化州柚与柚的转录组比较及黄酮生物合成差异表达基因分析

为获得化州柚和柚的转录组数据及黄酮类成分生物合成相关的差异表达基因,采集化州柚和柚的嫩叶样本作为受试材料,采用高通量二代测序技术进行转录组测序,并运用Nr、Swiss-Prot、KOG、KEGG等网络数据库进行转录组中表达基因功能的生物信息学分析,共组装得到116 202个单基因(Unigene),注释了68 923个单基因(59.31%),柚转录组中表达基因有94 798个,化州柚中表达基因107 196个,化州柚与柚的转录组差异表达基因共6 419个.结果表明:化州柚相对于柚上调基因有3 799个,占差异表达基因的59.18%,下调基因2 620个,占40.82%.通过与KEGG数据库进行比对,共获得771个基因功能注释,涉及125条代谢通路,找到9个与类黄酮、黄酮和黄酮醇生物合成相关基因,为化州柚和柚的化学成分差异分子基础研究奠定了基因数据基础.     

灰树花子实体转录组测序和分析

本研究首次构建了灰树花子实体高质量cDNA文库,并利用Illumina高通量测序技术对其转录组进行了测序,采用生物信息学方法开展基因表达谱的研究、功能基因的预测.序列拼接共获得63 137个Unigene,通过BLAST比对NR数据库,获得46 670个被注释的Unigene.根据KEGG pathway数据库,对灰树花转录组的Unigene进行了Pathway生物学通路的注释和预测,共有27 472个Unigene被注释,被Unigene注释到的Pathway有239个.SSR查找发现,从6 3 137个UniGene中共查找到5 294个SSR位点,占Unigene总数的比例为8.38%.其中,单核苷酸重复所占比例最高,达到63.4%,其次是三核苷酸重复,为24.44%.SSR不同重复基元类型中,出现频率最高的为A/T,其次是CCG/CGG,AG/CT.     

濒危树种香木莲转录组分析

为获得基因组信息,利用下一代高通量测序技术平台IIIumina HiSeqTM4000对香木莲(Manglietia aromatica)组织进行转录组测序,将Raw reads过滤组装后获得的Unigene进行生物信息学相关分析.结果 显示:共获得48123条Unigene,N50为1331 nt,平均长度为960 nt.与NR、GO、KOG、KEGG、Swiss-prot数据库进行比对得到注释的有效序列数量分别为37877、32125、25525、30143和27988条.在NR数据库中,与莲花(Nelumbo nucifera)、博落回(Macleaya cordata)、葡萄(Vitis vinifera)、棕榈(Elaeis guineensis)等物种匹配序列较多;在GO数据库中得到3大类58个亚类共246974个功能注释,其中,基因数最多的是生物学过程注释;在KOG数据库中得到25类25525个功能注释,其中,一般功能和信号传导机制的相关基因数量较多;在KEGG pathway中涉及6大类19个亚类共142条代谢途径分支,其中,代谢相关通路较多,占总数的63.6％.     

柚(Citrus grandis Osbeck cv.)MADS box基因的表达分析

以De novo转录组学方法分析柚(Citrus grandis Osbeck cv.)MADS box基因家族的基因.以特早熟龙柚(变异型)和琯溪蜜柚(参照型)嫩果(不超过5天)和新叶为材料,经过RNA提取、反转录、测序、组装得到Unigene序列.Unigene序列在Nr、Swiss-Prot、KEGG和COG四大数据库中进行比对,获得MADS box转录因子家族基因注释结果.采用数字基因表达标签(digital gene expression tag,DGE)技术,对样本中基因转录丰度以RPKM值表示,比较处理组和对照组的RPKM值,以倍性变化≥2确定差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs).从特早熟龙柚和琯溪蜜柚嫩果和叶片中,总共注释到28个MADS box基因家族基因.在龙柚嫩果(FE)和蜜柚嫩果(FL)中表达的有25个,其中有6个属于差异表达基因.在龙柚叶片(LE)和蜜柚叶片(LL)中表达的有27个,其中有7个属于差异表达基因.注释到的28个MADS box基因家族基因在克莱门特柚(Citrus clementina)和中国甜橙(Citrus sinensis)报道过的分别有18个和20个,其中有5个基因既在中国甜橙和克莱门特柚都没有报道过,也没有发现在其它Citrus物种报道过.     

