GEO公共数据库中4例多指畸形患者细胞间质和上皮细胞的单细胞转录组分析

背景:多指畸形患者中参与Heghog信号通路的一些转录因子发生异常表达,这些转录因子调控大量靶基因的表达,从而影响细胞的功能。目的:通过单细胞转录组分析多指畸形患者的转录组特征。方法:从GEO公共数据库中下载4例多指畸形患者细胞间质和上皮细胞的单细胞转录组数据,将成纤维细胞和角质细胞划分为细胞亚群,并分析不同亚群的转录因子,构建转录因子及其靶基因的调控网络,分析调控因子的功能。结果与结论:对单细胞的转录谱数据进行分析发现,与多指畸形中细胞功能高度相关的调控因子有HOXD13、MSX2、LHX2、EMX2、LEF1、CREB3L2以及LHX2等HOX家族成员和GLI2转录因子。成纤维细胞中的HOXD13、MSX2和LHX2在多指畸形过程中发挥作用,而HES2和GLIS1在角质细胞的形成和发育过程中起重要作用。结果表明:HOXD13、MSX2和LHX2等转录因子的高表达可能与多指畸形的发育密切相关。通过靶向特定的转录因子或调节其活性,可能为纠正或预防多指畸形提供潜在的治疗策略。

乳酸乳球菌F44中转录因子RdrA耐酸性能研究

提升菌株酸耐受能力在工业生产中有重要经济价值。研究发现,乳酸乳球菌F44中一种功能未知的DeoR/GlpR家族转录因子RdrA与菌株酸耐受能力相关。为研究RdrA对F44菌株耐酸性能的影响,比较rdrA缺陷型、过表达菌株和F44原始菌株的生长曲线、pH曲线、酸耐受、Nisin耐受和Nisin效价,对RdrA的功能进行表征。此外,对rdrA缺陷突变型菌株和F44原始菌株进行转录组学测序,进一步研究RdrA影响F44菌株酸耐受的靶标基因和代谢通路。转录组测序和qPCR结果表明,RdrA主要通过抑制细胞被膜的流动性和韧性,降低胞内蛋氨酸水平,以及抑制DNA分子修复和蛋白修饰过程,降低F44酸耐受能力。研究首次揭示未知功能的转录因子RdrA,为提高乳酸乳球菌耐酸性能提供了新的研究方向和分子靶点,在工业生产中具有重要意义。

不同生长年份牛大力根淀粉和蔗糖代谢途径转录组分析

牛大力是一种重要的多年生药食同源植物,其主要成分为淀粉和糖类。为了探究不同生长年份牛大力根淀粉和糖类物质合成的规律及其内在基因调控网络,本研究以3年生(NG3)、7年生(NG7)、10年生(NG10)和15年生(NG15)4个生长年份的牛大力根为研究对象,测定总多糖、淀粉和蔗糖的含量,并完成转录组测序,筛选分析不同年份间牛大力根的差异表达基因(DEGs),重点解析淀粉和蔗糖代谢途径DEGs的功能。糖类和淀粉物质测定结果表明,随着年份的增长,总多糖与淀粉含量均呈现增加趋势,生长至15年时的含量最高,而蔗糖含量在3年时最高,随后呈现下降趋势。转录组测序发现,随着生长年份跨度增加,NG3vs NG7、NG3 vsNG10和NG3 vs NG15对比的DEGs总数呈上升趋势,分别为526、1848和1937个。进一步挖掘淀粉和蔗糖代谢途径中的DEGs,共有62个DEGs在3个比较组中差异表达,其中,蔗糖合成基因的表达量随年份增加而下降,淀粉合成基因随年份的增加较淀粉降解基因占主导,纤维素降解酶随年份增加表达量降低。最终筛选出5个淀粉和蔗糖代谢途径的关键酶基因进行荧光定量PCR验证,其表达变化趋势与转录组测序结果基本一致。研究结果表明,牛大力在3~7年时处于生长活跃期,以蔗糖、纤维素和淀粉的合成为主,促进根部快速膨大发育。生长至7年时,以淀粉的积累、蔗糖的分解和纤维素的降解为特征,进入生长平稳期。本研究对于牛大力根膨大特性的研究、高成薯性牛大力种质创新和科学采收都有积极的指导意义。

