基于Illumina HiSeq技术分析浆水中细菌多样性及理化性质

基于Illumina HiSeq测序平台,对陕西、甘肃浆水中细菌16S rRNA基因V3～V4区进行测序,解析其细菌群落结构多样性。结果表明,各地浆水细菌菌群结构相似,多样性较高,其中,乳酸杆菌属丰度较高,占主导地位,发酵乳杆菌、乙醇片球菌和Lactobacillus parafarraginis为优势菌,相对丰度占比分别为33.39%、21.13%、3.28%。理化性质显示,浆水液盐度范围为0.09%～0.34%,pH值为3.32～4.00,酸度为0.194～0.872 g/L,亚硝酸盐含量为5.123～10.246 mg/kg,亚硝酸盐含量均低于我国酱腌菜卫生标准。浆水中乳酸含量最高,也含有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等多种短链脂肪酸,蔗糖、葡萄糖、果糖含量较少。本研究揭示陕西、甘肃不同地区浆水的细菌多样性及其理化性质,为传统发酵食品研究提供一定理论基础。

MGISEQ-2000、HiSeq 2000与NovaSeq 6000平台全基因组重测序数据的比较分析

全基因组重测序已经成为生物信息学获取数据的最主要途径之一,但不同二代测序平台的数据质量及稳定性可能存在差异,从而对研究结果产生影响。本研究基于MGISEQ-2000、HiSeq 2000和NovaSeq 60003个测序平台分别对猪DNA样本进行全基因组重测序,分析比较3个平台的原始数据质量、比对质量和SNP变异检测情况,同时以猪50K芯片分型结果为标准评价测序数据SNP分型的准确性,以检验上述3个平台之间是否存在系统性差异。结果表明,3个平台的原始数据量及GC含量相近,测序深度均达到送测要求,平均测序深度在20X以上,HiSeq 2000和NovaSeq 6000平台Q30以上reads所占比例高于MGISEQ-2000(P<0.01),但两者的重复reads所占比例也高于MGISEQ-2000(P<0.01)。MGISEQ-2000在双端比对率、平均比对深度和覆盖度超过20X的位点所占比例方面均高于其他2个平台(P<0.05),而NovaSeq 6000在平均比对深度和覆盖度超过20X的位点占比上又高于HiSeq 2000(P<0.05)。MGISEQ-2000的SNP位点判型准确性与HiSeq 2000相似,二者平均准确性均达到97.21%且高于NovaSeq 6000。来自NovaSeq 6000平台的2个样本的SNP位点判型准确性结果远低于其他2个平台的结果,且其在测序稳定性上不如MGISEQ-2000和HiSeq 2000。综上,MGISEQ-2000、HiSeq 2000和NovaSeq 60003个平台的测序性能存在一定差异,但三者的测序数据均达到了生物信息学分析的要求,其中MGISEQ-2000平台在测序质量和稳定性上表现出色,可以为生物信息学分析提供更可靠的重测序数据。

基于Illumina HiSeq 2000测序技术对大花序桉根的转录组特性分析

大花序桉(Eucalyptus cloeziana)是中国重要用材林树种,但目前对其生物信息学研究缓慢,在一定程度上限制了大花序桉分子育种以及品种改良。采用Illumina Hi Seq TM 2000高通量测序平台对1年生大花序桉根系转录组测序和de novo组装,将得到的Unigene与公共数据库比对,同时进行转录组分析。结果显示,组装获得53 433条Unigene,其平均长度890 bp,N50长度为1 587 bp;有34 700条Unigene获得注释信息,占全部Unigene的64.94%,其中19 327条Unigene注释到KOG数据库,被分到25个类别中,共得到32 302个KOG功能注释信息;有11 197条Unigene注释到GO数据库中,共获得了54 971个GO注释功能,归于细胞组分、分子功能和生物学过程三大类;有12 181条Unigene得到KEGG注释,其中6 493条Unigene归入128条代谢途径,发现有57条Unigene参与氮代谢途径。通过软件查找获得13 290个SSR位点,二核苷酸重复类型占的频率最高,其次是三核苷酸、四核苷酸和六核苷酸,五核苷酸重复频率最低。本研究首次对大花序桉转录组进行分析,为深入开展大花序桉分子生物学研究提供基础数据来源。

