基于KEGG千针万线草光合代谢通路分析

千针万线草是一种药用植物,光合作用是植物最基本的代谢途径。本研究通过千针万线草种子转录组测序及功能注释,分析KEGG数据库注释功能并挖掘光合代谢通路基因。结果表明:比对到KEGG中的6262条Unigenes被归类为6个类别,其中注释到代谢相关通路的Unigene数量最多,有3051条,占比48.72%;同时,在代谢通路中千针万线草光合代谢通路涉及光合作用、光合作用-天线蛋白和碳同化3个代谢途径,其中光合作用途径涉及光系统Ⅰ反应中心亚基1个、5种光系统Ⅱ蛋白、1种细胞色素b6复合物、2种细胞色素b6-f亚基、1种铁氧化还原蛋白、1种铁氧还蛋白-NADP+还原酶、5种F-型H+-ATP酶亚基,光合作用-天线蛋白途径包括2种光系统Ⅱ结合蛋白,碳同化途径包括卡尔文循环、C4、景天酸代谢3个途径,分别涉及12种、12种、5种酶。本研究为开展光合作用分子机制研究奠定了基础。

酒精性肝炎自噬关键基因的筛选及生物信息学分析

目的筛选酒精性肝炎(AH)的自噬关键基因,探讨AH潜在的生物标志物和治疗靶点。方法采用基因表达综合数据库(GEO)中的2个AH基因芯片和从MSigDB、GeneCards数据库中获得的自噬相关数据集,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)获取关键基因。对筛选的关键基因进行基因本体(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)功能富集分析,蛋白质相互作用(PPI)分析,免疫浸润分析,构建信使RNA(mRNA)-微小RNA(miRNA)网络,进行酒精性肝病不同分期的自噬相关关键基因的表达差异分析,并进一步通过实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)在AH患者和小鼠肝脏组织中验证。结果本研究筛选得到了11个与AH自噬相关的基因(EEF1A2、CFTR、SOX4、TREM2、CTHRC1、HSPB8、TUBB3、PRKAA2、RNASE1、MTCL1、HGF),均为上调基因。在AH患者和小鼠肝脏组织中,SOX4、TREM2、HSPB8、PRKAA2在AH组中的相对表达量均高于对照组。结论SOX4、TREM2、HSPB8、PRKAA2可能是AH潜在的生物标志物和治疗靶点。

橙皮苷通过氧化磷酸化途径缓解高脂饲喂诱导的小鼠肝氧化应激

旨在研究橙皮苷(Hesperidin, HDN)对高脂饲喂诱导的小鼠肝氧化应激损伤的保护作用及作用机制。将18只雄性C57BL/6(体重20~23 g)小鼠,随机分为对照(control)组、高脂饮食(HFD)组、高脂饮食+橙皮苷(HFD+HDN)组(300 mg·kg^(-1)),每组6只。control组小鼠饲喂常规饲料(脂肪含量10%、碳水化合物含量70%、蛋白质含量20%);HFD组小鼠饲喂高脂饲料(脂肪含量60%、碳水化合物含量20%、蛋白质含量20%);HFD+HDN组在饲喂高脂饲料的同时每天灌胃给药HDN 300 mg·kg^(-1)。16周后腹腔注射3%戊巴比妥钠(60 mg·kg^(-1))麻醉小鼠后进行眼球采血,采血完毕后对小鼠进行脱颈处死并解剖取肝组织;使用试剂盒检测血液中肝功能指标丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)的活性;使用试剂盒检测肝组织中氧化应激指标丙二醛(MDA)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)以及总抗氧化能力(T-AOC)的水平;采集肝组织进行转录组学测序,筛选出HFD组和HFD+HDN组的差异表达基因集进行KEGG通路富集分析,以P<0.05作为显著性富集的阈值,据此筛选出HDN干预后影响最显著的一条信号通路;从筛选出的信号通路上挑选显著变化的基因并采取qRT-PCR和蛋白免疫印迹的方法验证转录组学结果;检测mtDNA相对含量和线粒体外膜蛋白(TOMM20)相对表达量;检测肝组织ATP含量。结果显示:与HFD组相比,HDN干预改善了高脂饲喂引起的肝损伤,显著降低了小鼠血液中ALT以及AST活性(P<0.01);显著降低小鼠肝MDA含量(P<0.01);显著升高T-AOC、T-SOD以及GSH-Px水平(P<0.05),KEGG富集分析,筛选出氧化磷酸化(OXPHOS)途径是最显著上调的信号通路(P<0.000 1);与HFD组相比,HDN干预后肝组织Cox8b、Cox6a2、Gm10231、mt-Atp8、mt-Nd4l、Gm11237、Ndufb8、Ndufb10的mRNA相对表达量显著上调(P<0.05),Atp6v0d2、Cox6c2的mRNA的相对表达量显著下调(P<0.05)。Cox6a2、Ndufb8、Ndufb10的蛋白表达量显著升高(P<0.05),Atp6v0d2d蛋白表达量表达量显著降低(P<0.001),与转录组学结果一致;与HFD组相比,HDN干预后TOMM20相对表达量、mtDNA相对含量、ATP含量显著升高(P<0.05)。结果提示,HDN通过调节OXPHOS途径降低高脂饲喂诱导的小鼠肝氧化应激。

