基于比较转录组学分析NaCl 胁迫影响德尔卑沙门氏菌的耐渗机制

【目的】研究高渗胁迫条件下德尔卑沙门氏菌(Salmonella enterica subsp.enterica Derby,S.Derby)的转录组调控机制,分析差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)表达水平,探究在高渗胁迫影响下德尔卑沙门氏菌耐渗反应的相关代谢通路。【方法】通过高渗胁迫诱导德尔卑沙门氏菌的耐渗性,提取菌株的总RNA,去除rRNA,构建cDNA文库。利用转录组测序技术及生物学信息技术分析相关DEGs,并通过实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qRT-PCR)进行验证。【结果】胁迫组德尔卑沙门氏菌通过转录组测序结果发现有3950个DEGs,其中具有显著上调的基因21个,显著下调基因38个。涉及到细胞膜蛋白、氨基酸的代谢等相关基因上调,协助德尔卑沙门氏菌在高渗环境中存活。与此同时,胁迫组德尔卑沙门氏菌的糖转运系统(sugar transport system,PTS)、糖酵解过程以及抗氧化性相关基因表达显著下调,这是由于高渗环境菌体需要在体内储存大量糖类等物质,从而降低了糖原的消耗,进而导致细胞外膜的脂多糖合成受到抑制,降低了高渗胁迫下德尔卑沙门氏菌细胞膜表面的O抗原的合成。【结论】高渗环境诱导后显著提高了德尔卑沙门氏菌的耐渗性,其中Na+/H+逆向转运蛋以及谷氨酸的代谢通路发挥着重要的作用,为进一步了解以及更好地控制其在食品中的污染提供了理论依据。     

PEG模拟干旱胁迫下马铃薯茎段转录组分析

该研究以‘青薯9号’马铃薯无菌苗为材料,采用转录组测序技术分析模拟干旱胁迫下马铃薯茎段的差异表达,探究茎段在干旱胁迫下的分子机制。结果表明:(1)不同程度干旱胁迫下,马铃薯叶片脯氨酸、可溶性糖以及可溶性蛋白含量明显增加;马铃薯茎段差异表达基因下调的数量均多于上调,其中3种处理条件下共有的差异表达基因有657个。(2)GO富集分析表明,马铃薯茎段差异表达基因主要集中在氧化还原过程、激素响应、氧化还原酶活性以及糖基水解酶活性;Pathway富集分析表明,马铃薯茎段差异表达基因主要集中在植物激素信号转导、苯丙酸生物合成、玉米素生物合成、苯丙氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢以及次生代谢产物的生物合成。(3)实时荧光定量PCR验证结果表明,6个差异表达基因在不同程度干旱胁迫中的差异表达与转录组分析的结果基本一致,证明转录组数据的可靠性。该结果对进一步研究马铃薯干旱胁迫响应机制有一定参考价值,也丰富了马铃薯抗旱育种的基因资源。     

低氧胁迫下唇?及杂交F1代肝脏转录组学分析

为探讨低氧胁迫对唇?Hemibarbus labeo和杂交?基因表达水平的影响,基于Illumina HiSeq高通量测序平台,对低氧条件下唇?和杂交?肝脏组织进行转录组测序并开展生物信息学分析。结果显示,唇?和杂交?分别产生了126 646 494个和130 613 321个clean reads,组装后共获得了48 027个unigenes,分别在NR、SwissProt、GO、COG、KOG、eggNOG4.5、KEGG数据库中获得32 253个注释;低氧胁迫时,分别有3 589个和3 177个差异表达基因（DEGs）上调,4 075个和5 473个下调;GO功能富集分析发现,DEGs与细胞结合、催化活性和代谢进程密切相关,KEGG通路富集分析发现,DEGs富集在一些与代谢和细胞生长增殖、分化、凋亡相关的信号通路中。研究结果为深入开展唇?和杂交?溶解氧胁迫的调控机制和养殖育种提供了参考。     

