逆转座子LINE1在Hela细胞中的表达及转录组分析

为研究逆转座子LINE1(简称为L1)在Hela细胞内的作用机制,对转染L1的Hela细胞和正常细胞进行转录组测序,通过对转录组数据进行拼接组装,对差异表达基因进行了生物信息学分析。结果表明:试验共筛选出391个差异表达基因,其中45.6%的差异表达基因显著性上调,这些基因通过GO分类注释,可分为14类;通过KEGG对差异基因进行通路富集,表明差异基因主要富集在破骨细胞分化、色氨酸代谢、乙型肝炎、病毒致癌作用和可卡因成瘾等信号通路,发现了一些与细胞黏着连接、表皮相关的基因有差异性表达。研究表明,通过转录组测序,获得了丰富的关于L1在Hela细胞中表达的信息,为进一步研究L1在细胞中的作用机制供了思路和理论依据。     

逆转座子LINE1在Hela细胞中的表达及转录组分析

为研究逆转座子LINE1(简称为L1)在Hela细胞内的作用机制,对转染L1的Hela细胞和正常细胞进行转录组测序,通过对转录组数据进行拼接组装,对差异表达基因进行了生物信息学分析。结果表明:试验共筛选出391个差异表达基因,其中45.6%的差异表达基因显著性上调,这些基因通过GO分类注释,可分为14类;通过KEGG对差异基因进行通路富集,表明差异基因主要富集在破骨细胞分化、色氨酸代谢、乙型肝炎、病毒致癌作用和可卡因成瘾等信号通路,发现了一些与细胞黏着连接、表皮相关的基因有差异性表达。研究表明,通过转录组测序,获得了丰富的关于L1在Hela细胞中表达的信息,为进一步研究L1在细胞中的作用机制供了思路和理论依据。     

逆转座子LINE-1在基因组中的调控作用

近年来研究发现真核生物基因组中的许多重复序列以及基因的内含子参与基因表达的调控。在这些重复序列中,有一种广泛分布于基因组中的逆转座子LINE-1,目前发现其对细胞的增殖与分化以及肿瘤的发生起着非常重要的作用,具体表现为影响基因的转录及整个基因组的稳定性、参与X染色体失活及基因组进化等。在正常细胞的分化调控中,基因的激活与沉默具有时间与空间的特异性,实现其“预定”的、有序的、不可逆转的分化过程。主要阐述了逆转座子LINE-1的结构特征和其在基因组中的调控作用及这些作用影响基因表达从而调节生物体的生命活动。研究LINE-1的调控机制对认识细胞的时空调控以及癌症的发生与发展具有重要的价值。     

水稻悬浮细胞培养过程中3个逆转座子的转录与转座特性

【目的】在水稻悬浮细胞培养不同时期研究3个具有多逆境应答特征逆转座子相关基因的转录与转座特性,为揭示该类基因的生物学功能奠定理论基础。【方法】以水稻品种月亮谷为材料进行悬浮细胞培养,以实时荧光定量PCR检测不同培养时期材料的3个逆转座子相关基因Tos17、Os05g24920和Os01g02040相对表达量及拷贝数的变化,初步分析其转录活性与转座活性。【结果】在培养期间,Os01g02040、Os05g24920、Tos17转录活性呈先升高后下降的变化趋势,其最高转录活性分别出现在培养期的第3个月和第6个月,相对表达量分别为71.84、41.26和53.20倍;Tos17保持较稳定的转录活性,其他2个基因在组培6个月后转录活性迅速下降。在培养3个月后,Os01g02040和Os05g24920的转座活性变化较稳定,相对拷贝数变化范围为2.14-2.64和2.76-5.03倍;Tos17转座活性变化极明显,拷贝数不断提高,至第14个月达12.13倍,明显高于其他两个基因。【结论】在细胞悬浮培养过程中3个逆转座子相关基因均被强烈激活进行转录,但其转录调控和转座调控途径不同。     

梨Ty1-copia类逆转座子逆转录酶序列的克隆及分析

根据Ty1-copia类逆转座子逆转录酶的保守区设计简并引物,从10份梨属(Prrus)材料中扩增该逆转座子片段.扩增产物经纯化后克隆于pMD 18-T质粒载体,选择阳性克隆,再经菌落PCR鉴定、测序及序列分析,获得了14条梨Ty1-copia类逆转座子逆转录酶序列.这些核苷酸序列长度为250～267 bp,具有较高的异质性,主要表现为缺失突变,通过核苷酸聚类可将14条序列分为4个家族.对这些片段的氨基酸序列进行分析,结果显示有2个序列发生了终止密码子突变.该研究获得的梨属植物Ty1-copia类逆转座子逆转录酶氨基酸序列与已报道的其他生物的相应序列有较高的一致性.     

