基于高通量测序的花斑裸鲤转录组及功能分析

为了获得花斑裸鲤丰富的转录组信息和功能基因,应用Illumina Hi SeqTM2500高通量测序技术对花斑裸鲤肝胰脏、肌肉、脑、和肾混合组织转录组进行测序,获得162 235条转录本,进一步拼接得到110 231条单基因序列(unigene),平均长度745 bp。利用生物信息学方法对所有unigenes与美国国立生物技术信息中心(NCBI)的非冗余蛋白质数据库(Nr)进行相似搜索(E-value≤10-5),结果共有34 532个unigenes(31.32%)与数据库中的已知基因同源。此外,GO功能注释将unigene分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类56分支,依据KOG功能注释可分为26个功能组分,依据KEGG代谢通路分析可以分成5大类267小类。通过转录组测序数据及功能注释,进一步了解了更多花斑裸鲤的生物学特性、基因的分子功能、参与的生物过程、所处的代谢途径和信号通路。同时,获得了79条与天然免疫相关的同源序列。     

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.     

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。     

转录组和表达谱分析揭示PEBP基因家族成员参与调节滴水珠的珠芽发育

为进一步揭示半夏属植物珠芽发育的分子机理,本文利用Illumina Hiseq平台对滴水珠进行转录组和表达谱测序。转录组测序获得6.68 Gb的数据,组装去冗余后得到66,907个Unigene,平均长度为893 bp。将Unigene比对到Nr、KOG、GO和KEGG数据库中,分别获得了34,947、27,886、9,149和27,006个注释信息。叶柄、珠芽和块茎表达谱测序分别获得24.08、24.02和24.06 Mb的数据库,其中6,961个Unigene的表达量在叶柄、珠芽与块茎之间同时存在差异(6,576和4,021个差异Unigene分别比对到GO和KEGG数据库)。转录组测序获得13个Unigene为PEBP基因家族成员相关序列,其中4个为差异表达。结果表明转录组和表达谱测序可用于筛选调控珠芽发育的候选基因,PEBP基因家族成员在珠芽发育调控中的作用值得进一步研究。     

基于RNA-seq测序的弓獭蛤(Lutraria rhynchaena)不同组织转录组差异研究

弓獭蛤(Lutraria rhynchaena)是我国南方沿海重要的海水养殖贝类,为探讨弓獭蛤不同组织的基因表达差异,本研究采用RNA-seq测序技术对北部湾海域弓獭蛤7种组织(肌肉、外套膜、鳃、肝胰腺、虹吸管、雌性性腺和雄性性腺)进行转录组测序及生物信息学分析。结果显示,21个样本共获得939 197 518条质控后序列,各组织质控后的碱基数为15.39-29.26 G。测序结果经过Denovo组装和ORF查找共获得56 773个Unigenes。在5个公共数据库NR (Non-Redundant protein sequence database)、GO (Gene Ontology)、eggNOG(evolutionary genealogy of genes:Non-supervised Orthologous Groups)、KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)和SWISS-Prot对比各注释分别得到24 557、13 094、17 524、10 352和13 857条有效注释信息。本研究获得了大量弓獭蛤组织间的差异表达基因,丰富了弓獭蛤的基因数据库,为更深入地了解弓獭蛤各组织功能,进一步挖掘和开发利用弓獭蛤功能基因提供基础数据。     

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...     

基于转录组数据对糙苏三萜皂苷合成途径的研究

糙苏为我国民间常用的传统草药,具有消肿、续筋接骨、祛风化痰、通络止痉、安胎等作用,三萜皂苷类化合物为其主要的生物活性成分.对糙苏组织转录组测序,挖掘其三萜皂苷生物合成途径相关基因,探究糙苏三萜皂苷化合物生物合成的分子基础.利用Trinity软件对测序结果获得的Unigenes数据进行过滤组装,并结合KEGG、GO数据库对Unigenes进行注释,预测糙苏三萜皂苷代谢的生物合成途径关键基因.结果获得了参与萜类化合物骨架生物合成的Unigenes数量为73条,39条Unigenes编码19个与萜类生物合成的关键酶,且有23条基因参与萜类物质骨架代谢途径(途径编号为ko00900),19条基因参与了倍半萜类物质代谢途径(途径编号为ko00909),涉及萜类物质骨架合成代谢途径相关酶共有15种,以及三萜代谢途径相关酶有10种.本研究获取了糙苏的三萜皂苷合成相关候选基因核苷酸和氨基酸序列,为糙苏三萜皂苷物质体外表达和生物合成奠定理论基础.     

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.     