盐胁迫下盐穗木差异表达基因的转录组信息分析

盐穗木是一种理想的耐盐模式植物,本文利用生物信息学方法分析盐穗木在盐胁迫下差异表达基因的转录组,为盐穗木耐盐机理及耐盐关键基因的储备提供理论依据。基于盐穗木在盐胁迫（600 mM NaCl）下差异表达的转录组数据,以代谢通路中基因表达数量最多的7条通路和与胁迫刺激响应相关的共8条通路为主要研究内容,筛选出上调和下调表达差异显著的unigene,将其与NCBI数据库中所有物种相关基因进行Blastx比对,筛选出通路中上调和下调差异表达最显著的unigene,同时对差异表达活跃的unigene进行分类汇总。共得到23组差异表达活跃的基因类群,分别是乙烯响应因子、WRKY转录因子、Myb转录因子、bZIP转录因子、葡聚糖酶、6-磷酸脱氢酶、醛脱氢酶、柠檬酸合成酶、蛋白激酶等,推测这些类群的基因在盐穗木耐盐机制中发挥重要作用。     

轮状病毒感染患者外周血单个核细胞的转录组学分析

轮状病毒(Rotavirus,RV)是引起急性肠胃炎的主要病原体,分析RV感染患者的人外周血单个核细胞(Peripheral blood mononuclear cell,PBMC)中差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)有利于探讨人PBMC在清除RV中的作用。为此,本研究采集2019年2月-2019年6月长春儿童医院中RV感染患者和健康儿童血液,分离PBMC,通过转录组测序(RNA sequencing,RNA-seq)技术比较RV感染患者与健康儿童之间的RNA表达图谱,借助基因本体论(Gene Ontology,GO)数据库功能富集分析、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)、Reactome通路富集分析DEGs,使用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,qPCR)技术进行验证。结果显示,与健康对照组相比,RV感染轻症患者PBMC中有1619个DEGs;重症患者PBMC中有2816个DEGs,主要与干扰素(Interferon,IFN)反应、中性粒细胞、溶酶体、核小体、染色质等相关。qPCR验证轻症患者干扰素刺激基因(IFN-stimulated genes,ISGs)15表达上调,白介素(Interleukin,IL)1β表达下调;重症患者IL15、ISG15表达上调,IL1β表达下调,与转录组结果相一致。本研究提示,RV感染可能激活人I型和II型IFNs反应抵御病毒感染,但也会抑制溶酶体相关基因,对细胞自噬过程产生影响。     

冰菜盐胁迫下的转录组分析

为了解冰菜(Mesembryanthemum crystallinum)叶片抗盐相关基因组学,利用Illumina Hi-seq TM2500高通量测序技术研究冰菜叶片在400 mmol L~(–1) NaCl胁迫下转录组基因的差异表达。结果表明,从400 mmol L~(–1) NaCl胁迫和对照的冰菜叶片中共获得13.01 Gb Clean data,Q30碱基均大于90.08%。共获得123个差异表达基因(DEGs),包括73个上调基因,50个下调基因,其中功能注释的基因有96个。根据Unigene库序列进行GO、COG和KEGG注释,筛选出8个与抗盐性相关差异表达基因,植物激素代谢相关基因,脱落酸8'-羟基化酶、吲哚-3-乙酰酸酰胺合成酶和茉莉酮酸酯ZIM结构域蛋白基因均下调表达,生长素响应蛋白、细胞分裂素合酶基因则上调表达,糖代谢相关基因棉子糖合成酶基因上调表达,质膜H+-ATPase基因上调表达,脱水蛋白基因下调表达。这为冰菜耐盐基因组学和分子生物学的研究奠定基础。     

小麦根系响应高盐胁迫的时序转录组分析

小麦是重要的粮食作物,盐胁迫严重影响小麦的生长发育,小麦的耐盐机制尚不完全清楚.本研究以济麦19为材料,采用NaCl处理和时序RNA测序技术(time course RNA-seq)分析小麦根系响应高盐胁迫的分子机制.与盐胁迫0 h相比,不同处理时间下小麦根中响应盐胁迫的差异表达基因总数为5526个.通过Gene On...     

长期低氧胁迫下斑马鱼的卵巢转录组特征分析

为探明低氧胁迫对雌性性腺发育的影响,本研究针对常氧与长期低氧胁迫下的斑马鱼卵巢组织进行转录组测序,研究长期低氧胁迫与常氧条件下斑马鱼卵巢组织的转录组和基因表达谱差异.低氧与常氧卵巢差异表达显著的基因总数为675个,其中381个基因在低氧卵巢中显著下调,294个基因在低氧卵巢中表达量显著上调.对差异表达显著的基因进行GO...     

