中华蜜蜂的单核苷酸多态性和插入缺失突变位点鉴定

【目的】本研究拟利用已获得的中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫肠道的转录组数据对单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）和插入缺失（Insertion-Deletion,InDel）突变位点进行挖掘和分析,旨在丰富中华蜜蜂的SNP和InDel信息,并为新型分子标记的开发提供基础。【方法】根据有效读段与东方蜜蜂Apis cerana参考基因组的比对情况,采用GATK软件识别单碱基错配和碱基的插入缺失情况,再利用ANNOVAR软件对SNP位点和InDel位点进行分析。通过相关生物信息学软件将SNP和InDel位点所在基因分别比对GO和KEGG数据库,以获得相应的功能和通路注释。【结果】共鉴定到中华蜜蜂的58 919个SNP位点,包括24 548个纯合位点和34 371个杂合位点;发生转换和颠换的SNP位点分别有49102和9817个;数量最多和最少的突变类型分别是C/T和T/G;分布在外显子区的SNP位点数量最多,达到22 649个;此外,发生同义突变的SNP位点数量最多,其次是非同义突变;SNP位点所在基因可注释到46个GO条目和121条KEGG通路。共鉴定到6 551个InDel位点,包括3 270个插入突变和3 281个缺失突变;分布在内含子区InDel位点最多,共计2 793个;发生移码插入的InDel位点最多;进一步分析结果显示InDel位点所在基因可注释到27个GO条目和28条KEGG通路。【结论】本研究鉴定到中华蜜蜂的大量SNP位点和InDel位点,解析了SNP和InDel位点的突变类型、基因组功能元件分布和密码子突变类型,并揭示SNP和InDel位点对中华蜜蜂的重要生物学过程具有潜在影响。     

意大利蜜蜂工蜂中肠SNP和InDel突变位点的挖掘及分析

本研究利用已获得的意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂中肠的转录组数据对意蜂的单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism, SNP）和插入缺失（Insertion-Deletion, InDel）突变位点进行挖掘和分析,共鉴定到232 678个SNP位点,其中发生转换和颠换的SNP位点数分别为196 087和36 591个;最丰富的突变类型是G/A,最少的突变类型为T/G;分布在内含子的SNP位点最多,其次为外显子和基因间区;密码子突变类型为同义突变的SNP位点数最多,其次是非同义突变、终止子增加和终止子减少;此外,SNP位点所在基因可注释到 50个 GO条目和351条KEGG通路。共鉴定到38 715个InDel位点,最丰富的突变类型为移码插入,其次是移码缺失;分布InDel位点数较多的基因组区域为内含子和基因间区;另外,InDel位点所在基因可注释到50个功能条目和340条通路。研究结果丰富了西方蜜蜂Apis mellifera的SNP和InDel位点信息,并为开发和利用意蜂的新型分子标记提供基础。     

东方蜜蜂微孢子虫的SNP与InDel位点鉴定及分析

【目的】东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae是一种专性侵染成年蜜蜂中肠上皮细胞的单细胞真菌病原,广泛感染世界各地的蜂群。本研究拟利用已获得的东方蜜蜂微孢子虫纯净孢子的高质量转录组数据进行单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）和插入缺失（Insertion-Deletion,InDel）位点的鉴定和分析,旨在丰富东方蜜蜂微孢子虫的SNP和InDel信息,并为新型分子标记的开发提供基础。【方法】使用GATK软件识别东方蜜蜂微孢子虫的SNP和InDel位点。采用SnpEff软件预测变异位点发生的基因组区域及变异产生的影响。通过相关生物信息学软件分别将SNP和InDel位点所在基因分别比对GO和KEGG数据库,获得相应的功能和通路注释。【结果】共鉴定到28195个SNP位点,其中发生转换和颠换的SNP位点分别有21403和6792个;上述SNP位点的突变类型有12种,其中最丰富的突变类型为C/T;分布在CDS区的SNP位点最多,其次是基因间区、上游区、下游区和内含子区;最丰富的密码子突变类型是同义突变;SNP位点所在基因可注释到代谢进程、细胞组分和催化活性等43个GO条目以及代谢途径、核糖体和等次生代谢产物的生物合成等85条KEGG通路。共鉴定到2831个InDel位点,其中分布在基因间区InDel位点最多,分布在CDS区的InDel位点最少;最丰富的密码子突变类型是移码突变;InDel位点所在基因可注释到细胞进程、细胞和结合等38个GO条目以及代谢途径、次生代谢产物的生物合成及核糖体等73条KEGG通路。【结论】东方蜜蜂微孢子虫中存在大量的SNP和InDel位点,SNP位点的突变类型主要为转换,与其他物种类似;SNP与InDel位点的基因组功能元件分布规律和突变类型具有明显差异;SNP和InDel位点所在基因与东方蜜蜂微孢子虫适应宿主细胞内环境及病原增殖过程具有潜在关系。     