基于Illumina HiSeq 2500测序技术对高温胁迫下苦瓜叶片转录组特性分析

高温胁迫时影响苦瓜作物产量及地域分布的重要限制因子,但由于其在非生物胁迫逆境方面的生物学信息研究进展较慢,这在一定程度上制约了苦瓜分子育种及品种改良工作。利用Illumina HiSeqTM2500高通量测序平台对高温胁迫处理前后的苦瓜叶片进行转录组测序,结果组装获得平均长度为700.75 bp共89 757条有效Unigene,N50长度达到1 239 bp;有48 662条Unigene获得注释信息,占全部Unigene的54.2%,与未处理的对照相比,共有2 254差异表达基因,其中672个上调,1 582下调表达。有27 116条Unigene能够注释到GO数据库,获得包含于细胞组分、分子功能和生物学过程三大类内共135 967个GO的功能注释,并且差异表达基因的GO功能注释分类情况大致与之相似。进一步筛选到可能与高温胁迫相关的基因,包括HSP,HSF等家族基因。本研究是首次对高温胁迫下的苦瓜叶片转录组进行分析,为进一步开展苦瓜耐高温分子生物学层面研究提供大量参考信息。

基于Illumina HiSeq 2000测序技术对当归根的转录组特性研究

目的识别当归Angelica sinensis根药用活性物质的基因序列,阐释当归次生代谢产物生物合成的遗传基础。方法从当归头、当归尾提取总RNA,质量鉴定合格后构建测序文库。测序文库检测合格后在Illumina Hi Seq 2000测序仪上完成双端测序。采用相关生物信息学方法分析当归根的转录组特性。结果采用Illumina Hi Seq 2000高通量测序获得当归根转录组的66 431 540个原始短读序。用生物信息学方法从头组装并注释了30 432个功能基因序列(unigene)。应用Uniprot蛋白数据库进行序列相似性比对,当归功能基因序列主要分布于目前研究较深入的7种重要经济作物,如葡萄、蓖麻、毛果杨、大豆、苜蓿、拟南芥和烟草。研究发现,当归根表达的127、69、70、94个unigene分别映射到类苯基丙烷生物合成、N-聚糖生物合成、黄酮类化合物生物合成和叶酸生物合成等路径,可能参与药用活性物质阿魏酸、当归多糖、当归总黄酮和叶酸的生物合成。结论参与当归根重要药效物质(阿魏酸、当归多糖、当归总黄酮等)生物合成的功能基因序列可能是当归补血、活血功效的分子生物学基础。

农田土壤根际微生物群落多样性特征研究

以藜麦、蚕豆、油菜和马铃薯为供试材料,设置连作藜麦(HLMA)和藜麦轮作马铃薯(HLMLS)、油菜(HLYC)、蚕豆(HLCD)4种不同种植模式,通过测定土壤养分含量,并利用高通量测序技术(Illumina-HiSeq)对4种种植模式下藜麦根际土壤的基因组进行测序,研究不同种植模式对作物土壤养分和细菌群落组成特征的影响。结果表明:3种轮作种植模式下全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量和pH较连作种植模式显著下降。HLCD模式提高土壤细菌群落丰富度指数、多样性指数和优势度指数。细菌组成研究结果显示,4种种植模式下占优势的细菌均为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)。HLCD处理下,放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)相对丰度均显著高于其他处理,分别达到50.48%、13.17%、11.90%、7.42%和4.50%,较HLMA处理分别增加44.21%、56.36%、36.19%、224.24%和53.16%。土壤细菌群落优势属以Subgroup、芽球菌属(Blastococcus)、67-14和土壤红杆菌属(Solirubrobacter)为主,但不同种植模式所占土壤各细菌属的相对丰度大小存在差异。HLCD处理下,Subgroup、芽球菌属(Blastococcus)、67-14和土壤红杆菌属(Solirubrobacter)相对丰度均显著高于其他处理,分别达到7.08%、5.48%、4.35%和3.49%,较HLMA处理分别增加51.99%、64.86%、49.89%和71.85%。聚类分析显示HLYC和HLMLS的组成最接近,其次是HLCD,HLMA的组成与前两者相差较大。土壤全钾、有效氮和速效磷是土壤细菌群落优势菌门变化的驱动因素。综上所述,连作藜麦后轮作蚕豆、油菜和马铃薯可改善土壤肥力,提高细菌群落组成丰富度。

