表达序列标签（ESTs）及其应用

表达序列标签(ESTs)是指从(ESTcDNA文库中随机挑取克隆并对其3’或5’端进行单轮自动测序所获得的短cDNA库列，一般长度为300～500bp。要有效获取ESTs，必须对cDNA文库进行预处理，处理方法有衰减杂交法、均一化法和差异显示法。在dbEST中收录了大量各种生物的ESTs。ESTs广泛应用于鉴定基因、发现新基因、电子克隆、构建遗传学图谱、制备DNA芯片、分子标记、研究基因的差异表达及检验病原微生物等方面。     

黄鳍棘鲷标志放流群体的规格适宜性评价

合理选取标志放流鱼的规格是成功监测放流鱼类动态及评估增殖效果的关键步骤。本研究以黄鳍棘鲷为对象,通过2个实验评价标志鱼的适宜规格。实验1对比了4种体长的黄鳍棘鲷(平均体长5、7、11和14 cm)作T型标志后其生长、存活和标志保留情况,并利用逻辑斯蒂回归模型分别分析标志鱼存活率和标志保留率的规格特异性;实验2模拟了不同混合比例下2种体长黄鳍棘鲷标志鱼与不标志鱼的捕捞情况,并利用重抽样方法对捕捞结果作计算机重抽样,分析2种鱼能否充分混合以及标志鱼的规格、比例对捕捞结果的影响。结果显示:(1)7、11和14 cm标志组的特定生长率与对照组无显著差异;(2)标志鱼的存活率随体长的增加而增加(5 cm标志组的鱼在标志后7 d内全部死亡,7、11和14 cm标志组的存活率分别为77.5%、92.5%和100.0%)。标志鱼的存活率与初始体长的逻辑斯蒂回归关系式为P=exp(0.099X-6.900)/[1+exp(0.099X-6.900)];(3)各组的标志保留率较高(7、11和14 cm标志组的标志保留率分别为97.5%、100.0%和100.0%),但与体长无明显关系;(4)模拟捕捞结果与计算机重抽样结果无显著差异,二者均不受鱼体规格的影响,但受标志鱼比例的影响极显著,标志鱼比例越高,其捕获率也越高。综上,建议今后采用T型标志方法开展增殖放流品种(如黄鳍棘鲷)的相关研究时,应综合考虑成本和可接受的误差范围以选择符合研究目的的标志鱼规格,若需标志鱼的存活率高于50.0%,则体长至少为7 cm,高于75.0%则体长至少为8 cm,高于95.0%则体长至少为10 cm。此外,在成本允许的条件下,建议尽可能增加放流鱼类中标志鱼的比例以提高增殖效果评估的代表性,而具体适宜的比例值得深入研究。     

杨树抗黑斑病相关基因表达谱分析

利用黑斑病的高抗无性系美洲黑杨I-69及黑斑病的高感无性系欧美杨I-45为材料建立的2个cDNA文库,随机挑取cDNA克隆进行5'端EST序列测序,共获得有效序列20 023条.序列经聚类分析和拼接后,共获得10 816个Unigene,其中包括3 734个Contig,7 082个独立的Singleton.被注释的8 853个具有同源性匹配序列基因中,按照GO的分子功能、生物过程和细胞组分3个不同分类角度进行分类.在具有功能注释的8 853个Unigene中,选出330个与完成全基因组测序的毛果杨序列进行BLAST分析,结果发现有177个抗病相关候选基因出现在282个Unigene中,其中135个分布于杨树的18个不同连锁群上,其他42个基因位于还没定位的scaffolds上.所测定的这些EST序列为后期在基因组水平上研究杨树黑斑病的水平抗性遗传机制及进一步的相关基因发现奠定基础.

Abstract：

In an attempt to elucidate the molecular mechanism for resistance of black spot disease in poplar,gene expression profiles in leaves of Populus deltoides'Lus'(I-69/55)and P.euramericana'I-45/51',which were inoculated with the pathogen Marssonina brunnea f.sp.brunnea,were analyzed based on expressed sequence tags (ESTs).A total of 20 023 valid ESTs from the 5'terminal ends derived from corresponding cDNA libraries of the two poplar species were sequenced.Cluster analysis of the 20 023 sequences yielded 10 816 tentative unigenes,including 3 734 contigs and 7 082 singletons.All tentative unigenes were classified by Gene Ontology functional categories.To find resistance-associated candidate genes and locate them on poplar genome,330 unigenes was chosen from 8 853 annotated tentative unigenes,and their BLAST alignment was conducted with Populus trichocarpa assembly,1 77 related candidate resistant genes were found,and they presented in 282 unigenes.Among these genes,there were 1 35 genes located on 18 different linkage groups of poplar genome,and 42 genes located on the different scaffolds.This study supplied a resource of candidate genes for further exploring the genetic mechanism for the host horizontal resistance to the pathogen Marssonina brunnea at the whole genome range,and provided important information for further gene discovery.     

