金耳菌丝及子实体的转录组差异分析

为探讨金耳菌丝体时期和子实体时期基因表达变化,利用高通量测序技术进行RNA-Seq分析.差异基因分析显示,两个时期共有10 992个差异表达基因,其中在子实体时期上调、下调的基因数分别为9 988和1 004个.GO功能聚类分析显示,差异表达基因主要富集在催化活性、结合、细胞过程、代谢过程、细胞以及细胞组分.KEGG富...     

基于高通量转录组测序的草鱼雌雄性腺差异表达基因分析

草鱼雌性个体生长优势明显高于雄性,挖掘精巢和卵巢差异表达的功能基因对草鱼生殖调控具有重要的价值及应用前景。采用Illumina HiSep 2500转录组测序技术分别对12月龄的3尾雌性草鱼和3尾雄性草鱼的性腺组织的mRNA进行测序分析,精巢和卵巢共得到8 363个差异表达基因。与卵巢相比,精巢上调基因6 446个(77%),下调基因1 917个(23%),差异明显。将上述差异基因在Nr、GO和KEGG数据库进行比对,获得48种Go功能注释分类和313条KEGG代谢通路。分析发现,Go功能分类中"绑定"功能富集差异基因的数量最多,占总数的15.8%;KEGG代谢通路中"信号转导"通路富集差异基因的数量最多,占总数的10.2%。结合转录本数据,挑选与草鱼性腺发育相关的关键差异基因Dmrt1、amh、foxl2、cyp19a1a进行分析,研究显示,与卵巢相比,Dmrt1和amh基因在草鱼精巢中极显著高表达(p0.01);与精巢相比,cyp19a1a和foxl2基因在草鱼卵巢中显著高表达(p0.05),与转录组数据分析结论一致,说明Dmrt1和amh基因与早期草鱼精巢发育调控相关,cyp19a1a和foxl2基因与早期草鱼卵巢发育调控相关。本实验为进一步了解草鱼性别基因的调控机理提供数据依据。     

中华蜜蜂精巢和卵巢差异表达基因分析

[目的]在蜂群中,雄蜂与蜂王都有着发育完全的性腺,但两者达到性成熟的时间却是不同步的.本研究旨在探究中华蜜蜂Apis cerana cerana雄蜂与蜂王生殖腺的基因表达差异.[方法]利用Illumina测序技术对中华蜜蜂雄蜂精巢与蜂王卵巢转录组差异表达基因(differentially expressed genes...     

基因芯片技术筛选转SlNAC1基因拟南芥差异表达基因

研究已表明植物特有的一些NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子可提高植物抗逆性,利用基因芯片技术筛选转SlNAC1基因拟南芥与野生型拟南芥间差异表达基因,能够为研究转基因拟南芥非生物胁迫抗性相关基因提供依据。结果显示,在转SlNAC1基因拟南芥43 604个基因中有3 046个差异表达2倍以上的基因。对差异表达5倍以上基因经过GO富集度统计学分析表明,细胞组分相关基因占33.05%;分子功能相关基因占33.95%;生物学过程相关基因占33.00%。对差异表达2倍以上基因进行KEGG信号通路分析,结果表明有2 431个基因涉及到88个不同的信号通路。通过筛选获得转基因拟南芥非生物胁迫抗性相关候选基因,为后续研究NAC转录因子的下游基因及其调控网络的构建提供方向和理论支撑。     

