多球壳菌素介导线粒体功能调控酵母细胞衰老

多球壳菌素是前期鉴定出的一种抗衰老活性小分子,为了较全面理解多球壳菌素的抗衰机制,本研究利用模式生物芽殖酵母为材料,借助DNA Microarray技术、生物信息学手段并结合相关功能实验分析了多球壳菌素对对数期芽殖酵母细胞基因表达谱、基因本体聚类及相关信号通路的影响。结果显示,多球壳菌素对细胞转录组产生了显著影响,共导致1 648个基因的差异表达(FDR0.05,Fold Change1.5),其中843个基因显著上调,805个基因显著下调。进一步对基因本体聚类、信号通路分析及功能实验验证显示,线粒体相关功能和信号通路是多球壳菌素作用的一个主要靶点,本研究对多球壳菌素的进一步开发利用奠定了重要的理论基础。     

金针菇成熟期和伸长期菌盖的转录组与蛋白组比较分析

菌盖是大型真菌的重要组成部分,也是其产生有性孢子的部位,但是其发育机制仍不明确。本研究以金针菇Flammulina filiformis为材料,采用转录组和蛋白组联合分析的方法,比较分析了金针菇成熟期和伸长期菌盖的差异基因与蛋白,并对其进行GO (gene ontology)功能聚类分析、KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析和蛋白互作网络分析。本研究筛选到差异表达基因有1 391个,差异表达蛋白147个,均以上调表达为主。GO功能聚类分析结果表明,催化活性(catalytic activity)条目富集基因最多,其次是细胞组分(cell part)、细胞过程(cellular process)和细胞器(organelle)。KEGG富集分析结果表明,差异表达基因和蛋白主要富集在碳水化合物代谢通路(carbohydrate metabolism)和氨基酸代谢通路(amino acid metabolism)等。本研究选取了9个关键的差异表达基因,使用实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR,RT-qPCR)对其表达量进行了验证。RT-qPCR验证结果与转录组测序结果相一致。蛋白互作网络分析表明,水解酶类、结构域类和转录调节类蛋白为互作网络的主要结点。本研究联合转录组、蛋白组测序数据,通过分析差异基因与蛋白,为深入了解金针菇菌盖发育机制提供数据参考。     

乙烯诱导水仙成花相关代谢物和基因的筛选与分析

为了解乙烯诱导水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)成花的生理和分子机制,利用代谢组和转录组测序技术,筛选乙烯诱导水仙成花的差异表达代谢物和基因。结果表明,乙烯处理的侧芽检测到12个差异表达代谢物(DEM),包括7个上调,5个下调,其中,(±)7-表茉莉酸、多巴胺、亚精胺可能与乙烯诱导水仙成花正相关,而吲哚及其衍生物呈负相关。转录组共获得1 021个差异表达基因(DEG),包括615个上调,406个下调,在DEG中鉴定筛选了45个与乙烯信号传导和开花相关的差异表达基因。乙烯诱导水仙成花启动可能先激活水仙鳞茎内源植物激素(尤其乙烯)信号通路的变化,与开花促进基因FPF1和MADS15的上调表达密切相关。9个基因的qRT-PCR结果验证了RNA-Seq的正确性。这些差异表达的代谢物和基因在水仙成花启动过程中可能具有重要作用。     

两种药物协同效应对酵母细胞转录组的影响

寻找抗衰老活性分子并研究其作用机制是衰老药物学的研究重点和热点。前期研究发现活性分子多球壳菌素和雷帕霉素可通过分子间协同效应延缓芽殖酵母细胞衰老。为了考察这两种小分子协同效应对细胞转录组的影响,利用DNA Microarray技术及生物信息学手段系统分析了这两种小分子药物协同处理对基因表达谱、基因本体聚类及相关信号通路的影响。研究结果显示,药物协同效应对细胞转录组产生了显著影响,共导致2 546个基因的差异表达(FDR0.05,Fold Change10%),其中1 157个基因显著上调,1 389个基因显著下调。进一步对基因本体聚类及信号通路分析显示,线粒体相关的分子功能、细胞组分、生物学过程和信号通路是此协同效应的一个主要靶点,其他可能的作用靶点还包括核糖体的生物发生、细胞骨架及过氧化物酶体代谢。     

Serine palmitoyltransferase inhibitor myriocin induces growth inhibition of B16F10 melanoma cells through G(2) /M phase arrest