杀虫剂处理的梨小食心虫转录组测序分析及差异表达解毒酶基因筛选

试验采用药膜法测定阿维菌素、高效氯氟氰菊酯、吡虫啉对梨小食心虫的室内毒性,旨在挖掘与杀虫剂解毒代谢相关基因,为进一步研究梨小食心虫解毒代谢机制奠定基础。根据生物测定结果,分别将3种杀虫剂原药用丙酮稀释至LC_(10)、LC_(30)、LC_(50)浓度,并将健康成虫放入带有杀虫剂薄膜的玻璃瓶24 h,收集存活的成虫,-80℃保存备用。采用Illumina HiSeq 2000进行高通量测序,获得的非重复序列基因(Unigene),使用NCBI比对工具BLAST分别与NR、NT、SWISS-PROT、Pfam、GO、KOG、KEGG数据库进行比对,获得相应的注释信息;进一步采用生物信息学方法筛选差异表达的解毒酶基因。结果表明,从转录组中共获得101873条Unigenes,平均长度为1992 bp,在NR、NT、SWISS-PROT、Pfam、KEGG、KOG、GO数据库比对,分别有57209、39186、43749、46168、46678、42247、27486条Unigene获得注释。阿维菌素、吡虫啉、高效氯氟氰菊酯处理梨小食心虫后差异表达基因分别有825、641、1391个,其中筛选到20个解毒代谢相关基因,包括4个羧酸酯酶基因、5个谷胱甘肽硫转移酶基因和11个细胞色素P450基因。

桉蝙蛾幼虫肠道细菌多样性分析

为探明桉蝙蛾(Endoclita signifer)幼虫肠道细菌的群落组成及多样性,利用Illumina HiSeq 2000高通量测序技术研究桉蝙蛾幼虫肠道细菌的群落结构,同时利用传统可培养法筛选可培养优势菌群,并结合16S rDNA序列分析进行鉴定。高通量测序结果显示,桉蝙蛾幼虫肠道细菌归属于30个门80个纲125个目225个科336个属,其中,优势菌门为变形菌门和放线菌门,优势菌属为鞘脂单胞菌属、不动杆菌属。Alpha多样性分析结果显示,桉蝙蛾幼虫肠道细菌的Chao1指数、Ace指数、Simpson指数、Shannon指数分别为994、991.4、0.0134、5.6045。在可培养法中,共分离出9种细菌,经鉴定归属于3个门(厚壁菌门、放线菌门和变形菌门)6个属(芽胞杆菌属、肠球菌属、戈登氏菌属、链霉菌属、短杆菌属和肠杆菌属),其中,芽胞杆菌属和戈登氏菌属为优势菌属。这一研究为进一步探究肠道细菌与桉蝙蛾的生物学关系,以及利用共生菌对桉蝙蛾进行生物防治提供了理论依据。

3～6月龄伊犁马肠道微生物群落多样性的研究

本试验旨在研究3~6月龄伊犁马肠道微生物群落的多样性,揭示断奶前马驹肠道菌群演替的规律,从微生物学角度为此阶段马驹生长发育及肠道健康研究提供理论依据。试验选取平均体重为(89.75±8.81)kg、出生日期相同的3月龄伊犁马5匹,进行为期90 d的饲养试验。分别在试验的第0天(即试验开始的前1天)、第30天、第60天、第90天采集马驹粪便样品,从每份样品中提取微生物基因组总DNA,采用Illumina HiSeq测序技术检测样品微生物群落多样性。结果显示:1)对5匹马驹的20份粪样进行测序,共获得有效序列数157 665条,获得平均操作分类单元(OTUs)1 117个。2)马驹粪便中微生物群落α多样性指数(ACE、Chao1、Shannon和Simpson指数)随着马驹月龄的增加呈波动性变化,但各时间点之间均无显著性变化(P>0.05)。3)在门水平上,马驹粪便中10大优势菌分别为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、螺旋体菌门(Spirochaetes)、梭杆菌门(Fusobacteria)、无壁菌门(Tenericutes)、放线菌门(Actinobacteria)、TM7、广古菌门(Euryarchaeota),其中以厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门及疣微菌门的丰度较高;在科水平上,马驹粪便中10大优势菌分别为芽孢杆菌科(Bacillaceae)、莫拉氏菌科(Moraxellaceae)、动球菌科(Planococcaceae)、肉杆菌科(Carnobacteriaceae)、BS11、RFP12、乳杆菌科(Lactobacillaceae)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)、毛螺旋菌科(Lachnospiraceae)、紫单胞菌科(Porphyromonadaceae);在属水平上,马驹粪便中10大优势菌分别为不动杆菌属(Acinetobacter)、德库菌属(Desemzia)、乳杆菌属(Lactobacillus)、Ureibacillus、Paludibacter、芽孢杆菌属(Bacillus)、埃希式杆菌属(Escherichia)、肉食杆菌属(Carnobacterium)、密螺旋体属(Treponema)、艰难杆菌属(Mogibacterium)。由此得出,采用Illumina HiSeq测序技术能够准确地对3~6月龄伊犁马肠道微生物群落进行分类研究;厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、疣微菌门是3~6月龄伊犁马肠道内的优势菌门。

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)亲虾繁殖期水体微生物多样性

为了揭示凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)繁殖期亲虾养殖水体的微生物多样性,我们比较了雌雄虾养殖水体细菌群落结构差异,采用Illumina HiSeq高通量测序方法对凡纳滨对虾亲虾养殖水体细菌的16S rRNA基因的两个高变区(V3-V4)进行测序分析,并进行了α-多样性指数和β-多样性指数分析。结果表明:雌雄虾养殖水体细菌群落的α-多样性指数中Chao1,ACE和Goods-coverage指数无显著差异(P>0.05),而Observed-species,Shannon和Simpson指数有显著性差异(P<0.05)。主坐标分析和聚类热图分析表明雌雄虾养殖水体的细菌群落结构不同,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为两者共同的优势菌门,但其相对丰度有一定差异,在雄虾养殖池水体中相对丰度分别为76.15%和21.28%;在雌虾养殖池水体中相对丰度分别为66.01%和29.02%。两者的核心微生物群(属水平)明显不同,雄虾养殖水体的核心属主要包括Glaciecola、Octadecabacter、Methylobacterium、Psychroserpens、Olleya;雌虾养殖水体的核心属主要包括Pseudomonas、Polaribacter、Pseudoalteromonas、Vibrio、Arcobacter、Synechococcus、Hyphomonas、Paracoccus、HTCC、Thalassomonas、Thalassobius、Owenweeksia等,其中包括了Vibrio、Pseudomonas和Owenweeksia等病原相关菌类。该实验结果对凡纳滨对虾育苗阶段亲虾的健康管理、病害诊断及防治具有重要意义。