鸡miR-9不同组织表达差异及其功能预测分析

miRNA在动物生长发育过程中有重要作用. 本文采用定制茎环反转录引物,利用实时荧光定量PCR技术构建miR-9在鸡2个阶段11个组织中的表达谱,同时用TargetScan5.1与PicTar两种计算方法对其进行靶基因预测,交集的基因集合分别进行GO（gene ontology）富集分析和生物通路富集分析. 结果表明,采用实时定量PCR检测的miR-9在鸡下丘脑中的表达量和高通量测序结果一致;采用实时定量PCR在对不同组织定量结果表明,miR-9在0日龄鸡的肾脏、下丘脑、腿肌和大脑中高丰度表达,在成年鸡表达量较高为大脑、腿肌、心脏、小脑和下丘脑.在同一组织的0日龄和成年鸡中表达呈现时序性,除肝脏的表达量差异不显著,其他10个组织miR-9表达量差异显著（P<0.05）.预测到交集靶基因有160个.涉及到多个KEGG通路和GO富集中.GO分类结果显示,这些基因分布于63个群中,其中基因超过45个基因群集有26个群,与代谢有关的群有11个. 其它与发育、调控等过程有关. 在KEGG通路分析中,显著的通路有细胞骨架调控、细胞增殖和分化有关的通路（P<0.01）等5个通路. 表明miR 9基因的表达有组织和时序特异性,靶基因参与细胞代谢、生长发育和调控.这些结果为进一步验证miR 9基因在在脑中调控生长发育过程中的作用奠定了基础.     

浙东白鹅催乳素基因表达特点

克隆了浙东白鹅催乳素基因(Prolactin, PRL)的全序列, 并应用荧光定量PCR技术研究了浙东白鹅在产蛋期、就巢期和恢复期时催乳素基因在下丘脑、垂体和卵巢中的表达特点。结果表明, 浙东白鹅催乳素基因在就巢期、产蛋期和恢复期的表达量差异显著(P < 0.05), 在就巢期表达量最高, 产蛋期次之, 恢复期表达量最低。对不同组织PRL的表达量分析, 发现在垂体与卵巢中的表达量、卵巢与下丘脑的表达量均有极显著的差异(P < 0.01), 但在垂体与下丘脑中的表达量差异不显著(P > 0.05), 在垂体表达量最多, 其次是下丘脑, 卵巢中的表达量最低。因此, 浙东白鹅PRL基因在不同繁殖时期体内表达差异较大。     

日粮能量水平对五指山猪初情期性腺轴KISS-1/GPR54 mRNA水平表达影响

本研究采用实时荧光定量PCR技术检测不同日粮能量水平对五指山猪初情期性腺轴Kiss-1、GPR54基因mRNA水平表达的影响。结果显示,在NRC和0.7 NRC两组实验猪的下丘脑、垂体、卵巢组织中均检测到Kiss-1、GPR54基因mRNA水平的表达;NRC组在下丘脑和卵巢kiss-1 mRNA表达量显著高于0.7NRC组(p0.05),在垂体中的表达差异不显著(p0.05);日粮能量水平对初情期性腺轴GPR54 mRNA表达差异不显著(p0.05)。说明KISS-1/GPR54系统对动物初情表达的调节作用可能是通过调节下丘脑KISS-1基因的表达来实现。结果表明kiss-1 mRNA的表达规律在NRC组和0.7NRC组间保持一致,表达量依次为:下丘脑垂体卵巢;GPR54 mRNA的表达规律在NRC组和0.7NRC组间也保持一致,表达量依次为:卵巢垂体下丘脑,表明不同日粮水平的摄入并不影响Kiss-1、GPR54基因在各个组织中的表达规律。     