口虾蛄青岛和舟山群体比较转录组研究

随着环境的变化,很多生物正经历着其祖先从未经历过的多重环境胁迫,为了研究不同地理群体对环境适应机制的差异性,采集了青岛和舟山的口虾蛄样品进行转录组测序和分析,比较不同群体间转录组差异。2个群体的口虾蛄经高通量测序后共获得60 223条Unigene,青岛群体获得121 606条Unigene,舟山群体获得157 584条Unigene。2个群体口虾蛄的差异表达基因为11 391个。其中上调基因为6 477个,下调基因为4 914个。对差异表达基因进行GO功能分析和Pathway富集分析,得到61个不同的GO功能分类和257个代谢通路。其中包含2个GO功能显著性富集分类和40个显著性富集代谢通路。GO显著富集表现在氧化还原酶活性和酰基Coa脱氢酶活性两个生物功能,显著性富集代谢通路主要表现在生理生化代谢途径和信号传导途径。结果表明2个群体的口虾蛄对环境的适应性存在较大差异,为全球环境变化风险评估提供基础。     

冷驯化下的牛皮杜鹃转录组变化分析

冷胁迫是限制植物生长和分布,降低作物产量的重要环境因子.冷驯化是温带植物对抗冷胁迫的有效手段.本研究以具有耐寒能力的高山植物牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum Pall.)作为研究对象,探究冷驯化前后牛皮杜鹃的基因表达和代谢通路的变化.基于转录组数据的测序结果:常温组和驯化组的总reads分别为103 951和113 093.将获得的unigene在KEGG、GO、KOG、Nr、Nt、Swissprot和Pfam数据库中进行比对注释,有78.67%的unigene在Nr数据库中获得了注释,比列最高.比较常温组和冷驯化组的差异表达基因为21 489,其中上调和下调的基因分别为11 213和10 276个.GO功能分类表明差异表达基因主要富集在"DNA为模板的转录调控""信号转导""细胞氧化还原稳态""蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶""RNA结合"和"细胞";KEGG路径分析显示:差异表达基因富集在132条通路上.显著性最高的生物学过程包括:光合作用、ABC载体运输、氨基酸代谢和次生代谢物质合成等.结合差异表达分析,特别地关注了脂肪酸代谢及其信号转导通路的磷脂酶基因,筛选到了10个和脂肪酸去饱和有关的基因以及12个和磷脂酶相关的基因.研究结果对揭示牛皮杜鹃的耐寒分子机制有一定的参考意义.     

基于RNA-seq的HBSS诱导细胞自噬的组学分析及实验验证

为寻找Hank’s平衡盐溶液(HBSS)诱导细胞自噬的调控蛋白,对HBSS诱导大鼠肾上皮(NRK)细胞株的细胞自噬现象进行转录组分析和实验验证.用HBSS分别处理细胞不同时长,结合LC3B-Ⅱ蛋白表达量和细胞存活率确定最佳诱导时间.根据最佳诱导时间制作细胞样品,进行转录组测序(RNA-seq),原始数据质控过滤后进行注释和分析.选取表达差异变化排序靠前的基因进行敲降实验,筛选具有潜在调控功能的蛋白质,接着用荧光定量PCR实验对该蛋白质的上游基因表达情况进行辅助验证.结果发现,HBSS诱导细胞自噬的最佳诱导时间为3 h;在转录组结果中共鉴定到32 305个基因,477个差异表达基因,差异基因的GO和KEGG富集分析结果显示这些基因主要参与代谢底物分解、氨基酸转运以及蛋白质修饰调控等信号调控通路;免疫印迹结果表明干扰基因Sat1的表达可以降低细胞内LC3B-Ⅱ的表达水平.本研究围绕HBSS诱导细胞自噬进行转录组学测序分析,并通过实验发现了影响LC3B-Ⅱ表达的潜在功能调控基因Sat1.综合考虑所有实验结果,Sat1可能通过GO和KEGG显著富集的信号通路影响HBSS诱导的细胞自噬,这些发现...     