基于全转录组测序探讨褪黑素抑制神经胶质瘤细胞增殖的机制

目的全转录组测序检测神经胶质瘤细胞非编码RNA(ncRNA)表达谱并构建ceRNA网络,揭示ncRNA参与褪黑素抑制神经胶质瘤细胞增殖的分子机制。方法0、2、4、6、8 mmol·L^(-1)褪黑素干预神经胶质瘤细胞24、48、72 h,CCK-8检测褪黑素对细胞增殖的抑制作用;0、4 mmol·L^(-1)褪黑素干预U251细胞24h后,全转录组测序检测差异表达miRNA(DEmiRNA)、lncRNA(DElncRNA)、mRNA(DEmRNA),对DEmRNA进行GO和KEGG富集分析;构建ceRNA网络,采用qRT-PCR验证ceRNA关键基因表达。结果褪黑素呈时间-剂量依赖性抑制神经胶质瘤细胞增殖;全转录组测序筛选出0 mmol·L^(-1)与4 mmol·L^(-1)褪黑素组DEmRNA 5049个、DElncRNA 635个、DEmiRNA 146个;DEmRNA主要富集在铁死亡、mTOR信号通路、FoxO信号通路、细胞周期等癌症相关信号通路;ceRNA网络包含4个lncRNA、3个miRNA和48个mRNA,qRT-PCR验证U251细胞hsa-miR-129-5p、hsa-miR-362-5p、LINC00707和SLC16A1-AS1表达与测序结果一致,U87细胞的基因表达与测序结果基本一致。结论褪黑素通过ncRNA差异表达,影响癌症相关信号通路,进而抑制神经胶质瘤细胞增殖;LINC00707、SLC16A1-AS1、hsa-miR-129-5p、hsa-miR-362-5p构成的ceRNA网络可能参与褪黑素抑制神经胶质瘤细胞增殖的分子机制。

WRKY转录因子在水稻抗逆基因工程中的应用进展

水稻在其生长过程中经常面临各种非生物胁迫(包括干旱、高盐度、低温及高温等)和生物胁迫(如病虫害),严重影响其正常生长发育。WRKY转录因子家族作为植物界中最为庞大的转录因子家族之一,在调控植物生长发育及应对非生物胁迫和生物胁迫方面发挥着关键作用。本文综述了WRKY转录因子的结构特点及其在水稻抗非生物胁迫(干旱、高盐、低温、高温等)、生物胁迫(稻瘟病、白叶枯病、纹枯病、稻飞虱等)基因工程中的应用进展,旨在为WRKY转录因子在水稻及其他作物抗逆性遗传改良中的应用提供理论基础和实践指导。

牦牛转录组学研究进展

转录组学的发展为研究生物功能基因提供了新的手段,牦牛转录组学的研究主要聚焦在卵泡发育、低氧适应机制、肌肉发育和脂肪细胞分化等方面。本文从非编码RNA(lncRNA、miRNA、piRNA)在牦牛繁殖和肌肉发育等领域的研究现状进行介绍与阐述,旨在为牦牛繁殖调控和分子育种提供理论基础。

