复杂基因组测序技术研究进展

复杂基因组指的是无法使用常规测序和组装手段直接解析的一类基因组,通常指包含高比例重复序列、高杂合度、极端GC含量、存在难消除异源DNA污染的基因组。为了解决复杂基因组的测序和组装问题,需要分别从基因组测序实验方法、测序技术平台、组装算法与策略3个方面进行深入研究。本文详细介绍了复杂基因组测序组装相关的现有技术与方法,并结合复杂基因组经典实例介绍了复杂基因组测序的技术解决途径和发展历程,可为制订合适的复杂基因组测序策略提供参考。     

基于SOM的野生秤锤树群落的空间分布和环境解释

本文采用自组织特征映射网络(self-organizing map, SOM)对南京老山野生秤锤树(Sinojackia xylocarpa)群落进行数量分类和排序, 分析了其与环境因子之间的关系。结果表明: (1) SOM将秤锤树野生群落的100个样方划分为5个群丛类型, 分类结果在空间上反映了秤锤树野生群落的演替变化趋势, 各群丛的群落结构和物种组成存在差异且群丛界限明显, 可较好地进行排序与分类的环境解释。(2)通过环境因子梯度的可视化方法, 确定了海拔、坡位和土壤厚度是影响该地区秤锤树生长和分布的主要因子, 同时也揭示了以不同优势种为代表的各群丛和环境因子的关系。(3) SOM可以摆脱许多定量技术的限制性假设, 使得神经网络对于群落生态特征及探索群落和环境相互关系具有良好展现力; SOM群落生态数据具有更高的映射能力, 进行群落分类以及较少程度的排序的潜力, 将有利于不同群落类型的分类和管理, 对于濒危植物保护具有重要意义。     

中国国家生态旅游示范区空间分布特征研究

选取国家生态旅游示范区为样本, 借助ArcGIS 和GeoDA 分析工具, 对国家生态旅游示范区的空间分布特征进行解构分析。结果表明: 国家生态旅游示范区在空间上分布不均衡, 沿海地区以及部分中西部省份集聚显著。核密度高值区呈现“X”型的分布格局, 省域密度较高的省份总体上呈现出“→”型沿海沿江分布的空间格局。其中交通、环境差异与经济实力是影响国家生态旅游示范区分布的主要因素。     

金针菇基因组测序与组装策略分析

采用二代和三代测序技术分别对金针菇单核体菌株“6-3”进行测序,应用4种组装策略进行基因组的de novo组装,对比组装效果。基因组组装的参数方面,仅使用二代测序组装的效果最差,长度大于10kb的Contig全长只有24.6Mb,Contig N50只有23kb,组装率只有59.27%。采用三代组装二代校正的组装策略效果最好,长度大于10kb的Contig全长为38.3Mb,Contig N50为2.8Mb,组装率高达92.16%。保守单拷贝基因拼接效果方面,4种组装策略获得基因组序列与BUSCO数据库里的担子菌的保守单拷贝基因比对,基因完整性均大于94%。在组装准确性方面,经过PCR扩增、Sanger测序验证,三代组装二代校正的基因组序列完整并且连续,同时序列上碱基的SNP、InDel数量最少。综上所述,三代组装二代校正得到的基因组序列具有Contig N50值大、组装率高、碱基准确性高的特点,是食用菌基因组测序较为理想的方案。     

mTOR信号通路诱导的自噬在心肌细胞缺氧损伤中的作用研究

目的:探讨自噬在心肌细胞缺氧损伤中的作用及分子机制。方法:体外分离培养乳鼠心肌细胞,体外建立缺氧/去血清(H/SD)模型以模拟在体的缺血环境。分别给予自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3MA,5 mM)和mTOR抑制剂雷帕霉素(1.0μg/L)调节心肌细胞自噬水平。分别采用TUNEL染色检测心肌细胞凋亡,Western blot方法检测心肌细胞蛋白表达水平。结果:H/SD损伤可以显著诱导心肌细胞自噬水平(P0.05),并且细胞自噬水平可以被3-MA及雷帕霉素调节。同时,H/SD可以显著增加心肌细胞凋亡(P0.05),而给予3-MA抑制自噬水平可以减少细胞凋亡(P0.05)。相反,雷帕霉素增加自噬同样可以加重缺氧导致的心肌细胞凋亡(P0.05)。H/SD损伤过程中,心肌细胞mTOR信号通路被激活,而自噬抑制剂3-MA可以显著提高缺氧条件下心肌细胞中p-mTOR(Ser2448)的表达水平(P0.05),并增加mTOR下游分子p-p70S6k(P0.05)和p-S6(P0.05)的表达。结论:mTOR信号通路诱导的细胞自噬可能参与了缺氧损伤诱导的心肌细胞凋亡。     

