科研产出
转录组和蛋白组联合揭示甜瓜响应涝害胁迫的分子机制
《核农学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要:为了探析甜瓜(Cucumis melo L.)响应涝害胁迫的分子机制,采用转录组和蛋白组学方法研究了甜瓜耐涝型材料L45和涝敏感型材料L39在正常培养和涝害胁迫处理条件下的差异表达基因和蛋白。结果表明,L39-W vs L39-C的差异表达基因数为3 532个,差异表达蛋白数为105个;L45-W vs L45-C的差异表达基因数为1 842个,差异表达蛋白数为38个。转录组与蛋白组联合分析发现,L39-W vs L39-C中38个基因在mRNA和蛋白质水平上联合上调表达,12个基因联合下调表达;L45-W vs L45-C中7个基因联合上调表达,3个基因联合下调表达。KEGG显著性富集分析结果发现,L39-W vs L39-C中联合上调表达的基因显著富集在类黄酮生物合成、苯丙烷生物合成、苯丙氨酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢等;而L45-W vs L45-C中联合上调表达的基因显著富集在α-亚麻酸代谢、类黄酮生物合成、苯丙烷生物合成、亚油酸代谢等。本研究联合转录组与蛋白组数据进行了差异表达基因与蛋白分析,为进一步挖掘甜瓜响应涝害胁迫的关键基因及通路奠定了一定基础。
芝麻根系响应铝胁迫的比较转录组分析
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:利用两个对铝胁迫耐受性表现显著差异的芝麻(Sesamum indicum)品种‘金黄麻’(耐铝)和‘竹山白’(铝敏感)为实验材料,进行了铝胁迫下芝麻根系的高通量RNA测序和比较转录组分析,筛选响应铝胁迫的潜在候选基因,研究芝麻响应铝胁迫的分子机制。从16个转录组测序文库共获得137.57 Gb的clean data (干净数据),平均每个样本获得8.60 Gb高质量序列。两个材料处理前和处理后的比较转录组分析中共鉴定到1 425个差异表达基因在胁迫处理后的‘金黄麻’中上调表达,上调差异倍数大于‘竹山白’,且铝胁迫后其表达水平大于‘竹山白’; 773个基因在胁迫处理后的‘金黄麻’中下调表达,下调倍数大于‘竹山白’,且铝胁迫后其表达水平小于‘竹山白’。基因本体(GO)富集分析的结果表明这些基因主要富集在与离子结合、膜组成成分和防御刺激应答反应有关的GO条目中。京都基因和基因组数据库(KEGG)富集分析的结果显示差异表达基因主要富集在次级代谢产物的生物合成途径、苯丙素生物合成途径和植物-病原菌互作途径。多个铝激活的苹果酸转运蛋白基因和过氧化物酶基因在富集通路中被鉴定到。差异表达基因荧光定量PCR的结果表明基因表达的变化趋势与转录组测序结果基本符合。这些结果将为进一步研究芝麻耐铝的分子机制奠定基础。
基于转录组测序筛选鸡皮肤毛囊性状相关基因和关键通路
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要:旨在通过对崇仁麻鸡背部皮肤毛囊组织的转录组学分析,筛选关键的差异表达基因和信号通路,探讨鸡皮肤毛囊性状的分子调控机制.采用TRIzol法提取皮肤毛囊组织总RNA,通过Illumina平台进行转录组高通量测序(RNA-Seq).最后采用实时荧光定量的方法对转录组测序进行验证.研究结果如下:共筛选出了 3 856 个差异表达基因,在公鸡(BGB vs YGB)比较组合中筛选出了971 个差异表达基因,其中274 个表达上调,697 个表达下调.在母鸡(BMB vs YMB)比较组合中筛选出了3 529 个差异表达基因,其中1 477 个 上调,2 052 个下调.在公鸡、母鸡共同的差异表达基因中筛选出了3 个与皮肤毛囊性状有关的高表达基因KRT75、KRT6A和KRT14.在GO功能显著富集中,BGB vs YGB比较组合富集到了516 个GO term,BMB vs YMB比较组合富集到了1 020 个GO term,基因主要集中参与细胞黏附等活动.显著富集了多条KEGG通路,在BGB vs YGB比较组合中富集了 8 条显著的KEGG通路,在BMB vs YMB比较组合中富集了20 条显著的KEGG通路,筛选出了3 条关键通路Wnt信号传导途径、神经活性配体-受体调控通路和TGF-β调控通路.荧光定量结果显示,随机选取的5 个差异基因在皮肤毛囊中的表达与RNA-Seq走向趋势一致.综上所述,筛选的KRT75、KRT6A、KRT14 基因可能影响鸡皮肤毛囊性状;神经活性配体-受体调控通路、Wnt信号通路和TGF-β信号通路均是调控鸡皮肤毛囊性状的重要通路.
关键词: 崇仁麻鸡 皮肤毛囊 转录组测序 差异表达基因 信号通路 荧光定量
外源糖原调控猪链球菌基因表达的转录组分析
《微生物学通报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要:[背景]碳水化合物的利用与猪链球菌在宿主体内的定殖和致病性密切相关.感染期间,宿主细胞释放的糖原可能是猪链球菌重要的碳源.[目的]从转录组学角度解析猪链球菌全基因转录水平对外源糖原诱导的响应,特别是毒力基因.[方法]将猪链球菌2型强毒株分别用糖原和葡萄糖进行液体培养,通过高通量转录组测序,比较分析糖原对猪链球菌代谢通路和毒力基因差异表达的影响,并通过体外试验和攻毒试验进行验证.[结果]猪链球菌在糖原培养基中生长良好.转录组数据显示,糖原培养条件下的猪链球菌共有908个基因差异表达,基因组占比46.07%,其中501个基因上调表达,407个基因下调表达.富集分析结果表明,糖原影响了猪链球菌广泛的基础代谢过程,但糖酵解途径保持稳定.30个毒力基因的表达水平发生变化,重要的毒力因子SLY、ApuA.ArcABC等的基因转录水平大幅度升高(倍数>20).糖原培养后的猪链球菌的溶血活性、黏附和侵入能力显著上升,对受试动物的毒力增强,证实猪链球菌能够响应糖原诱导,糖原能调控猪链球菌的致病性.[结论]外源糖原的利用显著影响了猪链球菌的基因表达谱,这种对碳源的响应是细菌对不断变化的生存环境的适应性,也反映了细菌对碳水化合物的利用与其致病性之间的紧密联系.
