吉林省辽源地区羊肚菌根际土壤真菌多样性及群落组成

为探究羊肚菌Morchella与不同土壤生长环境及土壤理化因子的关系,以吉林省辽源市的野生和栽培两种生境为样地,采集羊肚菌根际土壤样品为材料,通过Illumina MiSeq高通量测序技术,对羊肚菌土壤真菌群落结构和多样性进行研究,同时分析土壤理化因子对其真菌群落多样性及优势菌属的影响.通过Alpha多样性分析发现:与...     

基于全基因组测序的丁酸梭菌安全性评价

丁酸梭菌为革兰氏染色阳性专性厌氧菌,其主要代谢产物为丁酸,其次为乳酸、乙酸等有机酸,广泛分布于动物和人的肠道中。丁酸梭菌作为益生菌,在人以及动物的疾病预防、肠炎等疾病的治疗中均有良好的效果[1]。开展了丁酸梭菌全基因组测序,从耐药性、毒力基因、致病性等方面综合评价了丁酸梭菌的安全性能。结果显示,丁酸梭菌基因组DNA总长度4 709 567 bp,其中包含1条环状染色体DNA、1条环状质粒和2条线性质粒DNA。环状染色体DNA大小为3 873 131 bp,G+C摩尔百分含量为28.86%,环状质粒DNA大小为769 297 bp,G+C含量为28.33%,线性质粒1 DNA大小为49 922 bp,G+C含量为28.26%,线性质粒2 DNA大小为17 217 bp,G+C含量为27.89%。基因组中共检测到4 285个基因、87个tRNA基因、44个rRNA基因和3个sRNA基因;通过与CARD和ARDB数据库相比较,丁酸梭菌全基因组中未检测到数据库中已经收录的耐药基因及致病性相关基因的存在,分析结果为今后进行安全性评价试验奠定了基础。     

Hi-Meth：特定位点DNA甲基化高通量检测平台

胞嘧啶甲基化是DNA表观遗传修饰的主要类型之一,在维持正常细胞功能和调控基因表达中具有重要作用。重亚硫酸盐测序法(bisulfite sequencing PCR,BSP)是特异性位点DNA甲基化检测的通用方法,能明确目的片段中每一个CpG位点的甲基化状态,但此方法需要大量的单克隆测序,操作过程较繁琐、成本昂贵。因此,开发准确、高效、便捷的DNA甲基化检测技术对提升表观遗传研究效率具有重要意义。基于本课题组开发的高通量突变类型检测平台Hi-TOM (high-throughput tracking of mutations),我们进一步建立了特定位点DNA甲基化高通量检测平台Hi-Meth (high-throughput detection of DNA methylation)。DNA样品通过重亚硫酸盐处理之后,仅需一轮PCR扩增即可通过Hi-Meth平台获得特定位点DNA甲基化分析结果。利用Hi-Meth平台,对水稻不同基因启动子区域进行了DNA甲基化检测分析,并与基于BSP方法获得的结果进行了比较。结果表明,Hi-Meth策略与BSP策略检测结果基本一致。而且通过Hi-Meth平台可以更准确、便捷地获得特异性位点DNA甲基化分析结果。综上所述,Hi-Meth为特定DNA区域提供了重要的甲基化检测平台,对表观遗传研究具有重要意义。     

植物单细胞转录组测序研究进展

单细胞转录组测序是一种在单细胞水平上研究基因表达的技术.多孔板法和液滴法是目前应用于植物研究的两类主要的单细胞转录组技术.首先概述了植物单细胞转录组测序的技术原理和数据分析流程,然后介绍了植物单细胞转录组的研究进展,重点阐述了单细胞转录组测序技术在鉴定植物细胞类型、揭示细胞演化轨迹和构建细胞间调控网络中的应用.单细胞转...     

基因转录表达数据的生物信息挖掘研究

基因表达是生物体中最重要和最基础的生物学过程和分子活动,生物体正是通过调控不同基因表达而实现生长发育和抵御刺激等生命活动.转录组测序是目前在生物医学研究中应用最为广泛的高通量检测基因表达的技术,也促进了大量针对转录组数据的生物信息挖掘方法和工具的发展.本文就基因表达中的转录组数据分析和挖掘方法进行了综述,从已有大规模转...     

CRISPR筛选在生命医学研究中的应用

CRISPR/Cas9是一种高效、便捷的基因编辑工具,在生命科学领域具有广泛的应用。基于CRISPR/Cas9系统构建基因组文库进行高通量筛选,有助于解析不同生物学背景下编码基因的功能和调控元件的特征。覆盖全基因组或特定生物途径的CRISPR筛选支持在不同的遗传背景和时空环境下进行,有助于鉴定关键的生物学靶点,并阐述生理、病理条件下的基因功能及相互作用网络。本文总结了近年来CRISPR筛选在衰老、肿瘤等疾病研究中的重要进展,概述了CRISPR筛选与单细胞测序、功能基因组学等方法相结合的研究策略,并讨论了CRISPR筛选面临的挑战以及可能的解决方案。     

