白凤菜含有丰富的矿质元素、氨基酸和锌,在许多地区颇受欢迎,是公认的保健蔬菜,具有一定的药用和食用价值。本研究利用Illumina HiSeq X Ten技术平台对白凤菜进行了转录组测序,并与生化提取、q RT-PCR结果进行交叉验证。结果发现白凤菜...白凤菜含有丰富的矿质元素、氨基酸和锌,在许多地区颇受欢迎,是公认的保健蔬菜,具有一定的药用和食用价值。本研究利用Illumina HiSeq X Ten技术平台对白凤菜进行了转录组测序,并与生化提取、q RT-PCR结果进行交叉验证。结果发现白凤菜一年生长期叶片中的总黄酮含量显著高于半年生长期叶片中的总黄酮含量;转录组结果则显示在一年生长期叶片中,与黄酮生物合成相关的基因中共有10个基因显著上调表达;利用qRT-PCR深入挖掘在总黄酮上调表达路径中的关键基因,发现一年生长期叶片中无色花青素双加氧酶/花青素合成酶(LDOX/ANS)与类黄酮-3’-羟化酶(F3'H)呈显著上调表达。综上,生化提取与转录组数据均显示,一年生长期叶片中总黄酮含量高于半年期叶片,且LDOX/ANS与F3'H在其中起关键调控作用。本研究结果为白凤菜分子生物学研究奠定基础,为白凤菜药用活性成分的生物合成调控、品质改良、品种选育等提供参考依据。展开更多
【目的】航天蚕Bombyx mori后代小茧突变体sc的幼虫发育缓慢,食桑量少,推测其生长发育相关通路基因受到基因突变的影响。前期研究表明,sc突变受一对位于家蚕第3连锁群的隐性基因控制,但其控制基因并未被鉴定。本研究拟通过比较分析sc与...【目的】航天蚕Bombyx mori后代小茧突变体sc的幼虫发育缓慢,食桑量少,推测其生长发育相关通路基因受到基因突变的影响。前期研究表明,sc突变受一对位于家蚕第3连锁群的隐性基因控制,但其控制基因并未被鉴定。本研究拟通过比较分析sc与航天蚕后代正常茧品系TG的转录组数据,为sc突变体相应基因的鉴定及分子机制的解析提供参考。【方法】分别取sc和TG 5龄第4天幼虫的头部和中肠组织进行转录组测序(RNA-seq),并通过比较转录组分析获得差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),对DEGs进行GO注释和KEGG富集分析。利用qRT-PCR验证随机选取的DEGs在sc和TG中的表达量。此外,利用qRT-PCR调查感兴趣基因在sc中的表达量。【结果】TG vs sc比较组头部检测到1528个DEGs,其中820个上调表达,708个下调表达;TG vs sc比较组中肠检测到1401个DEGs,其中683个上调表达,718个下调表达。GO分析表明头部和中肠DEGs在生物学过程中,大多数DEGs参与细胞过程、代谢过程、生物调节和刺激反应等;在分子功能中,大多数DEGs参与结合、催化活性、结构分子活性、转运蛋白活性和ATP依赖活性等。头部和中肠DEGs均涉及Hippo,Insulin和mTOR等与家蚕生长发育相关的信号通路。qRT-PCR分析显示,基因的表达趋势与转录组测序结果一致;与TG相比,sc中生长发育相关通路中BMSK0008105,BMSK0009907,BMSK0002689,BMSK0000286,BMSK0012340和BMSK00083629等关键基因差异表达。【结论】sc和TG中生长发育相关的信号通路关键基因的差异表达,通过影响生长发育过程中的能量代谢、器官发生和细胞生长、增殖及凋亡等生理过程,进而影响小茧突变体sc的体型发育。研究结果有助于阐明sc突变体形成的分子机制,并为家蚕体型调控研究积累实验数据。展开更多
以南粳9108为试验材料,于水稻灌浆期在叶面喷施氨糖硒(Se)和氨糖碘(I),并以喷施清水作为对照(CK),处理后10 d取水稻剑叶用于转录组测序分析。结果表明:氨糖硒和氨糖碘处理下分别获得差异表达基因270和292个,其中共同检测到的差异表达基...以南粳9108为试验材料,于水稻灌浆期在叶面喷施氨糖硒(Se)和氨糖碘(I),并以喷施清水作为对照(CK),处理后10 d取水稻剑叶用于转录组测序分析。结果表明:氨糖硒和氨糖碘处理下分别获得差异表达基因270和292个,其中共同检测到的差异表达基因42个。从GO富集分析来看,CK vs Se的差异表达基因主要富集于细胞组分、分子功能、跨膜运输、膜的组成部分、过渡金属离子结合和跨膜转运体活性等生物学功能;而CK vs I的差异表达基因主要富集在膜的内在成分、膜的组成部分、细胞外围、膜成分、细胞膜、阴离子跨膜转运体活性和萜烯合酶活性等生物学功能。