整合转录组和代谢组学分析揭示玉米对层出镰孢茎腐病的响应机制

【目的】玉米茎腐病严重威胁玉米的产量与品质,其致病菌复杂,层出镰孢(Fusariumproliferatum)近年来逐渐成为主要病原之一。本研究旨在通过多组学联合分析,深入探究玉米对层出镰孢茎腐病的响应机制,明确差异基因和差异代谢物富集的信号通路在玉米抗病过程中的关键作用,为玉米抗茎腐病育种和病害防控提供理论依据。【方法】选择对层出镰孢具有不同抗性的玉米自交系ZC17(抗病)和CH72(感病)作为研究材料。在玉米9叶期,对其进行接种处理,接种组注射层出镰孢菌液,模拟接种组注射等量的PDB,随后用凡士林封闭伤口。接种后7 d,采集接种区域上下茎段中间位置的组织样本,分别用于转录组测序和非靶向代谢组学检测。同时对接种后的植株进行茎腐病症状评估,计算茎腐病平均评分(SRSA)和病情指数(DSI)。利用多种生物信息学工具对转录组测序数据和代谢组学数据进行分析,并通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对差异基因进行验证。【结果】表型和生理数据显示,接种层出镰孢后,CH72发病程度显著高于ZC17,其SRSA增加2.48倍,DSI增加35.36%。转录组和代谢组的PCA结果显示,各组内样本的重现性很高,ZC17和CH72相互分离,FP组和MK组相互分离。转录组分析表明,接种后CH72的差异表达基因数量多于ZC17,但二者近50%的差异基因表达趋势相同。功能注释和富集分析发现,差异基因和差异代谢物主要富集于植物次生代谢产物生物合成、苯丙氨酸代谢、植物激素生物合成及植物-病原体相互作用等途径。转录组和代谢组联合分析证实,苯丙氨酸代谢以及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成在玉米抗层出镰孢过程中起关键作用。此外,多个转录因子家族(如MYB、bHLH、NAC和WRKY等)在接种层出镰孢后被显著激活,表明这些转录因子在玉米抗病分子调控网络中可能发挥重要作用。qPCR与转录组测序结果在4个组中的表达趋势一致,Spearman相关分析也显示转录组测序数据和qPCR结果之间高度一致(r=0.75,P=7.5e-05)。【结论】苯丙氨酸代谢相关途径在玉米响应层出镰孢茎腐病中至关重要;C4H、PAL、ADT、GOT等关键酶以及显著上调的代谢物如2-香豆酸、3-羟基肉桂酸、吲哚、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸在植物抗病中起重要作用。本研究挖掘出的潜在抗病相关转录因子、基因和代谢物可为深入解析玉米对层出镰孢茎腐病的分子响应机制提供重要依据。

单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展

背景:骨质疏松导致的脆性骨折发病率逐年上升,亟需探索其病理生理、潜在生物标志物、治疗靶点及有效药物。骨微环境中存在多种细胞,对骨代谢的维持至关重要。近几年,单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术被开发用于表征单个细胞的转录组,并逐步应用到骨质疏松症防治的研究。目的:综述单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展。方法:由第一作者使用计算机检索Web of Science,PubMed和中国知网数据库中2009-2023年出版的文献,英文检索词为:“single-cell RNA sequencing,bone marrow derived stromal cells,osteoblasts,osteocytes,osteoclasts,immune cells,Bone marrow vascular endothelial cells”;中文检索词为:“单细胞转录组测序,骨髓间充质干细胞,成骨细胞,骨细胞,破骨细胞,免疫细胞,骨髓血管内皮细胞”;通过阅读筛选相关文献,最终纳入89篇文献进行综述分析。结果与结论:①单细胞转录组测序技术能够深入了解细胞发育、增殖、分化的轨迹及其调控机制。②影响骨密度的候选基因主要富集在骨髓间充质干细胞亚群,其中Sox9是关键的转录因子。③成骨细胞不同亚群中差异表达Runx2控制骨髓间充质干细胞向成骨细胞方向分化。④破骨细胞分化过程中RAB38与组蛋白修饰和转录调控动态变化有关。⑤单细胞层面研究证实,骨微环境中存在多种细胞间通讯,破骨细胞可能通过CD160-TNFRSF14配体-受体结合进行细胞间通讯;中性粒/单核细胞与成骨细胞间可能通过RESISTIN通路进行交互;浆样树突状细胞与成骨细胞系通过表皮生长因子通路进行交流;均可以为靶点预测和药物研发提供方向。⑥新的骨髓毛细血管内皮细胞亚群,称为S型内皮细胞,完全起源于骨骺次级骨化中心,甚至比H型血管更具有可塑性。⑦文章从细胞角度总结单细胞转录组测序技术在表征不同骨组织细胞的分化命运和分化轨迹、识别新的细胞亚群、鉴定细胞调控因子及明确细胞间通讯的研究进展,为探讨骨质疏松症的病理机制、筛选潜在诊断标志物、预测治疗靶点及探究药物作用机制提供细胞层面的信息。⑧未来单细胞测序技术将向单细胞多组学(基因组、蛋白组学及代谢组学)方向及结合其他诸如空间转录组技术为骨组织细胞变化提供更有价值的信息。

转录因子acj6在昆虫嗅觉中的功能研究进展

综述了acj6的发现及突变造成的嗅觉异常行为,介绍了acj6的结构及表达模式,阐述了acj6在昆虫嗅觉中的功能,包括调控Or表达、塑造嗅觉神经元的形态和靶向、维持神经递质乙酰胆碱水平和调控嗅小球形成,指出今后应注重研究acj6对昆虫嗅觉的调控机制、与其他转录因子的互作关系,以期为阐明昆虫的嗅觉调控机制并制定基于嗅觉的害虫防治策略提供参考。

