山地虎耳草转录组SSR信息分析

利用MISA（MicroSatellite）软件对山地虎耳草转录组拼接序列进行微卫星位点信息分析,为后期SSR标记的开发和物种遗传多样性检测提供候选序列。结果发现,在拼接得到的63 763条Unigene序列中含有4 622个SSR,发生频率为7.25%,有110种重复基元,平均每10.00 kB出现一个SSR位点。山地虎耳草转录组序列的SSR主要集中在三核苷酸重复（55.50%）,其次为二核苷酸重复（30.23%）。二核苷酸重复和三核苷酸重复中的优势重复基元分别为AG/TC和AAG/TTC。二核苷酸重复基元的重复次数类型最多,跨度最大,具有更高的多态性,三核苷酸次之,而四、五、六核苷酸重复类型很少。山地虎耳草转录组SSR以5~9次重复为主,且SSR数量随着重复次数的增加逐渐减少,基序长度主要集中于12~30 bp,多态性均在中等以上。     

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。     

基于高通量测序的辽东栎转录组学研究

应用Illumina Solexa Hiseq 2000高通量测序技术对辽东栎的芽、花、叶及果实的混合样品进行转录组测序,结果共获得3.8 Gb的有效数据。应用Trinity软件对有效序列从头拼接去重复后,共获得95 800条unigene,总长度为73.57 Mb,最大长度、平均长度和N50分别为11 284 bp、768 bp和1 373 bp。利用Blastx与公共数据库Nr和Swiss-Prot的同源性比较(E值1×10-5)发现,38 163条unigene未发现与公共数据库中的序列具有同源性。通过KEGG数据库中参与淀粉合成与代谢的pathway分析,共发掘出67条参与淀粉合成的unigene,编码9个关键酶。此外,在13 380条unigene中共搜索到15 901个SSR位点,其中二核苷酸和三核苷酸的重复类型占所有SSR位点的98.16%。     

黄秆乌哺鸡竹转录组EST-SSR分子标记开发与应用

基于黄秆乌哺鸡竹(Phyllostachys vivax McClure f. aureocaulis N. X. Ma)转录组数据,利用生物信息学方法分析其SSR位点分布特征,同时针对“黄秆”和“绿秆”两种类型差异表达基因序列中的SSR位点设计引物,并利用刚竹属(Phyllostachys)材料验证其通用性。结果显示,从黄秆乌哺鸡竹89 874个Unigenes序列中,共鉴定出12 651个SSR位点,分布频率为14.07%;其中单核苷酸重复基序最多(51.02%)、其次为3核苷酸(25.61%)和2核苷酸(21.94%);共发现80种重复基序,其中出现频率最高的为A/T(46.60%),其次是AG/CT(13.97%)和CCG/CGG(9.90%)。在设计的51对引物中,44对(86.27%)能有效扩增,在刚竹属材料中平均通用性为92.41%,其中39对具有多态性,多态性EST-SSR标记能区分同属的不同种,但不能有效区分种内种质资源。     

基于转录组的白沙蒿SSR分子标记的开发

[目的]利用转录组数据开发白沙蒿的SSR分子标记,探索其分布特点并对SSR引物进行有效性检测。[方法]以9个不同样品白沙蒿转录组数据为基础,利用MISA软件对1kb以上的Unigenes进行筛选;把重复序列单元相同、重复次数存在差异、侧翼序列长度完全相同的SSR位点作为引物合成的标准,采用PCR技术和聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对其有效性进行初步验证。[结果]在20 149条Unigenes中共检测出5 692个SSR位点,发生频率为22.95%,平均每隔6.66 kb出现1个位点。优势重复单元单、三、二核苷酸分别占总SSR位点的52.09%、28.30%和17.38%。经过验证筛选出具有多态性且扩增条带清晰的引物18对。[结论]印证了利用白沙蒿转录组测序产生的Unigene信息可作为开发SSR标记的有效来源,且开发的有效SSR引物可用于后续群体的相关研究中。     

DNA甲基化的3种可能转录抑制机制

尽管ＤＮＡ甲基化能抑制转录这一观点早已为人所知 ,但其精确的机制还不完全清楚[1] 。到目前为止 ,有 3种可能的机制被用来解释甲基化的转录抑制过程。第一种机制是ＤＮＡ甲基化直接干扰特异转录因子与各自启动子的识别位置结合[2 ] 。几种转录因子 ,如ＡＰ 2、Ｃ Ｍｙｃ/Ｍｙｎ、ＣＡＲＥＢ、Ｅ2Ｆ和ＮＦ κＢ ,能识别含ＣｐＧ残基的序列 ,当ＣｐＧ残基上的Ｃ被甲基化后 ,结合作用即被抑制 (图 1 )。相反 ,其他一些转录因子 (如ＳＰ1和ＣＴＦ)对结合位置上的甲基化不敏感 ,还有许多因子在ＤＮＡ上的结合位点上不含ＣｐＧ二核苷酸 ,ＤＮＡ…     