基于加权基因共表达网络分析识别肥胖型多囊卵巢综合征的关键基因

目的 采用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)方法识别肥胖型多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome, PCOS)的关键基因,探讨肥胖型PCOS的发病机制。方法 从基因表达数据库(gene expression omnibus, GEO)下载GSE5090芯片数据,通过WGCNA算法分析筛选基因共表达关键模块和核心基因,对关键模块进行GO和KEGG分析,对核心基因进行差异分析以确定肥胖型PCOS的关键基因。结果 在GSE5090芯片数据中,通过WGCNA分析构建出了31个共表达基因模块,其中重褐色模块(MEsaddlebrown)与肥胖型PCOS具有密切的相关性,包含53个基因。对此模块基因进一步筛选,识别出了ZNF492、MED17、CRABP1、KCNV2、KRI1、ACSBG2、MACO1、SCLY、CPSF1、MAGEA8 10个肥胖型PCOS核心基因。对此模块基因进行GO和KEGG分析发现相关基因与脂肪酸代谢关系密切,主要作用于核蛋白,通过调节染色体组织、有机酸分解等发挥生物学功能。进一步对核心基因表达量进行差异分析,基因ZNF492、CRABP1、KCNV2在肥胖对照组与肥胖型PCOS脂肪组织间存在明显差异。结论 ZNF492、CRABP1和KCNV2基因在肥胖型PCOS的发展中可能产生重要生物学意义,其具体机制有待进一步研究。

