植物响应低温胁迫转录组测序研究进展

低温胁迫是限制植物生长发育和地理分布最主要的环境因子之一,影响植物细胞膜系统、抗氧化系统、光合作用、次生代谢等诸多方面,对农业生产和发展有严重影响。因此,揭示作物在冷胁迫下的生理及分子机制是十分必要的,这有助于培育耐寒作物品种,从而减少生产损失,扩大作物种植面积,具有重要的生产价值和经济效益。目前,基于RNA-seq技术进行植物低温胁迫分子机制深度解析在拟南芥、水稻、油菜、茶树、小麦、烟草、高粱等重要作物上得到了发展应用。本研究综述了近年来植物在低温胁迫或低温适应过程中的转录组学研究现状,以期为高通量测序技术在植物抗性研究方面提供方法借鉴和理论基础。     

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.     

Research Progress of Alternative Splicing and Its Application in Livestock and Poultry Breeding

Alternative splicing(AS) refers to the process of selective splicing across exons or splice junctions during individual development or cell differentiation to produce tissue-or development-stage specific mRNA. Through AS process, organisms can produce many different protein isomers from a single gene and finally increase the proteome diversity. Therefore, AS plays an important role in the regulation of animal growth, development and physiological metabolism. This article not only summarized the types and the detection methods of alternative splicing, but also highlighted its impact on various economic traits of livestock and poultry, and prospected its application prospects in livestock and poultry breeding. This article could provide new ideas for the improvement of livestock and poultry breeding.     

花生MAPK基因的筛选和盐胁迫分析

促有丝分裂原活化蛋白激酶(MAPK)在植物生长发育及抗逆胁迫过程中发挥重要作用。为了解花生中MAPK基因的情况,利用RNA测序技术对花生耐盐突变体(S2)和对照(S4)进行了转录组分析,筛选出了14个MAPK基因,位于花生野生种基因组A组的6条染色体上。聚类分析表明,花生14个MAPK基因中13个可以聚到已报道的4个亚类中。利用花生S2和S4构建了盐胁迫处理前后的表达谱,根据调整后的P值,筛选出6个MAPK基因在S2和(或)S4受盐胁迫诱导表达,分别属于A(1个)和D亚类(5个)。为花生MAPK基因的功能验证和利用奠定了基础。     

鸡毒支原体MG-HY株感染鸡气管的转录组学分析

旨在进一步探究鸡毒支原体（MG）感染SPF雏鸡后气管基因组转录水平的变化,筛选出MG感染后参与气管黏膜炎性损伤的差异表达基因和调控通路。使用MG-HY株菌液按0.2 mL·羽^-1经点眼滴鼻感染SPF雏鸡,感染后收集气管组织利用RNA-Seq技术进行测序分析。转录组分析结果显示,在MG感染期间RNA-seq共筛选出3 112个显著（P<0.01）差异表达基因（DEGs）,其中,1 646个上调基因,1 466个下调基因。GO功能分析显示,差异基因主要涉及生物调节、刺激的反应、多细胞生物过程、细胞成分组织或生物发生等生物过程。KEGG-Pathway分析发现差异基因参与黏膜免疫信号传导通路,例如：细胞因子-细胞因子受体相互作用,细胞黏附分子（CAMs）,细胞外基质（ECM）受体相互作用、紧密连接、PPAR信号通路和MAPK信号通路等,表明这些基因参与了MG诱导的雏鸡气管炎症反应和损伤。使用qRT-PCR验证与黏膜免疫相关的13个差异表达的基因,其结果与转录组分析一致。本研究为进一步阐明MG感染导致宿主气管黏膜上皮损伤和黏膜免疫机制提供了基础。     

急性盐度胁迫对日本黄姑鱼肌肉组织转录组的影响

盐度是影响鱼类各种生理活动的重要环境因素,为探讨急性盐度胁迫对经济海水鱼类日本黄姑鱼基因表达水平的影响,实验基于Illumina HiSeq^TM 2500高通量测序平台,对不同盐度条件下日本黄姑鱼幼鱼肌肉组织进行转录组测序并开展生物信息学分析。结果显示,高盐组、低盐组和对照组分别获得46 379 598、36 130 844和38 715 820条Clean reads,总碱基数分别为5.27、4.87和5.53 GB。经组装得到91 667条转录本,去冗余后拼接得到61 601条Unigenes。与对照组相比,高盐组和低盐组分别有2 230和1 377个差异Unigene上调,1 959和2 447个差异Unigene下调,随机选取6条差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证,结果与转录组测序一致。通过对显著差异表达基因进行筛选,在高盐组和低盐组中分别发现21和41个差异表达基因与离子通道相关,共有的离子通道相关基因为15个,其中14个基因表达趋势一致。而在高盐组和低盐组发现的离子转运体基因分别为6和10个。GO功能富集分析发现,差异基因显著富集在蛋白酶体、补体激...     

转录组测序技术在鉴定小麦染色体臂置换系染色体组成上的应用

为给染色体片段置换系的快速鉴定提供新的技术手段,用3个以普通小麦品种中国春(Chinese Spring,CS)为背景的野生二粒小麦(TTD140)染色体臂置换系(chromosome arm substitution line,CASL)进行转录组测序,并结合SNP分析,获得纯合的SNP,用于鉴定CASL材料中TTD140的置换区段。结果发现,CASL3AL的SNP主要分布在染色体3A的108～750 Mb区段;CASL7BS的SNP分布于染色体7B的0～536 Mb和5A的22～482 Mb区段;CASL4AL的SNP分布比较复杂,除集中在4A的40～745 Mb、7B的0～570 Mb以及5B的410～675 Mb外,还在1A、2A、3A、7A、2B、2D、5D、6D和7D染色体上成簇分布,表明该材料除在预期的染色体4A上保留TTD140的大片段外,还在其他染色体上残留许多TTD140小片段。通过97对多态性SSR标记验证CASL3AL的染色体组成,发现84对标记能检测到TTD带型,其分布范围与转录组数据鉴定结果基本一致。对SNP富集区域的320 bp PCR产物直接测序,发现CASL3AL与CS之间存在7个SNP位点,但与TTD140以及Zavitan参考序列一致。因此,本研究利用转录组测序技术能够有效鉴定小麦染色体片段置换系材料的染色体组成,且比传统的分子标记技术准确、方便、快捷。     

棉花茎端发育长链非编码RNA的鉴定及功能预测

长链非编码RNA(Long non-codingRNA,lncRNA)是一类长度在200 nt以上的非编码RNA。它不具备蛋白质编码功能,但在生物体中以RNA分子的形式参与众多生物过程。利用实验室前期获得的陆地棉茎尖转录组数据,鉴定了8044条lncRNA,其中3691条分布于At亚组,2852条分布于Dt亚组;通过基因组共定位、碱基互补配对等生物信息学方法对其中2227条lncRNA进行功能注释,其中1875条位于编码基因上下游,可能通过与编码基因的顺式作用元件或3’UTR区结合,在转录或者转录后水平调控基因表达;317条反义lncRNA与正义链的mRNA存在互作,通过碱基互补配对调控基因沉默、转录及mRNA的稳定性;20条lncRNA预测为microRNA的前体;5条lncRNA注释到4个lncRNA家族。功能注释表明,这些lncRNA主要参与转录调节、代谢、激素应答和信号转导等生物过程。本研究为充分利用高通量测序数据研究棉花lncRNA提供了新思路。