基于RNA-Seq筛选APEC及其PhoP/Q缺失株感染雏鸡肠道免疫相关基因

本研究以禽致病性大肠杆菌(APEC)及其PhoP/Q缺失株感染雏鸡小肠为模型,以分析其免疫相关基因的表达变化为目的,采用转录组测序(RNA-Seq)技术对感染APEC及其PhoP/Q缺失株的雏鸡小肠样本RNA进行测序,分析免疫相关基因的表达变化,结果为野生株攻毒组与对照组相比、野生株攻毒组与缺失株攻毒组相比、缺失株攻毒组与对照组相比,分别筛选出131、105、172个差异表达基因(fold change≥2, FDR≤0.05),GO功能分类结果显示分别有87、99、159个基因得到注释,这些基因主要富集到氧化还原过程、脂蛋白转运、血管内皮细胞迁移、免疫反应、凋亡过程负调控、肝素结合、铁离子结合、CCR趋化因子受体结合等功能,得出APEC及其PhoP/Q缺失株感染雏鸡后引起机体肠道免疫相关基因变化的结论,根据GO功能注释筛选出PTPRC、LCP1、YFV等免疫相关基因,为深入研究雏鸡肠道免疫提供依据。     

应用DNA芯片技术对禽致病性大肠杆菌可能致病基因体外表达水平的研究

应用DNA芯片研究禽致病性大肠杆菌可能致病基因的表达.构建禽致病性大肠杆菌毒力基因、潜在毒力基因的DNA芯片,应用基因芯片技术对同属O2血清型的禽高致病性大肠杆菌E058株和低致病性大肠杆菌E526株在体外LB培养基和鸡血清培养状态下进行差异表达分析.结果:在体外LB静置培养状态下,低致病株E526与高致病株E058相比共有16个差异基因,均为下调基因.在鸡血清静置培养中,E526与E058相比共有15个差异基因,均为下调基因.应用基因芯片成功筛选了禽致病性大肠杆菌在体外不同条件下的毒力基因及可能毒力基因中差异表达基因,表明一些铁摄取系统相关基因对APEC的毒力较重要,同时也筛选出了一些新的可能致病基因aes-1,aes-2,aes-3,aes-4,aes-6,aes-8,aes-10,aes-13,aes-15,aes-31等.     

大肠杆菌三型分泌系统2转录调节子EtrA对禽致病性大肠杆菌致病性的影响

【背景】禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)是禽类主要病原菌之一,大肠杆菌三型分泌系统2 (Escherichia coli type III secretion system 2,ETT2)可通过转录调节子调控其致病性,但在APEC中转录调节子EtrA对其致病性的影响目前尚不清楚。【目的】研究ETT2中转录调节子EtrA对APEC致病性的影响。【方法】利用Red同源重组技术构建ETT2-etrA基因缺失株及回复株。比较生长性能、生物被膜形成、运动性及对血清敏感性的差异,基于RNA-Seq测序及Real-timePCR技术比较野生株和缺失株中与生物被膜形成、运动性以及毒力因子相关基因的转录水平。【结果】与野生株相比,缺失株及回复株生长特性无显著变化(P0.05),但APEC40-ΔetrA生物被膜形成能力和对血清敏感性明显增强(P0.001),运动性较野生株明显下降(P0.01),回复株的表型有所回复。转录组学筛选出7个毒力差异基因,生物被膜形成相关基因显著上调,参与影响细菌运动性的基因显著下调。qRT-PCR验证与转录组学结果一致。【结论】etrA缺失可以显著影响APEC的生物被膜形成、运动性及对血清的敏感性,这可为进一步探讨ETT2对APEC的致病作用提供参考。     

禽致病性大肠杆菌gspL基因缺失株构建及生物学特性

【目的】研究gsp L基因缺失对禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)生物学特性的影响。【方法】利用Red重组方法构建禽致病性大肠杆菌DE17株的gsp L缺失株;分析野生株与缺失株的生长特性、黏附和入侵DF1细胞的差异;采用荧光定量PCR的方法比较野生株和缺失株毒力基因转录水平的变化;比较野生株与缺失株的半数致死量(LD50)差异。【结果】gsp L缺失不影响DE17的生长特性,但其黏附和入侵DF1细胞能力显著下调。荧光定量PCR检测结果表明,缺失株毒力基因lux S,pfs,fyu A和iss转录水平明显上调,tsh的转录水平明显下调,而vat,ibe A,stx2f和omp A的转录水平无显著变化;LD50检测结果表明,缺失株比野生株毒力增强了12倍。【结论】gsp L基因的缺失不影响禽致病性大肠杆菌的生长特性,但能减弱其黏附和入侵能力,且可以正调控禽致病性大肠杆菌部分毒力基因的转录水平,推测gsp L基因可能与APEC对宿主的致病性有关。     

