草菇耐低温突变菌株Vtlt-1和原始菌株V23转录组差异的研究

为了培育草菇耐低温菌株与解析其耐低温的分子机制,采用紫外诱变的方法,选育出耐低温草菇菌株Vtlt-1,并利用表达谱芯片技术,比较突变菌株Vtlt-1与原始菌株V23的表达差异基因,筛选差异显著基因后利用GO（gene ontology）功能注释和KEGG（kyoto encyclopedia of genes and genomes）通路富集等方法分析,结果发现与V23相比Vtlt-1表达显著差异基因共有1 600个,其中704个基因上调表达,896个基因下调表达。针对差异基因的GO功能分类结果发现：生物学过程方面,差异基因主要分布在金属离子结合、氧化还原过程、碳水化合物的代谢与核酸的结合。细胞组分方面主要与细胞核相关;分子功能中,氧化还原活性以及解旋酶活性,依赖于ATP 的解旋酶活性、DNA指导的RNA聚合酶活性。KEGG注释结果发现差异表达基因主要富集在氨基酸与氮类物质的代谢、脂肪酸与生物碱的合成这两方面,此外还富集到核糖体的生物合成、细胞色素P450、RNA聚合酶、硫和氨基酸的代谢、核酸的修复等通路。这些结果为解析草菇耐低温机制提供分子依据和理论基础。     

鲤在低温胁迫下肝胰腺转录组测序分析

检测低温耐受与低温敏感鲤品种低温胁迫下的差异表达基因,探究鲤低温适应的分子应答过程。低温胁迫后对松浦镜鲤及荷包红鲤肝胰腺进行转录组测序,并对表达差异基因进行功能、通路富集分析。通过差异表达分析,共获得10 521个差异表达基因,其中5 246个基因仅在低温耐受品种发生表达变化。功能、通路富集分析将差异基因显著富集在包括糖酵解/糖质新生代谢途径在内的144个代谢途径。选取5个基因进行qRT-PCR验证,定量结果与RNA-seq结果相关性达0.89。研究结果表明低温胁迫会显著改变鲤肝胰腺的转录活动,编码糖酵解/糖质新生途径的多个关键酶基因在低温耐受品种的表达量显著高于低温敏感品种,推测这些基因功能有助于其长期低温适应。     

肺形侧耳低温胁迫时期的转录组分析

本文以肺形侧耳栽培菌株X57为研究对象,利用高通量RNA测序技术对4℃低温处理0h、6h和12h后的肺形侧耳进行基因表达分析来探讨肺形侧耳低温应答机制。分析结果筛选出低温处理6h差异表达基因742个,其中上调表达基因374个,下调表达基因368个;低温处理12h差异表达基因1 489个,其中上调表达基因占53%,下调表达基因占47%。Gene Ontology（GO）功能聚类分析表明,差异表达基因主要富集在结合、催化分子功能组和代谢过程、细胞过程生物学过程中。KEGG功能富集分析结果显示,差异基因主要富集在氨基酸、核糖体和类固醇生物合成,及氮类物质代谢的通路上,富集到与低温胁迫相关通路MAPK signaling pathway-yeast上的基因表达随低温处理时间的增加呈上调趋势。已报道HOG-MAPK通路是MAPK途径研究较为明确、信号传递单一的真菌低温胁迫中重要的通路,本文运用生物信息学软件构建肺形侧耳的HOG-MAPK通路,并利用荧光定量PCR对相关基因表达进行验证,结果显示以低温处理0h为参照,随着低温胁迫时间增加通路上大部分基因的表达量持续上升,且差异显著,与RNA‐Seq分析结果一致。本文通过全面分析肺形侧耳低温胁迫时期基因表达情况,为进一步研究肺形侧耳低温胁迫相关重要基因的功能鉴定与信号通路调控机理提供基础。     

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。     

草菇冷诱导相关基因的克隆及序列分析

利用差异显示技术分离获得草菇低温特异DNA片段,经与正常草菇和低温诱导草菇cDNA分别southern杂交验证后,得到低温特异性片段。采用PCR标记技术对获得的低温特异性片段进行DIG标记,以此为探针,对低温处理的草菇cDNA文库进行筛选,获得4个阳性克隆,分别进行测序。序列同源性比较分析发现,Cor3基因与s-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶有很高的同源性,Cor4基因与40S核糖体蛋白S9有很高的同源性,这两个基因可能与草菇的低温自溶现象有关。Cor1基因与脉孢菌的保守假设蛋白(conservedhypotheticalprotein)有同源性,Cor2基因与辅酶A连接酶有同源性。半定量RT-PCR验证发现Cor1和Cor2基因在正常情况下没有表达,低温处理后有表达,Cor3和Cor4基因在正常情况下有表达,低温处理后表达量增加。     