转录组分析筛选调控苹果分枝能力的关键基因

【背景】苹果分枝数量的多少对于树体适应环境、生长生存、竞争资源都具有十分重要的作用。在实际生产过程中,多分枝的苹果品种更能满足整形修剪的需求,其不仅有利于果农因地制宜适时调整树体结构,塑造便于机械化采收的树形;而且对于调整结果枝均匀分布、保证结果量和果实品质都至关重要。【目的】本研究拟通过对同一发育时期的多分枝品种‘华星’和少分枝品种‘华硕’的顶芽、侧芽分别进行转录组测序,挖掘影响苹果分枝能力的关键基因,解析候选基因通过介导激素通路调控苹果分枝能力的潜在机理,为提高苹果分枝能力及产量提供理论依据。【方法】分别对‘华硕’和‘华星’的侧芽及顶芽进行转录组测序,通过差异表达基因(DEG)分析并借助加权基因共表达网络分析(weightedgeneco-expression network analysis,WGCNA)等生物信息学手段,筛选引起分枝数量差异的核心候选基因,并通过在拟南芥中异源过表达候选基因对筛选结果准确性进行验证。【结果】在‘华硕’和‘华星’的顶芽之间比对共得到2920个差异表达基因,而‘华硕’和‘华星’侧芽间比较共筛选到5127个差异表达基因。DEGs主要富集在植物激素信号传导通路中,生长素信号通路和独脚金内酯信号通路与苹果分枝能力关系最密切,相关编码MdIAA3、MAX2、TCP、JAZ等家族的基因在两个品种侧芽间的差异十分显著。编码CYC(cyclins)、CDK(cyclin-dependent kinase)、EXPA(expansin)等细胞周期、细胞壁修饰相关基因家族的DEGs也与苹果分枝能力呈正相关。进一步通过WGCNA分析得到候选基因CAD、EXPA、CYC、JAZ、SAUR的互作网络关系,这些基因可能在苹果分枝能力的调控过程中具有一定作用。对MdIAA3异源转化拟南芥后,发现MdIAA3明显增加了拟南芥长势、结荚数、分枝数。【结论】通过转录组分析,筛选到13个调控基因可作为苹果分枝能力控制的潜在基因,MdIAA3在拟南芥中异位表达,明显促进了植株长势和分枝能力;苹果分枝能力的调控主要涉及细胞的分化与发育,细胞壁修饰,生长素、独脚金内酯信号传导等过程。

基于转录组测序的油莎豆茎豆形成关键基因的挖掘与分析

【目的】通过分析油莎豆匍匐茎与新茎豆的转录组数据,挖掘与油莎豆茎豆形成相关的基因,探究油莎豆茎豆形成的分子机制。【方法】以匍匐茎及新茎豆为研究对象,通过转录组比较分析,挖掘茎豆形成相关基因,富集KEGG代谢通路。【结果】与未膨大的匍匐茎相比,膨大后的新茎豆中筛选出差异表达基因2126个,其中283个上调表达,1843个下调表达。GO富集分析显示,主要集中在胚胎发育结束于种子休眠、细胞分裂、细胞核、叶绿体、GTP酶活性等GO terms。KEGG富集分析表明,DEGs主要富集到植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢通路中。其中植物激素信号转导相关基因(生长素反应因子ARF11、稻草人2-like蛋白SCR、LRR受体样丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶At2g24230),淀粉和蔗糖代谢相关基因(葡聚糖内切-1,3-葡糖苷酶At2g27500、叶绿体异淀粉酶2 ISA2、含五肽重复序列蛋白At1g71460)在新茎豆中表达下调。上述基因可能是参与茎豆形成的相关基因。【结论】通过对新茎豆与匍匐茎进行转录组分析,挖掘出茎豆形成相关基因及代谢通路,为阐明茎豆形成的分子机制提供理论参考。

