筛选差异表达基因和蛋白质的方法进展

分离和鉴定差异表达基因和蛋白质不仅有助于发现基因和蛋白质的功能,更有助于揭示某些疾病的发生机理.目前筛选差异表达基因的方法主要有差异显示PCR方法(differential display RT-PCR,DDRT-PCR)、消减杂交法(subtractive hybridization,SH)、基因芯片技术(DNA chip technique)和基因表达的系统分析(serial analysis of gene expression,SAGE)等,其中消减杂交法中又先后建立了代表性差异分析技术(representational difference analysis,RDA)、抑制消减杂交法(suppression subtractive hybridization,SSH)和获得全长基因的消减杂交法(full-length-gene-obtainable subtractive hybridization).筛选差异表达蛋白质的方法主要有双向电泳技术(two-dimentional gel electrophoresis)和噬菌体全套抗体库技术(phage display antibody repertoire library technique).这些方法各有特点,各有利弊,研究者可根据自己的需要选择适合于自己的方法.     

植物激素信号通路参与调控黄花菜花蕾大小的作用机制

为了探讨植物激素在调控黄花菜花蕾大小发育过程中的作用及代谢差异,采集了‘大同黄花’和‘东北黄花’幼蕾期、绿期、转黄期、黄期共4个时期的花蕾,开展了转录组测序、差异表达基因分析和喷施激素验证分析。结果表明,在‘大同黄花’和‘东北黄花’花蕾不同发育时期中,共筛选出199个植物激素生物合成代谢相关的差异表达基因,分别调控脱落酸、赤霉素、生长素、茉莉酸、细胞分裂素和乙烯这6种植物激素的合成代谢,其中生长素差异表达基因数量最多,表明生长素可能在调控花蕾发育中具有重要的作用。生长素响应因子(auxin response factor,ARF)在花蕾发育的4个时期均处于上调状态,说明ARF在黄花菜花蕾发育的整个阶段都起到正向调控作用;通过外源喷施6种激素,进一步验证了吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)显著促进‘大同黄花’花蕾的生长和营养成分的提高,因此推测IAA对调控花蕾发育具有重要的作用。研究结果为进一步研究‘大同黄花’与‘东北黄花’花蕾发育的调控机制奠定了理论基础。     

野生稻基因导入系W6023对白叶枯菌的抗谱及转录组差异表达基因分析

水稻白叶枯病是世界性水稻病害,严重威胁水稻的高产和稳产。为了挖掘水稻抗白叶枯病新基因,本研究对一个野生稻基因导入系W6023进行了白叶枯病多菌系接种鉴定及抗谱分析,发现W6023具有广谱抗病性。用强致病菌PXO99诱导W6023及其感病轮回亲本IR24后进行转录组测序,分别获得105644962和91022599条序列,通过GO注释及KEGG富集分析,发现差异表达基因主要富集在次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导及糖代谢途径等方面。在这些差异表达基因中,发现203个基因的表达有显著差异,其中在W6023中上调表达的基因有114个(56.2%),下调表达的有89个(43.8%),而且35.9%分布在第11染色体上。生物信息学分析发现在203个差异表达基因中有16个属于类抗病基因,如NBS-LRR等;14个直接或间接与水稻体内过氧化物的代谢相关,如编码过氧化物酶和金属硫蛋白等;6个编码抗病相关转录因子,如WRKY和NAC等;18个为信号传导相关基因,编码钙调素结合蛋白和萜类合成酶等。随机选择6个W6023中上调表达和3个IR24中上调表达的基因进行RT-PCR及qRT-PCR分析,结果与转录组测序结果一致,表明本研究获得的转录组测序数据结果是可靠的,为以后更深入挖掘W6023的抗病基因及分子机理研究提供了基础。     

差异表达基因的分离策略

生命活动的各个进程伴随着不同基因的选择性开启和关闭。如何有效地分离克隆各种差异表达的基因,成为分子生物学研究的一个努力方向,大量差异基因分离策略因之问世。本文扼要介绍了近年来发展的几种主要分离策略,并详细介绍一种新的差异基因分离方法--抑制差减杂交。     

取食人工饲料和豆蚜的七星瓢虫转录组比较分析

为明确七星瓢虫Coccinella septempunctata取食人工饲料和豆蚜Aphis craccivora的生物特性分子机制和营养代谢通路,利用高通量测序技术分析七星瓢虫4龄幼虫和成虫的相对转录水平。结果显示,从18个样本中共筛选出1 234 640 650条干净序列（clean reads）,与参考基因组比对到813 335 465条序列。通过DESeq2软件分析,其中有11 120个差异基因（DEGs）表达水平发生了显著的变化,总共有2 280条DEGs被注释到KEGG通路中。在取食人工饲料的七星瓢虫中,与生物学特性相关的细胞色素P450 (Cytochrome P450)、保幼激素环氧水解酶（Juvenile hormone epoxide hydrolase, JHEH）、保幼激素酯酶（Juvenile-hormone esterase, JHE）、保幼激素Ⅲ合成酶（Juvenile hormone-Ⅲ synthase,JHAMT）、多巴脱羧酶（Dopa decarboxylase, DDC）和几丁质酶（Chitinase）大部分DEGs在4龄幼虫、雌雄成虫中下调,精液蛋白基因α-酮戊二酸脱氢酶（2-oxoglutarate dehydrogenase, sucA）和胰岛素样生长因子2 (Insulin-like growth factor 2) DEGs在雌、雄成虫中均上调,脂蛋白（Lipoprotein） DEGs在雌虫中大部分上调,蜕皮诱导蛋白（Ecdysone-induced protein）基因在幼虫中下调。DEGs在KEGG中富集到6个氨基酸、7个脂类代谢、2个淀粉和糖代谢、6个维生素相关代谢通路。其中取食人工饲料的七星瓢虫大部分氨基酸代谢通路基因下调;脂类代谢在成虫中大部分下调,而在幼虫中大部分上调;淀粉和糖代谢在成虫中大部分上调,但在幼虫中大部分下调;维生素在幼虫中大部分下调。qRT-PCR验证证明了转录组测序获得序列质量的可靠性,可作为后续试验的研究基础。这些转录组数据为进一步优化人工饲料提供了参考依据,促进人工饲料配方的改良。     