Objectives: Melanoma is the most aggressive form of skin cancer, and it resists chemotherapy. Candidate drugs for effective anti‐cancer treatment have been sought from natural resources. Here, we have investigated anti‐proliferative activity of myriocin, serine palmitoyltransferase inhibitor, in the de novo sphingolipid pathway, and its mechanism in B16F10 melanoma cells. Material and methods: We assessed cell population growth by measuring cell numbers, DNA synthesis, cell cycle progression, and expression of cell cycle regulatory proteins. Ceramide, sphingomyelin, sphingosine and sphingosine‐1‐phosphate levels were analysed by HPLC. Results: Myriocin inhibited proliferation of melanoma cells and induced cell cycle arrest in the G₂/M phase. Expressions of cdc25C, cyclin B1 and cdc2 were decreased in the cells after exposure to myriocin, while expression of p53 and p21^waf1/cip1 was increased. Levels of ceramide, sphingomyelin, sphingosine and sphingosine‐1‐phosphate in myriocin‐treated cells after 24 h were reduced by approximately 86%, 57%, 75% and 38%, respectively, compared to levels in control cells. Conclusions: Our results suggest that inhibition of sphingolipid synthesis by myriocin in melanoma cells may inhibit expression of cdc25C or activate expression of p53 and p21^waf1/cip1, followed by inhibition of cyclin B1 and cdc2, resulting in G₂/M arrest of the cell cycle and cell population growth inhibition. Thus, modulation of sphingolipid metabolism by myriocin may be a potential target of mechanism‐based therapy for this type of skin cancer.     

基于转录组的冬虫夏草菌微循环产孢研究

为研究冬虫夏草菌（Ophiocordyceps sinensis）微循环产孢过程中的分子机理,采用高通量测序技术,对微循环产孢前后冬虫夏草菌的转录组进行研究。筛选获得差异表达基因6 902个。Gene Ontology（GO）功能聚类分析表明,差异表达基因主要参与分子功能、胞内运输、核糖核蛋白复合体等生物学通路。京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)功能富集分析结果表明,差异表达基因参与了核糖体、嘧啶代谢、蛋白酶体、嘌呤代谢、甘氨酸代谢等过程。Mmc、Mcb、MaH1、MaPP5、MaAGA、Pyk等候选基因不同程度的参与了冬虫夏草菌微循环产孢过程,其中Mcb家族基因可能起到关键作用。通过qRT PCR验证差异表达基因,定量结果与转录组测序结果一致。本研究为进一步揭示冬虫夏草菌微循环产孢分子机制以及关键基因的调控提供了重要信息。     

三峡库区消落带野生狗牙根对水淹适生性的转录组分析

为探究狗牙根对水淹环境的适生性机制,取长势一致的狗牙根分为未水淹对照组(A1)和30 cm沉水处理组(A2),A2水淹15 d后两组同时采样,提取样本总RNA作转录组测序。A1和A2测序数据经de novo组装分别获得128031和83363条高质量Unigene;A1和A2对比发现28844条差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),其中11858条DEGs上调表达,16986条DEGs下调表达;功能注释显示,这些DEGs主要集中在转录、翻译、碳水化合物代谢和环境适应等途径;信号通路富集显示,包括植物对病原体的防御、物质代谢、光合作用、形态发育和抗氧化等过程的103个信号通路与狗牙根对水淹生境的适生性有关;随机挑选4个DEGs作qRT-PCR分析,荧光定量结果与测序数据基本一致,说明基于转录组分析DEGs的表达情况较为可靠。该工作或可为进一步挖掘与狗牙根水淹适生性相关的调控基因和功能基因提供基础。     

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...     

生物膜形成中间状态下副溶血弧菌的基因转录谱分析

【目的】探究生物膜形成中间状态下副溶血弧菌的差异基因表达情况,为今后研究生物膜形成调控机制提供基因信息。【方法】以非生物膜形成条件下为参照,采用Illumina HiSeq测序平台进行转录组测序（RNA sequencing,RNA-seq）研究,分析生物膜形成中间状态下副溶血弧菌的基因表达情况,并采用实时定量PCR （quantitative real-time PCR,qPCR）进行验证。【结果】本研究共获得979个差异显著性表达基因（differentially expressed gene,DEG）,其中下调基因379个,上调基因600个。基因本体（gene ontology,GO）分类分析结果显示,共有363个DEGs注释到分子功能、细胞组分和生物学过程3个一级分类和30个二级分类;京都基因和基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）代谢途径分析结果显示,共有706个DEGs归到37个代谢通路中（Q value<0.05）,差异表达基因主要集中在细胞代谢和转运通路上;蛋白相邻类的聚簇（clusters of orthologous groups,COG）分类结果显示,有888个DEGs可归为20个类别,涉及DEGs最多的为氨基酸转运与代谢、一般功能预测基因、能量产生与转换以及未知功能基因。qPCR验证挑选的DEGs变化趋势均与RNA-seq的结果一致。此外,从转录组数据中共筛选出10个c-di-GMP代谢相关基因、1个侧生鞭毛蛋白基因（lafA）、13个极生鞭毛合成相关基因、6个荚膜多糖合成相关基因、6个胞外多糖合成相关基因、5个IV型菌毛合成相关基因、膜融合蛋白（membrane fusion protein,Mfp）基因（cpsQ-mfpABC）、14个III型分泌系统1（T3SS1）相关基因、14个Vp-PAI基因（1个tdh2和13个T3SS2基因）、3个VI型分泌系统1（T6SS1）相关基因、6个T6SS2基因、45个推定调控子基因和15个推定的外膜蛋白基因。【结论】生物膜形成引起副溶血弧菌基因表达谱发生明显变化,差异表达基因中包含生物膜形成相关基因、关键毒力基因和许多推定调控子基因等,这为后续研究生物膜形成调控机制提供重要信息。     

