根瘤菌87-1-1诱导刺槐根表皮传递细胞特异性表达的cDNA文库构建及序列分析

探寻根瘤菌诱导刺槐后根表皮细胞分化成传递细胞的特异性表达基因及其分子机制.采用抑制差减杂交(suppression subtraction hybridization,SSH)技术构建刺槐根系被接种根瘤菌和未被接种根瘤菌二者间的正反两个c DNA文库.各挑选正反文库中500个克隆进行测序,在Blastn、Blastp、Swiss Prot、KEGG、COG、Interpro以及Gene ontology(GO)数据库中进行比对注释.结合生理过程对ESTs进行分析,共获得725条非冗余序列(uni EST),正反向文库分别为385条和340条,其中包括674个单一序列(singlets),51个拼接序列(contigs).在Nt库比对中有674条uni ESTs与已知基因匹配,占比93%;在Nr库比对中有648条序列有匹配蛋白,占比89%.有正向文库213个uni ESTs和反向文库156个uni ESTs能进行Geney ontology(GO)功能注释,在细胞组分被注释了270次,分子功能被注释了448次,生物过程被注释了484次.uni ESTs的功能分析显示,正向文库中多与细胞翻译后修饰、转录因子、细胞信号通路、细胞壁/细胞膜/内膜系统以及细胞骨架相关蛋白有关,部分是结瘤相关基因.而反向文库中与细胞生长、代谢物形成的基因相关较多,这与根瘤菌处理刺槐后的生理过程一致.在根瘤菌诱导的刺槐根组织文库中发现特异性基因如MYB类转录因子、囊泡相关膜蛋白等与传递细胞相关的基因,结果有助于进一步研究此类传递细胞的形成分化机制.     

阿尔茨海默症靶基因及其药物的预测研究

阿尔茨海默症(AD)是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病.目前用于治疗AD的药物主要改善患者的认知功能,延缓疾病的进展.目前,这类药物的研制和开发方兴未艾,新药层出不穷.遗憾的是,几乎所有的药物都未能使患者广泛受益.本文一方面从现有用于治疗AD的药物出发,利用DrugBank数据库挖掘AD的靶基因,通过使用DAVID、GenePANDA等数据资源和生物工具,预测得到30个用于治疗AD的靶基因或与AD直接相关的基因,如目前未被充分研究的AD靶基因GPER1、SSTR4、GALR2等.另一方面,基于预测靶基因方法,通过DrugBank数据库预测的可潜在用于AD治疗的药物,如神经类治疗药物中的阿米替林、奥氮平、氯氮平、阿莫沙平、α-氨基异丁酸和组胺6种药物,在非神经类治疗药物中有地塞米松、吲哚美辛、舒林酸和酮洛芬4种药物.     

阿尔茨海默病的基因组学与功能基因组学研究进展

 阿尔茨海默病（AD）是最常见的神经退行性疾病与最主要的痴呆类型,其发病率随着年龄增加而呈指数式增长。随着人口老龄化,AD造成的社会经济负担愈趋严重。AD的遗传力接近80%,其人群易感程度、表型差异等性状特征受机体遗传变异的极大影响。总结了基于家系连锁分析、病例对照全基因组关联分析、全基因组测序等基因组学分析手段鉴定与AD发生发展相关的遗传变异与风险基因,梳理了基于各种组学数据的功能基因组学研究手段,解析遗传变异背后的调控元件、效应基因及其分子过程的研究进展。对风险基因及其转录与蛋白水平改变的揭示,可为AD的发病机制解析、药物开发、精准诊断与早期预测提供直接的靶点。     