三角帆蚌外套膜表达的免疫相关基因筛选

利用三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)外套膜cDNA文库EST序列,通过BLAST分析注释基因功能,发现35个与免疫防御功能相关的基因。根据其功能,这些免疫相关基因可划分为7类,即细胞免疫过程(2个)、蛋白酶和蛋白酶调节子(9个)、压力蛋白(7个)、抗菌肽(5个)、溶酶体酶(2个)、粘着蛋白(3个)及细胞凋亡和细胞周期调控相关基因(7个)。免疫相关基因在三角帆蚌外套膜中的广泛表达表明外套膜是重要的免疫组织。该研究为三角帆蚌外套膜分子免疫机理研究和抗病育种工作提供了基础性资料。     

乌鳢和斑鳢EST序列微卫星信息分析

乌鳢(Channa argus,♂)、斑鳢(Channa maculatus,♀)是杂交鳢"杭鳢1号"的亲本。利用高通量测序技术对乌鳢和斑鳢的肝脏进行转录组测序获得大量EST序列后,利用MISA软件进行微卫星信息分析,结果表明,通过转录组测序获得乌鳢EST序列59 959条,长度45 mb,发现15 428个SSR,出现频率为25.73%;获得斑鳢EST序列44 337条,长度27 mb,发现8 439个SSR,出现频率为19.03%。在乌鳢和斑鳢EST-SSR中,重复单元以1~2碱基重复为最多,并以长度小于16 bp的短重复序列为主,间隔SSR和复合SSR的EST序列RPKM均值要低于单纯型SSR的EST序列RPKM均值,且在单纯型SSR中SSR长度越长,其RPKM均值则越低。     

Movements and behaviors of swordfish in the Atlantic and Pacific Oceans examined using pop‐up satellite archival tags

Swordfish are highly specialized top‐level predators that have been challenging to study. In this paper, data from 31 pop‐up satellite archival tags attached to swordfish from (i) the eastern Pacific, (ii) central Pacific, and (iii) western North Atlantic‐Caribbean were analyzed. Common across locations was a pronounced diel vertical pattern with daytime hours spent primarily below the thermocline and nighttime hours spent in warmer waters, close to the surface. One exception to this pattern was periodic daytime basking events which were most common in cooler waters off California. Maximum daytime depths were significantly correlated with light penetration as measured by the diffuse attenuation coefficient at 490 nm. Temperature did not appear to influence daytime depths, and swordfish tolerated both extremely low temperatures (4°C) and rapid and dramatic temperature changes (>20°C). Temperature did appear to influence the nighttime depths in the Pacific where fish typically remained in the surface mixed layer. In contrast, in the warm tropical Atlantic this was not the case, and nighttime depths were much deeper. In all areas, nighttime depth increased around the full moon. Given the parallels between the vertical movement patterns of swordfish and those of the deep sound scattering layer we suggest that swordfish vertical distribution patterns, especially during daytime, are influenced largely by resource availability. At night, when swordfish are typically targeted by fisheries, both ambient light and temperature influence movements. Understanding vertical movement patterns of swordfish can help evaluate gear vulnerability, improve population assessments, and potentially reduce fisheries bycatch.     

