基于PacBio平台的紫娟茶树全长转录组分析

紫娟(Camellia sinensis var. Asssamica (Masters) kitamura)是珍稀茶树种质的典型代表,其叶片色泽呈现紫色,富含花青素、儿茶素以及黄酮等活性成分。为探讨紫娟茶树叶片呈色以及次级代谢过程的遗传基础,以紫娟茶树为材料,采用Pac Bio平台进行全长转录组测序,最终获得Polished consensus序列205 911个。在NR数据库有163 519个同源序列比对到914个物种;有99 503个在KOG数据库得到注释,根据其功能分为26类;有76 829个得到GO注释,分为细胞组分、分子功能及生物学过程等3大类的54个功能组;根据KEGG数据库,109 748个被注释到216个代谢途径分支,其中氨基酸代谢的7 731个、类黄酮生物合成的有644个、单萜的合成的有57个、萜类化合物骨架生物合成487个、黄酮和黄酮醇的生物合成的有88个、花青素合成1个;同时预测到CDS有199 245个、转录因子有6 838个;此外,还检测到了180 293个SSR位点,其中以单碱基重复最丰富有103 535个,其次是双碱基43 240和三碱基30 883。本研究结果为开展紫娟茶树叶片呈色机理以及花青素、黄酮类等物质合成途径与调控机制和特异性状基因的标记性引物开发提供重要的数据支持。     

不同病理分期肺腺癌患者血清代谢组学研究

肺癌是当今世界最常见的恶性肿瘤之一,其新发率和死亡率多年来都居于各类癌症之首,其中85%的肺癌都是非小细胞癌,而腺癌又是最常见的非小细胞癌。肺癌的高隐匿性是造成其高死亡率的最主要原因,因此为肺癌的早期诊断和病理分期寻求高效可靠的方法是十分必要的。代谢组学揭示了小分子代谢物的一系列变化,反映了生命活动的最终状态,因此也能直接反映疾病不同发展阶段的病理生理变化。本研究利用核磁共振氢谱(1H-NMR),对在我院就诊的27例不同病理分期的肺腺癌患者和13例健康志愿者进行了血清代谢物分析,运用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)对1H-NMR数据进行建模,单变量统计分析对模型进行评价。结果表明肺腺癌患者组的血清中有14种代谢物出现明显差异,其中丙酮酸、丙氨酸、NAC1、乳酸、GPC和甘氨酸比起对照组来有显著上升,而葡萄糖、谷氨酰胺、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、丙酮、乙酰乙酸和苏氨酸则显著下降。而在不同分期肺腺癌患者间进行比较后发现,异亮氨酸、乙酰乙酸、NAC1和乳酸的变化与肺腺癌的发展有相关性,可能是肺腺癌早期诊断和分期的潜在生物标志物。     

养殖施氏鲟的性腺转录组特征分析

鲟是目前世界上最古老的软骨硬鳞鱼类之一, 雌雄个体之间无明显的第二性征。为了解人工养殖下鲟性腺发育的分子特征, 研究以人工养殖2龄施氏鲟(Acipenser schrenckii Brandt)为研究对象, 对其精巢与卵巢进行转录组测序分析。结果发现, 雌雄性腺中共有19690个差异表达基因转录本, 其中与性别分化相关基因包括转录因子Dmrt1、Sox9、Foxl2等和生长转化因子Amh、Bmp15、Gdf9等。另外, 通过差异表达基因KEGG代谢通路富集分析发现了4条与卵巢发育相关的通路, 分别为黄体酮介导的卵母细胞成熟、卵母细胞减数分裂、卵巢类固醇合成、促性腺激素释放激素信号通路。其中, 卵巢类固醇合成通路中18个差异表达基因的表达模式暗示了2龄施氏鲟限制卵巢雌激素的合成, 但精巢中雄激素的合成未受影响。研究结果为研究鲟性腺分化和发育机制以及今后在mRNA表达水平上鉴定鲟性别提供了基础。     

