马铃薯块茎不同发育时期转录组分析

为解析与薯块发育相关的关键基因,以马铃薯匍匐茎、薯块起始期和膨大期的薯块为材料进行转录组分析.结果显示:匍匐茎与薯块膨大起始期、薯块膨大起始期与膨大期比较分别筛选出759个和773个差异表达基因.基因本体分析显示这些基因主要富集到细胞过程、代谢过程和催化活性等生物学过程,代谢通路富集分析显示差异基因主要富集到能量代谢与碳水化合物代谢等途径,这些基因可能在块茎发育过程中的淀粉合成等途径起到关键作用.对富集到上述途径的基因结合转录组鉴定到了14个在薯块起始期上调表达的基因,利用实时荧光定量PCR验证了其中7个差异表达基因,发现其表达模式与转录组结果基本一致.     

甘薯耐旱和耐盐基因的挖掘和表达分析

甘薯是世界第7大粮食作物,具有产量高、营养丰富、耐干旱和盐碱等优点.通过转录组学方法,基于国内3个甘薯品种的综合转录组数据库中进行耐旱和耐盐相关转录本序列的挖掘,共获得238个转录本,随机选取9条具有全长编码序列的转录本进行PCR扩增、克隆和测序后,测定序列与组装序列相似度均高于98%,表明转录本序列是可靠的.分析这些转录本在不同甘薯品种间的表达水平时发现,耐旱基因在京薯6号中表达量普遍较高,而在徐薯18中则普遍偏低,而耐盐相关基因的差异表达模式却与之相反.利用数字基因表达谱数据进一步分析耐旱和耐盐基因在徐薯18的6个组织或生长发育阶段中的差异和特异表达,结果显示:耐旱和耐盐基因在成熟叶和膨大期块根中相对于其他组织具有高表达且差异显著.采用荧光定量PCR方法验证结果表明,耐旱和耐盐基因在徐薯18不同组织器官或发育阶段表达情况与数字基因表达谱分析结果基本一致.     

茎瘤芥BjMYB1基因的克隆、表达与遗传转化研究

MYB转录因子广泛地参与了植物细胞分化、细胞周期的调节,激素和环境因子应答等过程。本研究根据茎瘤芥转录组测序筛选获得了一个MYB基因片段。通过RACE的方法,克隆得到了两条长度分别为975bp和864bp的全长序列,分析发现可能为茎瘤芥MYB基因的两种不同选择性拼接形式,并命名为BjMYB1-3和BjMYB1-4。对BjMYB1-3和BjMYB1-4做组织表达分析,发现这两个转录本在茎中特异表达。针对BjMYB1-3和BjMYB1-4的亚细胞定位分析,显示BjMYB1-4定位于细胞核,BjMYB1-3部分定位于细胞核。构建BjMYB-3和BjMYB1-4的超表达载体转化拟南芥,结果显示超表达转化的植株会使拟南芥提前抽薹和开花,说明BjMYB1-3和BjMYB1-4在植株的生长发育过程中起着一定作用,为进一步阐明茎瘤芥BjMYB1基因的功能奠定了基础。     

短丝木犀转录组测序及类胡萝卜素生物合成相关基因表达分析

短丝木犀(Osmanthus serrulatus)是我国特有的木犀属香花树种,具有极高的开发应用前景。笔者以短丝木犀为研究材料,应用Illumina HISeq^TM2000高通量测序平台,对短丝木犀的花和叶芽进行转录组深度测序和拼接组装,构建和预测了短丝木犀不同组织间的基因表达谱及其代谢通路。转录组测序共获得16.94 G的有效数据,经Trinity从头组装得到 92 798条单基因簇(unigenes),其中35 851条unigenes与Nr、Nt、Pfam、KOG、Swiss-Prot、KEGG、PFAM等7大公共数据库比对获得了基因功能注释信息。由KEGG 代谢通路分析发现,共有8 779条unigenes参与到262个代谢通路中,其中参与到色素和香味代谢的基因分别有53条和335条。此外,针对6条在短丝木犀花和叶芽间显著差异表达的参与类胡萝卜素生物合成的相关基因,通过实时荧光定量PCR,验证了它们在不同组织间的表达模式。     

基于转录组的福鼎大白茶叶片两种发育阶段的苯丙烷代谢合成途径分析比较

以福鼎大白茶一芽一叶时的第一片嫩叶组织与一芽四叶时的第四片成熟叶组织转录组测序数据为研究对象,利用转录组技术筛选两种发育阶段的差异表达基因。将原始reads与参考基因组进行序列比对,各样品平均比对率为86.16%。将比对到参考基因组上的reads数据标准化并得到样品的FPKM值。相对于成熟叶,嫩叶有1 097个基因上调,1 436个基因下调;通过KEGG代谢通路分析,得到2种叶片中参与苯丙烷代谢途径关键基因的差异,为进一步研究福鼎大白茶苯丙烷代谢合成途径提供理论依据。     