基于转录组测序的铝胁迫下甘蓝型油菜新内参基因的发掘与引物开发
《华北农学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要:为了研究甘蓝型油菜在铝胁迫条件下内参基因的稳定性,在受到主要铝毒害的根组织内发掘新内参基因,以甘蓝型油菜耐铝品种赣油杂7号和铝敏感品种蓉油18的苗期根组织为研究材料,对营养液培养的试验材料分别设置对照组(0 h)和2个时间梯度(3,24 h)的铝胁迫(100μmol/L AlCl3,pH值4.5)处理组。首先,采用有参考基因组的转录组测序技术(RNA-seq)及FPKM值差异基因表达分析,筛选出符合持家基因特征的5个候选内参基因(Actin7、ARFA1E、SAP5、UXS3、UBC9)。随后,依次进行实时荧光相对定量PCR分析,扩增曲线和熔解曲线分析,LinRegPCR扩增效率分析,geNorm、NormFinder和BestKeeper基因表达稳定性分析,REST 2009相对表达量分析等分析步骤。结果表明,新设计开发的5对候选内参基因引物特异性高。从转录组测序数据中筛选出的4个候选内参基因(Actin7、ARFA1E、SAP5、UXS3)的表达稳定性获得了验证。按表达稳定性的综合排名由高至低排序依次为UXS3、SAP5、ARFA1E、Actin7,其中最优组合为SAP5和UXS3。综上所述,本研究开发的候选内参基因引物特异性高,可以提高铝胁迫试验体系实时荧光相对定量PCR试验的准确性,新发掘的内参基因(Actin7、ARFA1E、SAP5、UXS3),可以作为铝胁迫试验体系实时荧光相对定量PCR试验的新内参基因。
关键词: 甘蓝型油菜 内参基因 转录组测序 实时荧光相对定量PCR 表达稳定性分析 铝胁迫
氮素胁迫对水稻根系影响的转录组分析
《华北农学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要:养分胁迫会直接影响水稻的生长发育,相对于地上部分,根系往往较早感知环境胁迫。为了研究水稻根系对养分胁迫响应的分子机制,通过Illumina Hiseq2000平台测序,对氮素胁迫下水稻根系转录基因表达情况进行分析。结果表明,氮素胁迫诱导根系出现了2 270个差异转录基因,其中上调表达的有1 176个,下调表达的有1 094个。采用GO功能分类和Pathway功能注释,可将注释的基因划分为48个功能类别118条代谢途径,包括糖酵解、脂肪酸代谢、氧化磷酸化、氨基酸代谢、淀粉蔗糖代谢等生物学过程。部分根系关键基因表达变化表明,氮素胁迫诱导大量新生蛋白质合成,形成各种酶类,促进新RNA合成,从而形成了更多的新生蛋白质。氮素胁迫诱导根系IAA积累更多来自极性运输,参与植物细胞伸长发育的EGase基因及木质素特异合成途径的关键酶(CCR)表达量发生上调,这些转录基因表达量的变化是根系受养分胁迫刺激而发生了伸长生长的内在机制。
基于RNA-seq的能源植物芒转录组分析
《生物工程学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要:芒(Miscanthus sinensis Anderss)是多年生C4草本植物,可为能量和纤维素产品生产提供高品质的木质纤维素材料,是一种理想的能源植物。采用Illumina Hi Seq?2000高通量测序技术,对芒花芽和叶芽进行转录组分析。经拼接组装共获得98 326个Unigene,序列平均长度822 bp,N50为1 337 bp。将Unigene序列与NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、GO和COG数据库进行比对(Evalue<1e-5),共有74 134条Unigene获得了基因注释,占总Unigene的75.40%。其中,通过GO功能分类,45 507个Unigene映射到GO不同的功能节点上;通过KEGG pathways分析,共有36 710个Unigene参与了128个代谢通路;比对到同源序列比例最高的物种分别为高粱(37 731,60.86%)、玉米(16 258,26.22%)、水稻(3 065,4.94%),共占所有同源序列的92.02%。此外,获得了芒C4关键酶相关基因24个。这些注释信息的完成为芒功能基因及相关候选基因的发掘提供了重要依据。
转录组测序(RNA-seq)策略及其数据在分子标记开发上的应用
《中国细胞生物学学报 》 2013 北大核心 CSCD
摘要:新一代测序技术已经广泛应用于转录组的研究(即RNA-seq),其数据几乎涵盖了特定组织和特定时期的所有转录本.由于其高通量和低成本的优势,RNA-seq越来越受到研究者的青睐,特别是在那些缺乏基因组信息的物种上.在此综述中,讨论了RNA-seq的测序策略,包括物种遗传背景的考量,测序平台和数据拼接软件的选择.RNA-seq数据对于SSR和SNP等分子标记的开发是非常有用的,由于这些标记在相关物种中有很高的通用性,因此在比较作图中有其不可替代的优势.
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