基于转录组测序的羽衣甘蓝叶色相关基因分析

叶色是羽衣甘蓝重要的观赏性状之一。本研究采用Illumina Hi-Seq2500高通量测序技术,对基因型纯合的紫叶和白叶羽衣甘蓝叶片进行转录组测序,筛选差异基因并与GO和KEGG数据库比对进行注释分析,分析羽衣甘蓝叶色形成相关基因。结果显示,获得高质量短读序共104 608 770条,筛选出紫叶相对白叶的差异表达基因1 993个,其中上调表达基因1 094个,下调表达基因899个。根据GO功能分类可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类64功能组。根据KEGG代谢通路分析可以分为171类,在叶色相关的类黄酮生物合成途径中黄酮醇合成酶(FLS)、二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)上调以及类胡萝卜素生物合成途径中的类胡萝卜素β-环化酶上调与紫叶形成关系密切。本研究丰富了羽衣甘蓝的转录组信息,获得了一些差异表达基因,为进一步研究羽衣甘蓝叶色形成的遗传机制提供了有价值的信息。     

牛痘病毒感染人巨噬细胞基因表达谱的RNA-Seq分析

[目的]利用RNA-Seq,分析人巨噬细胞在牛痘病毒(VACV)感染前后基因表达的变化,探索牛痘病毒与宿主细胞相互作用的机制.[方法]用牛痘病毒感染人巨噬细胞,采用RNA-Seq比较感染组和对照组的差异表达基因,并进行KEGG、GO以及STRING网络分析.[结果]感染组与对照组相比,筛选出显著性差异表达基因4796个...     

rmlA 基因缺失影响禽致病性大肠杆菌的生物被膜形成

【目的】构建禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)rmlA基因缺失株,研究该缺失株的生物学特性。【方法】利用Red重组系统构建rmlA缺失株;比较野生株与缺失株在生长特性、运动性和生物被膜形成能力等方面的差异;运用Real-time PCR技术,比较野生株与rmlA缺失株对APEC部分毒力基因转录的影响。【结果】rmlA缺失株,不影响APEC的生长和运动特性,但生物被膜形成能力显著增强,且使luxS、irp2基因转录水平分别上调2倍、1.8倍,iucD、fyuA则下调25倍。【结论】APEC的rmlA基因可以影响禽致病性大肠杆菌的生物被膜形成能力及部分毒力基因的转录水平;而对APEC的生长、运动特性没有影响。     

pagP基因对禽致病性大肠杆菌抗菌肽抗性和致病性的影响

【目的】禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)不仅严重影响全球的养禽业,对人类公共健康也造成巨大的潜在威胁。pag P基因在细菌的抗菌肽抗性和致病性方面发挥重要作用,但关于pag P基因在APEC中的功能尚不清楚。本文构建禽致病性大肠杆菌pag P基因缺失株,对缺失株的抗菌肽抗性和致病性进行研究。【方法】利用Red重组系统构建APEC的pag P基因缺失株,然后利用回复质粒构建回复株。研究pag P基因对细胞黏附与入侵、生物被膜形成能力、外膜渗透性、抗菌肽敏感性、致病性等方面的影响。【结果】成功构建pag P基因缺失株和回复株,抗菌肽抗性试验发现pag P基因缺失株对多粘菌素B、鸡β-防御素2(AVBD2)的敏感性显著增加(P0.01),致病性试验结果表明pag P基因缺失株的毒力显著降低(P0.01)。【结论】APEC的pag P基因对AVBD2的敏感性和APEC的致病性密切相关,为深入研究pag P基因的功能及调控作用奠定了基础。     