丛枝菌根真菌对金叶六道木镉吸收及根际真菌群落结构的影响

为明确丛枝菌根(AM)真菌对促进绿化苗木镉(Cd)吸收的影响,通过盆栽试验比较接种不同AM真菌对12种绿化苗木Cd吸收的差异,并进一步分析接种对金叶六道木根际微生物数量和AM真菌群落结构的影响。结果表明,12种绿化苗木,加Cd处理6个月后,其叶片浓度的变化范围为0.25~2.59 mg·kg^(-1)。接种AM真菌处理组的叶片Cd含量均高于不接菌处理组。相比未接种,接种AM2摩西球囊霉(BGCAM00164)后金叶六道木叶片中Cd含量增加147.9%,故选择金叶六道木进行后续研究。接种AM212个月后,金叶六道木的根、枝、叶Cd浓度分别为164.7、22.86和10.57 mg·kg^(-1),为不接菌处理的2.64倍、2.06倍和1.76倍,全株总Cd含量达5078μg·株^(-1),显著高于不接菌对照(1745μg·株-1)。相比不接菌对照,接种AM2后降低了转移系数,将其更多吸收的Cd固定在根内,从而减少对植株的损害。接种AM真菌增加了AM真菌PLFA生物量,但降低了根际土壤微生物细菌和真菌PLFA生物量。所有样本中丰度较高的AM真菌为球囊霉科(Glomus)、类球囊霉科(Paraglomus)和原囊霉科(Archaeospora)。球囊霉科占总AM真菌的55%以上,是金叶六道木根际的主要优势种群。接种AM2后球囊霉丰度显著增加,由对照的61.8%上升至77.4%,但AM真菌的整体多样性和丰富度则表现为下降。接种AM1后类球囊霉科丰度显著增加,由对照的13.1%上升至17.8%,但球囊霉丰度无显著变化。主成分分析结果表明Cd和AM真菌接种可以改变金叶六道木根际AM真菌群落结构。总体而言,接种AM真菌(摩西球囊霉)能提高金叶六道木对土壤重金属Cd污染的修复效率,其联合修复技术可扩展Cd污染土壤植物修复的应用范围。

河南鲁山五大温泉古细菌多样性分析

河南省平顶山市鲁山县有上汤、中汤、下汤、温汤和碱汤等五大温泉,采用Illumina Hisiq2500PE250技术对鲁山五大温泉(上汤、中汤、下汤、温汤和碱汤)古细菌的16S r DNA基因V4-5变异区序列进行测序,应用Uparse、Mothur、SILVA、MUSCLE和Qiime等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析物种的丰度和多样性.上汤、中汤、温汤、下汤和碱汤分别获得87 993、67 326、44400、48 611、48 495条有效reads,聚类为520、280、678、451、437个OUTs.古细菌分类分析表明,河南鲁山五大温泉的古细菌可以归入11个门,其中奇古菌门(Thaumarchaeota)占95.25%,是优势菌群;在属分类阶元上,上汤、中汤和温汤的优势菌属为Candidatus-Nitrosocaldus; unidentified-Thaumarchaeota是下汤和碱汤的优势菌属.对河南鲁山五大温泉开展古细菌多样性的研究发现,温泉水中含有较高的参与氨氧化过程的奇古菌门,为后续深入研究和利用河南鲁山五大温泉水中的古细菌资源提供了基础资料.

SPF鸡不同生长阶段粪便菌群组成及多样性研究

目的提供SPF鸡不同生长阶段肠道菌群的组成及多样性数据。方法采集10日龄、12周龄、23周龄和52周龄SPF鸡粪便,利用Illumina HiSeq 2500高通量测序方法,对样品16S rRNA的两个高变区(V3-V4)进行测序分析,并进行了α-多样性指数、β-多样性指数和粪便群落特征分析。结果四个生长阶段粪便样品菌群具有相似的较高的丰富度和良好的均匀度,物种多样性无显著差异(P>0.05);厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度占95%以上;乳杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)、拟杆菌属(Bacteroides)、肠球菌属(Enterococcus)为优势菌属,不同时期丰度差异达显著水平(P<0.05)。结论四个生长阶段菌群组成多样,且优势菌群主要为有益菌。该实验结果能够为SPF鸡品质评定、健康监测和安全性评价提供依据。

基于转录组测序番茄抗南方根结线虫相关基因的挖掘

【目的】筛选番茄抗南方根结线虫侵染相关基因,为其克隆及番茄抗病育种提供参考依据。【方法】用Illumina HiSeq^(TM)4000对南方根结线虫侵染和未侵染番茄抗性材料F5样本的转录组进行测序,基于差异表达基因本位数据库(GO)和Pathway显著性富集(KEGG)分析,挖掘参与抗南方根结线虫的相关基因。【结果】筛选到1116个差异表达基因,其中731个为上调基因,385个为下调基因,其功能归类于生物过程、细胞组分和分子功能三大类1830个条目,富集于94条KEGG代谢通路。差异表达基因的GO和KEGG分析结果表明,植物与病原互作相关的22个基因差异表达,其中18个抗性相关基因上调表达,上调表达明显的抗性基因包括12个Ca^(+)-CaM/CML信号相关基因(11个类钙调蛋白、1个钙调蛋白)、3个WRKY转录因子和1个环核甘酸门控离子通道蛋白。【结论】Ca^(+)-CaM/CML信号、WRKY转录因子和环核甘酸门控离子通道是番茄抗性材料F5对南方根结线虫抗性反应的重要机制,可作为深入探索根结线虫与番茄互作及挖掘番茄关键抗性相关基因的参考依据。