基于高通量测序的文冠果转录组分析

应用Illumina Hi-seqTM2000高通量测序技术对文冠果花芽进行转录组分析。共获得N50为1 180bp、平均长度为686bp的unigene 58 311条。与公共数据库Nr和Swiss-Prot同源性比较后发现37 047条unigene获得基因注释,另有21 264条unigene未被注释。利用COG数据库将unigene分成25类。通过GO分类和KEGG Pathway富集性分析,将unigene分别归类于55个GO term和128个代谢途径。此外,在9 794条unigene中共搜索到12 213个SSR位点,单核苷酸重复基元出现频率最高(34.95%),其次分别为二核苷酸(32.74%)和三核苷酸(28.64%)。在获得的unigene中发掘出涉及4个开花调控途径(光周期途径、春化途径、GA途径和自主途径)多个基因的同源序列。研究结果可在一定程度上解析文冠果花芽形态分化的分子调控模式与机制。     

猪POU1F1基因部分序列变异和同源性分析

对长白、杜洛克、约克夏、姜曲海、梅山和香猪等六个猪种的POU1F1基因第四、第五和第六外显子分别进行PCR扩增,并对含有第四、第六外显子的PCR产物和含有第五外显子的克隆产物进行测序。结果表明：六个猪种中,POU1F1基因的第四外显子存在碱基突变,为T→C。对该序列进行Nla Ⅲ 酶消化,产生两种不同的基因型(GG和HH);而第五和第六外显子则高度保守,未发现任何突变。将人POU1F1基因第四外显子、POU同源区核苷酸编码序列和氨基酸序列,分别与猪、小鼠、牛的POU1F1基因相应的核苷酸序列和氨基酸序列进行同源性比较,结果发现：人与猪、小鼠、牛的POU1F1基因第四外显子的核苷酸同源性分别高达93.9%、86.7%、92.1%,而由第四外显子编码的部分POU特异区的氨基酸序列则完全一致;人与猪、小鼠、牛POU同源区的核苷酸同源性分别为91.4%、85.1%、87.9%,氨基酸同源性分别为96.6%、94.8%、90.2%。这说明在哺乳动物中,其POU1F1蛋白的POU同源区和由第四外显子编码的POU特异区部分是高度保守的;猪可作为实验动物,建立人类相关疾病模型,为医学研究提供参考依据。     

番茄LeDREB1转录因子基因RNAi载体的构建和鉴定

利用rd29A基因启动子的DRE元件从番茄(丽春)cDNA文库中通过酵母单杂交技术筛选得到转录因子基因LeDREB1。核苷酸序列测定结果表明,该基因片段全长1 782 bp,具有900 bp的cDNA开放阅读框序列,编码300个氨基酸。该基因属于AP2/EREBP家族[1],可能调控许多逆境应答基因的表达。运用RNA干扰的思路,设计特异性引物,扩增正向和反向基因片段。将LeDREB1正向+反向基因片段插入到pCAMBIA2300-OCS的35s启动子下游,构建干扰载体pCAM-RNAi-LeDREB1,通过酶切和测序鉴定证明目的片段与载体片段连接正确。这一载体的成功构建为进一步研究LeDREB1的功能和调控作用机制提供有效的材料与技术支撑。     

非编码长链RNA与基因表达调控

近年来,在小鼠全长cDNA文库大规模测序中发现一类新的转录物——非编码长链RNA(long noncoding RNA,lncRNA),引起了科学界的关注.lncRNA长度大于200个核苷酸,无蛋白质编码功能,在真核细胞基因组中被普遍转录.lncRNA种类繁多,数量庞大,占哺乳动物基因组转录物的绝大部分.相对于研究较多的非编码小RNA,lncRNA的功能目前尚不完全清楚.但越来越多的研究发现,lncRNA在多个水平调控基因的表达,在胚胎发育、物种进化、细胞分化和某些疾病如神经退行性疾病及肿瘤的发生过程中起着重要作用.本文在简要介绍lncRNA基本概念的基础上,结合当前研究成果,就lncRNA在转录水平、转录后水平和表观遗传水平调控基因表达的机制作一综述.     