地果的转录组学分析

为探究地果(Ficus tikoua)的遗传变异特征,利用Illumina HiSeq-2500平台获取地果的基因表达谱。结果表明,共获得了197 362个转录本,总长度和平均长度分别为114 072 125和577 bp。使用BlastX和BlastN共注释了139 992个转录本(占总数的70.93%)。从3个品种叶片和茎的6对样品中,分别鉴定了12 397、12 340、10 373、94 431、71 830和44 465个差异表达基因,以及注释了126、129、125、134、138和137条代谢途径。这将有助于理解地果的遗传特征,以及不同组织中代谢途径的变化。     

一株牛源都柏林沙门氏菌的全基因组测序及毒力与耐药性分析

【背景】沙门氏菌(Salmonella spp.)是重要的人畜共患病原菌,其毒力和耐药性的不断增强引起广泛关注。【目的】了解从通辽市一犊牛死亡病例中所分离牛源都柏林沙门氏菌的毒力及耐药性情况。【方法】以病死犊牛肺脏为材料,经细菌分离纯化及16S rRNA基因测序,鉴定病原为沙门氏菌。采用动物试验、药敏试验和PCR方法对分离菌进行毒力、耐药性,以及毒力基因和耐药基因检测,并对其进行全基因组测序分析。【结果】分离菌具有较强毒力,对小鼠半数致死量为2.8×10⁶ CFU/mL。分离菌为多重耐药菌,仅对多粘菌素B和噻孢霉素敏感,对强力霉素和恩诺沙星中度敏感。检测13种沙门氏菌常见毒力基因,检出率为92.3%。对分离菌进行全基因组测序分析,该菌株为都柏林沙门氏菌,基因组大小为4 965 370 bp,GC含量为52.12%,同时携带2个质粒,大小分别为79 524 bp (pTLS-1)和45 301 bp (pTLS-2)。分离菌中共携带996个毒力基因和24个毒力岛;共携带42个耐药基因,其中4个为可水平转移基因,基因组中存在9个可移动遗传元件,包括插入序列和转座子等。【结论】分离牛源都柏林沙门氏菌菌株具有较强毒力且为多重耐药株,携带大量毒力基因及耐药基因。     

德尔卑沙门氏菌分子等温活菌检测体系的建立

[背景]德尔卑沙门氏菌(Salmonella enterica subsp.enterica Derby)是危害人类生命安全的主要致病性血清型.[目的]建立一种准确、快速检测德尔卑沙门氏菌的方法.[方法]通过建立叠氮溴化丙锭(propidium monoazide,PMA)-重组酶聚合酶扩增(recombinase p...     

金针菇几丁质合成酶基因家族鉴定及其表达分析

【背景】几丁质是真菌细胞壁的重要成分,由几丁质合成酶（chitin synthase,CS）催化合成。几丁质合成酶编码基因在大型食用真菌金针菇中的数量及表达规律尚不明确。【目的】探究几丁质合成酶基因在金针菇中存在的数量及其在子实体不同发育时期的表达规律,为其在大型真菌子实体生长发育过程中的功能研究提供基础。【方法】基于已有的金针菇菌株L11基因组数据,结合NCBI其他真菌CS序列鉴定金针菇中几丁质合成酶编码基因的数量,并对其进行生物信息学分析。进一步根据金针菇F19转录组数据以及实时荧光定量PCR （RT-qPCR）技术分析金针菇CS基因家族的表达规律。【结果】在金针菇单核体菌株L11的基因组中鉴定到9个几丁质合成酶基因,系统发育分析表明它们在子实体发育过程中的表达模式可分为4类（皮尔森相关系数=0.85）。【结论】金针菇CS基因家族表达模式在金针菇不同生长发育时期均存在差异,可能参与了子实体发育不同时期和组织的形态建成。     