糖尿病患者肠道菌群特征及其相关性的系统评价

目的对糖尿病患者肠道菌群特征及其相关性进行系统评价。方法检索知网、维普、万方、PubMed、Cochrane library、Embase等数据库关于糖尿病患者肠道菌群特征及其相关性的文献,同时追踪纳入文献的参考文献,时限为2009年3月至2019年3月,采用统一提取表,由两名研究者独立按照规定的纳入排除标准进行文献提取和方法学质量评估。最后采用RevMan 5.3软件进行Meta合并,Stata 12.0软件进行亚组分析与发表性偏倚识别。结果共纳入25篇研究,合计2 209例患者。Meta分析显示:(1)糖尿病患者菌群总量(SMD=-0.30,P=0.53)、乳杆菌数量(SMD=-0.79,P=0.20)下降,拟杆菌数量(SMD=1.43,P=0.12)、梭菌数量(SMD=0.28,P=0.40)增加,差异均无统计学意义,双歧杆菌数量(SMD=-1.82,P=0.02)下降,差异有统计学意义。(2)糖尿病患者菌群Shannon指数I~2=91%,r=-0.21[-0.32,0.09],P0.05;Chao1指数I~2=0%,r=-28.17[-40.85,-15.48],P0.05;均下降。(3)拟杆菌、双歧杆菌、梭菌与空腹血糖的相关性分别为:I~2=0%,r=-0.15[-0.27,-0.03];I~2=0%,r=-1.16[-1.42,0.91];I~2=0%,r=-0.28[-0.42,-0.14],均P0.05。而乳杆菌的相关性差异无统计学意义:I~2=47%,r=-0.00[-0.30,0.29],P=0.98。(4)乳杆菌和拟杆菌与炎症因子(TNF-α、IL-6)呈负相关,乳杆菌(r=-0.43;r=-0.60),P0.05;拟杆菌(r=-0.58;r=-0.58),P0.05,差异有统计学意义。结论糖尿病患者肠道菌群总量无明显变化,但有益菌含量和多样性下降,拟杆菌、双歧杆菌和梭菌含量与血糖水平呈负相关,而乳杆菌无相关,其结果还需要大样本、高质量的研究加以论证。     

植物病害防治相关微生物组研究进展与展望

微生物是人类活动过程中重要的生物资源。植物及其根围土壤中生存着大量多种多样的微生物,这些微生物与植物健康之间存在着密不可分的关系。近年来,基因测序技术的快速发展为植物微生物组结构和功能的研究提供了极大的便利,多种植物相关的微生物组得到了解析。同时更多研究者聚焦于植物病害相关的微生物组研究,通过差异分析,发现了一些特定的有益于植物健康的微生物菌群。此外,植物根围或根内微生物塑造的内在原理也得到了进一步的揭示。一系列植物微生物组研究为植物病害防治和新的微生物资源的挖掘提供了更多思路。     

系统生物学在认知功能障碍研究中的应用

认知功能障碍可导致患者日常生活能力、社会适应能力明显下降,严重影响患者的生活质量。根据近年来众多研究显示,认知功能障碍的发生发展与基因、蛋白质、微生物等内环境因素的失调和紊乱有关。基于系统生物学的研究,梳理了近年来国内外研究学者在代谢组学、蛋白质组学、基因组学和肠道微生物组学层面对认知功能障碍的研究,并对系统生物学在认知功能障碍中的应用前景进行了展望,以期为认知功能障碍相关研究提供参考。     

肺部微生物组通过炎症反应介导慢性阻塞性肺疾病转化为肺癌的研究进展

肺部微生物组存在于呼吸道和实质组织中,通过菌群紊乱、代谢产物、炎症反应、免疫反应、基因毒性等方面介导肺部损伤。随着肺部微生物组的深入研究,发现肺部微生物组的相关活动与慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)和肺癌息息相关,能够促使COPD向肺癌的转变。本文主要介绍了肺部微生物组稳态及其通过炎症反应导致COPD和肺癌,重点探讨了肺部微生物组如何通过炎症反应介导COPD转化为肺癌,以期为COPD和肺癌的临床预防、优化治疗以及新型药物设计提供新的理论依据。     