KEGG功能富集结果表明,CK vs Se的差异表达基因主要富集在氮代谢、代谢途径、次生代谢物的生物合成等通路,初步筛选出3个硝酸还原酶基因Os08g0468100(OsNR1)、Os02g0770800(OsNR2)和Os08g0468700(OsNR1.2),1个延缓叶片衰老基因Os08g0140300(TDC1),且Os08g0140300(TDC1)与8个Pathways相关联,可能是外源硒响应的关键基因。CK vs I的差异表达基因仅显著富集在与苯丙素的生物合成,初步筛选了6个与木质素合成相关的基因Os08g0277200(OsCCR)、Os01g0294700(OsPOD)、Os03g0121200(prx33)、Os05g0135500(prx71)、Os06g0695500(prx90)、Os07g0677600(prx115)。研究结论可为进一步探究水稻外源硒、碘响应机制提供基础数据,也为后续的水稻硒、碘累积运转改良工作提供理论支撑。展开更多
癌症是人类健康的第一杀手。随着测序技术的快速发展,积累了海量的癌症基因表达数据,利用计算方法进行致病基因预测成为癌症研究领域新的热点。然而,目前致病基因预测大多基于基因相互作用网络等,很少考虑网络局部连接与基因差异表达间...癌症是人类健康的第一杀手。随着测序技术的快速发展,积累了海量的癌症基因表达数据,利用计算方法进行致病基因预测成为癌症研究领域新的热点。然而,目前致病基因预测大多基于基因相互作用网络等,很少考虑网络局部连接与基因差异表达间的潜在联系。针对上述问题,首先利用患病前后的基因表达差异数据,通过互信息计算基因间的相关性并构建邻接网络,然后设计特征向量模型用于癌症致病基因预测。向量特征包括候选基因及其近邻的差异表达信息。从TCGA,OMIM和GEO等公共数据库获取癌症相关的致病与非致病基因以及患病前后基因差异表达数据进行实验,利用邻接网络中基因及其近邻的差异表达信息进行癌症致病基因预测(Differential Information of Gene and Nearest Neighbor for Cancer Pathogenic Gene Prediction,DICPG)。实验结果表明,DICPG癌症基因分类模型的生物学意义明显,分类精度和AUC等性能指标优于同类方法。展开更多
[目的]探究枸杞果实不同发育时期转录水平上的基因表达变化,筛选类胡萝卜素生物合成相关差异表达基因(DEGs),为揭示枸杞果实在不同发育阶段类胡萝卜素含量差异的分子机制及枸杞分子育种提供理论参考。[方法]通过Illumina NovaSeq 6000...[目的]探究枸杞果实不同发育时期转录水平上的基因表达变化,筛选类胡萝卜素生物合成相关差异表达基因(DEGs),为揭示枸杞果实在不同发育阶段类胡萝卜素含量差异的分子机制及枸杞分子育种提供理论参考。[方法]通过Illumina NovaSeq 6000高通量测序技术,分析青果期(YD)、转色期(ZD)和成熟期(XD)的杞鑫1号枸杞果实转录谱,以|log_(2)Fold Change|≥1,且错误发现率(FDR)<0.05为标准筛选DEGs,结合KEGG、GO、KOG、NR等数据库注释信息和PubMed数据库文献,筛选出与类胡萝卜素代谢合成相关的DEGs。测定不同发育期枸杞果实类胡萝卜素含量。采用实时荧光定量PCR验证8个DEGs转录组数据的可靠性。[结果]YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组中DEGs总数分别为6480、1497和7781个,其中分别有3946、827和2888个DEGs上调表达,2534、670和4893个下调表达。3个果实发育期共有234个DEGs。GO功能注释结果显示,在YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组,分别有1700、579和1657个DEGs被注释到生物过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)三大功能类别。3个比较组的KEGG信号通路均主要集中在代谢途径和次生代谢物生物合成过程中。从YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组3个比较组中分别挖掘到50、18和68个与功效成分相关的DEGs,参与类胡萝卜素合成途径的DEGs有34个,其中在YD vs ZD组、YD vs XD和ZD vs XD组分别富集到12、5和17个。杞鑫1号枸杞3个发育时期的果实均含有类胡萝卜素,随杞鑫1号枸杞果实发育,类胡萝卜素含量整体呈先下降后增加的变化趋势,YD、ZD和XD果实中类胡萝卜素含量分别为0.35、0.25和1.20 mg/g。PSY、PDS、ZDS、CHYB和Z-ISO 5个类胡萝卜素合成途径关键酶基因在YD和XD的表达量均高于100。类胡萝卜素合成代谢的关键酶基因PSY、PDS、ZDS和CHYB高表达,而类胡萝卜素分解代谢相关酶基因ZEP和NCED低表达。8个DEGs在杞鑫1号果实中的相对表达量与转录组测序结果基本一致。[结论]在杞鑫1号枸杞青果期和成熟期,类胡萝卜代谢途径中类胡萝卜素合成途径的关键酶基因PSY、PDS、ZDS、CHYB高水平表达而类胡萝卜素分解代谢相关的基因ZEP、NCED表达量较低,这些基因协同促进杞鑫1号枸杞成熟期果实中玉米黄质、β-胡萝卜素等类胡萝卜素的大量合成。展开更多
文摘白凤菜含有丰富的矿质元素、氨基酸和锌,在许多地区颇受欢迎,是公认的保健蔬菜,具有一定的药用和食用价值。本研究利用Illumina HiSeq X Ten技术平台对白凤菜进行了转录组测序,并与生化提取、q RT-PCR结果进行交叉验证。结果发现白凤菜一年生长期叶片中的总黄酮含量显著高于半年生长期叶片中的总黄酮含量;转录组结果则显示在一年生长期叶片中,与黄酮生物合成相关的基因中共有10个基因显著上调表达;利用qRT-PCR深入挖掘在总黄酮上调表达路径中的关键基因,发现一年生长期叶片中无色花青素双加氧酶/花青素合成酶(LDOX/ANS)与类黄酮-3’-羟化酶(F3'H)呈显著上调表达。综上,生化提取与转录组数据均显示,一年生长期叶片中总黄酮含量高于半年期叶片,且LDOX/ANS与F3'H在其中起关键调控作用。本研究结果为白凤菜分子生物学研究奠定基础,为白凤菜药用活性成分的生物合成调控、品质改良、品种选育等提供参考依据。
文摘【目的】航天蚕Bombyx mori后代小茧突变体sc的幼虫发育缓慢,食桑量少,推测其生长发育相关通路基因受到基因突变的影响。前期研究表明,sc突变受一对位于家蚕第3连锁群的隐性基因控制,但其控制基因并未被鉴定。本研究拟通过比较分析sc与航天蚕后代正常茧品系TG的转录组数据,为sc突变体相应基因的鉴定及分子机制的解析提供参考。【方法】分别取sc和TG 5龄第4天幼虫的头部和中肠组织进行转录组测序(RNA-seq),并通过比较转录组分析获得差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),对DEGs进行GO注释和KEGG富集分析。利用qRT-PCR验证随机选取的DEGs在sc和TG中的表达量。此外,利用qRT-PCR调查感兴趣基因在sc中的表达量。【结果】TG vs sc比较组头部检测到1528个DEGs,其中820个上调表达,708个下调表达;TG vs sc比较组中肠检测到1401个DEGs,其中683个上调表达,718个下调表达。GO分析表明头部和中肠DEGs在生物学过程中,大多数DEGs参与细胞过程、代谢过程、生物调节和刺激反应等;在分子功能中,大多数DEGs参与结合、催化活性、结构分子活性、转运蛋白活性和ATP依赖活性等。头部和中肠DEGs均涉及Hippo,Insulin和mTOR等与家蚕生长发育相关的信号通路。qRT-PCR分析显示,基因的表达趋势与转录组测序结果一致;与TG相比,sc中生长发育相关通路中BMSK0008105,BMSK0009907,BMSK0002689,BMSK0000286,BMSK0012340和BMSK00083629等关键基因差异表达。【结论】sc和TG中生长发育相关的信号通路关键基因的差异表达,通过影响生长发育过程中的能量代谢、器官发生和细胞生长、增殖及凋亡等生理过程,进而影响小茧突变体sc的体型发育。研究结果有助于阐明sc突变体形成的分子机制,并为家蚕体型调控研究积累实验数据。
文摘以南粳9108为试验材料,于水稻灌浆期在叶面喷施氨糖硒(Se)和氨糖碘(I),并以喷施清水作为对照(CK),处理后10 d取水稻剑叶用于转录组测序分析。结果表明:氨糖硒和氨糖碘处理下分别获得差异表达基因270和292个,其中共同检测到的差异表达基因42个。从GO富集分析来看,CK vs Se的差异表达基因主要富集于细胞组分、分子功能、跨膜运输、膜的组成部分、过渡金属离子结合和跨膜转运体活性等生物学功能;而CK vs I的差异表达基因主要富集在膜的内在成分、膜的组成部分、细胞外围、膜成分、细胞膜、阴离子跨膜转运体活性和萜烯合酶活性等生物学功能。