黄精转录组特性分析及相关功能基因研究

分析黄精转录组数据,挖掘与黄精中多糖、皂苷元、黄酮生物合成途径相关的关键酶基因.利用Illumina HiSeq测序平台对黄精全株进行转录组测序,对测序结果进行注释分析.共获得146072个有效转录本,超过51.00％的转录本在NR、Swiss-Prot、KOG、GO、KEGG数据库中获得注释.β-呋喃果糖苷酶、己糖激...     

鹿茸草全长转录组测序与次生代谢产物生物合成相关基因的挖掘

为获得鹿茸草的全长转录组信息,挖掘鹿茸草次生代谢化合物生物合成途径相关酶的基因,该文基于单分子测序技术,利用Pacbio高通量测序平台,对鹿茸草进行全长转录组测序,共获得48 005条去冗余的高质量转录本,与NR、Swiss-Prot、GO、KEGG等8个数据库进行BLAST比对,共有45 362个转录本被成功注释,注释率为94.50%.其中有389条转录本被注释到KEGG的10条标准次生代谢生物合成通路中.对转录组数据进一步分析发现：参与鹿茸草苯丙素类生物合成的转录本有194条,参与生物碱类生物合成的转录本有115条,参与类黄酮化合物生物合成的转录本有23条,参与其他次生代谢产物的转录本有57条,参与次生代谢后氧化与糖基化修饰的转录本有204条.鹿茸草全长转录组的获得极大地丰富了鹿茸草的遗传信息,初步揭示了参与鹿茸草次生代谢产物合成相关的基因通路,为深入研究鹿茸草次生代谢产物合成途径关键酶的功能及其调控机制奠定了基础.     

基于生物信息学构建前列腺癌单细胞层面lncRNA-miRNA-mRNA调控网络

利用生物信息学筛选差异表达基因（Differentially Expressed Genes,DEGs）,构建前列腺癌（Prostate Cancer,PCa）单细胞层面lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,在分子水平上研究前列腺癌的发生发展过程及预后指标。首先从基因表达综合数据库（GEO）和癌症基因组图谱（TCGA）数据库分别下载单细胞RNA测序数据GSE157703和转录组测序数据TCGA-PRAD,通过R语言筛选差异表达信使RNA （DEmRNA）和差异表达长非编码RNA （DElncRNA）,利用相关软件预测并构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络;然后使用R语言进行基因本体论（Gene Ontology,GO）和京都基因与基因百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）分析,运用STRING数据库、Cytoscape软件建立蛋白相互作用网络,同时对单细胞RNA测序数据进行质控、降维、聚类和分群,构建单细胞层面的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络;最后进行生存分析,通过人类蛋白质图谱进行验证。结果显示,共得到3 013个DEmRNA和1 101个DElncRNA,筛选出51个lncRNA、27个miRNA和97个mRNA构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络。GO分析揭示靶基因在腺状细胞迁移、化学突触传递的调节等生物学过程富集,KEGG分析揭示miRNA在癌症、轴突导向和胞间的黏附等信号通路富集。通过PPI得到Top 10基因,据此整合单细胞水平上PCa单细胞转录组测序数据,得到包括肿瘤细胞在内的9个细胞群的多条精确的lncRNA-miRNA-mRNA调控轴。生存分析结果显示,ITGA2、PDLIM5H和PRRG4低表达组的无病生存期显著高于高表达组（P<0.05）,免疫组织化学验证了上述基因在肿瘤组织中均有不同程度的表达。本研究成功构建了PCa单细胞水平的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,并发现其不仅参与PCa的发生和发展,同时在临床预后预测方面也有重要意义。     