低浓度CO暴露促进大鼠肝前体细胞增殖的体外研究

目的:观察低浓度一氧化碳暴露对营养相对匮乏情况下大鼠肝前体细胞系生长的影响并探索其作用机制。方法:分别在营养充足(10%胎牛血清,10%FBS)和营养相对匮乏(4%胎牛血清,4%FBS)条件下对大鼠肝脏前体细胞系WB-F344进行体外培养,观察细胞的生长情况;同时,在不同两组4%FBS培养基中分别加入无活性的一氧化碳释放分子iCORM-2和有活性的一氧化碳释放分子CORM-2,两者的浓度均为100μM,观察比较低浓度一氧化碳暴露是否有利于WB-F344的生长和增殖;利用吖啶橙染色观察不同组别培养细胞酸性自噬小体的形成情况,并进行Western-Blot,检测自噬相关蛋白LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ的转化情况,探讨其可能的作用分子机制。结果:在含有10%FBS的培养基中,WB-F344细胞生长良好,呈指数生长,并在第5天达到生长高峰;与其相比,4%FBS培养基对WB-F344的生长有明显抑制,细胞生长相对缓慢,并且相同时间点的细胞增殖数量明显不足。在进行浓度为100μM的一氧化碳分子暴露后,WB-F344细胞生长情况有明显改善,细胞增殖的峰值有显著增加。吖啶橙染色显示,4%FBS培养基条件下培养的WB-F344细胞,细胞内出现橘红色荧光,在暴露于低浓度的一氧化碳分子后,橘红色荧光的强度有明显增加。进一步的Western-Blot检测发现,营养相对匮乏的培养基(4%FBS)能使WB-F344细胞在生长过程产生LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的转化,在暴露于低浓度的一氧化碳分子后,LC3-Ⅱ的量进一步增加,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值显著增大(P0.05);进一步的研究显示在此过程中伴随着p-AKT和mTOR蛋白的表达降低,同时,HO-1蛋白的表达增加。结论:低浓度一氧化碳暴露能促进WB-F344细胞产生自噬,有利于大鼠肝前体细胞系的生长和增殖,同时这和AKT/mTOR信号途径的抑制及HO-1的表达增加有关。     

昆虫基因组及数据库研究进展

基因组序列为昆虫分子生物学研究提供丰富的数据资源,推动系统生物学在古老的昆虫学中蓬勃发展。昆虫基因组学研究已经成为当前的研究热点,目前在NCBI登录注册的昆虫基因组测序计划有494项,其中已提交原始测序数据的昆虫有225种,完成基因组拼接的有215种,具有基因注释的有65种,公开发表的昆虫基因组有43篇。本文综述了测序技术发展的历史及其对昆虫基因组研究的推动作用、昆虫基因组的组装和注释及其存在的问题、昆虫基因组测序进展、昆虫基因组数据库的发展及基因数据挖掘利用的基本思路和对策,以及昆虫基因大数据在害虫防治和资源昆虫利用中的应用前景。     

烟草幼苗两种钙调素结合蛋白激酶的活性调节及基因表达

在体外条件下,烟草两种钙调素结合蛋白激酶(NtCBK1与NtCBK2)自磷酸化活性的最适pH分别是7.5和8;Mg2 离子浓度对两种激酶自磷酸化活性影响比Na 离子大.Northern杂交结果显示:两基因在花和叶中都有大量表达,但在根和茎中NtCBKl的表达量明显多于NtCBK2;高盐处理会引起NtCBKl基因表达量升高,而高温、低温和干旱处理对该基因表达没有影响,说明NtCBKl参与植物体内盐诱导的信号转导.     

Corin

心血管组织可合成和分泌多种生物活性肽类 ,通过旁分泌 /自分泌及血行分泌方式调节循环系统的功能稳态。多数活性肽类由其前体经酶水解而来。这些水解酶处于活性因子信号通路的上游并起重要的调控作用。丝氨酸蛋白酶在心脏生理和心血管疾病中起重要作用。WuF和HooperJD等新近发现的Corin ,属酪蛋白超家族中的II型跨膜丝氨酸蛋白酶家族成员 ,可通过高度序列特异性的方式将心钠素原 (pro ANP)转化为有生物活性的心钠素 (ANP) ,提示该酶是 pro ANP的转化酶。此外 ,Corin也可将脑钠素原 (pro BNP)转化为BNP。Corin具有多个不同的结构…