大垫尖翅蝗配子发生过程中c-kit蛋白特异性表达

应用免疫组织化学和生物统计分析相结合的方法,对大垫尖翅蝗Epacromius coerulipes (Ivan.)配子发生过程中c-kit蛋白特异表达特点和动态进行研究.结果表明:(1)精子发生过程中,精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和成熟精子中均有不同程度的c-kit蛋白表达,精巢末端还有较粗大的阳性颗粒分布;(2)卵子发生过程中,第1～6阶段卵母细胞中有不同程度的c-kit蛋白特异性表达,但随着卵黄发生的开始逐渐消失;(3)滤泡细胞、输卵管和受精囊的腺细胞中有c-kit蛋白颗粒的存在.     

携带与未携带松材线虫的松墨天牛转录组差异表达基因分析

【目的】本研究旨在建立携带与未携带松材线虫Bursaphelenchus xylophilus的松墨天牛Monochamus alternatus成虫各组织的转录组数据库,揭示松墨天牛对松材线虫响应的转录组整体表达特征。【方法】以携带和未携带松材线虫的松墨天牛成虫的表皮、气管和脂肪体为材料,采用Illumina HiSeq^TM 2000测序平台开展转录组测序,利用Trinity软件对RNA-Seq数据进行从头组装,利用NCBI数据库进行基因注释。通过DEG-Seq分析携带和未携带松材线虫的松墨天牛成虫中的差异表达基因,对上调表达基因进行GO和KEGG代谢途径富集分析,并通过实时荧光定量PCR技术对部分差异表达的基因包括ENV, CDK1, HSP70-C, HSP70, HSP75, DUO, PABPN1和IGFP基因的表达水平进行验证。【结果】测序过滤后共获得55 059条单基因簇(unigene),平均长度为1 536 bp。将unigene与数据库中的序列进行BLASTX比对,成功注释24 354条unigenes,其中4 022条unigene在GO数据...     

西伯利亚蝗卵发育过程的比较转录组分析及滞育关联基因筛选

【目的】通过筛选西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus卵滞育基因及代谢通路,初步明确西伯利亚蝗卵滞育分子机理。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台对西伯利亚蝗早期发育(ES)、滞育(DS)和滞育后发育阶段(PS)的卵进行转录组测序;采用GO和KEGG富集分析并结合文献,预测滞育相关通路并聚类热图分析,筛选蝗卵滞育关联基因,并选取其中6个重要基因进行qRT-PCR验证。【结果】DSvs ES和PS vs DS两比较组分别富集到12 419和4 789个差异表达基因,且多上调表达;两比较组共表达差异基因为2 206个,主要与糖代谢、环境胁迫和生长发育相关。DS vs ES组富集最显著的GO条目为蛋白结合,PS vs DS组GO条目主要包含酶活性、细胞骨架构建及蛋白结合等过程。滞育关联基因主要集中在Wnt信号通路、胰岛素信号通路、细胞周期通路以及昆虫激素生物合成等通路。6个重要的滞育关联基因的表达量变化趋势与转录组数据结果基本一致。【结论】本研究初步明确了西伯利亚蝗卵滞育调控的重要代谢途径,并筛选出20个滞育关联基因,为后续深入研究该物种的适应机理奠定了基础。     

基于转录组数据的荔枝蒂蛀虫SSR位点信息分析

荔枝蒂蛀虫Conopomorpha sinensis Bradley是专一性危害我国荔枝和龙眼的重要害虫。简单重复序列标记(Simple sequence repeat,SSR)为短串联重复序列或微卫星标记,其在荔枝蒂蛀虫偏嗜选择寄主的遗传进化机制研究和荔枝蒂蛀虫综合治理中具有重要意义。本研究基于高通量测序获得的荔枝蒂蛀虫转录组数据,利用MISA软件从68996条转录组unigenes结果中发掘出10521个SSR位点,出现频率为15.25%。荔枝蒂蛀虫转录组中SSR的主要重复类型为单碱基重复,占SSR总数的66.22%。其次是三碱基重复,占SSR总数的24.94%。在发现的33种重复基元中共筛选获得8种优势重复基元,其中A/T在单碱基重复基元中所占的比例达98.55%。基于筛选的SSR设计的9对引物中,有4对引物得到扩增预期大小的条带。荔枝蒂蛀虫SSR位点的信息分析将为探究荔枝蒂蛀虫种群遗传结构、遗传多样性和进化关系、害虫综合治理等研究提供重要科学依据。     