东乡野生稻苗期响应低温胁迫的转录组分析

为了解东乡野生稻（Oryza rufipogon）对低温胁迫的响应机制,对苗期的RNA-seq转录表达谱进行了研究。结果表明,与对照相比,共检测到10 200个差异表达基因（DEGs）,其中5 201个上调表达,4 999个下调表达,其中有426个DEGs位于已报道的水稻耐冷QTL区间,且37个为耐冷调控相关的家族基因。GO功能分类和KEGG代谢路径分析表明,核酸结合转录因子活性、氨基酸生物合成以及光合作用代谢等均参与响应低温胁迫过程。实时荧光定量分析表明,ABA响应蛋白基因、MYB转录因子和40S核糖体蛋白SA基因等12个可能与低温胁迫响应相关的DEGs表达模式与RNA-seq的一致。可见,植物激素传导途径和转录因子相关调控基因在东乡野生稻苗期响应低温胁迫过程中起重要作用。     

基于比较转录组学分析NaCl胁迫影响德尔卑沙门氏菌的耐渗机制

【目的】研究高渗胁迫条件下德尔卑沙门氏菌(Salmonella enterica subsp. enterica Derby, S. Derby)的转录组调控机制,分析差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)表达水平,探究在高渗胁迫影响下德尔卑沙门氏菌耐渗反应的相关代谢通路。【方法】通过高渗胁迫诱导德尔卑沙门氏菌的耐渗性,提取菌株的总RNA,去除rRNA,构建cDNA文库。利用转录组测序技术及生物学信息技术分析相关DEGs,并通过实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR, qRT-PCR)进行验证。【结果】胁迫组德尔卑沙门氏菌通过转录组测序结果发现有3 950个DEGs,其中具有显著上调的基因21个,显著下调基因38个。涉及到细胞膜蛋白、氨基酸的代谢等相关基因上调,协助德尔卑沙门氏菌在高渗环境中存活。与此同时,胁迫组德尔卑沙门氏菌的糖转运系统(sugar transport system, PTS)、糖酵解过程以及抗氧化性相关基因表达显著下调,这是由于高渗环境菌体需要在体内储存大量糖类等物质,从而降低了糖原的消耗,进而导致细胞外膜的脂多糖合成受到抑制,降低了高渗胁迫下德尔卑沙门氏菌细胞膜表面的O抗原的合成。【结论】高渗环境诱导后显著提高了德尔卑沙门氏菌的耐渗性,其中Na⁺/H⁺逆向转运蛋以及谷氨酸的代谢通路发挥着重要的作用,为进一步了解以及更好地控制其在食品中的污染提供了理论依据。     

Global Analysis of Differentially Expressed Genes and Proteins in the Wheat Callus Infected by Agrobacterium tumefaciens

Agrobacterium-mediated plant transformation is an extremely complex and evolved process involving genetic determinants of both the bacteria and the host plant cells. However, the mechanism of the determinants remains obscure, especially in some cereal crops such as wheat, which is recalcitrant for Agrobacterium-mediated transformation. In this study, differentially expressed genes (DEGs) and differentially expressed proteins (DEPs) were analyzed in wheat callus cells co-cultured with Agrobacterium by using RNA sequencing (RNA-seq) and two-dimensional electrophoresis (2-DE) in conjunction with mass spectrometry (MS). A set of 4,889 DEGs and 90 DEPs were identified, respectively. Most of them are related to metabolism, chromatin assembly or disassembly and immune defense. After comparative analysis, 24 of the 90 DEPs were detected in RNA-seq and proteomics datasets simultaneously. In addition, real-time RT-PCR experiments were performed to check the differential expression of the 24 genes, and the results were consistent with the RNA-seq data. According to gene ontology (GO) analysis, we found that a big part of these differentially expressed genes were related to the process of stress or immunity response. Several putative determinants and candidate effectors responsive to Agrobacterium mediated transformation of wheat cells were discussed. We speculate that some of these genes are possibly related to Agrobacterium infection. Our results will help to understand the interaction between Agrobacterium and host cells, and may facilitate developing efficient transformation strategies in cereal crops.