干旱胁迫下野生大豆ABC转运蛋白转录组测序分析

为获取干旱胁迫状态下ABC转运蛋白家族相关基因,以抗旱性强的野生大豆为试验材料,浇灌20%PEG 6000模拟干旱胁迫,分别在干旱处理0、 6、12、24和48 h后取叶片提取RNA进行转录组测序;以GO、KEGG和NR三大数据库注释的结果为基础,再以ABC转运蛋白为关键词进行筛选。结果表明,共获得337条ABC转运蛋白相关序列,包括8大亚家族(ABCA、ABCB、ABCC、ABCD、ABCE、ABCF、ABCG和ABCI)。差异表达分析结果表明,共有182条表现差异表达。GO注释到的差异表达基因多数为嘌呤核苷酸分解过程,KEGG注释到的差异表达基因分布在5个亚家族(ABCA、ABCB、ABCC、ABCD和ABCG)。对NR数据库有注释的168条差异表达基因进行进化分析,结果表明ABCE、ABCF、ABCG家族与ABCI11为一类,ABCB、ABCC家族与ABCI10为一类,ABCA、ABCD家族与ABCI19为一类。本研究为进一步研究野生大豆干旱胁迫下ABC转运蛋白抗旱基因提供了一定的理论依据。     

Assignment of unanchored scaffolds in genome of Brassica napus by RNA-seq analysis in a complete set of Brassica rapa-Brassica oleracea monosomic addition lines

The economically valuable oil crop Brassica napus(AACC, 2 n=38), which arose from interspecific hybridization between the diploid ancestors Brassica rapa(AA, 2 n=20) and Brassica oleracea(CC, 2 n=18), has a complex genome. More than 10% of the assembled sequences, most of which belong to the C subgenome, have not been anchored to the corresponding chromosome. Previously, a complete set of monosomic alien addition lines(MAALs, C1–C9) with each of the nine C-subgenome chromosomes added to the extracted A subgenome was obtained from the allotetraploid B. napus donor Oro, after the ancestral B. rapa(RBR Oro) genome was restored. These MAALs effectively reduced the complexity of the B. napus genome. Here, we determined the expression values of genes on unanchored scaffolds in the MAALs and RBR Oro. Then, multiple comparisons of these gene expression values were used to determine the affiliations of the nonanchored scaffolds on which the genes were located. In total, 54.68%(44.11 Mb) of the 80.67 Mb of non-anchored scaffolds belonging to the C subgenome were assigned to corresponding C chromosomes. This work highlights the potential value of these MAALs in improving the genome quality of B. napus.     

发情周期不同阶段绵羊卵巢lncRNA的鉴定和功能分析

旨在分析不同繁殖周期绵羊卵巢组织中长链非编码RNA (long non-coding RNA,lncRNA)的表达谱,了解lncRNA表达及其调控机理,为绵羊繁育研究提供理论依据。本研究以湖羊为研究对象,选取年龄在1.5～2.5岁的黄体期和卵泡期母羊各3只,通过高通量测序筛选出卵巢组织中的lncRNA,运用生物信息学分析对差异表达的lncRNA进行靶基因预测,通过GO和KEGG富集分析找出与绵羊繁殖相关的通路。结果显示,本研究共获得1 379个差异表达的lncRNAs,其中1 158个表达上调,221个表达下调。GO和KEGG富集分析表明,差异表达的lncRNAs及其靶基因主要参与卵泡发育、排卵周期过程、钙离子信号通路、卵母细胞减数分裂、催产素信号通路、MAPK信号通路、甲状腺激素合成通路、雌激素信号通路。关键的lncRNAs可能通过调控参与这些信号通路和生物学过程的相关基因来调控生殖。其中,LNC_011239、LNC_012847、LNC_003902、LNC_003906、LNC_003907等靶向的MAPK1、ADCY1、ADCY5、PPP3CA和CDC23可能发挥关键的调控作用。qRT-PCR验证证明,随机选取的5个差异lncRNAs定量结果与测序结果基本一致。本研究利用RNA-Seq技术筛选出黄体期和卵泡期卵巢组织中的lncRNAs,并进行差异分析,为揭示绵羊繁殖能力的分子机制提供依据。     

云南独龙鸡和白来航鸡卵巢组织转录组水平的比较分析

旨在利用RNA-seq技术筛选和分析云南独龙鸡和白来航鸡卵巢组织的差异表达基因,为独龙鸡后续基因功能、品种改良和种质特性等研究奠定基础。本研究采集了3只43周龄健康状况良好的独龙鸡卵巢组织进行转录组测序,并与相似饲养条件和周龄的白来航鸡卵巢组织进行比较。结果表明,与白来航鸡相比,独龙鸡中共有1 273个差异表达基因,其中上调基因522个,下调基因751个。GO和KEGG富集分析显示,差异表达基因主要参与蛋白水解、翻译、细胞外泌体、膜组分、结合和催化等过程,在蛋白合成、ECM-受体相互作用、氧化磷酸化、粘着斑等通路中起到重要作用。对显著性通路分析发现独龙鸡在蛋品质和免疫抗性上具有一定优势,但在产蛋性能上与白来航鸡还存在一定差距。本研究筛选到的RPL22、ATP5I、COX5A、JAKMIP1、CATH2基因主要富集在抗性、产蛋性能和蛋品质相关通路中,可作为重要候选基因进一步深入研究。     

