基于RNA–Seq五指山猪背最长肌基因表达差异分析

为完善五指山猪基因结构和发掘新基因,采用转录组测序(RNA–Seq)技术对6、8月龄五指山猪背最长肌组织转录组进行分析。经过质量控制,分别得到65 683 578条(6月龄)和65 464 156条(8月龄)有效序列;与猪基因组比对后发现,转录本序列分别为20 102、25 719个;通过与各数据库进行序列对比,功能基因分别有18 206、18 374个;朋6、8月龄五指山猪样品中预测的新转录本分别有687、737个,长度为180~14 884 bp,新转录本最少的仅含有1个外显子,而最长的包含40个外显子;新预测的可变剪接分别有28 670、32 940个,内含子保留(intron retention,IR)模型在6月龄五指山猪中的数量最多,而在8月龄猪中却以外显子跳跃(skipped exon,SE)剪切模型为主;对6 932个(6月龄)和7 110个(8月龄)基因结构进行优化,分别有2 785、2 950个基因3'端发生了延伸,4 147、4 160个基因5'端发生了延伸;分别筛选出103 250个(6月龄)和110 545个(8月龄)SNP位点,均以转换型SNP位点数量居多。     

水稻基因OsAFC2参与mRNA可变剪切调控

mRNA的可变剪切受到SR蛋白磷酸化水平的精确调控,AFC2作为SR蛋白激酶,能够影响mRNA可变剪切。在水稻RNAi突变体库中发现一个Os AFC2基因沉默突变体,进一步研究显示该基因定位于细胞核内,在水稻的各个组织部位均有表达,其中在叶片中表达量较高,在茎中表达量较低。与对照相比,在Os AFC2抑制表达的植株中,检测到的可变剪切数量明显增加,表明Os AFC2参与水稻细胞核中mRNA可变剪切的调控。     

北京鸭腹部脂肪组织的转录组特征分析

鸭的基因组序列虽已释放,但其基因组信息,尤其是转录组信息仍需进一步开发。文章利用转录组测序分析了鸭的腹部脂肪组织转录组特征。共获得203 200 984个高质量测序数据,鉴定出18 464个基因表达（RPKM≥1）,其中96.9%的基因RPKM值小于1 000。15 070个基因发生了可变剪切,剪切次数为35 913次。统计可变剪切类型发现,内含子保留所占比例最低,占所有可变剪切类型的1.17%,而第一外显子可变剪切、末端外显子可变剪切、外显子跳跃依次是3种比例最高的可变剪切类型,比例分别为45.92%, 43.67%和6.23%。此外,利用这批转录组数据共检测出229 276个SNPs,其中转换是最主要的突变类型,占所有SNPs的73.28%。对SNP所在基因进行功能注释(GO)发现,这些基因涉及细胞组分、分子功能、生物学过程3大功能类别中广泛的生物功能,表明该研究开发的SNPs较为全面;通路分析（KEGG）发现,SNPs所在基因除了富集于脂类、能量代谢相关通路,更多的基因则富集于癌症、免疫以及内分泌系统相关的通路上,表明脂肪组织除了是能量储备组织,同时也是重要的免疫、内分泌组织。这些数据拓展了鸭的遗传信息,建立的SNPs数据库将有助于鸭分子标记辅助育种及功能基因定位。与癌症、免疫相关的SNPs可为癌症及免疫学研究提供候选遗传标记。     

基于序列信息预测内含子保留型可变剪接

可变剪接是遗传信息传递与表达的重要环节,真核生物多外显子基因pre-m RNA的可变剪接现象非常普遍。可变剪接增加了蛋白质的多样性,影响诸如细胞组织特异性分化、个体发育、疾病发生等重要的生物学过程。基于内含子的k-mer(k=1…5)信息,利用多样性增量结合二次判别的方法,对保留型内含子和组成型内含子进行了区分。五折交叉检验显示的预测总精度、敏感性和特异性均大于70%。表明内含子的序列信息可能对保留型内含子的剪接有重要调控作用。     

可变剪接的理论工作研究进展

pre-mRNA的可变剪接是调控真核生物基因表达以及蛋白质多样性的重要机制,使得可变剪接与组织分化或疾病发生有密切联系。从序列水平和表达水平对可变剪接的理论工作研究进展做了介绍,主要由相关数据库和常见的生物信息学方法两部分组成。     

基于模糊数学法评价甲基溴及其替代技术

为履行《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》规定,运用模糊数学综合评判法,探讨了甲基溴及其替代技术在土壤熏蒸过程中的各项因素,构建了作物产量、作物品质、病虫害防治效果、技术安全、操作过程、环境影响、应用时长和投入成本8个指标集,并划分了模糊评判集,综合评估了生姜、草莓作物甲基溴及其替代技术。生姜作物综合评估结果为甲基溴(83.61)氯化苦(79.06)棉隆(78.03)威百亩(69.07),草莓作物综合评估结果为甲基溴(69.13)氯化苦(64.60)棉隆(56.80)。各单项指标评价结果表明,甲基溴在作物产量、作物品质、防治效果以及应用时长等4个指标上均高于各项替代技术,但由于自身毒性、对臭氧层物质消耗以及受生产管控等因素的影响,在其余指标上低于替代技术;氯化苦在作物产量、作物品质和病虫害防治效果等6项指标上均高于其他替代技术,但由于为剧毒农药,而在技术安全和操作过程2项指标上低于其余替代技术。以上结果表明,生姜作物和草莓作物主流替代技术的消毒效果并不具备甲基溴的广谱性,当前最佳替代技术为氯化苦。     