玛瑙红樱桃不同发育时期胚败育果实转录组分析

【目的】探明玛瑙红樱桃胚败育果实发育过程中相关基因的表达差异,为筛选胚败育相关基因提供理论依据。【方法】采用Illumina高通量测序技术,对不同发育时期(膨大期、转色期、成熟期)的玛瑙红樱桃胚败育果实样品进行转录组测序及相关分析。【结果】所有玛瑙红樱桃样品的高质量序列均在98%以上,映射序列均在85%以上,Q30均大于94%;共筛选出差异表达基因6316个,其中,不同比较组共有差异表达基因1207个;注释到GO的差异表达基因参与分子功能、细胞组分、生物过程等,参与生物过程最多;注释到KEGG通路的差异表达基因分别参与环境信息处理、生物体系统、遗传信息处理、细胞过程和新陈代谢5大通路的18个分支,注释到碳水化合物代谢分支的差异表达基因较多;1806个差异表达基因预测为转录因子,共注释到57个转录因子家族,其中,bHLH家族最多。【结论】玛瑙红樱桃胚败育果实膨大期与转色期、成熟期的基因表达差异较大,转色期与成熟期基因表达差异变小,可在果实转色前筛选胚败育相关基因进行功能验证。

基于Nanopore技术的马铃薯甲虫全长转录组测序研究

为深度挖掘马铃薯甲虫的转录组信息与功能基因,本研究采用Nanopore测序技术,针对马铃薯甲虫触角混合组织展开全长转录组测序,成功构建了该物种的全长转录本文库。在研究过程中,通过对转录组数据进行生物信息学分析,完成可变剪接分析、长链非编码RNA鉴定预测分析、新转录本功能注释分析以及转录本的表达量等工作。通过对全长转录本数据进行统计分析,所产出的样品数据clean data达20.24 GB,测序样本质量值达到Q11,共获得全长序列个数为20 278 877。通过对转录本进行基因结构分析,发现5个可变剪切类型中最多的为可变转录终止位点(占比29.21%),新预测的长链非编码RNA数量共有620个,主要为基因间lncRNA (62.4%),共完成了9 622个新转录本功能的注释。本研究可为进一步了解马铃薯甲虫的生物学特性、基因功能研究等提供理论基础。

绿豆R2R3-MYB转录因子家族鉴定及其类黄酮合成调控基因的筛选

R2R3-MYB转录因子家族在植物次生代谢物合成、胁迫应答和生长发育等生命过程起着重要的调控作用。本研究基于生物信息学鉴定了绿豆(Vigna radiata L.)全基因组水平的R2R3-MYB转录因子,并对其理化性质、系统进化、染色体定位、启动子顺式作用元件及基因结构做了预测分析;此外,转录组数据和实时荧光定量PCR(QuantitativeReal-timePCR,RT-PCR)分析该转录因子在不同组织、逆境胁迫下的表达模式;并基于相关分析及蛋白互作网络,筛选到可能参与调控绿豆类黄酮生物合成的R2R3-MYB成员。结果表明,共鉴定到168个R2R3-MYB成员,其中145个分布于11条染色体, 23个成员染色体信息未知;大多数R2R3-MYB含有3个外显子,编码99~1645个氨基酸,均为亲水性蛋白;系统进化将绿豆R2R3-MYB基因家族分为30个亚组(V1~V30),不同亚组成员的基因结构存在差异;共线性分析表明,片段复制事件均进行了纯化选择;启动子顺式作用元件分析表明,绿豆R2R3-MYB基因启动子区含有大量激素响应、胁迫响应及少量的类黄酮合成响应等元件;基因表达分析表明,在叶片、叶柄、下胚轴和籽粒种皮中表达量较高的成员分别占15.5%、16.1%、16.1%和10.7%。RT-PCR分析发现,几乎所有的R2R3-MYB家族成员在低温胁迫下的相对表达量显著下调,不同成员对逆境胁迫有不同的响应模式。蛋白互作与相关性分析可知,VrMYB6、VrMYB77、VrMYB93这3个基因可能参与了绿豆类黄酮生物合成的调控。

