转录组测序及其在牧草基因资源发掘中的应用前景

本研究概述了基于新一代高通量测序技术转录组测序的基本原理、实验流程、数据分析和目前的应用现状,并结合抗旱牧草转录组测序研究思路,展望了转录组测序可能对牧草种质资源基因发掘及其在牧草作物种质创新与品种设计育种中产生的影响。     

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...     

单细胞转录组测序技术及其在动物繁殖中的应用进展

动物繁殖在动物种群发展和生命进化的过程中起到群落延续、物种演化、进化变异等至关重要的作用。繁殖是各种生殖细胞的动态变化和互作效应的结果,对生殖细胞动态变化机制进行解析是了解动物繁殖过程的基础。单细胞转录组测序技术在群体细胞中以单细胞维度深入解读信息,逐步成为解读细胞类群异质性、关键基因筛选、相关通路表达、细胞互作等具有复杂性、多样性、动态性的生物学问题的首要选择。目前,单细胞转录组测序技术已经开始从动物生殖细胞的角度对动物繁殖的相关机制进行更深入的探究,以此进一步研究动物繁殖的相关过程。因此,本文主要对单细胞转录组测序技术的相关内容以及其在动物繁殖中的相关应用进行总结。     

单细胞转录组测序技术原理及其应用

基因转录调控及其机制分析是后基因组时代生物学研究的重点之一。常规研究往往建立在细胞群体或者组织上,一般表现出的是细胞的综合反应,难以判断单个细胞的情况,而在肿瘤、疾病预防等方面都需要对少量或单个细胞进行研究,因此,单细胞研究技术必不可少。常规的基因组扩增技术难以消除内含子的影响,并且无法用来阐述某些类型或某些特殊单个细胞之间基因表达的异质性,而转录组测序从RNA入手,将其反转录为cDNA后再进行大量扩增,可以完美地消除内含子的影响。本文主要就单细胞分离技术、单细胞转录组测序技术、高通量测序技术进行综述,并列举了现阶段的研究进展,分析了该项技术在各个领域的应用以及在家畜育种中的应用前景。     

高通量转录组测序技术在猪肉品质研究中的应用进展

猪肉中基因的表达决定了蛋白质的种类、结构和功能,从而决定了肉品质,而肌内脂肪(IMF)和肌纤维(MF)是影响肉品质的关键物质。本文主要综述了高通量转录组测序技术在研究猪肉品质相关的IMF和MF转录组的应用,重点阐述了其研究进展。     

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。     

转录组测序技术在绒毛用羊中的应用研究进展

高通量转录组测序技术在绒毛用羊参考转录组信息的研究过程中发挥着越来越重要的作用。作者主要介绍采用二代高通量测序技术(以RNA-Seq为主),挖掘绒毛用羊产毛、产绒等重要功能性状的分子标记,重点分析新发现的山羊新基因及与绒毛用性能相关的候选标记,为调控绒毛生长的分子机制、相关基因表达调控网络及绒毛分子育种等工作的深入研究提供参考。     

单细胞转录组测序技术及其在肌内脂肪细胞研究中的应用

单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)技术在单细胞水平对转录组进行测序,可从表达量、细胞量及细胞组成等多种角度描述样本,主要包括单细胞分离、mRNA反转录、文库构建、转录组测序和数据分析等步骤。单细胞分离是scRNA-seq技术操作的第一步,常用的细胞分离方法有连续稀释法、显微操作法、荧光激活流式细胞术、激光捕获显微切割术和微流控技术。基于不同细胞捕获、cDNA扩增和文库构建开发了许多scRNA-seq方法,如CEL-seq2、Drop-seq、MARS-seq、SCRB-seq、Smart-seq、Smart-seq2等。与传统测序方法相比,scRNA-seq可识别单个细胞的基因表达信息、记录细胞的空间位置、跟踪不同细胞谱系在分化过程中的轨迹,这为研究难以大量提取的肌内脂肪细胞分子特异性和发生分化过程带来极大便利。作者简要介绍了scRNA-seq技术的关键步骤,比较分析了单细胞分离和转录组测序方法的优缺点,综述了肌内脂肪细胞的起源以及scRNA-seq在肌内脂肪细胞的亚群和标记基因鉴定以及细胞分化轨迹追踪中的应用,以期为肌内脂肪...     