苹果Ty1-copia类逆转座子LTR10序列及其在苹果属植物中的遗传多样性分析

应用改良的Pearce方法分离苹果Ty1-copia类逆转座子RNaseH-LTRs,分离到的RNaseH-LTR_(10)序列已在GenBank注册(登录号DQ534515),该序列长度为299 bp。分析结果表明其5′端为含有终止密码子的RNaseH基因,PPT(polypurinetract)之后是3′-LTR,PPT起始于终止密码子内10 bp处,3′-LTR的起始标志末端倒转重复序列(inverted repeat,IR)TG紧随其后。LTR_(10)的正链和反链均含有多个启动子的特征结构TATA box和CAAT box,α-淀粉酶启动子的保守序列及受不同胁迫条件作用的调控元件,如AuxRE、ABRE、HSE等。利用A-SAP技术研究了LTR_(10)逆转座子在苹果属8个野生种和22个栽培品种中的遗传多样性,多态性片段比例为86.5%;品种长祝较祝光少1条约400 bp的特异性扩增条带。     

单细胞转录组测序技术发展及其在甘薯中的应用

单细胞转录组测序（single-cell RNA-sequencing,scRNA-seq）技术是在单个细胞水平通过对mRNA进行高通量测序研究其整体水平基因表达情况的一项新技术。本研究概述了scRNA-seq技术的发展历程和创新;详细介绍了scRNA-seq技术的单细胞捕获/分选、反转录/PCR扩增、建库测序和测序数据基础分析等步骤,以及在植物单细胞图谱、非生物胁迫响应机制、细胞分化发育、转录因子调控网络等研究中的应用;剖析了该技术在甘薯中单细胞图谱、分化、抗逆和基因方面的应用潜力;最后对该技术的应用进行了展望。     

四倍体野生种花生Ty1-copia类逆转座子逆转录酶基因的克隆与分析

克隆与分析四倍体野生种花生的Ty1-copia类逆转座子逆转录酶基因序列,可为研究其转录活性、功能及调控提供序列基础。使用根据保守区设计的简并引物对,利用PCR技术对四倍体野生种花生(Arachis monticola)的基因组DNA进行扩增,经回收、克隆和测序,对目的序列进行生物信息学分析。结果显示,目的条带大小约260 bp,克隆获得了32条逆转录酶序列,序列长度范围为257～269 bp,A+T所占比例范围为54.47%～68.77%,A+T与G+C比例为1.20～2.20。核苷酸序列间相似性范围为46.4%～98.9%,存在较高异质性,表现为缺失突变与点突变;氨基酸序列间相似性范围为6.3%～100%,有12条序列发生了终止密码子突变,呈现高度异质性。绝大部分序列的保守基序一致,但各序列间的保守基序也存在一定差异,呈现一定程度的异质性。32条序列系统聚类为4个家族,家族Ⅰ和家族Ⅲ分别占总序列数的31.25%和37.50%。对四倍体野生种花生与其它物种植物同一类型逆转录酶的氨基酸序列构建系统发育进化树,结果显示所有序列被分为6类,其中,Ⅰ类和Ⅱ类分别包含15条和9条四倍体野生种花生逆转录酶序列,表明四倍体野生种花生逆转录酶序列具有比较高的保守性;同时四倍体野生种花生逆转录酶序列与葡萄、拟南芥、马铃薯、野茶树、辣椒、甜菜、烟草、番茄、绿豆以及欧洲云杉等具有较近的亲缘关系,表明它们之间可能存在横向传递。本研究获得的逆转录酶序列为基于LTR逆转座子的花生属分子标记开发和应用奠定了基础。     

转录组分析氧化胁迫对毛白杨悬浮细胞生长发育的影响

目的毛白杨是多年生木本植物,由于其固着的生长模式,毛白杨存在长期承受胁迫的可能性。氧化胁迫是常见的非生物胁迫方式,在多个物种中均有不同程度的研究,然而以毛白杨为材料在转录水平的研究目前鲜有报道。通过转录组数据探明活性氧平衡的打破对毛白杨悬浮细胞生长发育的影响。方法本研究对毛白杨悬浮细胞系进行H₂O₂胁迫处理,通过激光共聚焦显微镜和转录组测序技术（RNA-Seq）,观察、分析了线粒体的形态学和基因表达量的差异。结果通过对转录组数据的分析得到了806个显著差异基因（P < 0.001且 |log2ratio| > 1）,其中449个差异基因下调,357个差异基因上调。这些差异基因涉及细胞分裂、细胞分裂素的激活、赤霉素调控以及磷酸化途径。通过线粒体特异性染料并使用激光共聚焦显微镜观察氧化胁迫条件下毛白杨线粒体的形态学,结果表明氧化胁迫下线粒体以蠕虫状为主。结论通过分析氧化胁迫条件下细胞转录组数据,在RNA水平揭示了氧化胁迫对植物细胞生长发育的影响,为植物的应激反应和生长发育研究提供了理论基础。      