基因和蛋白质的批量注释系统UBROAD

以DNA微阵列、二维电泳、二维高压液相色谱和质谱等技术为代表的转录组和蛋白质组高通 量实验技术,能够产生海量的基因或蛋白质数据,对这些基因或蛋白质的注释是对相关数据 进 行后期处理的基础和必要条件.海量数据的注释人工难以完成,而目前基因和蛋白质的批量 注释网站给出的注释又往往不够全面.在比较常用基因和蛋白质的批量注释网站的基础上, 本工作研发了基因和蛋白质的批量注释系统UBROAD(Unified Batch Retriever of Annotati on Data),该系统整合了NCBI、Swiss Prot、BIND、enzyme -expasy、gene2accession 和gene2Unig ene 6个有关基因和蛋白质的数据源;支持Uniprot/trEMBL AC、 Uniprot Entryname、Genb ank Protein Accession Number、Genbank mRNA gi、Genbank mRNA Accession Number、 G ene name、 Gene ID和Unigene ID 8种登录号混合查询;含有各种登录号以及基 因或蛋白质的基本信息、功能分类、相互作用共38项注释项供选择;提供微软电子表格形式 的注释结果.可以通过访问网页http://www.bioscience.org.cn/ubroad免费使用该系统.     

地芽孢杆菌(Geobacillus)YHL的全基因组测序及序列分析

该文采用Illumina 高通量测序技术对地芽孢杆菌(Geobacillus sp. YHL)进行全基因组测序,使用Velet软件进行组装,利用Glimmer软件对菌株进行基因预测,得到的蛋白质通过与COG、KEGG等数据库进行比对来获得相应的注释信息.利用多种绘图工具对注释信息进行汇总及分析,获得了COG、KEGG等多种基础注释信息,对这些信息进行挖掘分析,研究结果发现:该菌株具有多种编码酶基因,包括糖苷水解酶、葡糖苷酶、木聚糖酶、淀粉酶、新普鲁兰酶、支链淀粉酶和脂肪酶,是一种嗜热的多酶编码菌,有一定的应用潜力.重点关注了在基因组中编码热应激蛋白基因,这些基因信息最终可以提供关于细菌的热适应机制的初步解释.     

T检验识别阿尔茨海默病候选致病基因及基因生物分析

医学研究表明阿尔茨海默病(AD)的致病机制与基因有关,过高或过低的基因表达水平异常都会让人体失去平衡,产生病变.利用T检验法对基因芯片公共数据库GEO中的4种AD样本的基因芯片数据进行分析,提取出具有重要意义的显著差异表达基因,再通过这些差异基因的生物信息学分析其在AD发病机制中的作用,为AD致病机制的探询、预防、早期诊断与治疗等提供有益的途径和方法.通过该算法的筛选、结合AD发病机制的假说及基因生物学分析,最终识别出30个AD候选致病基因,其中有5个已经被确定为与AD有关,10个被AD致病基因筛选算法识别.     

福建省马尾松优树自由授粉子代及其亲本的初步评定

1980年,在福建省的7个地区47个县101个林分中,选出786株优树,采集自由授粉种子。在福建省洋口等六个林场建立子代测定林1000余亩。7年生时测量了树高等6个性状。根据树高值统计结果表明。大于遗传对照10％以上的家系有293个,占参试总数的49％,树高单株遗传力h_1~2=0.24,家系遗传力h_1~2=0.32;树高生长量的遗传分析表明,群体的变异量大于群体内个体的变异量,变异来源是多层次的。     