禽致病性大肠杆菌毒力基因多重PCR方法的建立和应用

【目的】建立禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC)黏附相关基因、侵袭及毒素相关基因、抗血清存活相关基因及铁转运相关基因的多重PCR方法,实现禽致病性大肠杆菌毒力基因的简便、快速检测。【方法】根据GenBank公布的基因序列,设计合成18对特异性引物,通过条件优化,建立四组多重PCR体系,并通过模板倍比稀释检测各组多重PCR的灵敏性。利用多重PCR检测100株APEC毒力基因的分布,验证多重PCR方法的可行性。【结果】根据PCR扩增片段大小判定,上述四组多重PCR体系均能同时扩增出该组中的各个毒力基因,且灵敏度分别为:103CFU、103CFU、105CFU、105CFU细菌和1ng、1ng、10ng、10ng DNA。100株APEC的毒力因子检测结果显示,多重PCR和单基因PCR结果一致。【结论】建立的四组多重PCR方法能够简便、快速地检测禽致病性大肠杆菌的毒力基因,可用于毒力基因的鉴定以及流行病学调查。     

基于转录组的八角挥发油合成相关基因挖掘与分析

为更好地挖掘八角(Illicium verum)挥发油合成相关基因，该文对挥发油性状差异显著的优良无性系桂角69号及普通品种砧01号叶片进行了转录组测序及组装注释，并对差异表达基因进行了GO分类和KEGG通路分析。结果表明：(1)转录本经组装后获得84 182条序列，使用NR、NT、Swiss-Prot、KEGG、KOG、GO和Pfam数据库进行序列比对，共注释了59 161条序列，筛选出30 572个差异表达基因。与砧01号相比，桂角69号叶片中上调基因有15 025个，下调基因有15 547个。(2)GO分类结果显示共有20 287个差异基因被注释。KEGG分析结果表明，有21 600个差异基因被注释到133条KEGG通路上，其中挥发油合成相关的单萜生物合成通路、萜类骨架生物合成通路、苯丙素合成通路中的芳樟醇合酶、月桂烯合酶、香叶基香叶基焦磷酸合酶、肉桂酰辅酶A还原酶、咖啡酸3-O-甲基转移酶、肉桂醇脱氢酶等关键酶基因呈差异表达。(3)转录因子分析发现差异表达基因分布于31个转录因子家族，其中MYB家族序列数量最多。该文利用转录组测序技术分析八角优良无性系与普通品种叶片的差异基因及...     

基于RNA-Seq分析MpigE在红曲霉色素生物合成中的转录调控

【目的】分析MpigE的缺失在转录水平对红曲色素产生的影响。【方法】对实验室保存的野生型紫色红曲霉(Monascus purpureus)Mp-21和△MpigE菌株进行高通量转录组测序、注释、表达差异基因功能富集分析和基因通路富集分析,在转录水平揭示MpigE缺失后红曲霉色素产量变化的原因。【结果】通过RNA-Seq测序,每个样品获得7.5–8.5 Gb的原始数据,经过拼接后得到7219个转录本(Unigenes),其中成功注释的为5692个。差异基因表达富集分析发现基因缺失菌株△MpigE相较于野生型菌株Mp-21上调差异基因达到199个,下调差异基因为293个。【结论】MpigE的缺失能够促进红曲霉中中央碳代谢和乙酰辅酶A代谢相关基因的表达以此影响色素生物合成。     

龋病感染牙髓相关基因的筛选与生物信息学分析

目的:综合应用生物信息学技术,从分子水平对龋坏牙髓与正常牙髓的差异基因进行筛选分析,初步探讨其作用机制。方法:从GEO基因表达数据库中下载龋坏牙髓相关芯片数据集,采用MORPHEUS在线筛选差异表达基因,结合DAIVID、STRING等在线分析工具对差异表达基因进行GO功能富集分析及KEGG通路分析,后用Cytoscape软件构建蛋白质相互作用网络。结果:共筛选出375个差异表达基因,其中表达上调253个、下调122个,主要涉及免疫应答、炎症反应、细胞因子应答和生物矿化组织发育等生物过程,以及抗原加工提呈和NF-κB信号等生物通路。通过蛋白质互作网络构建分析发现,MMP9、IL-8、PTPRC、CXCR4等10个基因处于核心节点位置。结论:借助生物信息学方法能得到可靠的相关差异基因信息,能够有效指导进一步的研究。得到的差异基因可以作为龋病诊断的指示因子和机制研究的候选基因。     