水分胁迫下马铃薯萌芽出苗期 根系转录组差异表达分析

以马铃薯‘克新1号’为材料,通过Illumina HiSeqTM 4000高通量测序技术,对不同水分胁迫后的马铃薯萌芽出苗期根系cDNA文库进行了RNA-Seq分析,拟探明马铃薯感应水分胁迫的分子机制,挖掘出与抗旱密切相关的功能基因.将比对到基因组上的基因利用RPKM衡量各样本间的基因表达丰度,以P0.05筛选出差异表达基因,通过GO (基因本体,gene ontology)数据库、KEGG代谢途径数据库,对不同水分胁迫样本差异表达基因的功能和参与的调控路径进行分析;选择6个差异表达基因,利用实时荧光定量PCR验证RNASeq结果的可靠性.结果表明:(1)DLWR(重度水分胁迫)样本中,比对到基因组的表达基因30 114 133个,差异表达基因5 241个;LWR(中度水分胁迫)样本中,比对到基因组的表达基因32 858 890个,差异表达基因1 488个.2个样本中同时存在的差异基因369个,其中上调表达基因78个,下调表达基因291个;显著差异表达基因主要与蛋白激酶、水解酶、氧化还原酶、水通道蛋白、转运蛋白、转录因子等相关.(2)在GO富集分析中,2个水分胁迫处理样本在生物学功能中富集的类别并不完全相同,但显著富集的主要是与氧化还原、转运、膜结合、转录调节子等相关的基因.(3)KEGG代谢分析显示,差异表达基因显著富集在谷胱甘肽代谢、植物激素信号转导等途径,与植物抗逆能力密切相关.(4)利用qRT-PCR验证的6个基因表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性.通过研究得到了不同水分胁迫下马铃薯根系转录组信息,获得了差异基因及其功能信息,阐明了差异基因所参与的代谢通路及与植物水分胁迫的关系.     

流速胁迫对美国红鱼的转录特性研究

水流对鱼类生长发育有着重要的影响,为了在分子水平上研究美国红鱼在流速胁迫下的机理,在给定最大续航游泳速度0.9 m·s~(-1)的条件下,利用转录组测序的方法研究了流速胁迫对美国红鱼肝脏转录组的影响。实验结果如下:测序总共获9.32 Gb Clean Data,各样品Clean Data均达到4.54 Gb,Q30碱基百分比在92.12%及以上。De novo组装后共获得70148条Unigene,其中长度在1 kb以上的Unigene有12 465条。基于Unigene库的基因结构分析,其中SSR分析共获得10214个SSR标记;SNP分析试验组T01和对照组T02的纯合型数目分别为38 020和29 627,杂合型数目分别为57 835和66 088个。经过筛选后得到显著性差异表达的基因有1 173个,其中上调的基因数目为204个,下调的基因数目为969个。通过GO富集分析,有424个富集到生物过程(biological process),有90个富集到胞组分(cellular component),有310个富集到分子功能(molecular function)。差异表达基因的富集分析结果显示,能够注释的差异表达基因数目有1096个,注释到KEGG通路的有423个:富集到新陈代谢通路(metabolic pathways)、环境信息处理(environmental information processing)和细胞过程(cellular processes)的差异表达基因相对较多,分别为136、69和67个;有4条为显著性富集通路,分别为甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、色氨酸代谢、视黄醇代谢和类固醇类的生物合成;应对流速胁迫的相关基因,如Hedgehog信号通路(Hedgehog signaling pathway)中Hh、PKA、CK1、Wnt等基因表现为上调、RNA降解(RNA degradation)中的Dcp1、EDC3基因表现为下调等。为了验证RNA-seq分析的表达谱,对11个基因进行了相关mRNA水平的qPCR测定,经过Spearman的rho测试发现qPCR的数据显著相关(R~2=0.979 7),对比qPCR和RNA测序的数据,上调和下调基因均非常吻合。     