基于转录组的不同火龙果品种抗性差异分析

不同的品种抗性不同,为进一步探究不同火龙果品种之间的抗性差异,为后续火龙果抗性育种提供参考,该研究利用Illumina HiSeq 2000测序平台对'普通白肉'(BR)和'厄瓜多尔黄龙'(EY)两个品种进行转录组测序分析,并参考GO Ontology、KEGG等公共数据库对差异表达基因进行功能分类与富集分析.结果表明...     

鸡胚公母性腺差异表达基因的基因芯片杂交筛选

采用Affymetrix公司鸡基因组芯片对9日龄鸡胚公母性腺总RNA进行了芯片杂交, 并对基因表达谱进行了分析。统计结果显示, 9日龄母鸡性腺表达基因数19 368个, 公鸡性腺表达基因数19 493个; 公母性腺绝对差异表达基因,即公鸡性腺表达而母鸡性腺不表达基因145个, 母鸡性腺表达而公鸡性腺不表达基因189个。绝对差异表达基因功能分类结果显示, 参与细胞组成、细胞加工和分子结合基因占多数, 部分基因参与细胞器组成、代谢加工、生物学调控以及催化反应和细胞信号转导等。值得注意的是, 本研究发现了一些已经报道同性别决定和分化有一定关联的基因, 如ASW、CHD1和SOX9等, 同时也发现了一些未知其同性腺分化和发育有关联的基因和编码假想蛋白的表达序列。进一步分析这些基因和表达序列的生物学功能和表达模式, 将对鸟类性别决定和分化机制的了解提供有益参考。     

胶质母细胞瘤预后相关基因的数据挖掘分析

胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)是恶性程度最高的颅内恶性肿瘤,目前临床上缺乏有效治疗药物,复发率高且预后差,开发新的抗GBM药物是目前临床上亟待解决的问题。为了筛选与GBM预后密切相关的基因,为寻找新的药物靶点提供线索,采用GEO2R工具从GEO数据库中的269个肿瘤组织和61个正常组织中初步筛选出差异表达基因,然后利用Cluster Profiler数据库进行基因功能富集分析,STRING及Cytoscape进一步筛选出37个差异表达基因,采用GEPIA交互分析对这37个基因在GBM肿瘤组织中的表达进行验证。为了进一步探索这些差异表达基因与患者预后的关系,研究中利用GEPIA工具对TCGA数据库中与患者预后相关的数据进行深入挖掘,最终发现PTTG1、RRM2、E2F7与患者中位生存期呈显著性负相关。研究筛选出的与患者预后密切相关的基因不仅可以为评估患者预后提供参考,同时也为开发新的抗GBM药物提供了潜在的靶点。     

暗褐网柄牛肝菌菌核形成相关基因分析

【背景】暗褐网柄牛肝菌(Phlebopus portentosus)是第一个能够人工栽培的食用牛肝菌,人工栽培过程中,不同菌株会形成数量不等的菌核。【目的】探明不同菌株产核差异机制。【方法】采集多菌核(JH1)、寡菌核(JH2)菌株的成熟菌核及无菌核(JH3)菌株培养相同时间的菌丝体进行转录组测序,分析差异表达基因对菌核形成的作用和功能。【结果】KEGG富集分析显示,JH2 vs. JH1互比,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,精氨酸和脯氨酸代谢,半胱氨酸及蛋氨酸代谢显著富集;JH3 vs. JH1互比,乙醛酸和二羧酸代谢显著富集;JH3 vs. JH2互比,谷胱甘肽、乙醛酸和二羧酸代谢显著富集。菌核形成相关基因分析显示,从JH2 vs. JH1、JH3 vs. JH1和JH3 vs. JH2的差异表达基因中分别筛选到69、118和82条与信号转导、感知刺激、防御、碳水化合物活性酶等有关的基因,其中碳水化合物活性酶基因数量最多。三个比较组共有的碳水化合物活性酶基因在JH1中的表达量高于JH2、JH3,表明JH1更能充分利用底物营养以形成更多菌核。【结论】本研究从转录组水平初步分析了暗...     

寒冷适应差异表达基因的研究

为寻找寒冷适应机体表达上调的相关基因,以Balb／C小鼠建立寒冷适应模型,分别提取肌肉和肝脏RNA,运用代表性差异分析(RDA)方法,寻找寒冷适应表达上调的相关基因片段,进行序列分析和同源性比较。结果显示,在肌肉和肝脏中有部分表达上调的基因片段,经狭线杂交验证,其中3条基因表达存在显著差异。这些新发现的机体寒冷适应相关基因为进一步理解寒冷适应的分子机制提供了帮助。