双组分系统rcsC基因影响禽致病性大肠杆菌的致病性及相关生物学特性

【目的】双组分系统Rcs感受外界环境变化,并调控细菌的适应性及生存等。本文探讨Rcs双组分系统传感器激酶RcsC对禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)相关生物学特性及致病性的影响。【方法】采用Red同源重组的方法构建rcsC基因缺失株,并利用互补质粒构建互补株,然后比较野生株、基因缺失株与互补株的生长特性、运动性、生物被膜、凝集沉淀能力、致病力及毒力基因转录水平的差异。【结果】rcsC基因缺失不影响APEC的生长速度,然而,缺失RcsC导致APEC的运动能力升高、生物被膜形成能力降低和凝集能力增强。凝集试验结果显示rcsC基因有助于APEC的凝集沉降。细胞黏附入侵结果表明,rcsC在APEC侵袭DF-1细胞过程中发挥作用,而对黏附能力无影响。动物感染试验结果表明rcsC基因缺失能显著降低APEC的毒力。荧光定量PCR检测结果表明,rcsC基因缺失株中ompA、aatA、fyuA和luxS基因的转录水平均显著降低,而fimC和tsh基因的转录水平显著升高。【结论】RcsC参与调控APEC的运动性、生物被膜形成、凝集沉降和致病力。     

烟草脉斑驳病毒侵染本氏烟的转录组研究

为了研究烟草脉斑驳病毒（TVMV）侵染本氏烟的抗病分子机制,本文建立了TVMV转录组数据库,挖掘抗病相关基因以及代谢和信号通路,采用Illumina Novaseq 6000高通量测序平台对侵染TVMV的本氏烟进行转录组测序,并进行生物信息学分析;利用R package:edge R等软件分析了有关抗病的差异表达基因,对差异表达基因进行基因本体论（GO）及京都基因和基因组百科全书（KEGG）基于途径的通路富集分析。基于TVMV侵染本氏烟转录组的测序结果中共获得4 593个差异表达基因,其中3 564个基因上调表达,1 029个基因下调表达。共筛选出10个抗病相关的差异表达显著基因,6个上调,4个下调。GO数据库中注释到生物学过程、细胞组分及分子功能等三大类共50个功能组。其中,在第三大类分子功能中,蛋白质结合功能以及ATP结合功能所涉及的差异表达基因最显著,分别为501个和453个差异基因。KEGG共富集20条通路,注释到核糖体途径的差异基因富集程度最高,基因最显著,差异表达基因数为307个。蛋白质结合、ATP结合、核糖体、真核生物核糖体的生物反应、DNA复制（DNA replicat...     

尿道致病性大肠杆菌HEC4株和禽源致病性大肠杆菌E058株毒力相关特性的比较

对人尿道致病性大肠杆菌(uropathogenic Escherichia coli,UPEC)HEC4株和禽致病性大肠杆菌(avian pathogen-ic Escherichia coli,APEC)E058株进行毒力基因和其他相关特性的比较,结果显示,它们具有一些共同的毒力基因,包括一些存在于APEC中一个大的可传递质粒上的基因;同时,它们也具有一些相似的生化特性。对SPF鸡的致病性试验显示,这两株分离株具有相似的致病力。因此,对于APEC和UPEC的相关性,以及APEC是否有可能导致人尿道感染或者成为UPEC的毒力基因贮主,有待进一步研究。     

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。     

家族性高胆固醇血症HDL-miRNAs调节血单核细胞功能机制

本研究通过生物信息学方法分析家族性高胆固醇血症患者外周血单核细胞差异表达基因、HDL载体差异表达miRNA及其生物学功能,研究差异HDL-miRNA与单核细胞差异基因的相关性,探讨HDL-miRNA调控外周血单核细胞功能机制,寻找动脉粥样硬化防治新靶点。运用R语言分析GEO数据库共享平台家族性高胆固醇血症外周血单核细胞基因及HDL-miRNA探针芯片得到差异基因及差异miRNA,利用miRwalk2. 0预测miRNA靶基因,并利用STRING进行蛋白互作分析,构建差异miRNA与差异基因之间的调控网络。运用GO及KEGG分析研究基因功能。利用GEO数据(GSE6054)筛选出834个差异表达基因,利用GEO数据(GSE25108)筛选出HDL上差异miRNA28个。交叉匹配得到由19个差异miRNA和56个差异基因组配对的74对miRNA-靶基因。GO富集分析56个差异基因主要富集于肾上腺素受体信号等分子功能。KEGG分析56个差异基因主要富集于造血谱系通路上。家族性高胆固醇血症差异HDL-miRNA与外周血单核细胞差异mRNA具有相关性,HDL-miRNA有通过调控血单核细胞功能的可能性,可能参与高胆固醇血症导致动脉粥样硬化过程。     