KEGG功能富集结果表明,CK vs Se的差异表达基因主要富集在氮代谢、代谢途径、次生代谢物的生物合成等通路,初步筛选出3个硝酸还原酶基因Os08g0468100(OsNR1)、Os02g0770800(OsNR2)和Os08g0468700(OsNR1.2),1个延缓叶片衰老基因Os08g0140300(TDC1),且Os08g0140300(TDC1)与8个Pathways相关联,可能是外源硒响应的关键基因。CK vs I的差异表达基因仅显著富集在与苯丙素的生物合成,初步筛选了6个与木质素合成相关的基因Os08g0277200(OsCCR)、Os01g0294700(OsPOD)、Os03g0121200(prx33)、Os05g0135500(prx71)、Os06g0695500(prx90)、Os07g0677600(prx115)。研究结论可为进一步探究水稻外源硒、碘响应机制提供基础数据,也为后续的水稻硒、碘累积运转改良工作提供理论支撑。
文摘癌症是人类健康的第一杀手。随着测序技术的快速发展,积累了海量的癌症基因表达数据,利用计算方法进行致病基因预测成为癌症研究领域新的热点。然而,目前致病基因预测大多基于基因相互作用网络等,很少考虑网络局部连接与基因差异表达间的潜在联系。针对上述问题,首先利用患病前后的基因表达差异数据,通过互信息计算基因间的相关性并构建邻接网络,然后设计特征向量模型用于癌症致病基因预测。向量特征包括候选基因及其近邻的差异表达信息。从TCGA,OMIM和GEO等公共数据库获取癌症相关的致病与非致病基因以及患病前后基因差异表达数据进行实验,利用邻接网络中基因及其近邻的差异表达信息进行癌症致病基因预测(Differential Information of Gene and Nearest Neighbor for Cancer Pathogenic Gene Prediction,DICPG)。实验结果表明,DICPG癌症基因分类模型的生物学意义明显,分类精度和AUC等性能指标优于同类方法。
文摘[目的]探究枸杞果实不同发育时期转录水平上的基因表达变化,筛选类胡萝卜素生物合成相关差异表达基因(DEGs),为揭示枸杞果实在不同发育阶段类胡萝卜素含量差异的分子机制及枸杞分子育种提供理论参考。[方法]通过Illumina NovaSeq 6000高通量测序技术,分析青果期(YD)、转色期(ZD)和成熟期(XD)的杞鑫1号枸杞果实转录谱,以|log_(2)Fold Change|≥1,且错误发现率(FDR)<0.05为标准筛选DEGs,结合KEGG、GO、KOG、NR等数据库注释信息和PubMed数据库文献,筛选出与类胡萝卜素代谢合成相关的DEGs。测定不同发育期枸杞果实类胡萝卜素含量。采用实时荧光定量PCR验证8个DEGs转录组数据的可靠性。[结果]YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组中DEGs总数分别为6480、1497和7781个,其中分别有3946、827和2888个DEGs上调表达,2534、670和4893个下调表达。3个果实发育期共有234个DEGs。GO功能注释结果显示,在YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组,分别有1700、579和1657个DEGs被注释到生物过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)三大功能类别。3个比较组的KEGG信号通路均主要集中在代谢途径和次生代谢物生物合成过程中。从YD vs ZD组、YD vs XD组和ZD vs XD组3个比较组中分别挖掘到50、18和68个与功效成分相关的DEGs,参与类胡萝卜素合成途径的DEGs有34个,其中在YD vs ZD组、YD vs XD和ZD vs XD组分别富集到12、5和17个。杞鑫1号枸杞3个发育时期的果实均含有类胡萝卜素,随杞鑫1号枸杞果实发育,类胡萝卜素含量整体呈先下降后增加的变化趋势,YD、ZD和XD果实中类胡萝卜素含量分别为0.35、0.25和1.20 mg/g。PSY、PDS、ZDS、CHYB和Z-ISO 5个类胡萝卜素合成途径关键酶基因在YD和XD的表达量均高于100。类胡萝卜素合成代谢的关键酶基因PSY、PDS、ZDS和CHYB高表达,而类胡萝卜素分解代谢相关酶基因ZEP和NCED低表达。8个DEGs在杞鑫1号果实中的相对表达量与转录组测序结果基本一致。[结论]在杞鑫1号枸杞青果期和成熟期,类胡萝卜代谢途径中类胡萝卜素合成途径的关键酶基因PSY、PDS、ZDS、CHYB高水平表达而类胡萝卜素分解代谢相关的基因ZEP、NCED表达量较低,这些基因协同促进杞鑫1号枸杞成熟期果实中玉米黄质、β-胡萝卜素等类胡萝卜素的大量合成。