闽楠转录组分析及基因功能注释

采用第二代Illumina HiSeq测序技术对闽楠的木质部、韧皮部、叶片进行转录组测序，分别获得Clean Reads片段41 383 707条、43 343 922条、44 191 586条，经转录本拼接后得到序列总长度达120 535 288 bp的383 331条Conting片段，进一步组装得到平均长度为542 bp的151 729条Unigenes。将闽楠转录组Unigenes进行基因功能注释，与NR数据库比对发现，其与葡萄的相似序列最多（34%），与黄瓜、野草莓、大豆的同源性较低（各占3%）；进行GO功能注释，可将其划分为生物过程、细胞成分、分子功能3大类共计52个分支，与eggNOG数据库比对可分为25类，通过KEGG功能注释可知转录组中涉及的基因共参与了176条代谢通路，其中核糖体和碳代谢获得的注释较多。另外通过MISA软件分析，共获得35 972个SSR位点。其中，单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸为优势重复类型，SSR位点数分别为21 762（60.50%），8 931（24.83%），4 924（13.69%）。闽楠转录组分析及基因功能注释为深入开展闽楠遗传育种及分子生物学相关研究奠定基础。     

大蜡螟触角转录组及嗅觉相关基因分析

【目的】大蜡螟Galleria mellonella Linnaeus是世界范围内蜂群中普遍存在的害虫,给世界养蜂业带来了巨大的危害。本研究旨在建立大蜡螟触角转录组数据库,挖掘大蜡螟嗅觉相关基因,为今后利用嗅觉基因靶标防治大蜡螟提供分子生物学信息数据。【方法】利用高通量测序平台(Illumina HiSeqTM 2500)对大蜡螟触角进行转录组测序和组装,通过筛选转录组数据库,鉴定出嗅觉相关基因。【结果】成功构建了大蜡螟触角转录组,经序列拼接获得188 278条unigenes,平均长度为781 bp,N50为1 161 bp。使用BLAST软件将大蜡螟触角unigenes序列与7大公共数据库比对,共注释到108 047条unigenes,其中NR数据库注释的unigenes最多,为78 746条,占41.82%,且NR注释的大蜡螟unigenes中与家蚕Bombyx mori类似基因最多,为18.4%。将unigenes与GO数据库比对发现,共有69 794条unigenes注释到GO数据库中,按照其所参与的生物过程、细胞组分和分子功能对其进行GO功能分类,共含有55个亚类,其中参与结合和催化功能及代谢过程的unigenes比例较大;KEGG代谢途径分析表明,14699条unigenes形成231条代谢通路,其中被注释在信号传导通路中的unigenes最多,为2 401条,占16.33%。进一步基因注释分析,鉴定得到226个候选嗅觉相关基因,包括52个气味结合蛋白(Odorant binding proteins,OBPs)基因,36个化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)基因,80个气味受体(Odorant receptors,ORs)基因,56个离子型受体(Ionotropic receptors,IRs)基因和2个感觉神经元膜蛋白(Sensory neuron membrane proteins,SNMPs)基因;通过比较雌、雄大蜡螟转录组鉴定出114个差异表达基因,包括5个嗅觉相关基因(OBP8、OBP17、CSP3、CSP34和OR15);114个差异表达基因中,66个基因在雌蛾触角中高表达,48个基因在雄蛾触角中高表达。【结论】本研究获得了大蜡螟触角转录组数据,并鉴定出候选嗅觉相关基因,结果为进一步研究大蜡螟的基因功能及嗅觉感受机制奠定分子基础。     

基于RNA-seq的能源植物芒转录组分析

芒(Miscanthus sinensis Anderss)是多年生C4草本植物,可为能量和纤维素产品生产提供高品质的木质纤维素材料,是一种理想的能源植物。采用Illumina Hi Seq?2000高通量测序技术,对芒花芽和叶芽进行转录组分析。经拼接组装共获得98 326个Unigene,序列平均长度822 bp,N50为1 337 bp。将Unigene序列与NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、GO和COG数据库进行比对(Evalue1e-5),共有74 134条Unigene获得了基因注释,占总Unigene的75.40%。其中,通过GO功能分类,45 507个Unigene映射到GO不同的功能节点上;通过KEGG pathways分析,共有36 710个Unigene参与了128个代谢通路;比对到同源序列比例最高的物种分别为高粱(37 731,60.86%)、玉米(16 258,26.22%)、水稻(3 065,4.94%),共占所有同源序列的92.02%。此外,获得了芒C4关键酶相关基因24个。这些注释信息的完成为芒功能基因及相关候选基因的发掘提供了重要依据。     