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。     

黄秋葵花和果荚转录组测序及类黄酮代谢差异表达分析

采用Illumina Hi seq 2500转录组高通量测序,构建黄秋葵花和果荚转录组文库,并利用测序评估、差异基因功能注释等生物信息学方法进行分析。研究结果表明：(1)分别获得黄秋葵花和果荚有效数据7.12 Gb和8.14 Gb,碱基百分比(Q30)均达到91.0%以上。(2)获得差异表达基因(DEGs)1 336个,其中上调基因319个,下调基因1 017个。(3)获得功能注释的基因有1 131个,GO将455注释基因归成41个功能小类,主要涉及代谢过程、催化活性、单一生物过程和细胞过程等过程;KOG注释了472个DEGs,涉及23个功能分类,其中与次生代谢直接相关过程O和Q类别获得111个注释结果;KEGG将372个DEGs注释到80条代谢通路中,获得F3H、F3′5′H、DFR、ANR、ANS、GT、LAR共10个关键差异基因,其中F3H、DFR在黄秋葵花中表现上调效应,F3′5′H、ANR、LAR在黄秋葵果荚中表现显著上调效应,ANS、GT则分别在花和果荚中均有上调或下调效应。(4)实时定量PCR分析显示,其中7个差异表达基因得到的相对表达量与转录组表达谱分析趋势完全一致。(5)类黄酮代谢途径分析表明,黄秋葵花通过F3H、DFR、ANS、GT途径将NAR催化为生成花青素苷;果荚则将NAR通过F3′5′H将催化为DHM,后在FLS催化下生成黄酮醇类物质等;部分NAR在F3H、 DFR催化下,生成无色飞燕草素苷元,再分别在ANS、LAR作用下,进入花青素苷元和原花青素合成途径。该研究结果丰富了黄秋葵转录组信息,为黄秋葵类黄酮物质纯化和功能利用提供参考依据。     

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。     

感染球孢白僵菌的家蚕免疫应答差异表达基因分析

【目的】筛选家蚕Bombyx mori应对白僵菌Beauveria bassiana侵染的应答基因, 以进一步研究家蚕抵御真菌侵染的分子机制。【方法】采用新一代Solexa高通量测序技术对感染白僵菌及未感染白僵菌的对照组家蚕进行了测序分析, 筛选差异表达基因; 结合生物信息学工具分析差异表达基因的功能注释、 分类及涉及的信号通路等; 应用荧光定量PCR技术验证10个基因的差异表达。【结果】通过测序和生物信息学分析共获得377个差异表达基因, 其中表达上调基因236个, 下调基因141个; KEGG通路分析表明, 各通路中既有表达上调的基因, 也有下调基因; 12个上调基因、 26个下调基因参与3个显著性富集的KEGG通路, 即核糖体、 氨酰tRNA生物合成和剪接体通路。定量PCR与测序结果显示, 溶菌酶、 热激蛋白、 谷胱甘肽S-转移酶、 肽聚糖识别蛋白等与免疫应激相关的蛋白基因均呈现表达上调。【结论】本研究筛选获得的差异表达基因, 特别是上调表达的基因可能与家蚕应对白僵菌侵染的应答机制有关, 其中与免疫应激相关的蛋白基因如溶菌酶、 热激蛋白、 谷胱甘肽S 转移酶、 肽聚糖识别蛋白基因等可能直接参与了家蚕对白僵菌的免疫识别和防御, 研究结果为从分子水平阐明家蚕抵御真菌侵染的防御机制和白僵菌对家蚕的致病机理提供新的依据。     

泽兰实蝇雌雄成虫转录组及差异分析

[目的]泽兰实蝇Procecidochares utilis Stone是入侵杂草紫茎泽兰Eupatorium adenophorum Spreng的重要的专食性天敌,已成为控制紫茎泽兰的重要因子.本研究旨在获得泽兰实蝇转录组,并深入研究泽兰实蝇雌雄成虫差异表达基因.[方法]利用Illumina高通量测序技术对泽兰实蝇雌雄成虫进行转录组测序和生物信息分析.[结果]总共获得29 147条unigenes,平均长度为457 bp,同时将所得序列注释到七大数据库进行比对,共获得19 384条unigenes注释结果.分析发现11 331条差异表达基因;与雄成虫相比,雌成虫有2 640条unigenes表达量上调,8 691条unigenes表达量下调.[结论]本研究获得了泽兰实蝇转录组,为今后泽兰实蝇性别相关研究提供了序列支持.     