草菇低温诱导基因的分离

应用ｍＲＮＡ差别筛选法,对低温处理草菇及正常草菇基因表达进行筛选,分析,结合斑要交技术加以验证,分离得到草菇低温诱导基因,研究表明草菇菌丝体在低温腔胁迫下,存在着基因表达的变化。     

草菇低温诱导基因的分离

应用ｍＲＮＡ差别筛选法,对低温处理草菇（Ｖｏｌｖａｒｉｅｌａｖｏｌｖａｃｅａ）及正常草菇基因表达进行筛选、分析,结合ＲＮＡ斑点杂交技术加以验证,分离得到草菇低温诱导基因。研究表明草菇菌丝体在低温胁迫下,存在着基因表达的变化。     

大肠杆菌应激诱导基因表达谱芯片分析

应激是影响微生物发酵生产的重要因素。为挖掘细菌耐热和化合物胁迫等调控相关基因,揭示微生物应激反应调控的分子机制,采用Affymetrix全基因组表达谱芯片,对42℃热激和0.1 mol/L CaCl2处理的大肠杆菌E. coli基因谱进行分析。结果表明,应激处理菌体中共有583个差异表达基因,包括374个表达量上调和209个表达量下调差异基因;GO功能分类将差异表达基因分为34类,大部分差异基因的分子功能覆盖结合、催化和转运等生物学活性;差异基因KEGG分析显示富集在28个通路,以ABC转运蛋白、鞭毛组装、双组分系统、尿素循环和氨基酸新陈代谢以及Ⅲ型分泌系统等通路为主要代表;应激胁迫的E. coli主要通过噬菌体休克蛋白操纵子(psp)基因进行逆境适应性转录调节,同时伴随着酶和氨基酸的合成基因以及细胞氧化还原态平衡基因的调控变化。     

低温胁迫下草菇甘油‐3‐磷酸酰基转移酶基因表达变化的研究

以草菇低温敏感型V23菌株与耐低温型VH3菌株为试验材料,将二者菌丝体置于冰浴中进行不同时间的低温胁迫处理。首先提取RNA,反转录为cDNA,然后构建含有微管蛋白(tubulin,TUB)基因片段和甘油‐3‐磷酸酰基转移酶(glycerol‐3‐phosphate acyltransferase,GPAT)基因片段的质粒,最终对GPAT基因在低温胁迫不同处理时间下的表达进行定量。结果表明,耐低温型的VH3菌株,在低温处理2h时,GPAT基因相对表达量上升,4h,表达量下降,6h上升,之后逐渐下降。低温敏感型V23菌株,在低温处理2h时,表达量下降,4h,表达量上升,此后逐渐下降;除低温处理4h外,V23菌株的GPAT基因表达量始终低于VH3菌株,初步推测GPAT基因的高表达与草菇的耐低温能力相关。     

芒果胶孢炭疽病菌应答菌丝机械损伤产生无性孢子的分子机制

胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)是引发芒果(Mangifera indica)炭疽病的主要病原体。室内平板培养胶孢炭疽菌不产生或产生很少分生孢子的情况时有发生, 但菌丝在机械损伤后24-48小时会产生大量分生孢子。胶孢炭疽菌应答机械损伤诱导产孢的核心基因及关键代谢通路尚未见报道。基于转录组测序(RNA-seq)技术检测了芒果胶孢炭疽菌菌丝在机械损伤处理后2小时内5个时间点的基因表达变化, 对差异表达基因进行GO富集和KEGG代谢通路富集分析, 并对菌丝响应胁迫的基因动态表达数据进行分析。基于常微分方程ODE模型结合变量选择技术, 构建了动态基因调控网络。结果表明, 有417个差异表达基因参与应答胶孢炭疽菌菌丝机械损伤, 分属12个聚类模块, 有4条通路存在显著富集, 分别是丙酮酸代谢、硫代谢、黄曲霉素合成途径和二萜合成途径。结合功能注释筛选出12个应答菌丝损伤胁迫的核心基因。研究结果为后续深入开展芒果胶孢炭疽菌产孢和致病机理研究奠定了重要基础。     

杂交粳稻花优14及其亲本孕穗期剑叶的基因表达谱芯片分析

本文以孕穗期的杂交粳稻花优14及其母本申9A和父本繁14的剑叶为材料,利用Affymetrix水稻基因组芯片检测了3个样品中的基因表达谱,并用生物信息学方法对差异表达基因进行了分析。结果表明：与其亲本相比,杂交粳稻花优14中共有2057个基因的表达水平出现了2倍(变化倍数≥2或≤0.5)以上的变化。通过对这些差异表达基因进行GO(Gene Ontology)功能分类,发现差异表达基因在光合系统Ⅰ、叶绿体膜和叶绿体被膜等与叶绿体相关的细胞组分中显著富集;同时差异表达基因还在叶绿素合成、叶绿素代谢和类胡萝卜素合成等生物学过程中富集。光合作用效率的改变可能和花优14杂种优势的形成相关。与已报道结果不同,本文在代谢途径分析结果中并没有发现花优14中差异表达基因在碳固定和光合作用等途径中显著的富集,但是发现差异表达基因在光合作用-天线蛋白以及淀粉和蔗糖的代谢途径中显著富集。该结果表明,在不同的杂交组合中,参与杂种优势形成的基因或者代谢途径可能是不同的。     

