草地贪夜蛾雄性成虫和5龄幼虫的转录组比较分析

【目的】草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是一种新近入侵我国的重要害虫。本研究旨在对草地贪夜蛾雄性成虫和5龄幼虫两个不同发育阶段的转录组进行比较分析。【方法】利用高通量测序技术对草地贪夜蛾雄性成虫和5龄幼虫进行转录组测序和数据组装,并对转录组数据进行功能注释和比较分析。【结果】经de novo组装共获得209 002条转录本,平均长度为687.55 bp,N50为982 bp。共有46 198条(57.43%) unigene在至少一个数据库中获得功能注释,其中1 713条(2.13%) unigene在所有数据库中均能获得注释。在GO数据库中获得205 269条unigene的注释,主要包括68个功能分类;在KEGG数据库中共有3 408条unigene得到注释,涉及277个代谢通路。共鉴定到424个嗅觉相关的基因,并且在雄性成虫和5龄幼虫之间的表达存在差异。通过比较转录组分析,在雄性成虫中鉴定到9 162个上调和6 399个下调差异表达基因(DEGs);功能富集分析发现在上调DEGs中涉及信息素以及信号转导的代谢通路显著富集,而下调DEGs中涉及解毒相关的通路显著富集。【结论】这些转录组数据为探究草地贪夜蛾的生长发育、嗅觉相关功能基因以及候选分子靶标提供资源信息。     

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。     

扇贝“渤海红”与墨西哥湾扇贝转录组SSR信息分析及unigene功能注释

墨西哥湾扇贝是中国南方海域养殖的重要经济贝类,由于连续累代养殖,种质退化严重,扇贝“渤海红”为山东省近几年培育的国家级新品种,性状优势明显。课题组从北方引进扇贝“渤海红”拟与南方墨西哥湾扇贝进行育成杂交,创新墨西哥湾扇贝种质资源。本研究利用MISA软件对两种扇贝转录组测序获得的unigene序列进行检索,开发SSR标记,同时对SSR位点的生物学信息进行分析,对含SSR的unigene进行功能和KEGG代谢通路注释,并利用primer5软件设计SSR引物。结果显示:扇贝“渤海红”转录组中平均8.27 kb出现1个SSR,出现频率为0.11,检索到的11 512个SSR分布于9 681条unigene上,涉及到137种重复基元,二核苷酸SSR数最多(5 469),占比为46.66%,其次是单核苷酸(4 039),占比为34.46%。墨西哥湾扇贝转录组中,共发现12 241个SSR位点,分布于10 362条unigene序列上,平均8.78 kb出现1个SSR,出现频率为0.10,共包含140种重复基元,SSR重复类型以二核苷酸为主,占SSR总数的45.61%。两种扇贝转录组SSR的重复次数主要集中在5～10次。A/T、AT和ATC/ATG分别是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的优势重复基元。两种扇贝转录组中共筛选出33个含SSR的生长相关unigene,且被注释到KEGG代谢通路的含特异SSR的unigene全部富集在新陈代谢和遗传信息处理两大一级通路中。两种扇贝SSR标记的开发,为杂交双亲遗传差异分析、杂交子代鉴定和杂种优势预测等奠定了分子辅助育种基础。     

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55059条单基因簇(unigene),平均长度为1536 bp。将unigene与数据库中的序列进行BLASTX比对,成功注释24354条unigenes,其中4022条unigene在GO数据库中获得注释,6098条unigene在KEGG数据库中获得注释。经过GO与KEGG富集分析显示,松墨天牛成虫携带松材线虫后,差异表达基因主要为与其气管中压力调节、组织与DNA修复、激素响应方面相关的基因。实时荧光定量PCR分析结果显示CDK1,HSP70,HSP75,DUO,PABPN1和IGFP基因的表达量在携带松材线虫的松墨天牛气管中相比未携带松材线虫的松墨天牛气管中的显著上调。【结论】本研究初步阐明松墨天牛携带松材线虫后转录组的整体表达模式,为进一步研究松墨天牛的基因功能及对松材线虫的胁迫响应过程奠定了基础。     