棉花EPSPS基因一个可变剪接体的克隆及功能分析

可变剪接是生物体基因在转录过程中存在的普遍现象,该现象是导致蛋白质功能多样性的重要原因之一,但是在棉花中关于功能基因可变剪接事件的报到相对较少。本文在克隆棉花EPSPS(5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase)基因的过程中,发现了该基因的一条可变剪接序列。运用生物信息学的方法研究发现,该序列比正常的EPSPS基因的c DNA序列少152 bp,这造成了终止密码子在该序列的提前出现;正常的EPSPS基因内含子的剪切都遵循常见的"GT-AG"剪切规律,而该可变剪接序列最后一个内含子的剪切是按照"AT-AC"规则进行;该可变剪接序列预测的三维结构模型同正常的EPSPS基因的三维结构存在显著差异。将该可变剪接序列插入到原核表达载体p ET32a,随后将构建好的原核表达重组载体转化入大肠杆菌菌株BL21(DE3)Δaro A,通过在M9基本培养基中的生长研究发现该可变剪接序列不具备正常EPSPS基因所具有的功能。本研究结果丰富了棉花EPSPS基因转录本存在的形式,为深入研究棉花EPSPS基因的转录机制打下了基础。     

旱涝交替胁迫下水稻茎节发育及其抗倒伏能力

采用盆栽试验,设置4个旱涝交替胁迫处理[旱-涝-旱连续胁迫,涝后水分自然落干,待达到水分控制下限后开始旱胁迫;分蘖期:涝为保持水深10 cm,包括轻旱(T-LD)和重旱(T-HD)2个处理;拔节期:涝为保持水深15cm,包括轻旱(S-LD)和重旱(S-HD)2个处理],并以常规灌溉(CK)为对照,研究了不同生育期(分蘖期和拔节期)旱涝交替胁迫条件下水稻茎节发育状况和茎秆抗倒伏能力,并分析了茎节、株高、倒伏指数、抗折力之间的相关关系。结果表明,旱涝交替胁迫后,拔节后期和黄熟期水稻第一、二、三茎节生长发育均受到抑制。拔节后期各处理株高显著低于CK,且第一茎节S_内较CK降低了20.84%~39.07%;而黄熟期T-LD、T-HD处理株高却超过CK,且TLD和T-HD处理第一茎节S_外、S_内均较CK显著降低,而S-HD处理第一茎节S_内较CK显著降低了69.70%,S_截较CK显著增加了34.78%。拔节后期和黄熟期水稻各茎节长度相互之间呈显著正相关(p0.01),且第二茎节长度与第三茎节相关系数最高,但各茎节长度与株高相关性较弱;另外,株高的增加不利于水稻抗倒伏。黄熟期水稻第一茎节S_外与倒伏指数显著正相关,而与抗折力负相关,第四茎节S_截与倒伏指数显著负相关,与抗折力显著正相关。第一、二茎节S_外和S_截的增加不利于水稻抗倒伏,第三、四茎节截面积的增加有利于水稻抗倒伏。     

旱涝交替胁迫条件下水稻叶绿素荧光特性

采用盆栽试验,设置4个旱涝交替胁迫处理(旱-轻涝-旱连续胁迫,其中分蘖期轻涝为保持水深10 cm,拔节期轻涝为保持水深15 cm):分蘖期轻旱(T-LD)、分蘖期重旱(T-HD)、拔节期轻旱(S-LD)和拔节期重旱(S-HD),并以常规灌溉(CK)为对照,研究了旱涝交替胁迫条件下水稻分蘖期和拔节期荧光特性。结果表明,分蘖期和拔节期旱涝交替胁迫均对叶绿素荧光参数产生显著影响。分蘖期第一次旱后,T-HD处理最大荧光值(Fm)比T-LD处理高16.29%(p0.05),而T-LD处理Fm则比CK降低3.44%;旱涝急转后,旱胁迫处理初始荧光值(Fo)略微低于CK,T-LD处理Fm比CK高1.98%,而T-HD处理则比CK低4.73%;第二次旱后,T-LD、T-HD处理Fo均低于CK,但PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)比CK高。拔节期第一次旱后,S-LD和S-HD处理Fo高于CK,但Fm和Fv/Fm均比CK低;旱涝急转后,S-HD处理Fv/Fm最低;第二次旱后,S-LD和S-HD处理Fo分别比CK低4.40%和3.30%,而Fm则分别比CK高出17.02%和23.87%,且Fv/Fm显著高于CK(p0.01),荧光反应得到增强。复水至拔节期,分蘖期处理叶绿素Fo呈现先降低后升高的趋势,而Fm则上下波动,随后逐渐超过CK,且Fv/Fm低于CK(除9月6日外),说明PSⅡ反应中心的活性受到持续抑制;而在灌浆期后,各处理荧光参数差异较小。     

Survey and examination of the potential alternative hosts of Villosiclava virens,the pathogen of rice false smut,in China

Rice false smut is caused by ascomycete Villosiclava virens, whose potential alternative hosts have been assumed previously. Here its potential alternative hosts were surveyed and identified from 2008 to 2013 in the main rice-growing regions in China. Two common weeds in paddy fields, Digitaria sanguinalis Scop. and Echinochloa crusgalli(L.) Beauv., were found to present the similar symptoms to smut diseases in a few individuals in 2012 and 2013 in Zhejiang and Sichuan provinces of China, respectively. After the examinations of the spore morphology, their infection and extension mode in hosts, pathogen cell wall components, and molecular identification, the two pathogens were identified to be the Basidiomycetes, Ustilago syntherismae and Ustilago trichophora, respectively. So far there has been no alternative host of V. virens to be identified in China. These suggest that the alternative hosts of V. virens, if they do exist, are not possible to play an important role in the pathogen life cycle and the disease epidemics.