二代测序法深度分析水痘疫苗Oka株病毒基因特征

采用二代测序(next-generation sequencing,NGS)技术,对上海生物制品研究所有限责任公司(简称SIBP)2015-2017这3个年度生产的Oka株水痘疫苗进行深度测序,从分子水平分析疫苗质量的一致性,并与不同厂家疫苗/毒种进行比较,分析它们之间的遗传特征相关性。结果显示,3个年度生产的水痘疫苗中平均有77个位点的疫苗型位点检出频率(proportion of vaccine-type allele,Pv)≥10%,至少在两批疫苗中出现Pv≥10%的位点数共76个,两两之间Pv最大差值<10%,与平均值的最大差值为<5%。共有40个位点的Pv均值≥30%,其中19个位点导致氨基酸残基变异;15个位于ORF62区域。筛选出35个位点,比较5个公司水痘疫苗/毒种的Oka株病毒基因序列,结果显示它们之间存在相关性,同时存在一定的差异。研究表明,SIBP不同年度生产的水痘疫苗Oka株病毒具有良好的分子水平上的一致性,为疫苗质量管理与市场监督提供了方法和基础数据。     

循环水养殖系统中凡纳滨对虾肠道微生物对三种复合益生菌制剂的响应

【目的】在循环养殖系统中应用不同的复合益生菌制剂,探讨凡纳滨对虾肠道菌群结构特征及免疫水平发生的变化。【方法】30 d养殖周期结束后,通过平板计数法分析肠道细菌总数和弧菌总数;基于高通量测序技术分析肠道样品V3+V4区菌群特征;采用实时荧光定量PCR技术分析免疫相关因子TLR1和Dorsal基因表达水平,阐述益生菌制剂应用的意义。【结果】益生菌制剂的应用降低了凡纳滨对虾肠道中细菌总数,抑制弧菌的生长,间接预防疾病的发生。不同益生菌制剂从不同程度上优化了凡纳滨对虾肠道菌群结构,提高高质量序列和有效OTU数量,Chao1、Simpson、Shannon指数显示了丰富度和多样性变化,复合益生菌制剂3效果较好。同时,菌群结构得到优化,其中益生菌制剂1组对拟杆菌门含量百分比产生显著影响。Toll受体TLR1和Toll通路中的Dorsal基因m RNA表达受到益生菌制剂的影响,1、3组促进了TLR 1表达,1、2、3组都促进了Dorsal基因表达。【结论】在循环水养殖系统中添加益生菌制剂可优化凡纳滨对虾肠道菌群特征,提高免疫水平,为病害防控和健康养殖提供理论依据。     

导读

得益于基因组测序技术的快速发展,生命科学已经进入后基因组时代.许多重要农作物的全基因组测序工作已经完成公布,如何快速高效地评估验证基因的生物学功能是将这些理论知识转化为生产应用的关键.自1943年德国植物学家Friedrich Laibach首次提出将十字花科拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为模式植物以来[1],全球科研团队先后对这一物种展开大量的基础性研究,并逐步积累建成了一个规模庞大、功能齐全的基因组数据库(The Arabidopsis Information Resource,TAIR).     

菜籽饼肥对香蕉枯萎病的防效及其对土壤细菌的影响

研究菜籽饼肥对香蕉枯萎病的防治效果,探究菜籽饼肥施用后对土壤细菌群落的影响.设置2组实验,CN组为菜籽饼肥处理组,YN组为对照实验组.种植120d后,统计各组的发病率;利用qPCR技术检测2组中的FOC4孢子数量;采集2组土壤,利用Illumina Miseq高通量测序平台对CN处理组与YN对照组的土壤细菌群落结构和差异进行分析对比.实验研究发现:(1)施菜籽饼肥的CN处理组枯萎病发病率比YN对照组低63.33％;施用菜籽饼肥的处理土壤中FOC4的数量由2.94×104个/克土下降为1.96×103个/克土,YN对照组土壤中FOC4孢子的数量由2.94×104个/克土上升为4.55×105个/克土,CN处理组较YN对照组枯萎病菌数量下降了 2个数量级;(2)土壤细菌宏基因组微生物分类测序结果显示,CN处理组的Alpha多样性指数均优于YN对照组,这表明施用菜籽饼肥后增加了土壤细菌群落的丰度及多样性;(3)在门水平上,菜籽饼肥处理增加了变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度,同时也降低了酸杆菌门(Acidobact-eria)、厚壁菌门(Firmicutes)和Patescibacteria等菌门的相对丰度;在属水平,CN处理组中的不动杆菌属(Aci-netobacter)、水杆菌属(Aquabacterium)、热单胞菌属(Thermomonas)、产黄杆菌属(Rhodanobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和奥托氏菌属(Ottowia)等菌属的相对丰度较YN对照组有明显提高,而酸热菌属(Acidother-mus)、Bryobacter菌属以及Acidipila等菌属相对丰度较YN对照组有所减少.施用菜籽饼肥可以改变土壤中细菌的群落结构,显著降低土壤中FOC4孢子数量,从而降低香蕉枯萎病的发病率.本研究结果为菜籽饼肥用于香蕉枯萎病综合防控提供了理论依据.     

