑橘大实蝇GSTd1重组蛋白具有催化其通用底物1-氯-2,4-二硝基苯(1-chloro-2,4-dinitrobenzene,CDNB)的能力，最大反应速度和米氏常数分别为...     

柑橘大实蝇NPC2基因的序列分析和组织表达模式

柑橘大实蝇是柑橘上的重要害虫,主要为害柑橘果实。NPC2是一种小分子蛋白,参与了脊椎动物的脂质代谢,最近有研究表明,NPC2有着类似于昆虫气味结合蛋白的功能,参与了昆虫的化学通讯。为了明确NPC2基因在柑橘大实蝇成虫组织中的分布,本研究从柑橘大实蝇转录组中,鉴定了NPC2基因,命名为BminNPC2。通过生物信息学方法分析了该基因序列特征并构建了系统进化树,采用实时荧光定量PCR技术研究了BminNPC2基因在柑橘大实蝇成虫组织中的表达模式。结果表明:BminNPC2基因开放阅读框为456 bp,编码151个氨基酸,等电点为6.10,分子量大小为16.66 kD,含有6个半胱氨酸。BminNPC2基因在柑橘大实蝇头部(去掉触角)和腹部表达量最高。据此结果我们在文中对BminNPC2基因功能进行了简要讨论。     

武昌罗索线虫线粒体基因组分析

采用滚环复制和两步长PCR扩增相结合的方法,成功测出武昌罗索线虫Romanomermis wuchangensis线粒体基因组全序列。序列的注释和分析结果表明,武昌罗索线虫线粒体基因组序列全长为14832bp,共有12个蛋白质基因、2个rRNA基因、23个tRNA基因和一段富含AT的D-loop区。与GenBank中现有的6种索科线虫序列对比,结果表明索科线虫线粒体基因组具有以下特点：①线粒体基因排列顺序各不相同;②部分线虫（包括种内）线粒体基因存在重复现象,且重复次数不同;③线粒体长度存在很大差异（14~26kb）。     

烟草拮抗链霉菌FT05W基因组测序与几丁质酶家族基因鉴定

链霉菌FT05W是一株对烟草黑胫病等土传真菌病害具有良好拮抗作用的生防放线菌。本研究利用Miseq PE300高通量测序平台对链霉菌FT05W基因组进行序列测定，共获得6914188个reads，通过SPAdes软件对序列进行拼接共得1836个contigs，其基因组全长为7699129 bp，GC比为71%，其中编码基因序列长度为6037181 bp，预测出7434个蛋白编码基因（GenBank登录号：NZ_QGMR00000000），预测编码7323个蛋白。获得的基因注释信息为今后深入开展其在烟草上的生物防治机理研究奠定了重要的基础，有助于推动烟草生防链霉菌功能基因的挖掘与利用，为烟草生防链霉菌FT05W的进一步开发与应用提供理论依据。利用MEGA 6.06构建链霉菌FT05W的几丁质酶家族基因系统发育树，共鉴定出7个几丁质酶家族基因，其中6个为18家族几丁质酶基因，1个为19家族基因。     

水蜡A病毒在呼和浩特市和哈尔滨市紫丁香上的发生及其基因组分子特征分析

为明确侵染紫丁香Syringa oblata并引起褪绿花叶症状的病毒种类及其基因组分子特征,利用透射电子显微镜对分离自呼和浩特市和哈尔滨市的紫丁香病样中的病毒粒子进行观察,并通过小RNA高通量测序和RT-PCR技术对其进行检测分析。结果表明,在紫丁香显症叶片的病毒粗提液中观察到长约600 nm、宽约13 nm的线状病毒粒子。利用小RNA高通量测序和RT-PCR技术从病样中检测到水蜡A病毒（Ligustrum virus A,LVA）,发病率为3.7%。呼和浩特市紫丁香分离物LVA-Sob的基因组序列全长8 525 nt,包含6个开放阅读框,分别编码Rep（1 968 aa）、TGB1（229 aa）、TGB2（107 aa）、TGB3（60 aa）、CP（294 aa）和NABP（119 aa）共6个蛋白。序列一致性分析表明,分离物LVA-Sob与韩国水蜡树分离物LVA-SK的基因组序列一致率高达97.9%,而与我国辽宁省暴马丁香分离物LVA-DX的基因组序列一致率仅为73.6%。在这3个LVA分离物基因组中没有检测到重组事件;基于基因组和cp基因序列的系统发育树显示这3个LVA分离物形成一个分支,并与瑞香S病毒（daphne virus S,DVS）有较近的亲缘关系。     