基于转录组测序的宁夏枸杞不同品种果实活性成分合成差异表达基因分析

为探究不同品种宁夏枸杞果实活性成分生物合成相关基因的表达水平,筛选关键差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),揭示宁夏枸杞品种间活性成分含量差异的分子机制,本研究采用Illumina NovaSeq 6000高通量测序技术,对宁夏枸杞‘宁杞1号’和‘宁杞7号’青果期、转色期及成熟期果实进行转录组测序,比较2个品种果实不同发育期相关基因表达谱的变化。结果显示:转录组测序共获得811818178条clean reads,有121.76 Gb有效数据。‘宁杞1号’和‘宁杞7号’在青果期、转色期和成熟期差异表达基因分别有2827、2552和2311个;分别有2153、2050和1825个差异基因在基因本体论(gene ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析和同源蛋白簇(clusters of orthologous groups of proteins,KOG)分析等6个数据库中被成功注释。青果期、转色期和成熟期果实的差异表达基因,在GO数据库分别有1307、865和624个被富集到生物学过程、细胞组分及分子功能3个部分中;KEGG通路富集结果均集中在代谢途径、次生代谢物生物合成和植物-病原互作过程;在KOG数据库,3个发育期分别注释了1775、1751和1541个差异表达基因。对注释的基因进行PubMed数据库检索,在青果期、转色期和成熟期分别筛选到与枸杞活性成分合成相关的差异表达基因18、26和24个,这些基因主要参与类胡萝卜素、类黄酮、萜类、生物碱和维生素等代谢途径。选取7个差异表达基因进行RT-qPCR验证,结果与转录组测序数据表达趋势一致。本研究从转录水平为不同品种宁夏枸杞活性成分含量差异提供了初步证据,为进一步挖掘枸杞活性成分生物合成的关键基因及解析其表达调控机制提供了研究基础。     

Micromorphological and chemical characterisation of Stachys recta L. subsp. serpentini (Fiori) Arrigoni in comparison to Stachys recta L. subsp. recta (Lamiaceae)

Stachys recta L. is a very polymorphous species in which numerous subspecies were recognised. S. recta L. subsp. serpentini (Fiori) Arrigoni is a typical endemism growing on serpentine soils in northern Apennines and particularly in Tuscany (Italy). In order to contribute to a better knowledge of this plant and to its differentiation with respect to S. recta L. subsp. recta, the micromorphological characters (non-glandular and glandular trichomes) and the essential oil composition of the two subspecies were investigated. Micromorphological characters were studied using scanning and transmission electron microscopy, while light microscopy was used for histochemical observations. Essential oil analysis was carried out by gas chromatography and mass spectrometry.In the two examined taxa, the morphology and distribution of glandular and non-glandular trichomes, and the different essential oil composition, may be considered distinctive characters at subspecies level. This is consistent with the taxonomic classification considering S. recta subsp. serpentini a subordinate taxon of S. recta.     

木奈WRKY同源基因的分离与表达分析

以木奈（Prunus salicina Lindli.var cordata J.Y.Zhang et al.）为试验材料,采用稀释池PCR法,筛选木奈叶片全长均一化cDNA文库,获得了木奈WRKY同源基因的12个全长cDNA分别命名为PsWRKY7、PsWRKY14、PsWRKY20、PsWRKY21、PsWRKY22、PsWRKY29、PsWRKY31、PsWRKY32、PsWRKY33、PsWRKY40、PsWRKY46和PsWRKY75,长度分别为1 517、1 798、2 098、1 177、1 242、1 396、2 135、1 760、2 113、1 047、1 258和700 bp,ORF长度分别为1 095、1 572、1 764、1 068、1 071、1 002、1 944、1 602、1 770、963、1 077和672 bp,分别编码364、523、587、355、357、333、647、533、589、320、358、223个氨基酸。荧光定量结果显示,12个WRKY同源基因在1.0 mmol/L水杨酸处理后,所获得的PsWRKY表达量均显著上调,表明木奈WRKY基因可能是水杨酸诱导防御反应的重要调控因子。     

猪链球菌和猪多杀性巴氏杆菌多重实时荧光PCR方法的建立

【背景】猪链球菌(Streptococcus suis,SS)和猪多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida,Pm)都是能引起宿主致病的人畜共患病原菌,常出现混合感染,临床诊断上易与猪瘟、猪丹毒等混淆。【目的】快速、有效鉴别猪链球菌病和猪多杀性巴氏杆菌病,建立一种能同时检测2种病原的多重实时荧光定量PCR检测方法。【方法】基于猪链球菌的gdh基因和猪多杀性巴氏杆菌的plpE基因,设计2对特异引物及TaqMan探针,以细菌16S rRNA基因设计通用引物及探针,通过对反应条件优化,建立了一种能同时检测猪链球菌和猪多杀性巴氏杆菌的多重实时荧光定量PCR检测方法。【结果】该方法能够特异性地检测猪链球菌和猪多杀性巴氏杆菌,与细菌分离后的测序结果验证完全一致。此方法对重组质粒标准品的最低检出浓度分别为4.53×10²copies/μL和3.97×10²copies/μL。重复性试验结果显示,该方法的组内和组间变异系数均小于3%。【结论】本实验所建立的方法准确、简便、可靠,能够用于2种病原菌的同时检测,为猪链球菌病和猪多杀性巴氏杆菌病的防治提供了有效的检测工具,具有重要的流行病学意义和临床应用价值。     