柞蚕微粒子病潜在生物标志物的挖掘

【目的】挖掘柞蚕Antheraea pernyi微粒子病的潜在生物标志物,为开发该病害检测方法及研究柞蚕被微孢子虫Nosema pernyi侵染后体内代谢产物的差异及功能奠定基础。【方法】利用高效液相色谱和高分辨率质谱进行非靶向代谢组学分析,调查健康和患微粒子病柞蚕雌成虫血淋巴中代谢物差异。【结果】正离子模式下从健康和患微粒子病柞蚕雌成虫血淋巴中共获得8 870个代谢物,注释代谢物5 390个,筛选到差异表达代谢物472个(上调260个,下调212个),其中二级鉴定差异表达代谢物12个(上调8个,下调4个);负离子模式下获得6 716个代谢物,注释代谢物3 848个,筛选到差异表达代谢物301个(上调207个,下调94个),其中二级鉴定差异表达代谢物9个(上调8个,下调1个)。正离子模式下二级鉴定的差异表达代谢物包括缬氨酸(valine)、苯并噻唑(benzothiazole)、3-脱羟基肉碱(3-dehydroxycarnitine)、1 甲基鸟嘌呤(1-methylguanine)、2-乙氧基萘(2-ethoxynaphthalene)、N6-乙酰基-L-赖氨酸(N6-acetyl-L-lysine)、生物素(biotin)、桑色素(morin)、噻吗洛尔(timolol)、酰基肉碱15∶0(acylcarnitine 15∶0)、酰基肉碱18∶4(acylcarnitine 18∶4)和异槲皮苷(isoquercitrin);负离子模式下二级鉴定的差异表达代谢物包括二甲基丙二酸(dimethylmalonic acid)、戊二酸(glutaric acid)、2,5-二羟基苯甲酸(2,5-dihydroxybenzoic acid)、1,3-二乙酰基丙烷(1,3-diacetylpropane)、3-(4-羟基苯基)乳酸(DL-p-hydroxyphenyllactic acid)、泛酸(pantothenate)、荧光素(fluorescein)、飞燕草素-3-O-beta-吡喃葡萄糖苷(delphinidin-3-O-beta-glucopyranoside)和溶血磷酯酰肌醇16∶1 (lysoPI 16∶1)。【结论】健康与患柞蚕微粒子病的柞蚕雌成虫血淋巴内代谢物具有显著差异,通过代谢组学挖掘出21个二级鉴定的差异表达代谢物,这些代谢物可作为潜在生物标志物用于开发柞蚕微粒子病的检测方法。     

家蚕5龄幼虫精巢和卵巢microRNA芯片及转录组比较分析

【目的】本研究旨在通过对家蚕Bombyx mori 5龄幼虫精巢和卵巢组织微小RNA (microRNA, miRNA)基因芯片及转录组进行分析,找到参与家蚕性腺发育相关的miRNA分子及可能的靶基因。【方法】采用新一代高通量测序平台对家蚕5龄幼虫精巢和卵巢(分别定义为Test和Control)进行miRNA基因芯片检测及转录组测序分析,根据P＜0.05且log₂(fold change, FC)≥2的标准,通过比较筛选出Test vs Control的差异表达miRNA;根据q≤0.05且|log₂(fold change)|≥1的标准,通过比较筛选出Test vs Control的差异表达基因 (differentially expressed genes, DEGs);随机选取8个上调和12个下调差异表达miRNA,对其表达及其预测的5个靶基因进行qRT-PCR验证;对DEGs以及差异表达miRNA的靶基因进行KEGG通路富集分析。【结果】从精巢和卵巢样本中(Test vs Control)分别鉴定出68个差异表达miRNA和3 991个DEGs,其中上调和下调miRNA分别为36和32个,上调和下调DEGs分别为2 033和1 958个。差异表达miRNA的qRT PCR验证结果均与芯片数据一致。KEGG通路富集分析结果显示DEGs在新陈代谢及核糖体的信号通路显著富集。对差异表达miRNA在DEGs中的可能靶基因进行预测,结果找到了4组表达趋势相反的miRNA与靶基因：分别是bmo-miR-2774a与LOC101745556;bmo-miR-92b与LOC101735954以及bmo-miR-3266与LOC733130和LOC778467;1组表达趋势一致的miRNA与靶基因：bmo-miR-3321与LOC101744895。5个靶基因的qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致。【结论】本研究获得了家蚕5龄幼虫精巢和卵巢转录组及miRNA芯片数据,筛选并验证了4组差异表达和1组一致表达miRNA及潜在靶基因,为探究家蚕精巢和卵巢发育差异奠定了基础。