基于高通量转录组测序技术的龙头鱼微卫星信息分析

为龙头鱼资源合理开发与保护提供有效分子标记,本研究利用IluminaHiSeq~(TM) 2500高通量测序平台对采自舟山近海的龙头鱼肌肉组织进行转录组测序,从获得的Unigenes序列中挖掘SSR位点信息并分析其分布及特征。结果显示,测序所得29 756条Unigenes中共识别出5 652个完美型SSR位点,序列总长度为86 517 bp,相对丰度为332.97个/Mb。龙头鱼转录组SSR以单碱基和二碱基重复类型居多,分别占SSR总数的67.59%和20.72%。6类完美型SSR共有重复基元148种,重复次数以10次为主,占总SSR的23.23%。SSR序列长度范围在10～92 bp之间,其中序列长度在12 bp及以上的SSR位点的含量为65.73%。综上所述,龙头鱼转录组SSR位点含量丰富、基元重复类型众多、重复次数较高,具有良好的分子标记开发潜力,获得的SSR标记可用于遗传多样性和系统发育关系研究。     

基于PacBio平台的七叶一枝花全长转录组测序

以根状茎、茎、叶、花、果荚及种子6个部位为样品,利用PacBio技术对七叶一枝花进行了全长转录组测序,并对测序数据进行了生物信息学分析.研究共获得52537个平均长度为2607 bp的高质量isoforms,其中40725条isoforms得到注释.GO注释中,4596个isoforms分为生物学过程、细胞组成和分子功...     

灰树花菌（Griflola frondosa）子实体原基转录组测序及分析

采用Illumina测序平台对灰树花菌（Griflola frondosa）原基进行转录组测序,获得了大量转录组信息.结显示果,测序得到38 189个非冗余Unigene,在Nr数据库中有31 454个Unigene被注释;与KEGG数据库比对,共有1 832个Unigene被注释,分属20条生物通路;在COG数据库中注释可划分为25类;与GO数据库进行注释可分为分子功能、细胞组分和生物过程3个主类和60个二级亚类.     

祁连山黄参叶片转录组测序及生物信息学分析

在《本草纲目》中黄参被誉为“小人参”,以黄参叶片为试材,采用高通量测序平台BGISEQ-500进行转录组测序,利用转录组分析软件进行组装、注释。结果表明：1)利用组装软件,获得99 981个Unigene,总长度是113 850 816 bp,平均长度是1 138 bp, N50的长度是1 874 bp, GC含量是39.93%。2)将Unigene比对到7大功能数据库进行注释,分别有49 390(NT:49.40%)、48 281(SwissProt:48.29%)、61 116(KOG:61.13%)以及55 859(Pfam:55.87%)个Unigene获得功能注释。3)比对到NR数据库共有66 451条,黄参与胡萝卜Daucus carota subsp.sativus有较高同源性,与其他物种的同源性较低。4)基因本体(gene ontology, GO)数据库注释显示,有78 040条Unigene得到注释,按功能分为生物过程、细胞组分、分子功能三大类,分别有15、11、14个亚类,其中执行生物过程的类区较多。5)51 479条Unigene富集在KEGG数据库的20条代谢...     

基于RNA-Seq技术的日本七鳃鳗(Lampetra japonica)肝脏转录组从头组装及分析

采用RNA-seq技术对日本七鳃鳗肝脏进行高通量转录组测序.经从头(de novo)组装,最终获得了47 293个Unigenes,N50为1 447bp.通过与多个数据库的同源比对,65.04%的Unigenes得到了功能注释.在KEGG分析中,从肝脏转录组中挖掘鉴定到了众多参与固有免疫相关防御途径的Unigene,表明七鳃鳗的肝脏可能在抵御病原体侵袭的早期防御中发挥了重要作用.基于该转录组,全面认识了七鳃鳗补体与凝集级联系统的遗传构成,为深入探索它们的起源进化以及重要基因的功能适应性研究提供了依据.应用拼接的转录组,批量筛选了大量的SSR分子标记,为以后的遗传多样性研究和种质保护工作提供了候选材料.为今后深入认识七鳃鳗早期肝脏的免疫防御功能,探索该物种适应复杂水生生活的免疫进化以及群体多样性保护,奠定了重要的理论和实践基础.     