应激性高血压大鼠脑干及下丘脑-垂体-肾上腺轴中肾上腺髓质素及其受体mRNA表达的改变

采用逆转录-聚合酶链式反应检测了慢性足底电击结合噪声应激致高血压大鼠下丘脑、延髓、中脑、垂体和肾上腺等组织中编码肾上腺髓质素的肾上腺髓质素前肽原(preproadrenomedullin,ppADM)基因以及ADM的特异性受体组件降钙素受体样受体(calcitonin-receptor-like receptor,CRLR)和受体活性调节蛋白2和3(receptor-activty-modifying proteins,RAMP2和RAMP3)表达的变化.我们观察到:与对照组相比,以3-磷酸甘油醛脱氢酶作为内参照,15 d足底电击结合噪声应激引起下丘脑、垂体和肾上腺中ppADM mRNA表达上调,而在延髓和中脑表达明显下调(P＜0.01或P＜0.05);CRLR基因表达量正常时在下丘脑相对较高,应激15 d后CRLR表达在延髓、中脑和下丘脑下调(P＜0.01或P＜0.05),而在垂体和肾上腺的表达无明显变化;应激后RAMP2基因在延髓和下丘脑表达上调,而在肾上腺表达显著下调(P＜0.01),其他部位无明显变化;RAMP3基因在对照组大鼠的中脑和下丘脑表达较高,在应激性高血压大鼠的下丘脑和垂体表达上调(P＜0.01或P＜0.05),而在中脑和肾上腺表达下调(P＜0.05),在延髓中的表达变化无统计学差异.上述结果提示:慢性足底电击结合噪声应激引起明显的中枢和下丘脑-垂体-肾上腺轴ADM及其受体组件CRLR/RAMP2或CRLR/RAMP3基因的表达变化.但慢性应激后中枢源性ADM及其受体的表达变化对应激和血压的调节以及在应激致高血压中的确切作用及机制尚待进一步研究.     

下司犬FGF5基因mRNA的表达与绒毛性状的相关性分析

本试验目的在于研究贵州省下司犬长剑与短剑对成纤维生长因子5(FGF5)基因的表达,利用实时荧光定量PCR技术,分别测定长剑下司犬与短剑下司犬的下丘脑、垂体与皮肤组织中FGF5基因的表达水平,并测定耆甲部、体侧部与尾中部毛长。试验结果表明:长剑母犬在皮肤组织中的表达量最高,显著高于垂体、下丘脑等组织的表达(p0.05),长剑公犬在各组织中的表达差异不显著(p0.05);短剑母犬在垂体组织中的表达量最高,显著高于下丘脑组织(p0.05);耆胛部、体侧部、尾中部长剑母犬较长剑公犬毛长,短剑母犬较短剑公犬毛长,但差异都不显著(p0.05)。该研究为FGF5基因控制毛长性状的机制提供理论基础,对下司犬的研究提供科学依据。     

高通量转录组RNA-seq研究成年牛下丘脑-垂体-卵巢

肉牛的性成熟受下丘脑-垂体-卵巢(HPO)轴的调节,但其具体作用机制尚不清楚.为了探讨HPO轴繁殖相关基因和调控机制,采用高通量转录组RNA-seq技术,研究了成年安格斯牛(30个月大)的下丘脑、垂体和卵巢.结果表明,HPO共有18 179个基因在GO(基因本体论)中注释,37 158个基因在KEGG(京都基因百科全书和基因组)中注释,36 645个基因在KOG(KEGG同源数据库)中注释.GO分析表明,HPO富集了8种生殖相关功能,主要是受精、单个组织生殖过程、子宫胚胎发育和雌激素反应.KEGG分析发现,HPO富集300条信号通路(SP),主要是癌症SP和磷脂酰肌醇3激酶蛋白激酶(PI3K-Akt)SP.与生殖有关的SPs共有16条,主要是Notch SP、神经营养素SP、哺乳动物雷帕霉素(mTOR)SP和血管内皮生长因子(VEG F)SP.为今后肉牛繁殖性能的提高、分子育种和同行参考提供了科学依据.     

阿勒泰羊不同繁殖状态下丘脑Kiss1基因表达规律与其季节性繁殖的关联性分析

为了研究Kiss1基因在阿勒泰羊中的组织表达情况,及其在不同发情状态阿勒泰羊下丘脑中表达量的变化,本研究探讨其在阿勒泰羊季节性发情调控中的作用机理。本研究以季节性发情的阿勒泰羊为研究对象,首先使用半定量RT-PCR对发情盛期阿勒泰羊下丘脑、垂体、卵巢、心肌等10个组织中Kiss1基因的表达情况进行了检测,并使用q RT-PCR技术对发情前期、发情盛期、发情末期和间情期状态阿勒泰羊下丘脑中Kiss1基因的表达变化进行研究。结果表明,Kiss1基因在发情盛期阿勒泰羊的下丘脑中高表达,在垂体、卵巢和甲状腺中表达量相对较低,在心、肝、脾、肺、肾和肌肉中不表达。Kiss1基因在乏情期(夏至日前后)阿勒泰羊下丘脑中的表达量很低,至发情前期下丘脑中Kiss1基因的表达量迅速上升,并达到峰值,极显著高于乏情期和间情期(p0.01)。发情启动后,下丘脑中Kiss1基因的表达量逐渐下降,其中发情盛期和发情末期的表达量之间差异不显著(p0.05),但是显著高于间情期(p0.05),极显著高于乏情期(p0.01),间情期的表达量又显著高于乏情期(p0.05)。以上数据提示Kiss1基因可能主要在诱导阿勒泰羊发情启动阶段发挥重要作用。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism