艾草可燃性特征的转录组学研究

目的 探讨艾草可燃性特征的转录组学基础。方法 采摘新鲜艾草后分别提取叶、根、茎组织的总RNA并建立3个组织的cDNA文库,进行高通量测序。对测序后的原始读段进行过滤得到高质量读段,使用Trinity软件对高质量读段进行de novo组装得到功能基因,再对功能基因进行京都基因和基因组百科全书（kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）注释和表达量的计算。结果 艾草高通量测序获得99 807个功能基因,与KEGG数据库比对后得到萜类和纤维素合成的代谢通路,发现参与萜类物质合成的相关基因有116个,编码16种关键酶;参与纤维素合成相关基因有119个,编码5种关键酶。在萜类物质合成的关键酶基因中,叶、根、茎组织中都仅存在1个MVD基因和2个CMS基因,并且这3种关键酶基因均在叶中的表达水平最高。结论 艾草中存在许多参与萜类和纤维素合成的关键酶基因,但其最关键的限速酶在艾叶中的表达量比根、茎高,这可能是艾叶作为灸材的关键因素之一。     

阳春砂基于转录组的萜类合酶基因挖掘及一个单萜合酶基因的克隆

【目的】深入挖掘阳春砂转录组中挥发性萜类合酶相关基因,为全面认识阳春砂挥发性萜类代谢途径和分子调控模式奠定基础。【方法】整理前期工作获得的阳春砂2个转录组的数据,筛选已注释的及利用本地blast方法再注释的萜类合成途径的unigene;并通过对部分候选unigene的表达量与挥发性萜类化合物含量的相关性分析及生物信息学分析,进一步筛选出相关基因;采用PCR及重组载体构建的方法克隆其中一个单萜合酶基因,并对其编码蛋白序列进行分析。【结果】筛选得到10个挥发性萜类合成上游途径相关unigene及11个下游萜类合酶基因;相关性分析证明候选基因与阳春砂主要挥发性萜类有较强相关性;并成功克隆得到Av TPS1基因,其序列包含1 803 bp的开放阅读框,编码600个氨基酸;其编码蛋白含有单萜合酶蛋白特有的DDXXD、RRX8W和NSE/DTE等保守基序,N端含有一段叶绿体转运肽;系统进化分析表明Av TPS1属于TPS-b亚家族。【结论】结合转录组、表达谱数据的深入挖掘和与挥发性萜类化合物数据的关联,有效筛选出了阳春砂多个值得后续研究的萜类合酶基因;其中对Av TPS1的克隆及生物信息学分析为后续功能鉴定提供了基础。     

基于转录组测序技术研究当归与5种重要经济作物的序列相似性

【目的】基于转录组测序技术研究当归与5种重要经济作物的序列相似性,为当归栽培、鉴定、加工、配伍及开发提供理论支持。【方法】岷县现场采集当归样品,并经专家鉴定为当归品种[Angelica sinensis(oliv.)diels]。采用RNA plant Plus方法提取岷归头、岷归尾的总RNA,质量鉴定合格后构建测序文库。测序文库检测合格后在Illummina HiSeq 2000测序仪上完成双端测序。采用相关生物信息学分析软件,实现研究目标。【结果】通过转录组测序技术,获取了63 585个当归表达序列标签(EST),并在UniProt(date:2012.09)数据库中注释了30 432个当归基因,均分布于939种物种;其中序列分布频率较高的前5种物种分别为葡萄、蓖麻、毛果杨、大豆、苜蓿属。【结论】已注释基因主要分布于目前研究较深入的5种重要经济植物,成为当归制剂开发的分子生物学基础。     

传统中药东亚钳蝎基因在毒液腺特征分布的转录组学分析

目的 研究东亚钳蝎Buthus martensii Karsch转录组信息特征.方法 以山东省临沂地区特色东亚钳蝎为研究对象,利用二代高通量测序平台Illumina HiSeq 4000150PE分别对东亚钳蝎的前腹部、后腹部、毒液腺进行转录组测序.利用测定的转录组数据将毒液腺基因分别与前腹部和后腹部基因集进行比较,然后取两两比较之后的交集进行分析,筛选差异基因集进行GO和KO分析.结果 GO功能分类共有60个大项,含有23个生物学途径,13个细胞组分和24个分子功能.富集最显著的前20个KEGG通路中与毒素密切相关的为钙离子信号通路、磷脂酶信号通路.结论 通过无参转录组测序,构建了东亚钳蝎转录组序列数据库,为今后东亚钳蝎功能基因的挖掘提供了序列基础并为代谢产物的生物合成提供了数据支撑,为传统中药在临床应用乃至精准医学方面提供了新的思路.     

传统中药东亚钳蝎基因在毒液腺特征分布的转录组学分析

目的 研究东亚钳蝎Buthus martensii Karsch转录组信息特征.方法 以山东省临沂地区特色东亚钳蝎为研究对象,利用二代高通量测序平台Illumina HiSeq 4000150PE分别对东亚钳蝎的前腹部、后腹部、毒液腺进行转录组测序.利用测定的转录组数据将毒液腺基因分别与前腹部和后腹部基因集进行比较,然后取两两比较之后的交集进行分析,筛选差异基因集进行GO和KO分析.结果 GO功能分类共有60个大项,含有23个生物学途径,13个细胞组分和24个分子功能.富集最显著的前20个KEGG通路中与毒素密切相关的为钙离子信号通路、磷脂酶信号通路.结论 通过无参转录组测序,构建了东亚钳蝎转录组序列数据库,为今后东亚钳蝎功能基因的挖掘提供了序列基础并为代谢产物的生物合成提供了数据支撑,为传统中药在临床应用乃至精准医学方面提供了新的思路.     

传统中药东亚钳蝎基因在毒液腺特征分布的转录组学分析

目的 研究东亚钳蝎Buthus martensii Karsch转录组信息特征.方法 以山东省临沂地区特色东亚钳蝎为研究对象,利用二代高通量测序平台Illumina HiSeq 4000150PE分别对东亚钳蝎的前腹部、后腹部、毒液腺进行转录组测序.利用测定的转录组数据将毒液腺基因分别与前腹部和后腹部基因集进行比较,然后取两两比较之后的交集进行分析,筛选差异基因集进行GO和KO分析.结果 GO功能分类共有60个大项,含有23个生物学途径,13个细胞组分和24个分子功能.富集最显著的前20个KEGG通路中与毒素密切相关的为钙离子信号通路、磷脂酶信号通路.结论 通过无参转录组测序,构建了东亚钳蝎转录组序列数据库,为今后东亚钳蝎功能基因的挖掘提供了序列基础并为代谢产物的生物合成提供了数据支撑,为传统中药在临床应用乃至精准医学方面提供了新的思路.     

传统中药东亚钳蝎基因在毒液腺特征分布的转录组学分析

目的 研究东亚钳蝎Buthus martensii Karsch转录组信息特征.方法 以山东省临沂地区特色东亚钳蝎为研究对象,利用二代高通量测序平台Illumina HiSeq 4000150PE分别对东亚钳蝎的前腹部、后腹部、毒液腺进行转录组测序.利用测定的转录组数据将毒液腺基因分别与前腹部和后腹部基因集进行比较,然后取两两比较之后的交集进行分析,筛选差异基因集进行GO和KO分析.结果 GO功能分类共有60个大项,含有23个生物学途径,13个细胞组分和24个分子功能.富集最显著的前20个KEGG通路中与毒素密切相关的为钙离子信号通路、磷脂酶信号通路.结论 通过无参转录组测序,构建了东亚钳蝎转录组序列数据库,为今后东亚钳蝎功能基因的挖掘提供了序列基础并为代谢产物的生物合成提供了数据支撑,为传统中药在临床应用乃至精准医学方面提供了新的思路.     

茯苓菌落褐变的转录组测序分析

【目的】探究中药茯苓菌落褐变的相关基因,为进一步验证茯苓菌丝褐变相关基因及探讨其分子机理奠定基础。【方法】对茯苓正常与褐变菌丝体共4个样品的转录组进行测序,并与茯苓参考基因组进行序列比对,并基于比对结果进行各基因在不同样品中的表达量分析。【结果】共鉴定到12 383个转录本,发掘新基因1 017个,其中260个得到功能注释;发现正常菌落与3个不同程度褐变菌落有336个共同差异基因。【结论】茯苓菌落褐变的转录组测序分析发现系列差异表达基因,部分基因的表达量倍数差异达到数百倍甚至上千倍,它们的相关功能值得进行深入分析。     

金线莲转录组测序及其黄酮类合成相关基因分析

首次采用RNA-seq高通量测序技术对不同种植时期的金线莲进行转录组测序,并通过Q-PCR和HPLC对其结果进行验证和分析。转录组测序共获得金线莲51 370条基因,并注释到Nr、GO、Swiss-Prot、KEGG和KOG数据库,根据同源序列比对,与油棕和海枣的同源性最高。通过比较不同生长时间的金线莲转录组,分析其差异基因主要集中在黄酮类生物合成相关基因,运用Q-PCR对6个黄酮类生物合成相关基因(反式肉桂酸4-单加氧酶、咖啡酰辅酶A O-甲基转移酶、查尔酮合成酶、黄酮醇合成酶、莽草酸O-羟基肉桂酰转移酶、黄酮类3′,5′-羟化酶)表达量进行验证;并结合HPLC对相应的金线莲样品中6种主要黄酮类成分(芦丁、异槲皮苷、水仙苷、槲皮素、山柰酚和异鼠李素)进行含量测定。结果表明6种主要黄酮类成分含量随着金线莲黄酮类合成基因的表达量的升高而增加,并结合转录组数据,绘制出金线莲中黄酮类成分的生物合成途径。此研究为金线莲黄酮合成关键基因及黄酮类成分生物合成提供重要的遗传信息,同时为其药用价值开发提供依据。     

肺炎克雷伯菌突变株的分离和全转录组分析

目的 筛选空间环境诱变的肺炎克雷伯菌突变株及并进行全转录组分析.方法 利用Biolog生化反应板从搭载于神舟八号飞船的肺炎克雷伯菌中筛选突变株,然后采用高通量测序技术对突变株全转录组测序,原始测序数据经处理后进行基因表达注释和差异表达基因的基因本体功能及京都基因与基因组信号通路注释分析.结果 空间搭载的肺炎克雷伯菌突变株在糖类代谢上出现差异,且该菌株有232个基因表达上调,1 879个基因下调,其主要同细菌的膜蛋白、转运相关功能、糖类的运输相关.结论 获得一株空间环境诱导的肺炎克雷伯菌突变株且该菌株全转录组测序和注释清晰,为后续的功能研究奠定了基础.     

变异链球菌CRISPR-Cas9系统csn2基因突变株的转录组学分析

  目的  对变异链球菌CRISPR-Cas9系统csn2基因突变株的转录组基因表达差异进行分析。  方法  培养变异链球菌UA159、csn2基因的缺失菌株Δcsn2及回补菌株。提取总RNA,采用高通量测序技术,进行转录组测序,基于差异表达基因GO和KEGG数据库分析的基础上,对其参与的生物学过程进行挖掘,采用qRT-PCR的方法验证转录组测序结果。  结果  转录组结果显示与UA159相比,Δcsn2中基因表达量变化在1倍以上的基因有176个（P<0.05）,其中上调表达基因72个,下调表达基因104个,通过GO功能富集分析及KEGG代谢通路富集分析,发现上调和下调的差异表达基因（DEG）均参与的功能为氨基酸转运和代谢。除此之外,上调的DEG参与的生物过程主要与碳水化合物代谢、能量产生和转化、转录等有关;下调的DEG主要与脂质代谢、DNA的复制、重组和修复、信号转导机制、核苷酸转运和代谢等生物过程有关,还有部分DEG的功能尚不清楚。qRT-PCR验证发现,与UA159及Δcsn2/pDL278-csn2 菌株相比,与支链氨基酸形成相关的基因leuA、leuC和leuD在Δcsn2中的表达显著下调。  结论  通过转录组测序和qRT-PCR验证发现Δcsn2中与支链氨基酸合成与细胞膜通透性相关的基因表达量发生了明显变化。     

大青木药理作用的初步研究

本文报告了大青木醇提取液镇痛、抗炎作用的初步实验研究。结果表明本药对小鼠热板法致痛及扭体法致痛都有明显的镇痛作用。     

高脂血症长爪沙鼠模型的转录组检测和代谢性炎症通路的初步研究

目的研究饮食诱发的高脂血症长爪沙鼠模型的关键基因及代谢性炎症通路调控网络。方法利用RNA-Seq测序技术及生物信息学技术对正常组与模型组两个RNA池进行测序和分析。结果 De novo拼接后获得有效长爪沙鼠基因47 522个(即≥100 bp的unigene),大小26.9 Mb,与GenBank中现有的基因比对结果表明,约82.53%的序列与基因组上的外显子序列同源;诱发高脂血症动物与正常动物之间共获得21 125个差异基因,其中16 087个下调,5 038个上调,模型组相对于正常组存在显著的下调关系(P0.01)。其中与长爪沙鼠高脂血症代谢性炎症密切相关的通路有8个(P0.01),这8个通路所表达的基因中有15个与免疫和炎症相关的基因显著下调(P0.01)。结论 RNA-Seq测序和生物信息技术可作为研究高脂血症动物模型的整体基因转录的工具,筛选出的关键基因和通路可作为研究的候选基因或操作靶点。     

铜绿假单胞菌LCT-PA220菌株全基因组序列测定与分析

目的全基因组测序和分析铜绿假单胞菌LCT—PA220菌株,研究空间因素对细菌全基因组的影响,为宇航员的保健奠定基础。方法通过革兰染色鉴定LCT—PA220属性,提取基因DNA、构建文库并上机测序;加工处理原始测序数据后进行基因组组装、注释和分析。结果铜绿假单胞菌LCT—PA220菌株革兰染色阴性,基因组为6．87M,包括5829个编码序列,平均长度为962bp,预测到为54个tRNA基因,COG数据库和KEGG数据库比对共注释到22组COG功能和32条KEGG信号通路。结论铜绿假单胞菌LCT—PA220菌株全基因组测序和基因组清楚,为后续对该菌株的研究打下了基础。     

2种化学型的黄花蒿萜类代谢物及其相关基因表达分析

  目的  分析2种化学型黄花蒿萜类代谢物及其转录组数据信息, 探讨2种化学型黄花蒿差异代谢物及其可能形成原因。  方法  采集江苏盱眙县、河南中牟县两地黄花蒿种子于同一条件下种植, 通过顶空-气相色谱-三重四极杆串联质谱(HS-GC-QQQ-MS/MS)分析黄花蒿的挥发性成分, 超快速高效液相色谱-三重四级杆飞行时间串联质谱(UFLC-Triple TOF-MS/MS)非靶向分析2种化学型黄花蒿的代谢物, 并采用转录组测序分析挥发性成分相关萜类生物合成基因的表达。  结果  依据挥发性主成分类别分型, 江苏盱眙县种源黄花蒿为蒿酮型, 河南中牟县种源黄花蒿为樟脑型。UFLC-Triple TOF-MS/MS检测到的差异代谢物通过KEGG数据库分析可知蒿酮型和樟脑型黄花蒿分别在倍半萜、三萜生物合成和二萜生物合成路径显著上调。转录组数据中通向萜类骨架生物合成的甲基赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)途径和甲羟戊酸(MVA)途径注释到11个关键酶的23个候选基因具有显著差异。单萜合成路径中, 1, 8-桉树脑合酶(TPS-Cin)共检测到10个候选基因。此外, 还发现2个冰片脱氢酶候选基因在樟脑型黄花蒿中高表达, 3个黄花蒿醇脱氢酶2(ADH2)候选基因在蒿酮型黄花蒿中高表达。  结论  该研究为揭示黄花蒿化学型形成分子机制提供科学数据。      

儿童青少年双相情感障碍相关基因的生物信息学分析

目的　揭示儿童青少年双相情感障碍（PBD）的发病机制,为PBD的基础研究和临床治疗提供新思路。方法　2018年2—7月,分别以“pediatric bipolar disorder sequencing”“youth bipolar disorder sequencing”为关键词,在PubMed检索2014年1月—2018年7月的文献,共获得32篇文献。挑选其中应用全外显子组测序或转录组测序研究且纳入患者例数超过10例的数据集,经检索筛选共得到5套完整数据集,包含4套全外显子组测序研究（去重之后共计包含175个潜在与PBD风险相关的基因）及1套转录组测序研究（包含41个潜在与PBD风险相关的重要基因）。去重之后的基因按照不同组学方法分成两组：来自全外显子组测序的175个基因（全外显子组）与来自转录组测序的41个基因（转录组）,分别使用生物信息软件DAVID、KEGG、Panther、WebGestalt进行每组基因生物学功能（BP）的富集分析,通过KEGG、Panther数据库计算其所富集的通路。结果　全外显子组基因富集分析结果显示,共得到9个显著富集的BP分类,发生重要影响功能变异基因的主要作用与阴离子跨膜转运、氯离子运输、胚胎发育、神经管发育模式相关,另有少量基因显著富集与肾上腺发育功能相关。转录组基因富集分析结果显示,共得到10个显著富集的BP分类,发生异常表达的基因主要集中在组蛋白泛素化、甲状腺素合成与水解、蛋白折叠、组蛋白修饰等蛋白合成或水解相关的功能。全外显子组基因在KEGG数据库中显著富集的通路主要为肌醇磷酸盐代谢、磷脂酰肌醇信号系统通路;转录组基因在KEGG数据库中显著富集的通路主要为泛素化调控的蛋白水解通路。全外显子组基因在Panther数据库中显著富集的通路主要包括血管生成相关通路与帕金森疾病类通路;转录组基因在Panther数据库中未见显著富集的通路。结论　PBD患者异常突变的PLCD3、DAG1、APLNR、EPAS1等基因与胚胎发育相关,且该类变异属于遗传自父母的胚系突变;PBD患者中异常突变或表达的基因与磷脂酰肌醇信号系统以及血管生成相关。