西方蜜蜂工蜂蛹响应低温胁迫的差异表达基因分析

【目的】本研究旨在从转录组水平筛选和分析西方蜜蜂Apis mellifera工蜂不同时期蛹对低温胁迫反应的差异表达基因(DEGs)。【方法】将西方蜜蜂工蜂封盖后3 d预蛹以及封盖后6和9 d蛹分别置于低温环境(20℃)和最适发育温度(35℃)中4 h,分别作为处理组和对照组,通过转录组学技术筛选低温处理组与对应的对照组之间的DEGs,并进行GO功能分类和KEGG通路分析。利用RT qPCR分别对封盖后3 d预蛹以及封盖后6和9 d蛹的8, 6和5个DEGs的表达谱进行验证。【结果】与对照组相比,封盖后3 d预蛹以及封盖后6和9 d蛹受低温胁迫后的DEGs分别有220, 50和26个;GO功能分类发现,DEGs富集数最多的条目为代谢进程、细胞进程、催化活性和结合,封盖后3 d预蛹的DEGs在生物学进程调控、细胞部分和细胞器等有较多富集。KEGG通路分析显示,处理组和对照组间西方蜜蜂各日龄DEGs在整体概述图、氨基酸代谢、信号转导、运输和分解代谢有富集。封盖后3 d预蛹以及封盖后6和9 d蛹受低温胁迫后共有的DEG 3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1基因PDK1上调表达,同时富集在自噬-动物、mTOR和FoxO信号通路。低温胁迫后,封盖后3 d预蛹的胰岛素受体底物1-B基因IRS1-B和Kruppel同源物1基因Kr-h1上调表达,而核激素受体FTZ-F1基因Ftz-F1与蜕皮启动激素基因Eth显著下调表达,说明封盖后3 d预蛹响应低温细胞自噬和蜕皮受到抑制程度更大。在低温胁迫后封盖后6 d蛹中与昆虫角质层着色与免疫相关的酪氨酸羟化酶基因TyHyd下调表达;与对照组相比,在低温胁迫后封盖后9 d蛹中DEGs最少,说明在3个蛹期中,其受低温的影响较小。【结论】本研究测定了西方蜜蜂3个不同发育阶段蛹响应低温的DEGs,结果显示大部分DEGs为阶段特有,说明西方蜜蜂不同发育阶段响应低温的机制不同。一些共有DEGs以及阶段特有DEGs的功能研究和其作用机制是进一步研究蜜蜂对低温响应机制的重点内容,为探究蜜蜂蛹期响应低温胁迫的分子机制提供了基础数据。     

金针菇淀粉酶家族基因鉴定及其表达特性分析

本研究对金针菇淀粉酶家族基因进行了信息分析,并选用金针菇双核菌株H1123作为实验材料,分析了菌丝生长过程中淀粉酶活性和淀粉酶基因表达特性之间的关系。结果表明,金针菇淀粉酶家族包含6个α淀粉酶和1个γ淀粉酶。7个淀粉酶基因的表达量均在菌丝接种后第10天出现峰值,并与胞外淀粉酶活性呈同步变化,说明基质中淀粉的分解和利用是淀粉酶家族各成员之间相互协调的结果。其中α-Amy-1、α-Amy-4、α-Amy-5的上调幅度最大,为淀粉降解和代谢过程的主效基因。值得注意的是胞内淀粉酶基因α-Amy-1在第10天时达到约90倍的上调表达水平。我们推测：金针菇胞外淀粉酶将淀粉分解为小分子单糖的同时,其胞内淀粉酶也参与了这些糖类的吸收和运输过程。     

Genetical variability of glutamate dehydrogenase activity in monokaryotic and dikaryotic mycelia of the ectomycorrhizal fungus Hebeloma cylindrosporum