封面说明

自1997年第一只克隆羊多利的诞生拉开了人造生命的序幕,2010年,可谓是人造生命科学发展的一个新的里程碑。本刊2011年封面设计的灵感来自于人造生命技术的蓬勃发展：①封面背景以第三代测序技术即基于纳米孔的单分子实时DNA测序技术的研制成功为契机（图中,偏下）,这为人造生命及人类健康提供了强有力的技术支撑。②封面图案以2010年诺贝尔生理与医学奖的体外受精技术（即试管婴儿）,在     

环境微生物宏基因组学研究中的生物信息学方法

高通量测序技术的发展促进了组学技术在环境微生物研究中的广泛应用,而宏基因组学是目前最为关键和成熟的组学方法。生物信息学在微生物宏基因组学研究中具有至关重要的作用。它贯穿于宏基因组学的数据收集和存储、数据处理和分析等各个阶段,既是宏基因组学推广的最大瓶颈,也是目前宏基因组学研究发展的关键所在。本文主要介绍和归纳了目前在高通量宏基因组测序中常用的生物信息学分析平台及其重要的信息分析工具。未来几年之内,测序成本的下降和测序深度的增加将进一步增大宏基因组学研究在数据存储、数据处理和数据挖掘层面的难度,因此相应生物信息学技术与方法的研究和发展也势在必行。近期内我们应该首先加强基础性分析和存储平台的建设以方便普通环境微生物研究者使用,同时针对目前生物信息分析的瓶颈步骤和关键任务重点突破,逐步发展。     

乳酸菌微进化的研究进展

摘要:乳酸菌是食品工业中重要的微生物,乳酸菌微进化研究有助于深入解析其生物学功能与机制。随着分子生物学的发展,多位点序列分型(Multi-locus Sequence Typing,MLST)及基因组重测序(Whole-genome resequencing)等技术手段应运而生,使得从分子水平上阐述乳酸菌的系统发育和种群进化关系成为可能。MLST已被广泛用于乳酸菌遗传多样性和种群结构等微进化研究中,近期,测序成本的锐减使全基因组测序技术在乳酸菌微进化研究中的优势日益突显。本文对乳酸菌微进化的理论基础、研究方法和意义进行了阐述,并介绍了全基因组测序技术在乳酸菌微进化方面的应用,旨在为乳酸菌微进化分析研究提供新思路。     

代表活性污泥中苯酚降解菌群的ERIC-PCR产物片段的多态性

对可能代表活性污泥中两个时期的主要苯酚降解菌群的：ERIC-PCR指纹图谱中的两条2．1kb的条带(P1和P8)中的DNA片段进行克隆、转化,得到193个转化子。．HinfⅠ物理图谱分析得到35种酶切类型,将两端各进行1次测序后,同源性大于90％的克隆归为一类,共得到10种序列类型。对各类型的代表克隆进行了全长测序,5种类型为P1条带所有,3种类型为P8所有,二者共享的类型为2种,丰度最高的片段为S3,P1条带中76．3％的转化子和P8条带中66．7％转化子属该类型。对所得序列进行检索分析,它们与GenBank中已知基因序列均无显著同源性。用S3特异性引物对活性污泥样品及其它在LB、dCGY、MP和FWM培养基上的回收菌进：行扩增,除LB上的回收菌没有显示目的条带外,活性污泥和其回收菌中均检测到带有该基因组片段的菌种的存在。研究为专一性分离降酚活性污泥中的优势菌提供了分子探针。     

利用RNA-seq技术分析棘腹蛙编码区微卫星特征

棘腹蛙Paa boulengeri的遗传研究和基因组信息比较匮乏,致使可有效利用的分子标记非常有限。以棘腹蛙RNA-seq高通量测序数据为基础进行微卫星分子标记的大规模发掘和特征分析,结果显示:在121.6 Mb的棘腹蛙转录组序列中发现微卫星位点3165个,包含于3034条Contig序列中。在筛选到的1~6碱基重复核心的微卫星中,单碱基重复核心的比例最高,之后为三碱基、二碱基、四碱基、六碱基和五碱基重复核心,分别占29.0%、25.2%、21.7%、10.0%、10.0%和3.0%。其中A/T、AC/GT、AGG/CCT、ACAT/ATCT、AAAAT/ATTTT和AAAAAG/CTTTTT分别是单碱基、二碱基、三碱基、四碱基、五碱基、六碱基重复类型中对应的优势重复单元。棘腹蛙编码区微卫星多为重复长度小于24 bp的短序列,长度大于24 bp的微卫星仅占总数的0.92%。对编码区微卫星的侧翼序列分析发现,微卫星侧翼序列的GC含量显著低于转录组整体GC含量,且在含有微卫星上下游侧翼序列的Contig中,71.9%的序列可以设计特异引物扩增出含有微卫星序列的位点。研究结果为棘腹蛙的遗传研究和分子系统地理学研究提供了丰富的序列信息和标记资源。     

菌落PCR在大规模基因组测序中的应用

一种利用菌落直接PCR扩增DNA并用于测序的实验方法.通过对引物的设计和菌液浓度控制,使PCR反应后的内容物对测序干扰减到最小.与传统的测序过程比较,它省去了抽提模板DNA一步,节省了大量时间和实验成本.另外此方法可对BAC亚克隆库构建时由连接转化过程中导致的假阳性起筛选和鉴定作用.采用该法成功测定了籼稻（Oryza sativa indica）广陆矮4号的L3173号BAC DNA全长序列（约100 kb）,GenBank登录号：AL512542.