SSR在黑木耳和毛木耳转录组中的分布和序列特征

以黑木耳和毛木耳转录组测序获得的转录本序列为基础,采用软件SSR Locator对两个物种中SSR的数量、分布和结构特征等方面进行分析,发现毛木耳中SSR的丰度和密度较黑木耳小。在两者的SSR中,三碱基和六碱基重复的出现最多。对含量最多的三碱基重复序列的基序进行分析表明富含GC的SSR在这两个种的转录组中占优势地位。     

基于转录组数据的意大利蝗微卫星位点分析与分子标记开发

【目的】意大利蝗Calliptamus italicus (L.)是新疆荒漠半荒漠草原重要害虫。本研究利用已获得的意大利蝗转录组数据,鉴定其微卫星位点。【方法】使用MISA筛选SSR位点,利用Primer Premier 5设计引物,通过PCR扩增对引物进行验证。【结果】在意大利蝗转录组数据库中,共检测出156500个SSR位点,分布在126369条unigene中。其中,单核苷酸重复为60.88%,二核苷酸重复为23.58%,三核苷酸重复和四核苷酸重复分别为12.99%和2.04%。单核苷酸重复主要为A/T(44.38%),二核苷酸重复主要为AC/GT(12.99%)和AG/CT(8.05%)。基于筛选的SSR位点设计引物,随机挑选24对引物,对10个不同地理种群意大利蝗成虫DNA样品进行PCR扩增,共有6对引物扩增成功。【结论】本研究利用转录组数据发掘意大利蝗SSR位点,为意大利蝗分子标记、种群遗传及功能基因等研究奠定基础。     

大弹涂鱼皮肤转录组测序及抗菌肽基因分析

抗菌肽是鱼类用于抵御外界微生物入侵的天然防御多肽,也是开发新型药物的重要先导分子。大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)是一种特殊的可以营两栖生活的鱼类,其皮肤表面具有丰富的粘液,其中所含抗菌肽对其免疫防御和适应两栖生活具有重要意义。为深入了解大弹涂鱼皮肤组织基因表达谱并从中筛选抗菌肽相关基因,采用新一代Illumina高通量测序平台对大弹涂鱼皮肤组织进行了转录组测序。利用Trinity软件从头组装,从测得的78 608 366条双端测序读长(paired-end read)共计6 GB的序列数据中获得119 848条高质量的蛋白质编码基因(unigene)。经公共数据库序列检索和比对,发现7个unigene编码的多肽与已知的鱼类5大家族的抗菌肽高度同源,即β-防御素(β-defensin)、hepcidin、NK-lysin、piscidin和肝表达抗菌肽-2(liver-expressed antimicrobial peptide-2,LEAP-2)。最后,对上述抗菌肽相关unigene开展了组织表达差异分析、序列比对及进化树分析。研究结果为进一步了解大弹涂鱼适应两栖生活的免疫防御机制和利用新鉴定的抗菌肽开发新型抗菌药物奠定了基础。     

Domain-Based and Family-Specific Sequence Identity Thresholds Increase the Levels of Reliable Protein Function Transfer

Divergence in function of homologous proteins is based on both sequence and structural changes. Overall enzyme function has been reported to diverge earlier (50% sequence identity) than overall structure (35%). We herein study the functional conservation of enzymes and non-enzyme sequences using the protein domain families in CATH-Gene3D. Despite the rapid increase in sequence data since the last comprehensive study by Tian and Skolnick, our findings suggest that generic thresholds of 40% and 60% aligned sequence identity are still sufficient to safely inherit third-level and full Enzyme Commission numbers, respectively. This increases to 50% and 70% on the domain level, unless the multi-domain architecture matches. Assignments from the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes and the Munich Information Center for Protein Sequences Functional Catalogue seem to be less conserved with sequence, probably due to a more pathway-centric view: 80% domain sequence identity is required for safe function transfer. Comparing domains (more pairwise relationships) and the use of family-specific thresholds (varying evolutionary speeds) yields the highest coverage rates when transferring functions to model proteomes. An average twofold increase in enzyme annotations is seen for 523 proteomes in Gene3D. As simple ‘rules of thumb’, sequence identity thresholds do not require a bioinformatics background. We will provide and update this information with future releases of CATH-Gene3D.     