丙泊酚对脂多糖诱导的MHCC97H细胞黏附、迁移、侵袭和炎症因子的影响及与核转录因子-κB信号通路的关系

目的探究丙泊酚与脂多糖(LPS)刺激下MHCC97H细胞功能、炎症水平及核转录因子-κB(NF-κB)表达的关联。方法该研究起止时间为2021年12月至2022年12月。体外培养人MHCC97H细胞系,分为对照组(等量的溶剂),LPS组(1 mg/L LPS),实验组(LPS+6.25组、LPS+12.5组、LPS+25组,LPS组基础上分别加入6.25、12.5和25μmol/L丙泊酚),用酶联免疫吸附试验、细胞计数试剂盒检测炎症因子白细胞介素6(IL-6)的表达水平和细胞活力筛选出丙泊酚的最适浓度进行后续实验,后将细胞分为对照组、LPS组、LPS+25组和LPS+25+抑制剂组(LPS+25组基础上联合10μmol/L BAY 11-7082),干预24 h。细胞黏附实验测定黏附细胞数;Transwell小室法检测细胞迁移与侵袭水平;蛋白质印迹法测定上皮间质转化(EMT)及NF-κB通路相关蛋白表达水平。结果根据细胞活力和炎症因子IL-6表达选择LPS+25组进行后续实验,与对照组相比,LPS组细胞黏附数、迁移数、侵袭数、N-钙黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)、纤连蛋白(FN)、IκB激酶α(IKKα)和p-NF-κB p65蛋白水平分别为(152.00±9.01)个、(84.01±10.44)个、(65.67±3.06)个、0.46±0.02、0.47±0.03、0.99±0.02、1.03±0.02、0.95±0.05上调,E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达0.42±0.02下调(P<0.05);与LPS组相比,LPS+25组显著扭转了上述指标的变化(P<0.05);与LPS+25组相比,LPS+25+抑制剂组加入NF-κB通路抑制剂后,上述指标变化扭转得更为显著(P<0.05)。结论丙泊酚对LPS刺激下MHCC97H细胞炎症因子表达、黏附、迁移、侵袭能力及EMT进程具有抑制作用,可能与NF-κB通路活性受到抑制有关。

南平市艾滋病免费抗反转录病毒治疗效果分析

目的监测艾滋病患者经免费抗反转录病毒治疗(ART)的结果,并评价治疗方案效果,依据实际情况调整治疗方案,使患者获得更好的疗效。方法选取南平市疾病预防控制中心2021年1月至2021年12月接受免费ART治疗的艾滋病患者1086例,监测其CD4细胞数、病毒载量和耐药情况,分析疾病人口学特征及耐药情况,并比较患者治疗前后的CD细胞数概率分布及病毒载量值。结果艾滋病男性患病率高于女性,年龄<20岁的占比仅有0.74%,在婚/同居发生率高达52.12%,比较差异有统计学意义(P<0.05);治疗后患者CD4细胞数增加,与治疗前比较差异有统计学意义(P<0.05);经治疗病毒载量<400 copy/ml患者共1009例,治疗有效率为92.91%,且治疗后病毒载量值低于治疗前(P<0.05);而经Pearson相关性分析治疗后病毒载量与CD4细胞数呈负相关;耐药性调查表明:患者耐药性率为1.01%。结论经调查,南平市2021年接受免费ART治疗的大部分艾滋病患者获得了显著疗效,仅少部分患者存在耐药情况。

高效抗反转录病毒疗法治疗艾滋病的应用效果

评估艾滋病患者接受治疗时,应用高效抗反转录病毒疗法的效果。方法 在内蒙古自治区疾病预防控制中心(内蒙古自治区预防医学科学院)中,抽取2022年1月至2024年10月确诊的54例艾滋病患者进行研究,依据不同的治疗方法分组,具体为对照组(常规治疗)、研究组(高效抗反转录病毒疗法),各27例。比较治疗效果。结果 研究组整体治疗的效果较对照组更高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 在对艾滋病患者进行治疗时,采用高效抗反转录病毒疗法,可以改善患者的CD4+T淋巴细胞计数,控制患者的病情,减少不良事件的出现,维护患者的治疗效果,促使患者的生活质量得以提升,适合推广。