Summary Glutamate dehydrogenase (GDH) is the key enzyme of ammonium assimilation by ectomycorrhizal fungi. Its activity might be use as a criterion to select mycelia capable of enhancing the nitrogen nutrition of the host plants. Genetical variability of the GDH activity of the ectomycorrhizal fungus Hebeloma cylindrosporum Romagnési was studied in an attempt to determine if this enzyme activity could be improved by way of chromosomal genetics. The activity of 11 wild strains was compared with that of 70 mycelia obtained as the progeny of a laboratory fruiting strain HC1. These 70 mycelia were 20 monokaryons (5 for each mating type) and the 50 synthesized dikaryons obtained from all the compatible fusions between these monokaryons. The specific GDH activity of the 11 wild strains ranged from 1.5 to 11.6 nkat mg^-1 fungal protein. The activity of the monokaryotic progeny of the HC1 strain was, on average, three times lower (2.85 n kat mg^-1 fungal protein) than that of the parental dikaryon. In contrast, synthesized dikaryons originating from these monokaryons were very variable and had an average values similar to that of the parental dikaryon (9.1 nkat mg^-1 fungal protein). Eighteen of these synthesized dikaryons contained an activity higher than that of the original HC1 strain. The variation of the GDH activity of these dikaryons involves additive and non additive (interactive) components, each of them accounting for ca. 50% of the genetical variation. The non additive variation could not be explained by a model involving only dominance. These results are discussed with reference to the genetical improvement of mycorrhizal fungi in order to enhance nitrogen nutrition of the host plants.Abbreviations GDH glutamate dehydrogenase - IAA indole-3-acetic acid - NADP nicotimamide adenine dinucleotide phosphate     

Expression of Arabidopsis thaliana xylose isomerase gene and its effect on ethanol production in Flammulina velutipes

To improve the pentose fermentation rate in Flammulina velutipes, the putative xylose isomerase (XI) gene from Arabidopsis thaliana was cloned and introduced into F. velutipes and the gene expression was evaluated in transformants. mRNA expression of the putative XI gene and XI activity were observed in two transformants, indicating that the putative gene from A. thaliana was successfully expressed in F. velutipes as a xylose isomerase. In addition, ethanol production from xylose was increased in the recombinant strains. This is the first report demonstrating the possibility of using plant genes as candidates for improving the characteristics of F. velutipes.     

Tumor-specific gene expression patterns with gene expression profiles

Gene expression profiles of 14 common tumors and their counterpart normal tissues were analyzed with machine learning methods to address the problem of selection of tumor-specific genes and analysis of their differential expressions in tumor tissues. First, a variation of the Relief algorithm, “RFE_Relief algorithm” was proposed to learn the relations between genes and tissue types. Then, a support vector machine was employed to find the gene subset with the best classification performance for distinguishing cancerous tissues and their counterparts. After tissue-specific genes were removed, cross validation experiments were employed to demonstrate the common deregulated expressions of the selected gene in tumor tissues. The results indicate the existence of a specific expression fingerprint of these genes that is shared in different tumor tissues, and the hallmarks of the expression patterns of these genes in cancerous tissues are summarized at the end of this paper.     

人睾丸与脑基因表达谱的相似性

人类的物种形成与进化问题一直是研究的一个焦点。近年来,对于人和灵长类以及果蝇等其他一些动物多种组织基因表达谱的研究表明,在人的进化过程中脑基因表达的改变最为显著,并且脑中许多基因的表达呈显著上调。信息学分析显示,在多种组织当中,人的脑与睾丸可能存在最为相似的基因表达谱。这些结果提示睾丸可能与脑类似,也在人的物种形成和进化历程中起着重要作用。本文对人睾丸和脑基因表达谱的研究进行了回顾,并提出了该研究方向今后的一些研究设想。     

真核基因的快速克隆及表达

以细胞间隙连接蛋白基因Cx26作为目的基因,通过T-A载体介导,构建真核表达重组载体pcDNA3.1( ) /Cx26,重组表达载体转染人鼻咽癌细胞株HNE1,表达Cx26间隙连接蛋白。     

Tumor-specific gene expression patterns with gene expression profiles

Gene expression profiles of 14 common tumors and their counterpart normal tissues were analyzed with machine learning methods to address the problem of selection of tumor-specific genes and analysis of their differential expressions in tumor tissues. First, a variation of the Relief algorithm, "RFE_Relief algorithm" was proposed to learn the relations between genes and tissue types. Then, a support vector machine was employed to find the gene subset with the best classification performance for distinguishing cancerous tissues and their counterparts. After tissue-specific genes were removed, cross validation experiments were employed to demonstrate the common deregulated expressions of the selected gene in tumor tissues. The results indicate the existence of a specific expression fingerprint of these genes that is shared in different tumor tissues, and the hallmarks of the expression patterns of these genes in cancerous tissues are summarized at the end of this paper.