草菇热激蛋白60基因(Vvhsp60)生物信息学分析及低温下的表达

【背景】生物受到温度胁迫时,热激蛋白被诱导并在短时间内大量产生,可以使受损的蛋白质恢复正常构象,增强生物对逆境胁迫的耐受性。【目的】初步探究草菇热激蛋白60(Vvhsp60)与低温耐受性的关系,为深入开展草菇不耐低温特性的遗传改良奠定理论基础。【方法】对Vvhsp60进行生物信息学分析,以低温敏感型草菇菌株V23及耐低温菌株VH3为实验材料,利用实时荧光定量PCR技术分析低温胁迫及热激诱导后在低温下草菇菌丝体中Vvhsp60基因的表达水平。【结果】草菇Vvhsp60编码蛋白不存在信号肽,不属于分泌蛋白,在线粒体和细胞质内发挥生物学作用,属于双向跨膜蛋白。低温处理显著提高了V23与VH3菌丝体中Vvhsp60基因的表达量,而且VH3中的表达量显著高于V23,推测Vvhsp60基因的表达量高可能有助于增强草菇对低温胁迫的耐受性。经热激处理后两菌株Vvhsp60基因的表达量显著高于各自未热激处理的对照组,表明热激处理可诱导Vvhsp60基因的表达。【结论】Vvhsp60与草菇低温耐受性相关,并且热激可以诱导Vvhsp60基因的表达。     

基于差异基因表达谱的Microbacterium sp. XT11降解黄原胶潜能挖掘

为挖掘微杆菌(Microbacterium sp.)XT11在黄原胶降解过程中起关键作用的功能基因,预测黄原胶降解通路,利用转录组测序技术对该菌株在不同碳源培养条件下的转录本进行测序,对差异基因进行功能富集分析。结果表明,菌株XT11以葡萄糖为对照组,以黄原胶为碳源时可获得上调差异基因213个。显著上调的基因主要富集在聚糖降解、淀粉和蔗糖代谢途径、ABC转运、苯丙氨酸代谢、丙酮酸代谢五个KEGG途径。碳水化合物活性酶(Carbohydrate-active enzymes, CAZymes)功能注释表明,位于同一基因簇上的4个CAZymes基因和黄原胶降解直接相关,其余的CAZymes基因具有潜在的黄原胶降解活性。此外,预测到磷酸转移酶系统(phosphotransferase system, PTS)和ABC转运途径(ABC transporters)参与了胞外黄原胶降解中间产物的跨膜转运。挖掘了菌株XT11中黄原胶降解过程中的功能基因,并阐述了菌株XT11的黄原胶降解通路。     

Role of the mitogen-activated protein kinase pathway in the differential response of bovine monocytes to Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis and Mycobacterium avium subsp. avium

We compared the kinetics of activation and antimicrobial activities of MAPK-p38 and MAPK-ERK in bovine monocytes infected with Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) and Mycobacterium avium subsp. avium (Maa). Monocytes were incubated with MAP or Maa organisms with or without a specific inhibitor of the MAPK-p38 pathway (SB203580), and MAPK phosphorylation and antimicrobial functions of monocytes were evaluated. At early time points MAPK-p38 phosphorylation was greater in MAP-infected bovine monocytes than in Maa-infected monocytes. At later time points MAPK-p38 phosphorylation by both organisms was similar. MAPKp38 phosphorylation in MAP-infected monocytes was similar to negative control cells, whereas in Maa-infected this activation remained greater than negative control cells. Increase phosphorylation MAPK-ERK was similar at all time points for both organisms. Bovine monocytes had minimal capacity to kill MAP organisms, to acidify MAP-containing phagosomes, or to form phagolysosome. Alternatively, bovine monocytes were able to kill Maa organisms. Addition of SB203580 to monocyte cultures increased phagosome acidification, phagolysosome formation, and killing of MAP and Maa organisms. Taken together these data indicate that early transient activation of MAPK-p38 in bovine mononuclear phagocytes by MAP organisms may be a key mechanism involved in the capacity of MAP to survive in bovine monocytes.