大肠杆菌murB和birA基因的转录通读现象

在对应用限制性显示 PCR技术构建的大肠杆菌 poly(A)化mRNA的cDNA文库鉴定中 ,发现了一克隆的基因片段同时跨越了murB和birA基因的部分序列 ,提示这 2个基因存在转录通读现象 ,设计引物 ,利用逆转录后的产物为模板 ,进行了验证。结果表明murB和birA基因存在转录通读现象。     

水涝胁迫下辣椒转录组特征分析及EST-SSR标记开发

为开发适当的生物学工具以探索辣椒对水涝胁迫应答的分子机制,该研究对不同淹水处理的辣椒样本进行转录组分析,获得了丰富的序列数据,并在此基础上对SSR分子标记进行挖掘。结果表明:(1)辣椒转录组检测共获得128 939个Unigene,其总长度平均长度和GC含量分别是55 082 725、1 101 bp和40.57%。与七大功能数据库进行比较,分别有102 123个(NR: 79.20%)、110 157个(NT: 85.43%)、70 203个(SwissProt: 54.45%)、73 539个(KOG: 57.03%)、77 646个(KEGG: 60.22%)、77 442个(GO: 60.06%)以及68 216个(Pfam: 52.91%)个Unigene获得功能注释。发现脂质代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢、环境适应、次级代谢物生物合成、信号转导和翻译等途径在辣椒水涝胁迫应答中起重要作用。(2)从辣椒转录组数据中发掘到26 574个SSR位点分布在24 889个Unigene中。SSR的出现频率为20.61%,其中单核苷酸重复所占比例(37.26%)最高,其次是三核苷酸(31.00%)和二核苷酸(25.44%)重复类型,三者占EST-SSR总数的93.70%。在单核苷酸与二核苷酸中最多的基序类型为A/T、AG/CT和TC/GA,然后是AT和TA; 三核苷酸中最常见的基序类型是TTG/CAA和ACA/TGT。(3)用Primer 3在线工具设计了10 002对EST-SSR引物,随机选择30对引物进行PCR扩增,均可获得有效扩增。对3份辣椒材料进行扩增,其中7对引物可以扩增出目标条带。综上所述,在辣椒中优势SSR重复类型的基序结构和其他品种基本相近,并初步探索了辣椒水涝胁迫应答的分子机制,开发了EST-SSR标记,为辣椒耐涝遗传育种提供了参考。     

RNA编接

本文概要介绍了锥虫基因表达与调控的一种普遍而独特的方式:RNA编接(RNA editing)。初级转录本经RNA编接系统加工后,成熟RNA中插入了数目不等的、非基因组编码的尿嘧啶核苷酸残基(u)并切除了某些由基因组编码的u序列。编接插入的“额外”u序列可占成熟RNA的60％左右。这一现象的发现,向人们提出了这样的问题:遗传信息都存在于基因组DNA序列中吗?是否还存在其它形式的遗传物质?     

基于转录组数据的密花香薷SSR位点特征分析

利用MISA软件对密花香薷转录组42 362条Unigene进行SSR位点搜索,并对其SSR序列结构及分布特征进行了分析。结果表明:(1)密花香薷转录组Unigene序列中共检测到17 564个SSR重复序列,分布于11 903条Unigene上,出现频率为28.10%,平均每3 200 bp出现一个SSR位点。(2)单、二、三核苷酸重复类型为密花香薷转录组SSR位点的主导基序类型,占总SSR位点的97.27%,3种主导基序类型中,单核苷酸所形成基元类型数量最多,共检测到169个基元类型(51.22%),单核苷酸(A/T)n基元类型占明显优势,二核苷酸重复类型(AG/CT)n基元类型占优,分别占总SSR位点的50.60%和12.17%。(3)单核苷酸SSR位点所包含重复次数最多(49),重复次数介于10～66,同一基序类型不同重复次数所形成的SSR位点数量差异较大,随重复次数的增加,SSR位点数呈下降趋势。(4)密花香薷转录组二至六核苷酸基序SSR序列长度集中在12～30 bp区间,共包含有8 190个SSR位点,占所统计SSR位点的95.60%,1 589 (≥20 bp)个SSR序列具有极高的多态性,占所统计SSR位点的18.54%。综合出现频率、分布密度、基元重复次数和长度变异等多个研究结果发现,密花香薷转录组检索到的SSR序列表现出较高的多态性潜能,具有较大的开发价值。该研究为后续密花香薷SSR分子标记引物开发奠定了理论基础。     

dsRNA介导的RNA干扰

在多种生物中 ,外源或内源性的双链ＲＮＡ(ｄｏｕｂｌｅ ｓｔｒａｎｄｅｄＲＮＡ ,ｄｓＲＮＡ)导入细胞中 ,与ｄｓＲＮＡ同源的ｍＲＮＡ则受到降解 ,因而其相应的基因受到抑制。这种转录后基因沉默 (ｐｏｓｔ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｇｅｎｅｓｉｌｅｎｃｉｎｇ ,ＰＴＧＳ)机制首先在线虫 (Ｃ .ｅｌｅｇａｎｓ)中得以证实。由于这是一种在ＲＮＡ水平的基因表达抑制 ,故也称为ＲＮＡ干扰 (ＲＮＡｉｎｔｅｒｆｅｒ ｅｎｃｅ) ,简称ＲＮＡｉ[1] 。随后发现 ,在各种生物 ,如果蝇[2 ] 、拟南芥菜[3 ] 、及小鼠[4] 等均存在ｄｓＲＮＡ介导…     