鸟王茶转录组中SSR位点信息分析

为开发鸟王茶分子标记技术,对使用高通量测序所获得的鸟王茶转录组原始数据,经过软件Trinity拼接,共获得161 561条Unigenes,使用软件MISA进行SSR位点搜索,共得到51 453个SSR,分布于36 691条Unigenes中,总长度为554 050bp,发生频率为31.85%,平均分布频率是1/1.79kb,平均长度为10.77bp。在鸟王茶转录组SSR中,二核苷酸重复和三核苷酸重复是主要的重复类型,分别占总SSRs的45.05%和13.86%。鸟王茶转录组SSR种类共有223种重复基元类型,其中优势重复基元是A/T、AG/CT、AC/GT它们所占比例分别是:36%、32%、13%,这3种重复基元,占总SSRs的比例是81%。     

矢竹地下茎转录组测序及节间生长相关基因表达分析

【目的】揭示竹子地下茎生长发育的分子机制。【方法】利用高通量转录组测序对矢竹含不同发育阶段节的地下茎转录组图谱进行了分析研究,并利用qRT-PCR对节间生长相关基因进行表达模式分析。【结果】共获得了11 976 条平均长度为1 008 bp的单基因簇(unigenes)。NCBI注释显示,63.8%的单基因簇具有注释结果,其中16 254 条unigenes被注释到137 个KEGG(京都基因与基因组百科全书)代谢通路中。MapMan分析共获得了1 864 个转录因子及603 个激素代谢及信号转导相关单基因簇。在功能基因方面,共获得564 个与细胞壁构建相关的代谢基因,其中92 个与木质素合成相关。此外,对9 个与赤霉素、细胞壁合成及细胞骨架组织相关的基因,通过实时荧光定量PCR,分析了它们在节间不同发育阶段的表达模式。结果显示:细胞壁、细胞骨架下游功能相关基因在矢竹地下茎节间快速生长阶段表达最高; 而赤霉素合成及信号传导相关基因则在节间伸长起始阶段最高。【结论】矢竹地下茎生长发育受到从各类激素、转录因子到其下游功能基因等组成的复杂分子网络的协同调控。     

迟缓爱德华氏菌刺激对牙鲆转录组差异基因表达的影响

为了研究迟缓爱德华氏菌刺激下牙鲆基因表达作出的响应,采用高通量测序平台(Illumina HiSeq)分别对迟缓爱德华氏菌刺激的牙鲆和未受刺激牙鲆的肾脏进行转录组测序,并对差异基因进行生物信息学分析,包括GO(基因功能注释)、SNP(单核苷酸多态性)分析、SSR(简单重复序列)分析等.结果表明,用Trinity软件对clean reads进行拼接后,聚类得到222 980条转录本,总长200 234 420 bp,平均长度898 bp,N50为1 886 bp.对组装的序列进行基因功能注释后,有99 808条序列得到了注释.筛选出2 502个差异表达比较显著的基因,表达量上调的有1 280个,下调的有1 222个.GOseq结果显示差异基因显著富集在38个GO terms上,包括6个细胞组分、12个生物学过程和20个分子功能.差异基因共获得277个KEGG通路富集,627个差异基因显著富集到20条信号通路上,其中,8个与信号通路有关,3个与发育有关,9个与相关疾病有关.     

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.     

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.     

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。     

孝顺竹笋箨全长转录组测序分析

【目的】揭示竹子笋箨的生物学功能与其衰老的分子基础。【方法】利用PacBio Sequel 3代全长转录组测序技术结合生物信息学方法,对孝顺竹不同衰老阶段笋箨全长转录本进行分析。【结果】共获得106 148 条平均长度为3 615 bp的全长转录本。多数转录本长度分布在1.4~7.0 kb。NCBI等注释显示,97.34%的转录本具有注释结果。Mercator注释分析显示笋箨转录本覆盖了其全部34 个类别,其中与蛋白类别相关的序列最多,达到了18 224 条;与microRNA类别相关的最少,仅有9 条。在重要功能基因方面,共获得了2 489 条激素代谢及信号转导相关序列; 8 804 条转录因子序列中393 条与光合作用相关的转录本。其中,注释到的189 条共30 类NAC(NAM/ATAF/CUC)转录因子基因,93.33%的NAC基因,共计28类,其表达量与笋箨衰老呈相关性, 包括已被证实在叶片衰老中具有重要调控作用的NAC002、NAC016、NAC017、NAC029(NAP)、NAC042、NAC055与NAC083等7个NAC转录因子与NAC014等14个被报道在叶片衰老中具有潜在作用的NAC基因。NAC025、NAC028、NAC045、NAC061、NAC086、NAC103与NAC1L (NAC 1 Like) 7 个NAC转录因子表达与孝顺竹笋箨衰老呈正相关,为新发现的正调控笋箨衰老的潜在转录因子。此外,利用MISA程序在76 499 个序列中检测到简单序列重复(simple sequence repeats,SSR)位点,主要以单核苷酸重复(SSRs)为主,占据了全部(SSRs)的55.2%。利用PLEK等软件共获得2 769个长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)。【结论】竹子笋箨基因表达多样化,并具有完整的光合系统基因,显示其具有潜在光合功能;NAC转录因子在孝顺竹笋箨衰老中具有潜在重要调控作用。本研究首次解析了竹子笋箨的全长转录本特征,为今后深入分析竹子笋箨功能及其衰老的分子机制奠定基础。