金钱鱼下丘脑转录组分析及其对雌激素在体注射的响应

为探究XX雌性和XY雄性金钱鱼(Scatophagus argus)下丘脑中的差异表达基因及雌激素(17β-Estradiol,E2)在体注射对XY雄鱼下丘脑中基因表达的影响,开展了转录组测序分析,包括测序数据质控、基因功能注释,差异基因筛选、鉴定和差异基因功能富集分析等,并利用实时定量PCR(Real-time quantitative PCR, qPCR)检测了金钱鱼下丘脑中相关基因的表达。金钱鱼下丘脑转录组共测得Clean reads 275833710,测序质量30(Q30)大于95%, GC含量值大于48%。其中, Ctrl-XX-H vs. Ctrl-XY-H组,共筛选和鉴定了91个差异表达基因,包括36个上调基因和55个下调基因。在Ctrl-XY-H vs. E2-XY-H组,筛选和鉴定了28个差异表达基因,包括11个上调基因和17个下调基因。GO和KEGG富集分析发现,差异表达基因主要显著富集在细胞、单生物过程,膜、膜组分,结合等生物学功能及泛醌和其他萜类-醌生物合成及类固醇激素生物合成通路等。转录组和qPCR结果表明, XX和XY金钱鱼下丘脑中prl、ccna1和hs...     

过表达PDI对毕赤酵母分泌淀粉样蛋白的影响——以胱抑素为例

[目的] 本研究旨在结合酵母菌蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）与其底物蛋白鸡胱抑素C （chicken cystatin C,cC）在酵母中的共表达,理解PDI影响外源蛋白合成与表达的调控规律。运用转录组深度测序技术（RNA-Seq）筛选差异基因,调取并鉴定影响cC表达的关键基因,为解析外源蛋白高效表达机制,改造工程菌株提供理论支撑。[方法] 以巴斯德毕赤酵母GS115、GS115-cC为出发菌株,采用电转的方法将携带PDI编码基因的载体pPIC3.5K转入到GS115/GS115-cC菌株,使其在菌株中过表达,研究过表达PDI对cC表达的影响。采用RNA-Seq深度测序方法,研究重组毕赤酵母基因表达差异情况。并结合KEGG注释结果对数据进行分析,挑选差异显著表达基因进行验证,初步明确其在蛋白表达调控方面的功能。[结果] 本研究通过构建过表达PDI重组毕赤酵母菌株,使得外源蛋白cC的表达量显著增加。利用RNA-seq技术分析过表达PDI菌株与正常菌株的差异,最终筛选了373个差异表达基因,其中有122个差异基因注释到KEGG生物通路,包括12个基因注释到蛋白质转运和分解代谢途径,21个基因注释到蛋白质折叠分选和降解途径,以及24个基因参与蛋白质的翻译途径等。[结论] 在毕赤酵母中过表达PDI能显著增加外源蛋白cC的表达量。通过对过表达与正常表达PDI的毕赤酵母基因的表达谱分析,初步确定了其中一些转录情况变化显著的基因,明确了它们参与的细胞途径和信号通路,为改造具有高效率表达淀粉样蛋白的酵母菌株奠定基础。     

小儿脓毒症休克相关基因的筛选及网络构建

为探究脓毒症休克与SIRS的差异表达基因及网络的构建,筛选潜在的核心基因,从GEO数据库下载相关基因表达谱GSE26378,数据分为脓毒症休克与SIRS各29个样本,通过在线软件GCBI对其进行标准化及差异基因筛选;对差异基因进行GO分析;基于KEGG进行功能通路分析以及基因信号网络分析;差异基因共表达网络分析。结果表明:两组中总共有1 456个基因被识别为差异基因(P0.05),与SIRS组相比,脓毒症休克组中有条859条下调基因,597条上调基因。GO功能富集分析显示差异基因主要参与了细胞周期、细胞免疫、细胞代谢。KEGG功能通路分析显示差异基因主要参与了MAPK信号通路、P53信号通路、wnt信号通路、细胞凋亡信号通路,细胞周期受体信号通路等。共表达分析发现基因CCNB1、NUSAP1、OIP5、SHCBP1、ZWINT、TOP2A、DLGAP5等位于网络中央部位,而基因信号网络分析发现基因PLCB1、PIK3CA、STAT3、CAMK2D、PRKCB、CREB1位于网络核心。基因芯片分析有助于发现脓毒症休克与SIRS患儿外周血单核细胞在转录组学上的改变,而生物信息学网络分析有助于发现潜在的靶点。