基于锦绣杜鹃花蕾转录组的SSR标记开发及应用

[目的]探究锦绣杜鹃(Rhododendron pulchrum Planch.) EST-SSR的类型、分布频率和分布特征,开发有效的SSR标记,并验证其在遗传多样性研究和跨物种转移中的应用潜力。[方法]采用RNA-seq技术对锦绣杜鹃‘紫鹤’品种的花蕾进行转录组测序,MISA软件对组装的unigenes内部的SSR位点进行检索,分析其类型、分布频率。利用Primer 3.0软件设计引物,并对锦绣杜鹃群体和其近缘种映山红群体进行多样性检测,利用POPGENE-PC 2.2软件计算等位基因数、有效等位基因数、多态性位点百分率、Shannon’s信息指数、Nei氏多样性指数、观察杂合度、期望杂合度等参数。[结果]锦绣杜鹃‘紫鹤’花蕾转录组共有49 527个unigenes(43 766 249 bp),从中筛选出16 120个SSR位点(24.46%),发生频率为1·(2.7 kb)~(-1)。微卫星的重复次数主要集中在5～24次之间,二核苷酸发生频率最高(9 624个,59.70%),其次是单核苷酸(3 738个,23.19%),频率最低的为五核苷酸(42个,0.26%)。频率最高的重复基序有A/T、AG/CT、AAG/CTT、AGG/CCT、ACC/GGT、AGC/GCT、AAAG/CTTT、AAGAG/CTCTT、AGAGGG/CCCTCT等。选用13个多态性SSR标记对锦绣杜鹃群体进行PCR扩增,共得到71个等位基因,平均每个位点3～9个;有效等位基因数在各SSR位点之间变化范围为1.684～5.930;观察杂合度H_O和期望杂合度H_E的变化范围分别为0.000～1.000和0.433～0.848,平均值分别为0.696±0.426和0.705±0.129;Shannon’s信息指数I和Nei氏多样性指数h的变化范围分别为0.736～1.961和0.406～0.831,平均值分别为1.376±0.339和0.683±0.131。此13个标记在映山红群体中的跨物种扩增成功率为100%,并反映出丰富的遗传多样性。2个群体间的遗传差异93.4%存在于群体内部。[结论]基于AG/CT重复基序开发的13个SSR标记具有高度的多态性,为后续杜鹃花属植物的遗传多样性研究、遗传图谱构建、基因定位、分子标记辅助育种等研究奠定了基础。大别山野生映山红资源具有较高的遗传多样性,且杂合度过剩,遗传变异主要发生在群体内部。     

基于RNA-seq技术筛选山羊卵泡发育相关下调基因

【目的】对山羊优势卵泡(DF)和从属卵泡(SF)颗粒细胞进行高通量测序,筛选并研究与山羊卵泡发育相关的下调基因。【方法】以1岁龄贵州白山羊为供试对象,在其发情3 d后,采集第一卵泡波中的优势卵泡(DF)和从属卵泡(SF),分别分离其颗粒细胞,提取RNA并进行文库构建、Illumina测序,将获得的序列与山羊的RefSeq数据库进行比对后,用DESeq2软件对获得的RNA进行差异表达分析,并对表达下调的基因进行GO分析和KEGG信号通路分析,最后通过Real-time PCR对筛选出的表达下调基因进行验证。【结果】将测序结果与山羊的RefSeq数据库比对后,共获得了33 896个基因。经DESeq2软件对获得的mRNA进行差异表达分析,共获得695个差异表达m-RNA,其中462个表达显著下调,233个表达则显著上调;对462个表达下调基因进行GO分析,共分为2大类39组,其中参与生物学过程(BP)的基因占48.7%;与细胞组分(CC)有关的基因占51.3%。KEGG信号通路分析发现20条通路,其中参与癌症通路基因富集最为显著。从下调基因中筛选出6个可能会抑制山羊卵泡发育的基因,分别为PTX3、LDLR、RGN、NID1、PDLIM5、PRLR。Real-time PCR结果显示,RGN、NID1、PDLIM5、PRLR在SF与DF中的表达趋势与高通量测序结果一致,且RGN在SF颗粒细胞中的表达量极显著高于DF(P0.01),NID1、PDLIM5在SF颗粒细胞中的表达量显著高于DF(P0.05);PTX3、LDLR在SF与DF中表达量与高通量测序结果相反。【结论】获得的6个表达下调基因在山羊卵泡发育过程中可能会抑制卵泡的发育,最终导致卵泡闭锁。     

小豆AUX/IAA基因家族全基因组鉴定及表达分析

【目的】生长素是一种必需的植物激素,而AUX/IAA是生长素原初响应因子在环境胁迫中植物生长和发育中起着至关重要的作用。为了解VaIAAs在小豆生长发育过程中的生物学功能,对VaIAAs基因家族进行全基因组鉴定和分析。【方法】利用生物信息学对小豆的AUX/IAA进行全基因组鉴定和分析,基于RNAseq分析VaAUX/IAA基因家族在各组织的表达模式。【结果】在小豆全基因组共鉴定到41个VaIAAs基因,亚细胞定位显示均为定位为细胞核。系统发育分析显示来自小豆、拟南芥（Arabidopsis thaliana）和水稻（Oryza sativa）的AUX/IAA蛋白聚集成6组。基因结构分析表明,所有基因均含有内含子数目1～8个,VaIAAs基因包含1～21个外显子。顺式作用元件分析发现参与响应生物/非生物胁迫顺式作用元件最多,包括最常识别到的ATTATA.bos、G-box和sp1基序,还发现富集在厌氧诱导响应元件ARE和植物抗逆相关的MYB元件。蛋白-蛋白互作网络分析发现,所有VaIAAs均与ARF相连,此外还有部分基因与AXR3（生长素诱导阻遏因子）、MP（转录因子B3家族蛋白）等基因...