水分胁迫下水稻对褐飞虱转录组的影响

为明确褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)在稻田缺水条件下的发生和灾变规律,以感虫水稻品种TN1为材料,以取食无水分胁迫水稻的褐飞虱为对照组,取食水分胁迫(以15%PEG6000营养液处理48 h模拟)水稻的褐飞虱为处理组,采用Illumina转录组测序技术研究水分胁迫下水稻对褐飞虱转录组的影响。结果显示,测序序列经拼接后得到褐飞虱全部单基因unigene共47 335条,平均长度为1 234 bp;与对照组相比,处理组中表达量差异显著的基因共有1 331条,其中表达量上调的基因有712条,表达量下调的基因有619条;随机选取20条具有显著表达差异的基因,通过实时荧光定量PCR方法检测其表达量以进行验证,其中有13条基因的表达量与测序结果变化一致。对差异表达基因进行GO注释和KEGG代谢通路功能富集分析表明,能量代谢和水分代谢相关通路在水分胁迫处理的褐飞虱中显著富集,表明这几类基因在褐飞虱应答水分胁迫中发挥了重要作用。     

小麦锈菌蛋白激酶基因家族的鉴定与生物信息学分析

为深入分析锈菌结构基因组,阐明锈菌毒性变异的分子机制,本研究通过生物信息分析方法,对3种小麦锈菌蛋白激酶(protein kinases,PKs)超家族预测基因进行了系统分析,利用COG(clusters of orthologous groups of proteins)、KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)、GO(gene ontology)和PHI(pathogen-host interactions)数据库进行注释分析,并对小麦锈菌MAPK基因的蛋白质互作网络进行预测。结果表明,条锈菌Puccinia striiformis、叶锈菌P.triticina和秆锈菌P.graminis的PKs基因数量分别为221、159和159个,不同PKs基因家族类型在3种锈菌中的数量分布上表现出很高的保守性。注释分析表明,PKs家族预测功能涉及病原菌生长发育中的调控作用和病原菌-寄主互作机制,包括信号传导和致病因子等。PKs家族核心基因数目在蛋白激酶基因中占比大于1/3。MAPK基因的催化结构域序列呈现高度相似性。以STRING数据库的酿酒酵母蛋白质互作网络信息为参考,对小麦锈菌MAPK基因的蛋白质互作网络进行预测,共鉴定出25个互作关系,包含29个MAPK基因。研究表明这3种锈菌之间MAPK互作蛋白质分布不均衡,这可能反映了锈菌基因组进化的特殊复杂性。     

向日葵3个谷胱甘肽-S-转移酶GST基因的克隆及表达模式分析

从向日葵转录组测序结果中获得了3个对盐胁迫有响应的谷胱甘肽-S-转移酶（GST,EC2.5.1.18）GST基因,构建了系统进化树并进行分析,得知这3个基因属于Tau型GST,并将它们命名为HaGSTU26（HanXRQChr04g0127901）、HaGSTU8（HanXRQChr06g0177581）、HaGSTU27（HanXRQChr10g0316331）,然后以向日葵Sk02R为试验材料,克隆这3个基因,并进行了不同组织和不同胁迫条件下的表达分析。序列分析表明：HaGSTU26基因组为1674bp,CDS（编码蛋白序列）长666bp,编码221个氨基酸,由2个外显子和1个内含子组成;HaGSTU8基因组为2271bp,CDS长654bp,编码217个氨基酸,由2个外显子和1个内含子组成; HaGSTU27基因组为663bp,CDS长663bp,编码220个氨基酸,由1个外显子组成。实时荧光定量PCR分析表明：向日葵HaGSTU26、HaGSTU8、HaGSTU27基因在不同组织（根、幼叶、成熟叶、茎、幼茎、苞叶）中表达量不同,其中,HaGSTU26基因和HaGSTU27基因在根中表达量最高,而HaGSTU8基因在苞叶中表达量最高,但这3个基因均在成熟茎中的表达量最低。在不同胁迫条件下,测定这3个基因在向日葵幼苗中的表达量,结果表明在盐及ABA胁迫下,基因表达量均随着处理时间的增加而呈现先增加后下降的趋势。其中,在盐胁迫下,HaGSTU26基因在12 h后相对表达量最高,HaGSTU8及HaGSTU27基因表达量在3h后相对表达量最高。在ABA胁迫后,HaGSTU26及HaGSTU27基因表达量在12 h后相对表达量最高,HaGSTU8在24 h后相对表达量最高。在冷胁迫下,HaGSTU26和HaGSTU27基因上调表达,它们分别在3、24 h后相对表达量最高,HaGSTU8基因下调表达,其相对表达量随处理时间的延长呈现逐渐减少的趋势。在热胁迫条件下,这3个基因的相对表达量随着胁迫时间的延长而增加,均在24 h后表达量最高。以上结果说明这3个基因对不同非生物胁迫（盐、ABA、冷、热胁迫）均有响应。