胎衣不下奶牛母体胎盘差异表达bta-miR-31分析及验证

通过分析及验证胎衣不下奶牛母体胎盘组织中差异bta-miR-31,探讨奶牛胎衣不下的发病机理。选取年龄胎次体重等因素无明显差异并且排除其他疾病影响的胎衣正常排出奶牛(N)和胎衣不下奶牛(F)各3头作为我们的研究对象,利用Hi Seq高通量测序技术,分析两组奶牛的母体胎盘组织间bta-miR-31的差异表达变化,并运用q RT-PCR对其进行验证。胎衣不下奶牛母体胎盘中bta-miR-31与正常排出组奶牛相比表达量明显偏高,经Spss19.0分析结果为P<0.01,两组数据表现出极显著的差异。发生胎衣不下的奶牛母体胎盘中bta-miR-31异常表达,提示bta-miR-31可能参与胎衣不下的发生。

不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构的影响

为了研究土壤真菌群落结构在不同程度重金属污染中的变化,本文用Illumina Hi Seq高通量测序技术分析了苏南地区某金属冶炼厂和加工产业区的重金属污染水稻土的真菌群落结构,发现不同程度重金属污染对水稻季土壤真菌丰度和群落结构均有显著影响。经过真菌主成分分析发现,PC1影响因素对样品处理差异的贡献率是35.96%,PC2影响因素对样品处理差异的贡献率是21.48%;通过真菌冗余度分析发现,重金属Pb和Cu污染对土壤真菌群落结构的影响显著;通过对真菌属水平的相对丰度分析表明,重金属污染会显著降低敏感真菌的丰度,如被孢霉属相对丰度最高降低了87.50%、木霉属最高降低了99.46%、离壳菌属和菇属最高降低了100.00%,同时耐性真菌的相对丰度会提高,如类球囊霉属的相对丰度最高增加了98倍、四枝孢霉属最高增加了56倍、根囊壶菌属最高增加了2.62倍。综上所述,不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构有显著影响,且随着污染程度的增加,抗逆真菌相对数量和种类显著增加,敏感真菌的相对数量急剧减少,真菌群落结构随着重金属污染程度增加进一步分化。

不同树龄银杏叶内生真菌的多样性及群落结构分析

以湖南省壶瓶山国家级自然保护区生长的9株(3组)不同树龄银杏为研究对象,应用IlluminaHiSeq高通量测序技术,分析银杏叶片组织内生真菌的多样性及群落结构。结果表明:银杏叶片内生真菌群落的多样性、群落结构与组成均存在显著性差异,且随着树龄的增加,叶片内生真菌群落结构差异增大;子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌门;曲霉属(Aspergillus)、假丝酵母属(Candida)、球腔菌属(Mycosphaerella)等真菌为银杏叶内生真菌群落优势菌属;通过对银杏叶黄酮含量进行检测,发现不同树龄银杏叶的黄酮含量存在显著差异,且随着树龄的增加,3种黄酮醇苷(槲皮素、山奈酚和异鼠李素)含量均呈递减趋势;进一步分析表明,黄酮类化合物作为重要环境因子,可能通过影响优势菌门子囊菌中优势菌属的定殖与生长对内生真菌群落的形成与变化产生显著影响。