冬瓜高通量转录组测序及分析

【目的】获得冬瓜转录组序列、遗传变异等信息,从中挖掘冬瓜基因数据及SSR分子标记,为冬瓜后续研究提供数据支撑。【方法】以冬瓜嫩叶为材料,利用Illumina HiSeq~(TM)2000技术对冬瓜进行转录组测序,构建数据库从中获得干净序列。经De novo拼接组装后,将获得的单基因簇(Unigene)数据在非冗余蛋白数据库(nonredundant protein database,Nr)、蛋白质序列数据库(Swiss Prot protein database,Swiss Prot)、基因本体论数据库(gene ontology,GO)、蛋白质真核同源数据库(eukaryotic orthologous groups,KOG)、东京基因与基金组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、蛋白质家族域数据库(protein families database,Pfam)6个公共数据库中进行比对,最终得到冬瓜单基因簇注释信息。利用MISA软件对转录组单基因簇进行搜索,获得单基因簇中的SSR位点。【结果】从冬瓜嫩叶中得到62 021 032条高品质序列,组装后获得40 611条单基因簇,平均长度955 bp。将所有单基因簇在Nr和Swiss Prot数据库中进行比对,结果分别比对到27 474及19 573条单基因簇;在GO数据库中,所注释到的10 659条单基因簇分别匹配到生物功能、分子功能和细胞组分3个本体的47个功能组中;与KOG数据库进行注释比对,根据其功能将注释到的单基因簇划分为25类;KEGG数据库比对注释到10 799条冬瓜的单基因簇,可分为5个大类、19个亚类、125条代谢途径;在Pfam数据库中比对到17 990条单基因簇,分属于369个类群。SSR位点搜索发现,有5 086条单基因簇包含SSR序列,获得5 474个SSR位点。【结论】利用高通量测序获得大量冬瓜转录组信息,有助于从分子水平对冬瓜进行深入研究。     

绵羊iPS细胞诱导及转录组学分析

【目的】建立绵羊(Ovis aries)诱导性多能干细胞系,为绵羊转基因育种、应用绵羊诱导性多能干细胞奠定基础。【方法】利用电转将OCT4、SOX2、KLF4、l-Myc、Lin28转染至绵羊成纤维细胞中并诱导培养至有光滑隆起、边缘整齐的细胞克隆,形态学、碱性磷酸酶(AP)染色、免疫荧光染色以及实时荧光定量PCR检测克隆细胞的生物学特性;利用高通量测序技术对诱导0、10、20、30 d的阳性细胞的差异表达基因进行筛选。【结果】克隆细胞中SOX2、OCT4、SSEA-1蛋白免疫荧光染色均呈阳性; OCT4、SOX2、Nanog基因表达量均极显著高于成纤维细胞;0和30 d转录组测序表明,被注释到GO数据库的差异表达基因有9 465个,其中,上调基因6 987个,下调基因2 478个;KEGG分析共有5 773个基因注释到259个通路中,其中,P53信号通路显著富集,且其在干细胞增殖方面起着非常重要的作用。【结论】初步成功建立了绵羊诱导性多能干细胞。     

镉胁迫下中辽1号杨转录组分析

【目的】分析镉胁迫下中辽1号杨的转录水平,筛选差异表达基因,挖掘与镉胁迫相关的功能基因,为深入探索中辽1号杨对镉胁迫响应的分子机制提供理论依据。【方法】以中辽1号杨为试验材料,采用盆栽试验的方法将其扦插于土壤Cd含量为20 mg/kg（M20）的花盆中,以不加Cd为对照（CK）,80 d后采集不同处理中辽1号杨叶片进行转录组测序,使用DESeq2软件筛选CK与M20处理中辽1号杨的差异表达基因,将得到的差异基因在基因本体数据库（gene ontology,GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）、蛋白相邻类聚簇数据库(clusters of orthologous groups of proteins,COG)中进行注释,分析差异表达基因在不同数据库中的注释信息。随机挑选6个差异表达基因（超氧化物歧化酶（SOD）、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（STK）、脱落酸（ABA）、T复合蛋白1（TCP1）、MYB基因（MYB）、丝裂原活蛋白激酶12（MAPK12））,利用Primer 5软件设计特异性引物进行实时荧光定量PCR（RT-qPCR）试验,检测这6个基因表达水平的变化,验证转录组结果的准确性。【结果】在CK和M20处理的中辽1号杨中,共发现3 812 个差异表达基因,其中上调表达的有2 209 个,下调表达的有1 603 个。GO 分析发现,差异表达基因注释到3大类49个功能组中,其中与代谢过程有关基因最多。转录组KEGG代谢通路分析发现,差异表达基因主要在信号转导途径、代谢途径和生物合成途径富集。COG分析发现,1 455个差异基因被注释到22种分类中,其中一般功能预测基因注释最多,其次是信号转导机制基因。结合各数据库分析结果发现,Cd胁迫下中辽1号杨转录组的注释结果中代谢过程和信号转导过程相关基因较多。镉胁迫下差异表达基因最多的家族是ABC、MYB、WRKY、bHLH和NAC基因家族,挖掘出与镉胁迫相关基因WRKY家族基因47（WRKY47）、硝酸盐转运蛋白基因（NRT）、ABC家族转运蛋白基因2（ABC2）、苹果酸脱氢酶（MDH）、谷胱甘肽S-转移酶基因（GSTs）、NAC家族基因2（NAC2）的表达量显著上调,MYB家族基因44（MYB44）、重金属相关异戊二烯化植物蛋白基因39（HIPP39）的表达量显著下调。RT-qPCR结果显示,随机挑选6个差异表达基因表达量的变化趋势与转录组测序结果一致。【结论】镉胁迫后中辽1号杨转录组的差异表达基因主要富集在代谢过程和信号转导过程,挖掘出与镉胁迫相关基因,分别是WRKY47、NRT、ABC2、MDH、GSTs、NAC2、MYB44、HIPP39,为深入探索杨树对镉胁迫响应的分子机制提供了理论依据。     