松茸子实体转录组测序及解析

以人工种植的商品松茸子实体为对象,利用Illumina Novaseq 6000测序平台对松茸子实体进行转录组测序,并通过生物信息学手段对松茸转录组进行注释和分析.基于9个松茸样品的测序共获得76.38 Gb的数据量,组装得到的转录本和unigene个数分别为26 285和87 174.将获得的unigene与6大功能数据库进行比对,共有19 964个unigene得到注释.基于GO和KEGG数据库的注释和分析,松茸子实体unigene被注释和划分为45个和28个功能类别.在松茸子实体中,涉及unigene数量最多的生理过程包括碳水化合物代谢、运输和分解代谢、氨基酸代谢等.结果表明,松茸子实体中代谢旺盛,应采取合理措施以延缓其品质下降.松茸子实体的转录组测序将为其功能基因的挖掘以及采后品质变化机制的研究提供重要遗传数据和参考.     

生长异质大西洋鲑转录组学分析

为探明大西洋鲑在养殖群体中存在生长异质的原因,本研究对大西洋鲑进行转录组学分析,包括生长慢速组(平均体重0.51 kg)和生长快速组(平均体重4.20 kg)各3尾鱼。结果显示,共有332 003个基因得到了注释,并筛选出948个差异表达基因,包括363个上调基因和585个下调基因。随后对差异表达基因进行GO功能富集和KEGG通路富集分析,结果表明,有543个差异表达基因被富集到61个GO条目,其中与单生物过程、细胞、结合分子功能等相关的基因较多。KEGG富集显示,共有229个差异表达基因被富集到114个代谢通路中,其中富集在钙信号通路、神经活性受体-配体交互作用信号通路、紧密连接信号通路的基因较多。通过转录组测序及功能富集分析发现,肌球蛋白、过氧化物酶体增殖物激活受体以及苏氨酸的高表达,钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II、谷氨酸受体基因的低表达引起相关代谢通路调控水平的改变可能是导致大西洋鲑生长异质性的重要因素。本研究为进一步了解生长异质大西洋鲑的生物学特性、基因分子机制、代谢途径和遗传繁育提供参考依据。     

月季插穗不定根起始的转录组分析和关键基因筛选

为研究月季插穗在不定根发生过程中的关键基因调控机理,利用Illumina平台测序技术对切花月季品种‘卡罗拉’插穗的3个发育阶段(不定根未启动期、愈伤组织形成期和不定根伸长期)插穗基部1 cm皮层进行转录组测序分析,结果表明:月季插穗不定根发生的3个阶段中,在不定根未启动期与愈伤组织形成期之间共筛选出差异表达基因5 033个,其中2 313个基因上调,2 720个基因下调;在愈伤组织形成期与不定根伸长期之间共筛选出差异表达基因1 865个,其中1 332个基因上调,533个基因下调;GO功能分析表明,差异表达基因主要参与生物过程、分子功能和细胞组分3大功能;KEGG富集分析结果表明,差异表达基因主要参与植物激素信号转导、次生代谢产物的合成以及碳水化合物的合成等代谢通路;将月季插穗生根过程中差异性最为显著的8个基因通过实时荧光定量PCR检测其转录水平变化,结果表明: 实时荧光定量PCR的验证结果与转录组测序结果基本一致.     