泛素化结合酶E2抑制剂对草菇15 ℃保鲜的影响

为了改进草菇低温保鲜方法,在15 ℃贮藏条件下,采用泛素化结合酶E2 (UBEV2)抑制剂对草菇子实体进行处理,并开展相关生理指标和基因表达检测。结果表明,使用100 μmol/L的UBEV2抑制剂L345-0044维持了草菇较好的品质,提高了草菇可溶性糖的含量。低温明显提升抑制剂处理下的碱性蛋白酶和中性蛋白酶活力,并证实了低温胁迫显著提高了抑制剂处理下的一种类型蛋白酶肽基赖氨酸金属内肽酶的表达。本研究证实了草菇可溶性糖和高活性的冷诱导金属内肽酶对于延长草菇的低温保鲜时间是必须的。     

高通量测序技术分析急性髓系白血病血浆外泌体微RNA表达谱差异

急性髓系白血病（acute myeloid leukemia,AML）是一类造血干细胞的恶性克隆性疾病,目前的诊断方法不利于疾病的早期发现,且诊断结果重复性较差。已有大量研究显示,细胞外microRNA（miRNA或miR）富集在外泌体（exosome）中,且受其表面膜的保护而具有很好的稳定性,是理想的分子标志物。目前,多种实体肿瘤均已检测到肿瘤特异性外泌体miRNA(exosomal miRNA)。然而,在AML患者中未见此外泌体miRNA报道。本研究探讨急性髓系白血病血浆外泌体miRNA表达谱差异及新miRNA序列。采用solexa高通量测序技术对7例AML患者（AML组）及7例健康对照者（对照组）血浆外泌体miRNAs进行测序,利用Mireap预测软件进行新miRNAs分析,通过edger差异分析软件筛选组间差异miRNA,获得211个已知的差异表达miRNAs以及2个新miRNAs,选择4个差异表达的miRNAs：miR-155-5p、miR-335-5p、miR-451a及xxx-m0038 5p（新miRNA）,在两组（各23例）的血浆外泌体样本中,进行实时荧光定量PCR（qRT-PCR）验证,验证结果与测序结果一致。对差异表达的外泌体miRNA进行靶基因预测及其GO（Gene Ontology）和信号通路富集分析,发现靶基因聚集的生物学功能多数参与生物进展过程的调控。靶基因主要富集在FoxO、MAPK、Hippo信号通路以及HTLV-I感染等。结果显示,AML患者与健康对照者的血浆外泌体miRNA存在着差异性表达。差异性表达的miRNA特异性很高,对进一步阐明AML白血病发生与发展的分子机制、研发新的无创诊断方法、新的诊断标记物和有效治疗AML的方法具有十分重要和深远的意义。     

生物信息学分析筛选结直肠癌靶基因及评估预后价值

为寻找与结直肠癌发展和预后相关的潜在关键基因及信号通路。从美国国立信息中心NCBI的GEO数据库获得结直肠癌基因表达数据集GSE106582,通过PCA对样本进行分组,利用GEO2R进行综合分析,筛选结直肠癌与癌旁对照组的差异表达基因;通过DAVID在线工具对差异表达基因进行GO本体分析和KEGG通路富集分析,初步分析差异表达基因的生物学作用;基于STRING数据库对差异表达基因进行蛋白质相互作用网络分析,利用Cytoscape软件进行可视化并筛选关键基因;用生存分析和ROC曲线诊断对关键基因进行鉴定并通过数据集GSE21510进行验证。共鉴定出199个差异表达基因,其中53个为上调基因,146个为下调基因;上调的差异表达基因主要富集在与胶原蛋白分解代谢过程、细胞外基质分解、细胞外基质受体相互作用和PI3K/AKT信号通路等生物学过程;下调的差异表达基因主要富集在碳酸氢盐运输、一碳代谢过程、矿物质吸收、药物代谢-细胞色素P450和氮代谢通路等生物学过程;MCODE分析、生存分析和ROC诊断共发现3个基因分别为BGN、COL1A2和TIMP1可能与结直肠癌的发生发展有关,它们在肿瘤组织中的异常高表达与患者较差的生存期呈正相关,GSE21510的验证结果与GSE106582的分析结果相同。本研究采用生物信息学方法对CRC基因芯片数据进行挖掘,从基因水平探讨CRC潜在的发病机制、肿瘤标志物的及患者预后分子的筛选,以及可能的药物治疗靶点提供了一定的参考价值和理论基础。