转录组技术在果树研究中的应用

介绍了转录组技术的概念及研究的技术手段,并重点综述了转录组在果树的品种鉴定、生长发育、逆境胁迫以及发现新基因等方面的研究进展,及其在果树上的应用前景。     

转录组技术在果树研究中的应用

介绍了转录组技术的概念及研究的技术手段,并重点综述了转录组在果树的品种鉴定、生长发育、逆境胁迫以及发现新基因等方面的研究进展,及其在果树上的应用前景。     

高通量测序技术在植物转录组研究中的应用

新一代高通量测序技术相比于传统测序技术具有周期短、准确性高及成本低等优点,目前已广泛应用到植物转录组的研究中。对已完成全基因组测序的物种进行转录组测序,可得到基因表达差异、基因结构优化、可变剪接、单核苷酸多态性等分析结果并发现新基因。对无参考基因组的物种进行转录组测序,通过de nove从头组装,最终拼装出该物种的单一基因序列转录组数据集,为植物分子生物学的研究提供更多数据依据。     

苦荞转录组EST-SSR发掘及多态性分析

利用Misa软件对苦荞种子转录组高通量测序获得的45 699条EST序列进行了SSR位点扫描,共得到2 700个SSR位点,分布于2 624条EST序列中,SSR位点平均距离为1/1.73 kb。随着EST序列长度的增加,含SSR位点序列的比例也随之升高,800 bp以上EST序列含SSR的比例明显高于800 bp以下序列。单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复是苦荞EST-SSR主导类型,分别占总SSR的52.11%、13.33%和30.63%,其中(A)n、(AG)n和(AAG)n是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的优势重复基序,分别占总SSR的51.85%、7.11%和8.93%。设计合成了150对 EST-SSR 引物,其中91对引物（60.67%）在40份苦荞种质中获得有效扩增,30对引物（32.97%）具有多态性。平均每对引物能检测到3.53个等位变异;多态信息含量（PIC）在 0.10~0.71之间,平均达0.40。以上结果说明,从苦荞转录组EST序列中大规模开发SSR标记是一条简便而可行的途径。     

下一代测序技术在畜禽转录组研究中的应用

下一代测序技术凭借其高通量的特点成为现代生命科学研究的重要工具之一。转录组学是功能基因组学研究的重要内容,畜禽转录组学的研究是国内外生命科学研究的热点内容。文章综述了下一代测序技术的原理及特点,转录组学的研究概要,重点介绍了下一代测序技术在畜禽转录组研究中的应用进展,最后对下一代测序技术在生命科学研究中存在的问题和今后的发展方向进行了展望。     

马铃薯转录组测序研究进展

介绍转录组测序平台、实验方法、生物信息学分析及目前在马铃薯等高等植物中的应用,讨论了转录组测序在高等植物中研究的问题和新的方向,以供参考。     

棉铃虫Bt抗感品系的转录组差异表达分析

棉铃虫(Helicoverpa armigera)是全球性农业害虫,极大地影响作物产量。目前各地主要通过种植Bt作物进行防治,但近年来发现田间棉铃虫出现了Bt抗性。本研究对单个棉铃虫抗性品系与敏感品系进行转录组测序,并使用生物信息学方法分析得到差异表达基因。结果显示,Bt差异基因主要富集在氨肽酶、蛋白酶通路,可能对抗性产生影响。该研究为解释棉铃虫Bt抗性机理、挖掘新的抗性基因提供了重要依据。