火棘不同组织内生细菌群落多样性

为了解火棘不同组织内生细菌群落多样性,该研究采用高通量测序技术对火棘内生细菌16S rRNA V5～V7可变区进行测序,分析火棘不同组织部位内生细菌群落多样性。结果表明:(1)从火棘根、茎、叶组织中共获得内生细菌OTU 1 818个,其中根部754个,茎部 308 个,叶部756个,三者共有 OTU 152 个。(2)物种分类显示,不同火棘组织内生细菌具有丰富的群落多样性,火棘根部内生细菌种类隶属于23门53纲137目216科373属557种,其中异样根瘤菌属(Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium)和链霉菌属(Streptomyces)为优势属,其相对丰度分别为 10.57%和 8.00%; 茎部内生细菌种类隶属于21门32纲76目126科204属270种,其中马赛菌属(Massilia)和未知分类的丛毛单胞菌科属(unclassified_f_Comamonadaceae)为优势属,其相对丰度分别为31.10%和12.82%; 叶部内生细菌种类隶属于21门52纲130目210科380属581种,其中土芽孢杆菌属(Geobacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)为优势属,其相对丰度分别为12.31%和9.84%。(3)PICRUSt功能预测表明,根部内生细菌物种最丰富,参与各种代谢调控的细菌丰度最高。该研究结果为进一步探讨植物内生细菌功能,挖掘新的有益微生物资源提供了参考。     

基于简化基因组测序揭示水角的濒危机制

物种的遗传多样性是决定物种适应性和生存能力的关键因素。生境片段化是造成生物多样性丧失的重要因素之一,对植物种群的遗传多样性有着重要影响。水角(Hydrocera triflora)作为一种濒危植物,其遗传多样性状况和濒危机制尚未有报道。该文收集了水角7个种群共计34个样本,利用简化基因组测序技术(RAD-seq)获得了单核苷酸变异位点(SNP)。通过种群遗传多样性和遗传结构的分析,并结合种群历史动态分析和不同气候情景下物种潜在分布区预测,探讨了水角的濒危机制。结果表明:(1)水角遗传多样性较低(H_o=0.156 9、H_e=0.165 4、π=0.186 5),遗传分化系数较高; AMOVA分析表明,遗传变异主要发生在种群内。(2)Mantel检测表明环境距离与遗传距离、地理距离均呈显著正相关,分别为P=0.041 2和P=0.008 2。(3)水角的有效种群大小从全新世中期开始持续下降,与琼北火山群的喷发时间一致。(4)与当代气候相比,虽然在未来气候变化下水角的潜在分布区总面积变动不大,但在高CO₂排放的情景下,大量的高适生区将会丧失并转化为低适生区,特别是位于马来群岛的适生区几乎完全消失。该研究结果表明,生境片段化导致了水角较低的遗传多样性和有效种群大小的持续下降。因此,自身更新能力低以及人为活动干扰、城市化等不利的环境条件是导致其濒危的主要原因。建议加强对水角的就地保护,采用人工授粉等方法提高其基因流以增加其种群的遗传多样性,同时,要着重保护湿地免遭破坏。     

籼稻'93-11'一段基因组序列的完善及分析

超级杂交稻父本‘93-11＇的基因组序列测定的完成,为进行作物遗传改良和不同作物之间的比较基因组学研究提供了又一重要序列资源.但是,该基因组序列中还存在很多“缺口”,为使‘93-11＇的基因组序列更加精确,同时提供一些“缺口”填补策略和方法,本研究采用PCR扩增、回收克隆测序的方法对该基因组中一段长约160 kb、含有6个“缺口”的基因组序列进行了完善,并运用相关分子生物学和生物信息学软件进行了详细分析,结果表明：该6个“缺口”中,存在1个“缺口”估计错误,2个序列拼接错误;“缺口”主要位于非编码区,位于编码区的只有1个,其改变了对本处基因的注释,使此基因由原来的9个外显子增加为11个;填补“缺口”后,基因密度增加.     