中国明对虾和中华绒螯蟹EST的Blast2GO注释及其在免疫基因分布研究中的应用

以dbEST数据库中公布的中国明对虾和中华绒螯蟹的EST序列作为数据源,利用CAP3对其进行聚类拼接,采用Blast2GO软件进行功能注释,并通过查找免疫相关的GO注释和检索免疫关键词的方法寻找免疫相关基因,经与不同物种免疫基因的比较,推测可能的免疫基因序列,并进一步分析免疫基因在不同组织和细胞中的分布.结果表明,通过注释和关键词进行筛选这2种方法具有较好的互补性;预测了位于中国明对虾头胸部的60个可能的免疫基因以及位于中华绒螯蟹血细胞hemocyte、haemocyte、肝胰腺、性腺和精巢中的250个免疫基因,这些基因包括模式识别受体、抗氧化蛋白、抗菌肽、凝集素等,其中部分参与酚氧化酶原激活系统、Toll信号通路等重要免疫过程.中华绒螯蟹血细胞中具有种类丰富的免疫基因,与已有的甲壳动物免疫系统相符合.肝胰腺中发现了模式识别蛋白、蛋白酶以及数量众多的凝集素种类,提示肝胰腺在免疫过程中也发挥了一定作用.     

基于炎症反应的阿尔茨海默症功能模块构建

整合阿尔茨海默症患者6个脑区的基因表达数据和蛋白质相互作用数据,较好地避免了基因表达数据高噪声、高变异等不足对构建基因调控网络精度和准确性的影响.考虑到脑部神经炎症是AD发病的重要原因之一,以及钙平衡失调可能是AD几个致病因素联系的纽带,结合蛋白质网络挖掘与AD发病密切相关的基因及炎症和钙离子功能网络,采用最大权重诱导子图(Heinz)算法实现两种高通量数据的结合并提取显著扰动子网,在此基础上利用基于边权的模拟退火算法预测和优化扰动网络,去除网络中较弱的相互作用,添加预测的较强的相互作用,提高网络的精度.实验共提取206个特征基因,并且提取了脑部炎症及钙离子作用机制的功能模块子网.结果证明,使用基于边权的模拟退火算法进一步加强了功能网络的模块性.经生物学分析证明炎症和钙离子机制在AD致病机制中起着很大的作用.这些数据在不同方面为系统地认识基因的复杂调控机制提供了必要的信息.     

玉米种皮和穗轴中总酚含量的QTL分析

利用黑玉米自交系SDM作为父本,与黄玉米自交系MO17杂交,构建F2∶3群体,对玉米种皮中总酚含量(PCP)和穗轴中的总酚含量(PCC)进行了QTL分析.结果表明:SDM种皮和穗轴中总酚含量均极显著高于MO17,种皮和穗轴中的总酚含量呈极显著正相关.与玉米种皮和穗轴中总酚含量相关的QTL各检测到4个,分布在第4,6,7,9,10共5条染色体上,增效基因均来自父本SDM.其中位于第6和第10染色体上的4个QTL对表型的贡献率最大.控制种皮中总酚含量的2个QTL PCP-6a和PCP-10b分别解释表型变异的13.00%和17.05%,所在的标记区间分别为mmc0523-umc2006和umc1506-bnlg1028,基因作用方式分别为部分显性和加性.控制穗轴中总酚含量的2个QTL PCC-6a和PCC-10a分别解释表型变异的12.20%和21.10%,所在的标记区间分别为umc1014-mmc0523和umc1506-bnlg1028,基因作用方式均为部分显性.位于第6和第10染色体上控制2个性状的QTL可能是一因多效的同一QTL,也可能是紧密连锁的不同QTL.     

阿尔茨海默症miRNA靶基因预测研究

为深入了解阿尔茨海默症的发病机制,利用匹配的基因表达数据和miRNA表达数据,对miRNA的靶基因进行预测分析.首先对选择出的差异表达miRNA进行靶基因预测;然后利用HCTarget算法验证预测的靶基因;最后对miRNA及其靶基因构建调控网络.调控网络中包含11个已确定的与AD有关的miRNA及6个AD致病基因.通过分析网络发现miRNA及其靶基因在正常与患病两种情况下的活性变化趋势,生物学分析也证实了它们在AD中的重要作用,为AD发病机制研究提供了依据.     