预处理应用于能源草制备生物能源的研究进展

能源草是多年生草本植物,其具有生物质产量高、抗逆性强和种植成本低等特性,是一种重要的生物能源原材料。预处理技术可有效去除能源草细胞壁中木质素,并降解纤维素,提高材料转化效率。本文综述了能源草制备生物燃料过程中的物理、化学和生物预处理方法,并对不同预处理方法进行了综合比较,从预处理效率、污染程度、处理成本、处理时间等几个方面分析了不同预处理方法在实际生产中的可行性。结果表明,预处理方法中稀H_2SO_4(4%)及稀NaOH(0.5%~2.5%)溶液成本低廉且对材料作用效果明显,可将材料降解率提升50%以上(百分比因材料不同而异),而细菌、真菌等生物预处理方法因高效性、低污染性成为目前预处理技术的主要研究方向,不同方法间组合与综合应用是未来的研究趋势。此外,本文提出预处理技术应进一步向低耗能、低成本及高效率方向发展,并应形成完整的评价体系。     

优质牧草混种及与其它农作物的轮、间、套种的养牛模式

经过连续十年的对优质牧草的种植试验,所筛选出的适宜于我国养牛业的优质牧草的主要品种及其典型种植模式予以介绍,其对我国养牛业中优质牧草的科学种植具有一定的指导价值。     

我国家蚕品种选育的研究进展

介绍了国外家蚕品种选育的研究简况,概述了我国春用家蚕品种选育、夏秋用家蚕品种选育、春秋兼用家蚕品种选育、特殊用途家蚕品种选育的研究现状,探讨了市场经济条件下家蚕育种方向和育种方法的发展趋势。     

优质鸡品种选育的研究

地方土鸡种是优质鸡新品种选育的重要种质资源。为了在新品种选育过程中充分利用其优良的种质特性,在研究中采用其他鸡种或品系与其杂交,以达到使更多的优良性状组合在一起甚至超过双亲的目的．并将杂交优势在生产中加以应用。试验结果表明,用隐性青脚白羽鸡作母系、藏乡土鸡作父系的杂交组合．其杂交一代经济性状较好,体型外貌与藏乡土鸡相似,其肉质具有优质鸡的口感风味,可用于规模化散养生产。两系杂交培育优质鸡的方法研究,对于丰富和指导畜禽育种实践有着重要的意义。     

柞蚕新品种永青的选育

柞蚕新品种永青是以“青六号”为基础材料,利用系统选育手段,采用分区饲养、系统分离、定向培育的方法,同时兼顾各项经济指标的综合平衡,通过9年18代的系统选育,育成的具有青黄蚕血统的柞蚕新品种。选育结果：全茧量12.47g,千粒茧重11.99kg,虫蛹统一生命率94.81%;与吉柞88-2、方山黄杂交,增产幅度达15.5%以上。     

抗旱耐热白三叶新品种选育初报

鄂牧一号白三叶是以美国瑞加和路易斯安那两个白三叶品种为原始材料，经单株抗性造反份系比较鉴定，多系混合杂交，品种比较和区域试验选育而成，历时１０年。该品种具有高产，抗旱，耐热和粗蛋白含量高等特性，是南方低山丘陵地区有推广应用前景的优良牧草和草坪植物。     

我国强健性家蚕品种的选育研究概况

随着蚕桑生产条件的变化,家蚕品种的强健好养成为当前蚕桑生产形势下的迫切要求。本文综述了目前我国常用的家蚕品种选育方法和强健性家蚕品种的研究概况,分析了强健性家蚕品种选育中存在的问题及未来的育种趋势。     

家蚕品种选育的成就与发展方向

在新中国成立后的60年间,家蚕新品种选育与推广经历了以自主育成的优良杂交品种替换地方土种、国外引进品种,以优质高产的多丝量白茧品种替换有色茧品种,以二化性品种以及导入多化性血缘的强健性品种替换一化性品种,以及亚热带蚕区以多丝量二化性品种替换多化性品种的发展历程。华东蚕区、华南蚕区、西南蚕区饲养的家蚕品种已进行了4次更新换代,家蚕新品种选育呈现多样化格局。今后家蚕新品种选育工作要充分应用家蚕基因组及功能基因研究的成果,在常规技术育种的基础上,开展分子标记辅助选择育种研究,选育出适应不同蚕区生态条件、特殊性状多样化能满足不同功能与用途需要、产量与品质性状优异的蚕品种,为推动传统蚕丝产业升级改造以及产业效益的提升奠定坚实的基础。