梨小食心虫幼虫中肠转录组及SSR分子标记分析

【目的】梨小食心虫Grapholitha molesta是一种重要的世界性果树害虫。昆虫中肠在食物消化、免疫反应、生长发育等方面发挥着重要作用。本研究旨在建立梨小食心虫幼虫中肠转录组数据库,挖掘其基因信息。【方法】利用高通量测序平台(Illumina HiSeq X Ten)对梨小食心虫幼虫中肠进行转录组测序、组装及生物信息学分析;进而利用转录组数据进行梨小食心虫幼虫中肠SSR分子标记鉴定。【结果】总计获得梨小食心虫幼虫中肠转录组96 419条unigenes,与公共数据库比对,共注释到57 300条unigenes。通过GO数据库注释,将unigenes的功能分为生物学进程、细胞组分和分子功能三大类55个功能区,其中参与细胞进程、细胞和细胞组分及结合功能的unigenes比例较大。KOG结果显示,10 090条unigenes归到25个基因家族,注释到一般功能预测的最多。KEGG数据库中,10 250条序列注释到232个代谢通路,注释到核糖体的基因数最多。此外,用MISH软件,在10 600条unigenes中搜索到12 690个SSR位点,通过PCR开发出6个SSR位点。【结论】本研究成功组装梨小食心虫幼虫中肠参考转录组,为以中肠为靶标的害虫防治提供理论依据。

多杀性巴氏杆菌脂多糖刺激羊支气管上皮细胞后的转录组测序与分析

脂多糖(LPS)是多杀性巴氏杆菌(Pm)关键的毒力因子,在其致病机制中发挥重要作用。为了探究不同血清型Pm LPS对宿主细胞的致病机制,本实验将从D型和A型Pm中提取的LPS(D-LPS和A-LPS)分别以1μg/mL刺激羊支气管上皮细胞6 h后裂解各组细胞,采用Illumina HiSeq测序平台进行转录组测序,将测序数据处理后获得转录水平差异基因,利用GO和KEGG数据库对转录差异基因进行GO功能注释与KEGG富集分析,并利用RTqPCR对转录组测序中的转录差异基因进行验证。结果显示:D-LPS组筛选出转录水平上调的基因62个,下调的基因24个,A-LPS组筛选出转录水平上调的基因27个,下调的基因29个,两组相同转录差异基因6个;转录差异基因的GO功能注释结果显示,D-LPS组中共显著富集到243个GO term,包括146个生物学过程(BP)、44个细胞组分(CC)、53个生物学功能(MF),且显著富集的生物学过程有ATP生物合成过程、NADH脱氢酶活性和RAGE受体结合等;A-LPS组中共显著富集到167个GO term,包括109个BP、19个CC、39个MF,且显著富集的生物学过程有IL-11受体结合、GTP酶活性、磷脂酶A2活性和尿嘧啶分解代谢过程等;KEGG富集分析结果显示,D-LPS组中的转录差异基因显著富集到氧化磷酸化、产热以及ECM-受体相互作用途径等通路,A-LPS组中的转录差异基因显著富集到Ras信号通路以及泛酸和辅酶A生物合成等通路。从上述两组中随机选取13个转录差异基因进行RT-qPCR验证,结果与测序结果基本一致。本研究首次分析了两种不同血清型Pm LPS刺激羊支气管上皮细胞后转录组测序数据的变化,结果表明两种Pm LPS均主要影响羊支气管上皮细胞免疫、细胞增殖分化、能量产生及代谢等信号通路,为研究LPS在Pm对宿主致病机制中的作用奠定了基础,同时也为Pm LPS疫苗的研发提供参考依据。

纳米碳增效剂对柑橘产量及土壤细菌种群结构的影响

为揭示新型纳米碳增效剂对柑橘产量的影响及其机理和研究对土壤微生物种群结构影响,本研究以三峡库区万州柑橘园为对象,以常规施肥为对照(ZJ1),采用正交优化实验确定柑橘产量的最佳施用量,同时基于Hiseq 2500高通量测序方法,分析不同施肥处理条件下的土壤细菌种群多样性。研究结果发现,柑橘产量的最佳施肥组合为ZJ5(A_2B_1C_2);微生物多样性受复合肥用量影响最大,纳米碳次之,腐植酸保水剂影响最小。最佳施肥组合(ZJ5)放线菌门(Actinbacteria)丰度最高,疣微菌门(Verrucomicrobia)丰度最低;通过对环境因子的分析发现,影响微生物种群多样性变化的环境因素顺序为p H>有机质>水解性氮。