西方蜜蜂的基因注释信息优化及新基因鉴定

西方蜜蜂(Apis mellifera)全基因组序列早在2006年就已公布,但其基因注释信息并不完善。本研究利用前期获得的意蜂幼虫肠道RNA-seq数据对西方蜜蜂基因组的已知基因进行结构优化,对新基因进行预测、鉴定和分析。利用Cufflink软件进行转录本重构,进而与参考转录本序列进行比较,共对4 177个已公布西方蜜蜂基因的测序结果进行了优化,其中5′端延长、3′端延长、5′和3′端都延长的基因分别有2 383、2 392和2 384个。利用Cuffcompare软件将重构转录本与参考基因组进行比对,共预测出197个西方蜜蜂新基因,随机挑选20个新基因进行RT-PCR验证,有18对引物成功扩增出符合预期的目的片段。GO分类结果显示这些新基因涉及运输和代谢、能量代谢和信号分子和交互等21个GO terms。KEGG代谢通路(pathway)富集分析结果显示这些新基因富集于13个pathways,其中基因富集数最多的是细胞进程、单一有机体和结合。本研究为西方蜜蜂基因组信息提供了有益的补充和完善,也为新基因的功能研究打下了基础。

基于中华蜜蜂幼虫肠道转录组数据对东方蜜蜂基因组的基因结构优化及新基因鉴定

利用前期获得的中华蜜蜂(Apis cerana cerana)幼虫肠道转录组数据对东方蜜蜂(Apis cerana)基因组的已注释基因进行结构优化、对未注释的新基因进行预测、分析和鉴定:利用Cufflink软件对reads进行转录本重构,通过与参考转录本序列进行比较,共对3 366个东方蜜蜂的基因结构进行了优化;利用Cuffcompare软件将重构转录本与参考基因组进行比对,共预测出527个东方蜜蜂的新基因,其中234个新基因在Nr数据库中存在注释信息;随机选取12个新基因进行PCR鉴定,有11个能够扩增出符合预期的目的片段,表明多数预测出的新基因真实存在;GO分类和KEGG代谢通路分析结果显示上述新基因可能在东方蜜蜂的生长发育、物质代谢、遗传信息传递等方面具有重要功能。本研究结果丰富和完善了东方蜜蜂基因组的基因结构与功能注释信息,也为新基因的功能研究打下基础。

高粱淀粉合成酶新基因SSV的鉴定与特征分析

淀粉合成酶(SS)是植物淀粉生物合成过程中的关键酶之一,目前已鉴定并揭示功能的淀粉合成酶有5个亚型。为利用丰富的基因组数据鉴定高粱基因组里的淀粉合成酶新亚型基因,本文利用生物信息学和分子生物学方法,首次鉴定并分离了编码高粱淀粉合成酶的新亚型基因Sb SSV,并对此基因的内含子-外显子结构、表达特性等进行了分析。结果显示,该基因的全长ORF为2 097 bp,其外显子数量、长度及内含子的位置分布等与玉米和水稻的直系同源基因基本一致,推导的蛋白具有细菌糖原合成酶和植物淀粉合成酶特有的糖基催化和糖基转移保守结构域。系统进化分析表明,Sb SSV与已知的SSIV亚型亲缘关系最近,推测本研究鉴定的Sb SSV基因编码高粱淀粉合成酶新亚型。定量PCR分析表达特性结果显示Sb SSV主要在高粱叶片中表达,其表达受光诱导,具有昼夜节律特性。研究结果可为深入揭示和完善植物淀粉合成代谢机制,以及改良植物产量和品质提供理论基础。

基因捕获技术的现状及应用

随着越来越多生物基因组测序的完成,生物医学研究已进入后基因组时代。基因捕获技术由于其在克隆、发现新基因及揭示基因功能方面具有独特的优点,已成为功能基因组时代研究的有力工具,在生物医学研究各个领域的应用日趋广泛。主要对基因捕获技术的原理、分类、一般操作流程、优缺点及基因捕获在发育生物学、新基因鉴定、干细胞分化、肿瘤和生殖医学研究方面的应用作一综述,为相关研究者提供借鉴。