人胎儿骨膜全长cDNA文库的构建及测序

目的构建人胎儿的骨膜组织的全长cDNA文库,了解该组织表达谱的特征。方法以胎儿胫骨骨膜为材料,运用末端模板转换技术（SMART）构建cDNA文库,测定库容量并应用菌落PCR的方法确定平均插入片段长度,随后大规模测序并进行生物信息学处理分析。结果所构建的cDNA文库的库容量为5．2×10^6,平均插入片段的长度为1．2kb。随机测序了25000余个克隆的序列,拼接后为5230个聚类群（contigs）和4714个独立EST（singleton）,Blast比对分析得到骨膜基因表达谱的概况,发现了23个候选的新基因。结论构建的骨膜组织的cDNA文库质量满足后续工作的需要,骨膜组织基因表达谱及一些新基因的获得为今后寻找骨膜组织特异性的基因从而研究骨相关疾病的发病机制、发现具有药物开发靶点的功能基因奠定了基础。     

焦磷酸测序技术及应用

焦磷酸测序（pyrosequencing）技术是一种新的DNA序列分析技术,其特点是操作简便、大通量、自动化,适合大量样本的快速检测,无须进行电泳、DNA序列无须荧光标记等,是一个理想的遗传分析技术平台.文章对焦磷酸测序技术原理及近年来在单核苷酸多态性研究、微生物鉴定分型和DNA甲基化等方面的应用作一简要综述.     

蜜蜂全基因组出笼前后

在2006年10月26日,期待已久的蜜蜂的基因组序列在英国杂志《自然》上发表了。这一事件对于全世界蜜蜂生物学家来说,标志着蜜蜂研究“后基因组时代”的开始。这一重大项目由倍乐医学院完成,耗资800万美元,历时2年。而实际上对于基因组的注释又经过近2年的时间,由代表15个国家、来自64个实验室的170名科学家完成。这一等待是值得的基因组序列最终发表后,生物学家通过互联网能做他们自己的“数据采掘”,用这一可得的公共资源验证自己的假说。事实上,在蜜蜂基因组文章在《自然》上发表的当周,其姊妹刊上发表的约50篇相关论文中,有一半以上是基于生物信息学的研究,这些刊物包括《科学》、《基因组研究》、《美国国家科学院院报》及《昆虫分子生物学》。蜜蜂与人类享有一些共性劳动分工,复杂的通信系统包括语言,发达的保卫和防御系统,精妙的建筑以及为了共同利益自我牺牲的特点。由于有这些共性,蜜蜂基因组的发表将使科学家不仅能够深入研究蜜蜂生物学,而且能深入了解我们人类自身的生物学。     

河套平原不同深度高砷地下水硫酸盐还原菌群落分布特征及环境意义

【目的】探究不同深度的高砷含水层中硫酸盐还原菌的丰度、群落组成和多样性的差异,并结合硫酸盐硫同位素等多种水化参数,揭示不同深度高砷地下水中硫酸盐还原菌群落分布特征及其环境意义。【方法】以我国典型高砷地下水分布区河套平原为研究区,采集不同深度含水层中的高砷地下水样品,测定水化参数,采用qPCR对样品16S rRNA基因和dsrB基因进行定量;通过dsrB基因高通量测序对硫酸盐还原菌群落进行分析,并将dsrB基因相对丰度、群落组成及多样性与水化因子结合,进行统计学分析。【结果】基于dsrB基因的定量结果表明,浅层地下水中dsrB基因相对丰度高于深层地下水。浅层地下水中,dsrB基因相对丰度与CH₄浓度呈显著正相关,且δ³⁴S-SO₄^2–与CH₄浓度显著正相关。而深层高砷地下水中,dsrB基因相对丰度与SO₄^2–浓度、DOC浓度存在显著正相关性。高通量测序结果表明,深层地下水中硫酸盐还原菌的α多样性显著高于浅层地下水。研究区内硫酸盐还原菌可...     

Akkermansia与高原牛肺水肿病相关性研究

【目的】本文通过对高原牛胃肠道菌群结构组成的分析,从微生物学角度探讨Akkermansia与高原牛肺水肿病的关系。【方法】本研究以沈阳地区健康娟姗牛为对照,以引进入拉萨半年的健康娟姗牛、拉萨本地健康黄牛以及引进入拉萨半年患肺水肿病的娟姗牛的粪便作为分析样本,采用Illumina MiSeq高通量测序技术测定样本中微生物16S rRNA基因V3–V4区序列,通过比较4种粪便样本菌群组成及丰度的差异,探讨Akkermansia与高原牛肺水肿病的相关性。【结果】Verrucomicrobia中Akkermansia在拉萨本地健康黄牛的胃肠道中的含量显著高于引进入拉萨半年的健康娟姗牛,在引进入拉萨半年患肺水肿病的娟姗牛胃肠道中的含量显著高于引进入拉萨半年的健康娟姗牛。在属水平上,沈阳地区健康娟姗牛胃肠道菌群中Akkermansia丰度占比为0.07%;引进入拉萨半年的健康娟姗牛胃肠道菌群中Akkermansia丰度占比为0.09%;拉萨本地黄牛胃肠道菌群中Akkermansia丰度占比为6.62%,是优势菌属;引进入拉萨半年的患肺水肿病的娟姗牛胃肠道菌群中Akkermansia丰度占比为11.85%,且是第一优势菌属。【结论】首次从微生物学角度探讨Akkermansia与高原牛肺水肿病的关系,为将Akkermansia丰度作为诊断肺水肿病的监测指标提供参考,但具体丰度值还有待进一步研究。     