Genome-wide transcriptional changes of ramie (Boehmeria nivea L. Gaud) in response to root-lesion nematode infection

Ramie fiber extracted from stem bark is one of the most important natural fibers. The root-lesion nematode (RLN) Pratylenchus coffeae is a major ramie pest and causes large fiber yield losses in China annually. The response mechanism of ramie to RLN infection is poorly understood. In this study, we identified genes that are potentially involved in the RLN-resistance in ramie using Illumina pair-end sequencing in two RLN-infected plants (Inf1 and Inf2) and two control plants (CO1 and CO2). Approximately 56.3, 51.7, 43.4, and 45.0 million sequencing reads were generated from the libraries of CO1, CO2, Inf1, and Inf2, respectively. De novo assembly for these 196 million reads yielded 50,486 unigenes with an average length of 853.3 bp. A total of 24,820 (49.2%) genes were annotated for their function. Comparison of gene expression levels between CO and Inf ramie revealed 777 differentially expressed genes (DEGs). The expression levels of 12 DEGs were further confirmed by real-time quantitative PCR (qRT-PCR). Pathway enrichment analysis showed that three pathways (phenylalanine metabolism, carotenoid biosynthesis, and phenylpropanoid biosynthesis) were strongly influenced by RLN infection. A series of candidate genes and pathways that may contribute to the defense response against RLN in ramie will be helpful for further improving resistance to RLN infection.     

中华大仰蝽转录组学研究及SSR新标记开发

【目的】中华大仰蝽Notonecta chinensis为中国和日本冲绳分布的重要水生天敌昆虫,可用于蚊虫的生物防治。本研究旨在建立中华大仰蝽转录组数据库,挖掘其基因信息。【方法】采用高通量测序平台Illumina NextSeq500对中华大仰蝽进行转录组测序、de novo组装及生物信息学分析;利用MISA软件基于转录组unigenes数据进行SSR新分子标记筛选。毛细管电泳检测SSR多态性。【结果】总计获得34782282条clean reads(NCBI SRA数据库登录号:SRR13259254),组装成37801条unigenes,N50为913 bp。将unigenes与已知数据库比对进行基因功能注释,分别有36474,32470,27781,35079和5638条序列注释到nr,Swiss-Prot,GO,eggNOG和KEGG数据库。通过GO数据库注释,unigenes的功能可分为生物学过程、细胞组分和分子功能三大类,其中参与细胞、细胞部分及结合功能的unigenes比例较大。eggNOG数据库注释结果显示,37801条unigenes归到25个基因家族,注释到未知功能的最多。KEGG代谢通路富集分析显示,5638条unigenes注释到245个代谢通路,注释到核糖体的数目最多。此外,用MISA软件在转录组测序数据中的37801条unigenes中搜索到3124个SSR位点(占总unigenes的8.26%),发生频率为7.07%。通过PCR筛选出16个SSR位点。7个中华大仰蝽地理种群3个位点NcCF/NcCR,NcKF/NcKR和NcLF/NcLR的多态信息含量(PIC)分别为0.870,0.902和0.857,具高度多态性。【结论】本研究成功获得了中华大仰蝽转录组数据,为其基因功能分析提供了分子理论基础;SSR新标记的开发为中华大仰蝽遗传多样性分析、隐存种鉴定及基因图谱构建提供了更丰富的候选分子标记。     

中华大仰蝽转录组学研究及SSR新标记开发

[目的]中华大仰蝽Notonecta chinensis为中国和日本冲绳分布的重要水生天敌昆虫,可用于蚊虫的生物防治.本研究旨在建立中华大仰蝽转录组数据库,挖掘其基因信息.[方法]采用高通量测序平台Illumina NextSeq500对中华大仰蝽进行转录组测序、de novo组装及生物信息学分析;利用MISA软件基于...