紫鸭跖草根组织应答铜胁迫的转录组分析

紫鸭跖草是一种高耐铜的超积累植物,本研究首次应用RNA-Seq技术对其转录组进行分析。通过全长转录组分析组装了紫鸭跖草耐铜相关候选基因,通过转录组分析,共获得82 471条N50长度为2 299 bp的高质量unigene,为紫鸭跖草的进一步研究提供了丰富的数据。对照组(CK)、300 μmol/L胁迫组(CT1)和1 000 μmol/L胁迫组(CT2)的测序数据已保存在NCBI的SRA数据库中,登录号为SAMN11265427。CT1相比于CK,共有5 028条unigene在根组织中有显著性差异表达,约占全部unigene的6.10%,其中富集上调和下调的基因分别为3 138和1 890条;CT2相比于CT1,根中共有6 813个unigene富集差异表达,占所有unigene的8.26%。其中富集上调和下调的基因分别为2 555和4 258。随机选取10个基因进行qRT-PCR荧光定量分析,结果与Illumina测序数据一致,验证了基因数据差异表达的有效性。上述实验从分子水平上为研究铜胁迫下铜耐受的分子机制提供了理论依据。     

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...     

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。     

阿尔泰蝠蛾(鳞翅目:蝙蝠蛾科)幼虫低温胁迫转录组分析

[目的]本研究旨在通过转录组测序技术分析低温胁迫引起的阿尔泰蝠蛾Hepialus altaicola Wang幼虫基因转录差异及上调表达基因的主要功能类群和参与的主要代谢通路.[方法]采用Illumina HiSeq TM 2500测序平台对阿尔泰蝠蛾幼虫进行转录组测序、组装,利用Blast软件进行数据库比对和基因功能注释,用DEGSeq R软件包分析4℃低温处理与室内适温饲养试虫的差异表达基因,并对上调表达基因进行GO和KEGG代谢途径富集分析.[结果]经序列拼接后共获得100300个unigenes,总长度81600309 bp,平均长度813 bp,N50长度1719 bp.与7大数据库同源比对,共获得34691(34.59％)条unigenes.低温胁迫转录组分析得到11569个差异表达基因(DEGs),7158条基因上调,4411条基因下调.富集到47个GO类群,217个KEGG途径.其中代谢过程、催化、结合活性类群占有重要比例,核糖体、碳代谢、剪接体等途径显著富集.另外,热激蛋白、昆虫表皮蛋白、海藻糖酶、超氧化物歧化酶等非生物胁迫相关基因显著上调表达.[结论]阿尔泰蝠蛾幼虫低温胁迫转录组分析揭示,代谢过程、细胞过程、生物调节、对刺激的反应等生物学过程相关基因和部分非生物胁迫响应基因显著上调表达,提示蝠蛾幼虫可能从抗氧化防御、分子伴侣、体温调节和维持细胞的渗透平衡等多方面应对低温胁迫.     

阿尔泰蝠蛾(鳞翅目:蝙蝠蛾科)幼虫低温胁迫转录组分析

[目的]本研究旨在通过转录组测序技术分析低温胁迫引起的阿尔泰蝠蛾Hepialus altaicola Wang幼虫基因转录差异及上调表达基因的主要功能类群和参与的主要代谢通路.[方法]采用Illumina HiSeq TM 2500测序平台对阿尔泰蝠蛾幼虫进行转录组测序、组装,利用Blast软件进行数据库比对和基因功能注释,用DEGSeq R软件包分析4℃低温处理与室内适温饲养试虫的差异表达基因,并对上调表达基因进行GO和KEGG代谢途径富集分析.[结果]经序列拼接后共获得100300个unigenes,总长度81600309 bp,平均长度813 bp,N50长度1719 bp.与7大数据库同源比对,共获得34691(34.59％)条unigenes.低温胁迫转录组分析得到11569个差异表达基因(DEGs),7158条基因上调,4411条基因下调.富集到47个GO类群,217个KEGG途径.其中代谢过程、催化、结合活性类群占有重要比例,核糖体、碳代谢、剪接体等途径显著富集.另外,热激蛋白、昆虫表皮蛋白、海藻糖酶、超氧化物歧化酶等非生物胁迫相关基因显著上调表达.[结论]阿尔泰蝠蛾幼虫低温胁迫转录组分析揭示,代谢过程、细胞过程、生物调节、对刺激的反应等生物学过程相关基因和部分非生物胁迫响应基因显著上调表达,提示蝠蛾幼虫可能从抗氧化防御、分子伴侣、体温调节和维持细胞的渗透平衡等多方面应对低温胁迫.     