中药单体治疗脊髓损伤后神经炎症:核转录因子κB信号通路的作用

背景:基于核转录因子κB通路探究神经炎症的靶向治疗越来越值得探究,中药靶点多、范围广、机制丰富及不良反应少等优点在治疗各类疾病时都具有十分巨大的潜力。目的:基于核转录因子κB信号通路,对近年研究中出现的山奈酚、红花黄、汉黄芩苷及雷公藤甲素等中药单体治疗脊髓损伤后神经炎症的研究进展进行系统的阐述与归纳。方法:以“脊髓损伤,炎症,抗炎,中药单体,单体化合物,NF-κB信号通路,黄酮,糖苷,酚类,酯类,生物碱”为检索词在中国知网数据库中进行检索;以“Spinal cord injury,inflammation,anti-inflammatory,traditional Chinese medicine monomer,monomeric compound,NF-κB signaling pathway,flavonoids,glycosides,phenols,esters,alkaloids”为检索词在PubMed数据库中进行检索,最终共纳入67篇文献进行综述分析。结果与结论:①核转录因子κB信号通路在神经系统中的作用复杂多样,能够调控中性粒细胞、小胶质细胞、星形胶质细胞和巨噬细胞等,介导损伤后炎症的发生与发展;②中药单体如汉黄芩苷对核转录因子κB抑制蛋白的降解、红花黄素对核转录因子κB信号通路磷酸化过程的抑制、山奈酚对核转录因子κB信号通路p65核易位的抑制等作用可以降低炎症反应对机体造成的影响,从而促进神经功能恢复;③核转录因子κB信号通路在损伤早期能够促进炎症反应和免疫细胞迁移活化,在损伤中后期能够促进损伤部位的修复和纤维化的发生等,适当的激活核转录因子κB信号通路具有促进炎症因子的释放、提高细胞的抗氧化能力及促进免疫细胞的活化等能力,但过度激活的核转录因子κB信号通路则容易导致慢性炎症的发生和持续、细胞凋亡受到抑制等;④未来的研究可以进一步探索如何准确调控核转录因子κB信号通路的活化水平、如何实现对神经系统炎症和损伤的精准干预展开,也可围绕中药单体的制备及中药单体对信号通路的作用机制展开,以期为神经系统疾病的康复和功能恢复提供更有效的治疗策略。

牛POLB基因核心启动子鉴定及转录调控分析

旨在筛选牛DNA聚合酶β(DNA polymeraseβ,POLB)基因核心启动子并对调控该基因表达的转录因子进行预测和鉴定。以牛POLB基因CDS区上游1751 bp序列为模板,构建5个包含不同截短长度的启动子报告基因载体,利用双荧光素酶报告基因系统鉴定核心启动子,利用AnimalTFDB 3.0预测核心启动子结合转录因子,过表达转录因子后分析其对牛POLB基因的转录调控功能。结果:在牛肌肉原代细胞中,构建的5个截短的启动子报告基因载体均具有转录起始活性,pGL3-151(-151~-1 bp)和pGL3-1351(-1351~-1 bp)的相对荧光素酶活性显著高于pGL3-551(-551~-1 bp)(P<0.001,P<0.0001),表明-151~-1 bp和-1351~-551 bp为牛POLB基因核心启动子区;AnimalTFDB 3.0预测核心启动子区存在转录因子特异性蛋白1(specificity protein 1,SP1)的结合位点;在牛肌肉原代细胞中过表达转录因子SP1,能够显著降低POLB基因的转录活性。本试验结果为进一步研究该基因表达调控机制提供参考。