基于PacBio测序数据的蜜蜂球囊菌转录因子、融合基因及RNA编辑事件的鉴定

【目的】本研究旨在利用已获得的PacBio单分子实时(single molecule real-time, SMRT)测序数据对蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis菌丝(AaM)和孢子(AaS)中的转录因子(TF)、融合基因和RNA编辑事件进行鉴定和分析,以期丰富蜜蜂球囊菌的相关信息,并为进一步探究它们的功能提供理论依据。【方法】利用BLASTx工具将AaM和AaS的全长转录本序列比对到Nr, Swiss-Prot和KEGG数据库以获得一致性最高的蛋白序列,再利用hmmscan软件将上述蛋白序列比对到Plant TFdb数据库以获得TF的分类及注释信息。采用TOFU软件中的fusion_finder.py程序进行融合基因的预测,进而分析融合基因的序列和位置信息。使用SAMtools预测AaM和AaS中的RNA编辑事件,再利用ANNOVAR软件对RNA编辑事件进行注释,进而采用相关生物信息学软件对RNA编辑位点基因进行GO功能和KEGG通路注释。【结果】在AaS中共鉴定到17个TF家族的213个TF,其中C2H2家族包含的TF成员最多。在AaM和AaS中分别鉴定到921和510个融合基因,二者共有的融合基因为510个,特有的融合基因分别为411和0个。在AaM和AaS中分别鉴定到547和191次RNA编辑事件,其中AaM中同义单核苷酸突变的数量最多,AaS中非同义单核苷酸突变的数量最多。此外,在AaM中鉴定到12种碱基替换类型,其中发生C->T的RNA编辑事件数量最多,达到158次;在AaS中鉴定到9种碱基替换类型,其中发生C->T和G->T的RNA编辑事件数量最多,均有42次。AaM和AaS中RNA编辑位点基因分别涉及19和24个GO功能条目;此外还能注释到11和20条KEGG通路。【结论】蜜蜂球囊菌的菌丝和孢子中含有丰富的TF、融合基因和RNA编辑位点;转录因子C2H2家族与蜜蜂球囊菌菌丝和孢子的生长发育和细胞活动具有潜在关联;RNA编辑事件的碱基替换类型在蜜蜂球囊菌和其他物种中具有物种特异性;RNA编辑可能在蜜蜂球囊菌菌丝和孢子的生长和代谢中发挥作用。     

棉铃虫雌雄性腺转录组的比较分析

【目的】棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)是我国重要的农业害虫,生殖力强是其发生为害的内在生物学基础,而已知的与棉铃虫生殖相关的基因信息相对较少,本研究旨在筛选棉铃虫性腺发育的相关基因。【方法】通过高通量测序技术对棉铃虫成虫的卵巢和精巢进行转录组测序。【结果】共获得100 603条unigenes,平均长度为666.05 bp,其中N50为1 114 bp。经同源性比对,52 071条unigenes获得注释信息,其中注释到Nr数据库的序列最多。通过比较转录组分析发现,在棉铃虫精巢和卵巢中存在7 714个差异表达的基因（Differentially expressed genes,DEGs）,其中3 288个DEGs表达水平在卵巢中上调,4 426个DEGs在精巢中上调。差异基因富集结果涉及到生殖系统发育的相关通路有mTOR信号通路、卵母细胞减数分裂、促性腺激素释放激素信号通路和胰岛素信号通路等。同时筛选得到部分与性腺发育相关的基因,包括vitellogenin(Vg)、vitellogeninreceptor(Vg R)、chorion-relatedgene、testis-specific serine/threonine-protein kinase和spermatogenesis-associated protein等。选取其中12个DEGs用实时荧光定量检测其表达量,结果表明RT-qPCR与RNA-Seq的结果一致。【结论】本研究获得了棉铃虫雌雄性腺的转录组数据及主要性腺发育相关基因,将有助于丰富棉铃虫繁殖相关的基因资源,为进一步研究棉铃虫生殖调控机理提供基础数据。