淞江鲈肝脏组织cDNA文库的构建与部分EST测序

以成年雌性淞江鲈肝脏组织为材料,用TRIzol Reagent试剂提取总RNA.以总RNA为模板,先用逆转录酶合成cDNA第一链,再通过LD-PCR合成cDNA第二链,所得双链DNA分子用SfiⅠ酶切处理后,连接到同样经SfiⅠ酶切处理的改良pUC19载体上,获得重组质粒.将重组质粒导入大肠杆菌DH5α感受态细胞中,建成质粒cDNA文库.经鉴定,该文库库容为1.5×106,重组率为94.5%,平均插入片段长度为1.1kb,插入片段大小分布为0.5~2.0kb.从文库中随机挑选2 200个克隆进行5’端单向测序,剔除不合格序列后,得2 002条高质量表达序列标签(Expressed Sequence Tag,EST)序列,提交dbEST数据库.经筛选,从这些EST序列中共发现471个基因,分别对其进行了KOG功能分类预测(216个蛋白被注释上21种KOG分类)、KEGG注释(186个基因注释上175个KO,139个基因注释上195个pathway)和GO功能分类注释(312个蛋白被注释上GO分类).     

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.     

白粉菌诱导的小麦品种Brock的差异表达基因解析

为了解抗病小麦品种Brock对白粉菌的抗性机制,采用m RNA差异显示技术(DDRT-PCR)和反向Northern杂交技术分析小麦Brock在白粉菌诱导下的差异表达基因.对照组共获得5 072个片段,诱导组获得5 366个片段,反向Northern杂交筛选后,获得94个差异表达片段.基因测序和Blast比对后,共有71个片段得到功能注释,涉及抗病防御相关基因、能量代谢相关基因、转录因子、次级代谢相关基因以及信号转导基因等.选取与RPP13同源的片段7和与MYB44同源的片段10进行半定量表达模式分析,发现白粉菌诱导后这2个基因的表达明显上调,在染菌8 h后达到峰值,表明二者可能参与Brock白粉菌侵染的早期应答反应.     

茉莉酸处理对木本油料植物小桐子早期花序芽基因表达的影响

小桐子(Jatropha curcas)是大戟科多年生木本油料植物,其种子含油率较高(30％～40％),是一种潜在的可再生能源植物.然而小桐子雌花较少,种子产量较低,严重限制其推广应用.茉莉酸是一种重要的植物激素,在花发育过程中起着重要作用.为了解茉莉酸在小桐子花发育过程中的作用,应用第二代高通量测序方法,对1.0 mmol/L茉莉酸处理24 h后的小桐子早期花序芽进行转录组测序分析,观测茉莉酸对花发育及相关基因转录的影响.结果显示,外源茉莉酸处理导致早期花序芽中1259个基因上调表达,695个基因下调表达;其中,10个与成花转变相关,8个与花器官发育相关以及18个与茉莉酸合成和信号转导途径相关的拟南芥同源基因表达发生了显著变化,但是花器官表型并未有显著的改变.差异表达基因的GO注释显示,"响应茉莉酸"功能分类基因在上调表达基因群中富集,表明在小桐子中存在可以响应外源茉莉酸处理的信号途径.茉莉酸处理后,与拟南芥花器官发育相关基因同源JcFUL、JcSRS、JcSEP1、JcAGL61、JcWOX1、JcTPR4和JcSEU下调表达,然而小桐子花器官表型没有明显改变,说明在小桐子中这些基因的变化表达不足以改变小桐子花器官表型.实验结果对解析茉莉酸在小桐子花发育调控过程中的作用有一定的参考价值.     