NFATc3敲除对肝癌细胞转录组的影响及其潜在靶基因的初步筛选

目的 探究NFATc3基因敲除对肝癌细胞转录组的影响，并对NFATc3调控的靶基因进行初步筛选，以期为明确NFATc3靶基因及寻找新的抗肝癌治疗靶点提供依据。方法 利用敲除NFATc3的SMMC7721细胞，在有或无仙台病毒(Sendai virus, SeV)感染时进行转录组测序(RNA sequencing, RNA-Seq)检测，并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。对两组测序数据差异基因交集中的免疫相关基因进行PPI蛋白网络互作分析，并利用qRT-PCR实验验证敲减或过表达NFATc3对肝癌细胞内S100A8和S100A9表达水平的影响。利用数据库数据，分析肝癌中S100A8和S100A9 mRNA表达水平及预后。结果 经RNA-seq分析发现，肝癌细胞中NFATc3敲除后差异表达基因主要富集在发育、代谢、细胞外基质和血管生成等通路。PPI蛋白网络分析发现S100A8和S100A9可能是NFATc3的重要靶基因。qRT-PCR实验结果显示敲除或敲减NFATc3均可上调S100A8和S100A9的表达，而表达外源NFATc3则可下调S100A8/S100A9的表达。数据库分...     

大气压低温等离子体抑制甲状腺未分化癌CAL-62细胞生长的机制研究

为了探究大气压低温等离子体(CAP)抑制间变性甲状腺癌的作用机制，应用转录组测序技术，借助生物信息学分析手段研究CAP对CAL-62的抑制作用，筛选出差异基因进行KEGG富集分析和GO分类，最后选取部分基因进行Western blot (WB)验证.结果表明，与对照组相比CAP处理组共有674个差异表达基因，以BIK和CDKN1C等为代表的287个基因上调表达，以TANC2、ESM1和CBL等为代表的387个基因下调表达.KEGG富集分析表明差异基因主要富集在MAPK、Rap1等信号通路及癌症转录失调等.GO分类表明差异基因主要富集在免疫反应、细胞凋亡过程等方面.WB检测部分差异基因的变化趋势，得到与转录组相一致的结果.该研究从转录组学角度去解释CAP抑制CAL-62细胞的机制，以期为CAP应用于甲状腺未分化癌治疗提供一定的理论基础.     

绵羊骨骼肌转录组高通量测序从头组装和特征分析

本实验旨在对绵羊肌肉转录组进行组装分析,以丰富绵羊的基因组并为进一步对绵羊的相关基因的分子遗传学研究奠定基础。选取Illumina Hiseq 2000测序平台对杜泊羊和小尾寒羊的骨骼肌转录组文库进行了高通量测序,并对测序数据进行从头组装分析。结果表明:两个测序文库共得到103058824个长为2×90bp的高质量的测序序列,经从头组装共产生了145524个unigenes。两个文库间有5718个unigenes差异表达,经GO注释分析后发现它们主要分布在细胞、细胞过程和结合条目中。将两个文库的unigenes进一步组装得到70348个平均长为863bp的all-unigenes,其中35201个被注释到Nr数据库,12219个被注释到COG数据库,并与KEGG数据库中的258个功能通路中的蛋白质和氨基酸新陈代谢通路密切相关。     

桑葚转录组SNP/Indel位点的挖掘及功能注释

单核苷酸多态性(SNP)/插入缺失(Indel)作为基因组中最丰富的变异位点,已成为农作物中最重要的辅助育种标记。桑葚是一种营养价值较高的水果,目前果桑品种选育方法仍然以传统育种方法为主,缺乏足够的SNP/Indel标记。本研究对3个时期"安葚"果实进行转录组测序,鉴定并分析桑葚转录组序列中SNP/Indel位点的特征,将含有SNP/Indel位点的Unigene通过GO、KOG/COG、KEGG数据库进行比对。结果表明:转换类型为SNP的主要类型。绿果期与黑果期转换类型中以A/G型最多,颠换类型中以A/T型最多。红果期转换类型以C/T型最多,颠换类型中以A/T型最多。Indel片段的长度以1、2、3 bp为主,大于10 bp的缺失突变数量远大于插入突变数量。分别有28 345、6 299、5 737条序列的功能在GO、KOG/COG、KEGG数据库得到注释。从KEGG注释结果中筛选出122个与花青素、黄酮类合成相关且含有SNP/Indel标记的基因。果桑SNP/Indel标记数据库将在品种的选育、鉴定方面展现良好的应用前景。