基于高通量测序的阿尔泰蝠蛾(鳞翅目:蝙蝠蛾科)幼虫转录组分析

本研究采用Illumina HiSeq TM 2500测序平台对阿尔泰蝠蛾Hepialus altaicola Wang幼虫进行转录组测序及生物信息学分析.经序列拼接后共获得100133个Unigenes,总长度86319112 bp,平均长度862 bp,N50长度1628 bp.将Unigenes与NR、COG/KOG、Pfam、Swiss-Prot、GO、KEGG数据库比对,共获得38198条Unigenes,其中Nr数据库注释的Unigenes最多,为32381条,占32.34％.通过GO功能分类,共有13216个Unigenes在GO数据库中细胞组分、分子功能和生物学过程等3大类57个分支中找到注释;KEGG通路分析,共有15058条Unigenes被注释,归属于305条代谢通路.CDS预测发现54002条序列可被编码,占全部基因的53.93％.基因注释进一步获得311个与冷适应相关的代谢调节基因,并用FPKM值对基因表达量进行评估.本研究获得的转录组信息及分析结果,为进一步研究阿尔泰蝠蛾的基因功能及低温生态适应性奠定分子基础.     

RNA-Seq探索低水平利奈唑胺耐药粪肠球菌机制

为了探索低水平利奈唑胺耐药粪肠球菌机制,本研究采用Illumina HiSeq 4000高通量转录组测序技术对低水平利奈唑胺耐药粪肠球菌(P10748 MIC:8 mg/L)和利奈唑胺敏感粪肠球菌(3138 MIC:2 mg/L)进行测序及生物信息学分析,以标准菌株ATCC29212作为质量评估参考。利用GO和KEGG数据库对差异表达基因进行注释与富集分析,并利用荧光定量PCR对测序中的差异表达基因进行验证。结果显示,测序共获得了3.57 Gb有效数据,通过De novo拼接获得1 920条unigenes,总长度为2 122 210 bp,平均长度为1 105 bp。差异基因模式聚类分析显示共有150个显著性差异表达基因(FDR≤0.001,|log2 Ratio|≥1),其中141个上调,9个下调。其中生物膜形成和外排泵相关基因esp、optrA、fexA在耐药菌中显著上调。GO功能注释结果显示,催化活性、代谢过程和细胞是注释最多的条目;Pathway富集分析发现,肽聚糖生物合成、缬氨酸亮氨酸和异亮氨酸的降解和硫代谢为显著性富集通路(p<0.05)。荧光定量PCR结果与测序结果基本一致。推测膜转运蛋白和生物膜形成可能在耐药机制中具有重要作用,为低水平利奈唑胺耐药肠球菌机制提供了可参考的耐药靶标。     

侧孢短芽孢杆菌S2-31拮抗下细辛叶枯病菌转录组差异表达分析

通过分析侧孢短芽孢杆菌拮抗作用下叶枯病菌的转录组学特征,研究差异表达基因(DEGs)和代谢通路的富集情况,初步探索侧孢短芽孢杆菌拮抗叶枯病菌的分子机制.首先利用S2-31与叶枯病菌的对峙培养观察其拮抗作用,然后利用转录组测序探究侧孢短芽孢杆菌拮抗下和正常生长下的叶枯病菌的基因表达水平差异,并进行RT-qPCR验证,最后...     

沙葱萤叶甲对蜕皮激素响应的转录组分析

为建立沙葱萤叶甲Gauleruca daurica成虫对蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)响应的转录组数据库,挖掘对20E响应的基因以及代谢和信号通路,并在转录组水平探讨20E调控生殖滞育的分子机制,本研究采用Illumina HiSeqTM4000高通量测序平台对20E及二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)处理后的沙葱萤叶甲成虫进行了转录组测序,共获得80 313个unigene;与阴性对照DMSO相比,共获得201个差异表达基因,其中106个上调、95个下调。GO和KEGG富集分析表明,多数差异表达功能基因富集于各种代谢通路,其中核黄素代谢(riboflavin metabolism)、溶酶体(lysosome)和泛酸与乙酰辅酶A合成(pantothenate and CoA biosynthesis)通路显著富集(q<0.05)。结果表明,20E可能通过影响多种代谢通路调控沙葱萤叶甲的生殖滞育。