人乳头瘤病毒感染对健康女性阴道菌群的影响

目的 筛查健康女性人乳头瘤病毒（human papillomavirus,HPV）感染状况,探究HPV感染对阴道微生态的影响。方法 入组54例健康女性,采用实时荧光定量PCR法测定HPV感染亚型,16S rRNA高通量测序技术分析HPV感染对阴道菌群的物种多样性及结构组成的影响。结果 HPV筛查后发现,12.96%的女性未感染HPV,而87.04%的女性有HPV感染,其中42.55%为HPV 16高危型感染,57.45%为HPV多种亚型混合感染。HPV感染后,健康女性阴道菌群的物种多样性有增加的趋势;HPV混合感染会降低乳杆菌的相对丰度,增加链球菌和普雷沃菌的相对丰度。结论 健康女性HPV高危型感染率较高,HPV感染会加剧阴道微生态失衡,需及时监测和采取有效的干预措施。     

内毒素血症对新生鼠肠道菌群的影响

目的 利用高通量测序技术分析内毒素血症新生鼠肠道菌群的变化,探究肠道菌群与内毒素血症的关系,为临床诊治提供思路。方法 复制新生大鼠内毒素损伤模型,注射LPS后第24小时、第3天、第7天分别处死新生大鼠,留取粪便并将对照组(C1组6只、C3组5只、C7组7只)和LPS组(L1组5只、L3组5只、L7组5只)按处死天数各分为3组。高通量测序分析各组间菌群多样性及相对丰度差异。结果 (1)Alpha多样性分析提示对照组和LPS组菌群多样性及丰度有显著差异,C3组较L3组Shannon指数均值小(t=-3.386 8,P=0.009 5),Simpson指数均值大(t=3.102 4,P=0.014 6);C7组较L7组Shannon指数均值大(t=2.459 4,P=0.033 7),Simpson指数均值小(t=-2.475 6,P=0.032 8)。(2)物种组成分析表明LPS组的菌群结构发生改变,在门水平LPS组较对照组变形菌门相对丰度高,厚壁菌门相对丰度低;在属水平上LPS组较对照组埃希菌-志贺菌属相对丰度高,乳杆菌属相对丰度低;且随着天数的递增LPS组埃希菌-志贺菌属呈递增趋势,红...     

典型油气藏区域环境因素差异对甲烷氧化菌丰度与群落结构分布的影响

【目的】甲烷氧化菌(methane-oxidizing bacteria, MOB)是油气微生物勘探中重要的指标微生物,其丰度与群落结构分布受到地理位置和多种环境因素的影响。本研究以采集的7个典型油气藏区域的土壤样品为研究对象,探究油气藏区域环境因素差异对甲烷氧化菌丰度与群落结构分布的影响。【方法】对采集自7个典型油气藏区域土壤样品进行pmoA基因实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR, qPCR)、细菌16S rRNA基因测序和甲烷氧化菌功能基因pmoA测序,结合环境因子,比较甲烷氧化菌丰度差异,分析环境因子对甲烷氧化菌分布的影响。【结果】土壤样品的理化性质测定发现江汉盆地样品的含水量最高,约22.8%,硝态氮平均含量最高位于玉北油田,达到31.96 μg/g干重土壤,春光油田出现最高的SO₄^2- (6 425.0 mg/g干重土壤)及Cl^- (1 617.0 mg/g干重土壤)浓度。qPCR分析发现pmoA基因丰度仅为土壤样本总细菌丰度的0.77%,表明甲烷氧化菌绝对数量较少。16S rRNA基因测序发现type I型甲基八叠球菌属(Methylosarcina)、甲基嗜热菌属(Methylocaldum)、甲基球菌属(Methylococcus)与type II型的甲基胞囊菌属(Methylocystis) 4种主要的甲烷氧化菌,甲烷氧化菌中的优势菌属的相对丰度极低,最高仅为0.124%。甲烷氧化菌功能基因pmoA测序发现type II型的甲基胞囊菌属、甲基弯曲菌属(Methylosinus)为主要优势pmoA基因型。环境因子与甲烷氧化菌丰度相关性分析表明甲烷氧化菌绝对丰度与铵态氮、pH、颗粒大小、硫酸根和氯离子显著相关,而环境因子与甲烷氧化菌的相对丰度的相关性分析仅发现与颗粒大小、总氮、总磷、金属离子(Al、Fe、K、Ca、Mg、Mn、Zn和Cu)显著相关。甲烷氧化菌pmoA功能基因组成判别相关分析(discriminant correlation analysis, DCA)表明含水量(土壤湿度)、pH值、<2 μm的土壤颗粒、总氮及钙离子对甲烷氧化菌pmoA功能基因组成影响具有显著性。【结论】本研究通过对来自7个典型油气藏区域的土壤样品的甲烷氧化菌的绝对丰度与相对丰度进行分析,发现基于不同的测量方法,甲烷氧化菌的丰度存在较大差异,16S rRNA基因测序无法较为全面地反映土壤样本中优势甲烷氧化菌的群落结构,不同地理位置的甲烷氧化菌指示群落存在差异,在全国尺度下油气区及背景点均无特有的甲烷氧化菌指示群落。对环境因子与甲烷氧化菌相关性分析发现,基于不同的甲烷氧化菌丰度指标,环境因子的显著影响具有较大差别。     

宏基因组学二代测序技术在感染性呼吸系统疾病病原体诊断中的应用进展

呼吸系统感染发病率高,早期明确感染的病原体是提高治愈率、降低死亡率的关键.目前病原体培养仍是临床病原学诊断的主要方式,但其敏感性低、耗时较长,不利于早期诊断和治疗.宏基因组学测序技术具有覆盖病原体广泛、快速、无偏倚、无需特异性扩增的优势,在鉴定罕见、混合感染、免疫抑制患者感染和常规检测方法难以检测到病原体的诊断中有较高...