基于iTRAQ质谱分析技术筛选南方型紫花苜蓿根部响应盐胁迫差异表达蛋白

为了从蛋白质水平上揭示南方型紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Millennium’)适应盐胁迫的分子机制,本研究以30 d苗龄的南方型紫花苜蓿实生苗为材料,分析正常培养和250 mmol/L NaCl处理72 h后根中的蛋白表达变化,采用同位素相对标记与绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)结合双向液相色谱与串联质谱(2-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry,2D-LC-MS/MS)定量蛋白质组技术鉴定南方型紫花苜蓿根部响应盐胁迫差异表达蛋白,对所获得差异蛋白进行生物信息学分析,筛选出可能耐盐潜在靶标蛋白.同时,选择5个差异表达蛋白进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证.结果表明,共鉴定3 857种定量蛋白,534种差异蛋白(变化倍数≥1.2,P＜0.05),其中表达上调的281种,表达下调的253种.基因本体(Gene Ontology,GO)分子功能提示这些差异性蛋白主要参与转运活性、催化活性和酶调控活性.京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路显著性富集于代谢途径、次生代谢产物生物合成、苯丙氨酸代谢和核糖体等(P＜ 0.05,错误发现率(false discovery rate,FDR)＜ 0.05).成功鉴定的差异蛋白分别涉及到信号传递(8.99％)、抗氧化物(7.68％)、防御(5.61％)、蛋白质合成、加工和降解(14.79％)、能量产生与转运(5.81％)、代谢(26.97％)、膜与胞内运输(5.62％)和细胞结构、分裂和细胞骨架(2.06％)等.差异表达蛋白中与信号传递、抗氧化物和防御等相关的蛋白表达量总体上调,而与代谢和能量产生与转运相关蛋白表达量总体下调.qRT-PCR实验发现,mRNA与蛋白质表达水平并不一致.研究发现组氨酸磷酸转移蛋白、丝裂原活化蛋白激酶、h类硫氧还蛋白、蛋氨酸亚砜还原酶基因、鸟苷二磷酸(guanosine diphosphate, GDP)解离抑制因子、脂质转移蛋白、β-1,2-木糖基转移酶和H2A/H2B/H3/H4核心组蛋白等可能是紫花苜蓿耐盐潜在靶标蛋白.本研究采用iTRAQ结合2D-LC-MS/MS技术,有效地筛选出南方型紫花苜蓿根部响应盐胁迫差异表达蛋白,为深入认识紫花苜蓿盐胁迫的应答分子调控机制奠定了坚实的基础.     

植物EST-SSR标记开发及其应用

随着生物科技的进步,大量的植物表达序列标签（expressed sequence tags,ESTs）已经成为开发SSR标记的重要资源。EST-SSR作为一种新型分子标记,其多态性可能与基因功能直接相关,而且在相近植物间具有良好通用性,使得EST-SSR标记在实际应用中更具价值。采用计算机方法大规模发掘EST-SSR多态性位点极大地提高了SSR标记开发效率。尤其随着新一代测序技术的成熟以及测序成本的急剧下降,利用新一代测序技术产生大量的转录组数据进行EST-SSR多态性标记的计算机大规模发掘将对SSR标记的开发带来深远影响。本文简要介绍了植物EST-SSR分布特点,并对EST-SSR标记开发现状以及相关应用作了综合评述,此外,还对EST-SSR标记的计算机开发新策略进行了展望。     

葡萄EST-SNP位点的信息与特征

为了从不同基因型葡萄组织的表达序列标签(EST)中得到候选单核苷酸多态性(SNP)位点,从NCBI的dbEST数据库中下载来源于9个不同葡萄基因型的不同组织EST序列42 493条,利用CAP3软件拼接得到6 126个重叠群(contig),将拼接结果导入QualitySNP进行SNP筛选;同时,为提高候选SNP位点的可靠度,降低小规格contig开发SNP的假阳性率和大规格contig开发SNP的假阴性率,设置候选SNP位点的次要等位基因频率至少为30%,SNP侧翼序列保守度至少为5bp。结果表明:仅在1 195个contig中存在候选SNP位点,共5 032个,其中包括1 800个颠换类型,2 896个转换类型,336个单碱基的插入与缺失(indel),SNP的平均出现频率为4.2SNP.contig-1。利用CAPS(酶切扩增多态序列)分子标记和重测序方法对其中几个候选SNP位点进行验证表明,符合人工筛选原则且来自于小规格contig的候选SNP位点检测结果较好,可靠度最高。     

黄瓜幼果cDNA文库构建与EST测序分析

将黄瓜授粉前后多个发育阶段的幼果组织等量混合后提取总RNA和mRNA,以λTriplEx2为栽体、XL1-Blue为宿主茵,构建了1个黄瓜幼果cDNA文库;其滴度为1.165×106pfu/mL,重组率在94.4％左右.测序获得116条EST,92.2％的长度在400 bp以上,19％为重叠序列.在GenBank中进行BLAST分析后确认与已知功能基因相似的EST序列有71条,有相似序列而功能未知的基因和没有相似序列的EST序列各占19.83％和18.97％.从对文库的检验结果看,构建的cDNA文库重组率较高,库容达到预期要求.