有氧运动对伴随衰老代谢综合征基因表达的调控

目的：探索有氧运动对代谢综合征患者血液基因表达的影响，分析运动前后血液转录表达谱的差异，研究差异表达基因涉及的功能与内在联系.方法：从美国国立生物技术信息中心(NCBI)公共基因芯片数据平台(GEO)下载GSE10540数据集mRNA芯片数据，对5名代谢综合征患者运动前后的mRNA表达谱数据进行基因集富集分析(GSEA),应用metascape软件进行功能富集(GO)和信号通路(KEGG)富集分析，用STRING数据库构建蛋白质相互作用网络.结果：运动后血样比较运动前共筛选出152个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),其中有54个基因上调，98个显著下调.GESA分析发现12个基因或通路在运动后表达谱中显著富集负相关，蛋白质相互作用网络筛选出9个关键蛋白.结论：代谢综合征患者运动前后血样相关DEGs揭示了代谢综合征的分子特征，这些基因可能与癌症发生之间呈负相关，这为进一步探讨有氧运动对代谢综合征患者健康改善的作用机制及关键调控分子提供了研究思路.     

中华按蚊雌雄蚊转录组比较分析

【目的】对中华按蚊(Anopheles sinensis)雌、雄蚊的转录组测序数据进行差异表达分析,获得两者间差异表达基因,对它们进行功能富集分析,挖据这些基因的功能表现和参与的通路。【方法】基于已知中华按蚊雌、雄蚊转录组数据进行了RNA-Seq数据相关性检查,利用R语言DESeq包比较雌蚊和雄蚊中基因的差异表达情况,并用GOseq和KOBAS对筛选出来的差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。【结果】Pearson相关系数的平方(R2)大于0.92,说明样本在3个生物学重复间具有高度相关性,可用于进一步分析;中华按蚊雌、雄蚊差异表达基因共3 298个,其中1 589个基因在雌蚊中表达上调,1 709个基因在雌蚊中表达下调;差异表达基因明显富集在酰胺生物合成、有机酸代谢、肽代谢过程等功能类别上,参与核糖体在真核生物中的生物发生、RNA转运等KEGG通路。【结论】上述结果对深入研究不同性别的中华按蚊基因表达及差异具有潜在价值。     

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.     

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。     

茎瘤芥BjMYB1两个转录本的克隆与遗传转化研究

本研究根据茎瘤芥转录组测序筛选获得了一个MYB基因片段.通过RACE的方法,克隆得到了两条长度分别为975bp和864bp的全长序列,分析发现可能为茎瘤芥MYB基因的两种不同选择性拼接形式,并命名为BjMYB1-3和BjMYB1-4.对BjMYB1-3和BjMYB1-4做组织表达分析,发现这两个转录本在茎中特异表达.针对BjMYB1-3和BjMYB1-4的亚细胞定位分析,显示BjMYB1-4定位于细胞核,BjMYB1-3部分定位于细胞核.构建BjMYB1-3和BjMYB1-4的超表达载体转化拟南芥,结果显示相比于野生型拟南芥,BjMYB1-3超表达转基因株系生长状态更好,而BjMYB1-4超表达转基因株系没什么明显变化,说明BjMYB1-3在植株的生长发育过程中起着一定作用.     

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.     

拟南芥花粉单细胞转录组分析

为了深入探究花粉基因表达的规律，应用单细胞技术对拟南芥花粉细胞进行了单细胞转录组测序.花粉单细胞RNA-seq结果表明，与叶片转录组相比，成熟花粉中大部分基因表达较低，可能与花粉转录沉默有关.花粉中富集果胶代谢、细胞骨架和钙信号转导等通路，与细胞壁形成和花粉管生长相关.花粉还富集组蛋白甲基化因子，说明花粉中存在表观遗传学调控.应用RT-PCR鉴定出6个花粉特异性表达且功能未知的基因，其中大多数为十字花科特有.总之，本研究精确定量了花粉细胞的基因表达谱，揭示出拟南芥花粉转录组的复杂性和独特性.     

牛至精油对嗜热四膜虫基因表达的影响

牛至精油(Oregano Essential Oil, OEO)具有抗菌、杀菌、抑制寄生虫生长等功效.为了解牛至精油影响细胞生长的分子调控过程,对牛至精油作用下0 h和24 h的嗜热四膜虫的基因表达情况进行分析.高通量转录组测序结果表明,对照组即未加入牛至精油24 h与0 h的样本数据,比较分析后鉴定到了6 297个差异表达基因(包括下调4 232个、上调2 065个),而实验组即加入牛至精油24 h与0 h的样本数据,比较分析后鉴定到7 596个差异表达基因(包括下调6 254个、上调1 342个).通过与对照组差异表达基因的比较发现,实验组特异上调和下调差异表达基因分别有257个和2 329个.GO功能富集发现,特异上调差异表达基因无功能富集,特异下调差异表达基因功能主要富集在RNA加工、蛋白质分解代谢、细胞定位和信号转导等过程.KEGG通路分析发现,特异下调差异表达基因主要涉及细胞自噬及细胞周期等通路.而这些过程或通路上基因表达水平的下调可能会抑制细胞的生长.对通路中7个下调的差异表达基因和3个无明显差异表达变化的基因进行实时荧光定量PCR检测,实验结果和转录组测序数据结果的相关...     