马铃薯转录因子StFBH3对非生物逆境胁迫的响应分析

bHLH (basic helix-loop-helix)作为植物界第二大类转录因子,在植物应对环境胁迫响应中起着重要的调控作用。探究马铃薯(Solanum tuberosum L.) bHLH家族基因功能将为马铃薯改良和育种提供一定的理论依据。本研究克隆了马铃薯StFBH3基因(Gene ID:102582309),利用qPCR技术分析了不同逆境胁迫下StFBH3基因表达模式,结果表明, StFBH3基因在马铃薯根和叶中的表达量较高,且该基因的表达受渗透、高盐和脱落酸(abscisic acid, ABA)诱导;以过表达StFBH3基因的马铃薯试管苗为材料,在分别含有不同浓度甘露醇(mannitol)、NaCl和ABA的MS培养基中,过表达StFBH3马铃薯株系的叶绿素含量显著高于野生型,根长显著长于野生型。在干旱和高盐处理下,土壤栽培的过表达马铃薯株系较野生型表现较强的耐受性,叶片相对含水量、叶绿素含量和过氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于野生型。qPCR分析发现,干旱和盐胁迫处理下相关基因(KAT1)的表达量在过表达马铃薯株系中较野生型显著降低。以上结果表明, StFBH3基因可能在马铃薯对渗透、干旱和高盐等胁迫响应中起正向调控作用。本研究也为StFBH3基因在马铃薯中的生物学功能深入理解提供一定的参考依据。

基于转录组和蛋白质组分析筛选五龙鹅产蛋相关候选基因

旨在通过转录组和蛋白组联合分析来挖掘五龙鹅产蛋量相关候选基因,为其产蛋性能遗传机制研究提供理论基础。本研究选取200只体重相近的36周龄健康五龙鹅种鹅,记录其36~54周龄产蛋情况。在产蛋后期(54周龄)时,根据产蛋水平,将产蛋量最高的30只鹅定为高产组,产蛋量最低的30只鹅定为低产组,从高产组(H)和低产组(L)鹅中各采集3个卵巢组织,提取RNA和蛋白质,通过转录组测序(RNA-Seq)和4D-DIA蛋白组定量分析筛选差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)和差异表达蛋白(differentially expressed proteins, DEPs)。之后对筛选的差异基因和蛋白进行RT-qPCR验证、功能富集分析和蛋白互作(PPI)网络的构建与分析,筛选鹅产蛋性能相关的候选基因。结果:共鉴定到450个DEGs和333个DEPs,其中,AFAP1、INHA、FNDC1、INHBB在基因和蛋白水平上表达出相同的差异趋势。富集分析显示,DEGs和DEPs显著富集到364个GO条目和75个KEGG通路,涉及生殖结构发育(gland development)、性别分化(sex differentiation)、性激素活性(hormone activity)、TGF-β通路(TGF-β signaling pathway)、卵母细胞减数分裂(oocyte meiosis)、GnRH信号通路(GnRH signaling pathway)、孕激素介导的卵母细胞成熟(progesterone-mediated oocyte maturation)等多个与产蛋相关的通路和关键生物过程。选取9个潜在候选基因,对高产组和低产组(包含转录组测序样品)各8个卵巢组织进行RT-qPCR验证,表达趋势与测序结果一致。基于上述研究结果,本研究最终筛选到6个与五龙鹅产蛋性能密切相关的候选基因(PTTG1、LRP2、TNFSF10、INHA、INHBB、FST),丰富了五龙鹅产蛋性能的相关分子机制。

一个浙粳99短穗小粒突变体的鉴定及转录组分析

【目的】探明浙粳99优良穂型的形成机制,为水稻穗型发育机制研究及其育种应用提供科学依据。【方法】利用EMS诱变浙粳99获得短穗小粒突变体,借助分子标记获得连锁区间,采用RNA-Seq及DNA测序确定候选基因,并利用激光共聚焦显微镜观察突变基因的亚细胞定位。使用转录组测序的方法对该突变体的基因表达情况进行分析。【结果】Ossp3与浙粳99在株型、穗型以及粒型上均存在差异。该突变表型由候选基因Os02g0450000发生碱基插入引起。亚细胞定位结果显示该基因产物定位于细胞核。Ossp3幼穗出现329个差异表达基因(DEG),主要分布在1、3和4号染色体上,KEGG富集分析显示,这些差异表达基因主要集中在植物激素信号转导途径、MARK信号通路-植物等生物学过程。相关基因表达分析显示进化上保守的植物特异性基因OsSP3通过MAPK信号通路或与bZIP转录因子作用影响生长素、细胞分裂素含量及其对应信号途径,实现对稻穗发育的调控。【结论】优良穗型品种浙粳99 Os02g0450000基因突变会产生短穗小粒的表型,其生物学功能通过核定位实现,RNA-Seq分析表明该突变基因可能通过影响生长素与细胞分裂素信号通路协同调控稻穗的生长发育,同时很可能通过与OsbZIP47直接或间接作用调控粒型。