基于转录组数据高通量发掘沙葱萤叶甲微卫星引物

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica(Joannis)是近年来在内蒙古草原上猖獗发生为害的一种新害虫。本研究从其高通量转录组数据中查找微卫星序列,并进行微卫星位点的信息分析和微卫星引物的发掘,将为进一步研究沙葱萤叶甲遗传多样性及遗传分化奠定必要的基础。【方法】应用软件MISA对沙葱萤叶甲转录组中72 352条unigenes的数据进行搜索。【结果】共找到3 880个微卫星位点,分布于3 277条unigenes中,其主要重复类型为单核苷酸重复(80.85%),其次为三核苷酸重复(11.08%),再次为二核苷酸重复(7.37%)。单核苷酸重复中主要是A/T基序,占总量的77.76%。从1 814条unigenes中成功设计出2 160对引物,从中随机选取10对引物对沙葱萤叶甲DNA进行扩增,结果全部扩增出目的 DNA片段。【结论】利用沙葱萤叶甲转录组数据开发微卫星引物是可行的,本研究开发的微卫星引物为研究沙葱萤叶甲种群遗传学和功能基因组学奠定了必要的基础。     

Sulfolobus acidocaldarius DNA聚合酶IV跨越损伤合成能力的酶学特征

[目的]以嗜酸嗜热硫化叶菌Sulfolobus acidocaldarius的DNA聚合酶IV （Saci_0554）为例,表征其跨越模板上损伤碱基的DNA合成效果。[方法]将DNA聚合酶IV （SacpolIV）在大肠杆菌中进行重组表达,经亲和层析纯化得到SacpolIV蛋白;利用人工合成的带有不同损伤的寡核苷酸片段作为模板DNA,用尿素变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,鉴定SacpolIV在体外跨越各种损伤碱基进行跨损伤合成的催化能力。[结果]SacpolIV重组蛋白能够不同程度地跨越嘌呤和嘧啶损伤,跨越能力的高低取决于损伤碱基与正常碱基形成氢键的能力。本研究还发现,SacpolIV能够在DNA链中掺入核糖核苷酸,但掺入核糖核苷酸的效率低于脱氧核糖核苷酸。[结论]本研究证实SacpolIV具有很强的跨越损伤合成能力,能够跨越多种氢键配对能力减弱的损伤碱基,为其在细胞内的跨越损伤合成功能提供了生化证据。     

黄芪bHLH类转录因子的克隆测序和生信分析

[目的]对黄芪bHLH转录因子进行克隆测序和生物信息学分析。[方法]根据黄芪转录组数据预测引物，以黄芪cDNA为模板，扩增获得黄芪bHLH转录因子片段，克隆测序后得到全长核苷酸序列，然后应用生信方法进行分析。[结果]结果表明来源于黄芪的bHLH转录因子全长855 bp,编码284个氨基酸，理论相对分子质量为71.76 kDa,理论等电点为5.18;亚细胞定位于细胞核，不存在跨膜区及信号肽，为非分泌蛋白；与其他物种同源基因的氨基酸序列分析表明黄芪bHLH与大豆的bHLH家族具有较高的同源性。[结论]黄芪bHLH转录因子基因的成功克隆和生物信息学分析为进一步阐明黄芪皂苷生物合成途径及其调控机制提供研究基础。     

一种双脱氧核苷封闭的寡聚核苷酸制备方法北大核心

[目的]建立一种高效、简便制备双脱氧核苷(ddATP、ddTTP、ddGTP和ddCTP)封闭寡聚核苷酸的方法。[方法]选取乙醛脱氢酶(ALDH)基因,设计特异性上、下游引物。使用末端转移酶和碱性磷酸酶对引物进行双脱氧核苷修饰,利用荧光定量PCR对制备的封闭引物进行验证,并结合校读PCR对突变体进行检测。[结果]经过ddNTP封闭的引物,在普通荧光PCR体系中无法进行引物延伸;在校读PCR体系中则可以区分ALDH2的两种等位基因。[结论]该方法可以高效合成4种双脱氧核苷封闭的寡聚核苷酸,并且这种封闭的引物可以结合校读PCR对单核苷多态性进行检测。