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.     

薄荷MhWRKY57基因克隆及响应茉莉酸信号的表达分析

【目的】分析薄荷转录因子MhWRKY57的基因和氨基酸特性、亚细胞定位、转录活性、组织表达及茉莉酸甲酯处理下的基因表达水平,为揭示MhWRKY57响应茉莉酸信号调控薄荷精油合成的分子机制提供理论依据。【方法】 利用薄荷转录组数据,采用RT-PCR方法获得MhWRKY57基因编码序列,利用生物信息学分析其基因和氨基酸特性,烟草叶片瞬时表达系统进行亚细胞定位,酵母双杂交系统分析转录激活活性,实时荧光定量 PCR (qRT-PCR)技术分析MhWRKY57基因在各组织及茉莉酸甲酯诱导下的表达模式。【结果】 获得薄荷MhWRKY57基因的编码序列(CDS),编码276个氨基酸,具有典型的WRKY结构域,含34个磷酸化位点,属于非跨膜亲水蛋白,定位于细胞核且具有转录激活活性。系统进化分析表明,薄荷MhWRKY57与大豆Glyma.01G056800.2.p亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果表明,MhWRKY57基因在幼叶、成熟叶、花、茎、根中均表达,在根和叶中均明显受到茉莉酸甲酯诱导表达。【结论】 MhWRKY57是一个响应茉莉酸信号的转录因子,可能参与茉莉酸信号介导调控的薄荷精油合成过程。     

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...     

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.     

基因芯片对胃癌和食管癌基因表达谱的对比研究

目的 对比研究胃癌和食管癌的基因表达谱,筛选各自特异性基因.方法 利用基因芯片技术对两种上消化道常见肿瘤胃癌和食管癌的基因表达谱进行分析.结果 筛选出在胃癌中差异表达的基因34个.和21个在食管癌中发生差异表达的基因,最后发现在两种肿瘤组织中都发生显著变化的基因有4个.另外,对这些肿瘤相关基因的表达水平进行聚类分析,可以很清楚地将两种肿瘤组织及正常组织区分开来.结论 利用基因芯片技术可以高通量地筛选出肿瘤组织差异表达基因.通过少量特异性基因的表达水平,可以用来区分不同的肿瘤组织,对将来的基因诊断和基因治疗有一定的参考价值.     

阿特拉津降解菌Enterobacter sp.的基因差异分析

筛选并分析生物降解菌Enterobacter sp.在阿特拉津作用下的差异基因。以Enterobacter sp.BIDMC 29基因组为参考,利用高通量测序技术,对阿特拉津降解菌株和对照菌株进行转录组测序分析。结果表明,共有368个基因表现出显著差异,其中上调基因231个,下调基因137个。在差异基因GO富集分析的前30个条目中,尿嘧啶分解代谢、氮利用、硝酸盐同化、硫化氢生物合成、裂解酶活性和过氧化物酶活性等相关基因表现富集。Pathway分析显示,差异基因涉及70条代谢途径,与氮代谢、氨基酸合成和代谢、ABC转运蛋白、丙酮酸代谢等过程有关。菌株通过调节基因表达来提高对阿特拉津的降解能力,为进一步解析阿特拉津的代谢机制奠定基础。     

应用基因表达谱芯片研究人肺鳞癌相关基因

应用基因表达谱芯片检测人肺鳞癌与正常肺组织间差异表达基因,并对其进行初步分析。提取5例人肺鳞组织及其癌旁正常肺组织的RNA,混合后分别逆转录合成标记有荧光分子的cDNA探针,与联合基因BiostarH-1×1型基因芯片杂交。计算机分析扫描芯片荧光信号图像,比较两种组织中差异表达基因,对筛选的肿瘤相关基因进行初步分析。结果:两种组织间存在大量差异表达基因,其中113条基因在肺癌组织中较正常肺组织表达上调,112条基因在肺癌组织中较正常肺组织表达下调。分析这些差异表达基因发现,肺鳞组织及其癌旁正常肺组织的基因表达谱差异主要集中在原癌基因和抑癌基因、免疫相关基因、代谢相关基因、蛋白翻译合成相关基因、细胞信号和传递蛋白、细胞凋亡相关基因等方面;而在细胞周期蛋白、细胞骨架和运动、细胞受体、DNA合成和修复及结合和转录等方面则关联甚少。说明基因芯片在筛选疾病相关基因的改变时,具有快速、高效、高灵敏度等特点,人肺鳞癌基因差异表达谱的分析为阐明肺癌的发病分子机制提供了新线索。