玉米产量相关性状的QTL定位与剖析（英文）

玉米因其自身具有高产潜质而成为了当今世界最重要的粮食作物之一.玉米产量是复杂的数量性状,由许多主/微效基因控制,易受各种环境因素影响.果穗是玉米的主要收获器官,籽粒性状是玉米品质的重要体现,因此发掘玉米穗部性状和籽粒性状相关QTL对玉米的遗传改良,培育优质高产的玉米具有重要意义.本研究白刺包谷(P2)和妻染黄(P13)为亲本构建了包含152个家系的F_(2∶3)作图群体,选择在两亲本间具有多态性的176个微卫星标记构建遗传图谱,对产量相关性状进行了单环境的QTL定位与分析.最终定位到了14个QTL,分布在除9号染色体外的其余9条染色体上,单个QTL可解释的表型变异率为4.9%~18.8%.值得注意的是,在6号染色体上的百粒重和穗行数的一致性QTL(qHKW06-1和qERN06-1)与8号染色体上的穗行数QTL(qERN08-1)是本研究中特有的,其中qERN08-1解释了12.4%的表型变异率.     

幼龄福建柏种源生长性状的遗传变异和种源选择

在福建南靖和三明试验点,对来自福建、湖南、江西、贵州、广东和浙江6省的11个福建柏种源进行种源试验。通过对5年生试验林的调查和观测分析发现,福建柏种内存在丰富的遗传变异,福建柏树高、胸径、地径、材积生长在种源间的差异达到显著或极显著的水平,这些性状具有中等以上的遗传力,其变异主要受遗传因素控制。福建柏种源问可能存在随机变异,种源生长的好坏与种源所在地的地理、气候因子间相关不密切。在变异分析的基础上,对参试种源进行选择,从南靖点种源试验林中选出江西上犹、福建龙岩和贵州黎平等3个优良种源、Nz001等14个优良个体,从三明点种源试验林中选出湖南道县和贵州黎平等2个优良种源、Sz001等14个优良个体。这些遗传材料,可用作无性繁殖的母株、种子园的建园材料或杂交亲本。     

玉米产量相关性状的QTL定位与剖析

玉米因其自身具有高产潜质而成为了当今世界最重要的粮食作物之一.玉米产量是复杂的数量性状,由许多主/微效基因控制,易受各种环境因素影响.果穗是玉米的主要收获器官,籽粒性状是玉米品质的重要体现,因此发掘玉米穗部性状和籽粒性状相关QTL对玉米的遗传改良,培育优质高产的玉米具有重要意义.本研究白刺包谷(P2)和妻染黄(P13)为亲本构建了包含152个家系的F2∶3作图群体,选择在两亲本间具有多态性的176个微卫星标记构建遗传图谱,对产量相关性状进行了单环境的QTL定位与分析.最终定位到了14个QTL,分布在除9号染色体外的其余9条染色体上,单个QTL可解释的表型变异率为4.9％～18.8％.值得注意的是,在6号染色体上的百粒重和穗行数的一致性QTL(qHKW06-1和qERN06-1)与8号染色体上的穗行数QTL(qERN08-1)是本研究中特有的,其中qERN08-1解释了12.4％的表型变异率.     

低能N+注入凤仙花的变异检测

以低能N 注入凤仙花(Impatiens balsaminaL)种子后获得了高茎、矮茎2个变异品系.对其进行过氧化物同工酶(POD)检测的结果表明,2个变异品系叶片的POD分子大小、表达强度和条带数目与对照相比都发生了一定变化.随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphic DNA,RAPD)分析结果也表明变异品系DNA链的脱氧核苷酸序列发生了变异,从25个随机引物中筛选出了9个具有多态性.实验证明适当剂量的低能N 注入能够在基因水平引起凤仙花的变异,为花卉产业的发展提供了一种遗传育种手段.     

2型糖尿病与阿尔兹海默症的相关性研究

流行病学资料显示2型糖尿病(T2DM)患者的阿尔兹海默症(AD)发病率较高,认为T2DM是AD发展的重要危险因素.AD和T2DM分别以脑淀粉样蛋白-β(Aβ)和胰岛淀粉样多肽(hIAPP)沉积为特征.淀粉样变蛋白在这两种疾病之间有着相互的作用.本文对现有的相关研究进行总结,旨在更好地了解AD和T2DM之间的相关性,从而为下一步的治疗提供一些参考.