秦川牛Snail1克隆、表达特性分析及其对牛脂肪细胞增殖的作用研究

【目的】肉牛肌内脂肪沉积与牛肉的风味、多汁性和嫩度密切相关。脂肪沉积过程表现为脂肪细胞的增殖(数量增多)和分化(脂质生成),受到了多基因协同调控。前人研究发现,小鼠中Snail1可以参与肌肉发育和脂质稳态调控,但其在牛脂肪生成过程中的作用仍未知,有待进一步研究。【方法】以秦川牛为研究对象,克隆得到Snail1 CDS区序列,构建Snail1时空表达谱,运用生物信息学软件对其功能结构及靶基因进行预测。进一步,通过RNAi干扰结合CCK8、EdU、细胞流式及实时荧光定量PCR等方法探究Snail1对牛脂肪细胞增殖的影响。【结果】秦川牛Snail1与NCBI公布序列相比存在2处碱基同义突变,其在秦川牛新生牛肺、肾周脂肪、小肠呈现较高丰度表达;而在成年牛中,Snail1在肾周脂肪组织中的表达量最高,背最长肌中的表达量次之,肺脏组织中的表达量最低。生物信息学分析发现,Snail1启动子区存在1个651 bp CpG岛及C/EBP、PPARα等与脂肪生成相关的转录因子结合位点。CKⅠ(Ser92/96)、CKⅡ(Ser25/119,Thr89)、CDK1(Ser13/104/112/119/143/183/214/221)、CDK5(Ser105/107)等多个细胞周期相关激酶可能参与了Snail1蛋白的磷酸化修饰。通过对牛已注释基因启动子区提取、靶基因预测及KEGG动态网络构建发现,成脂相关的MAPK、PI3K-Akt、mTOR等信号通路为Snail1参与脂肪生成相关的潜在节点信号通路。进一步,通过RNAi干扰试验对其功能研究表明,Snail1下调促进了牛前体脂肪细胞的增殖,增加了复制期阳性细胞的比例(P<0.01)且促进了G1/S细胞周期转换。RT-qPCR和Western-blot检测表明,干扰Snail1显著上调了促增殖调控基因CCNB1、CCND2、CDK2、CDK4(P<0.05)和蛋白的表达。【结论】Snail1在新生牛肾周脂肪及成年牛肾周脂肪和背最长肌中表达量相对较高。干扰Snail1促进了牛前体脂肪细胞的增殖、G1/S细胞周期转变和CCNB1、CCND2、CDK2、CDK4等增殖相关基因表达;CKⅠ、CKⅡ、CDK1/5等多个细胞周期相关激酶可能通过磷酸化修饰Snail1蛋白进而参与细胞增殖调控,而MAPK、PI3K-Akt、mTOR等为Snail1影响牛脂肪细胞增殖潜在的关键节点通路。研究结果为进一步探究Snail1参与牛脂肪生成作用机制奠定了基础。

疣粒野生稻WRKY基因家族全基因组鉴定和分析

WRKY转录因子是高等植物中成员数量较多的转录因子之一,在植物的生长发育和衰老、非生物和生物胁迫等过程中发挥着重要的作用。疣粒野生稻是栽培稻的近缘野生种,具有耐荫、耐旱和高抗白叶枯病等特性,是改良栽培稻的重要种质资源。本研究利用HMMER、Pfam、SMART、TBtools、NCBI软件和网站,在疣粒野生稻基因组中鉴定了94个编码WRKY转录因子的基因(OgWRKYs),不均一分布在12条染色体上,根据其所含WRKY结构域的数量和锌指结构的特征,分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组,II组成员最多(52个),与其他物种相似。除含有保守的WRKYGQK七肽序列外,还鉴定到6种变异类型,其中WRKYGHK、WRRYGQK、WRKYAKK和WRKYSQK是植物中首次报道的新变异类型。根据保守结构域分析,OgWRKY61、OgWRKY71和OgWRKY77a可能与植物抗病相关。KEGG pathway富集分析发现,有14个OgWRKY转录因子富集在植物-病原互作通路,其中10个同时富集在MAPK信号通路中。进一步结合顺式作用元件分析结果,推测OgWRKY30b、OgWRKY53、OgWRKY88、OgWRKY96和OgWRKY111可能在疣粒野生稻响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。qRT-PCR分析结果表明,OgWRKY30b、OgWRKY53、OgWRKY88和OgWRKY111基因的表达均受白叶枯病菌PXO99诱导,而OgWRKY96表达受白叶枯病菌侵染抑制。研究结果对疣粒野生稻中优异OgWRKYs基因资源的挖掘具有重要参考价值。

神仙鱼透明鳃盖转录组解析

【目的】神仙鱼透明性状具有很高的经济价值和科研价值。探究神仙鱼透明鳃盖(Transparent gill cover,TGC)和不透明鳃盖(Opaque gill cover,OGC)之间的差异表达基因(Differential expression genes,DEG),并挖掘影响神仙鱼透明鳃盖性状的相关信号通路,可为后续筛选调控神仙鱼透明鳃盖性状的关键基因并开展相关机制研究提供理论基础。【方法】选取红顶三色品系神仙鱼的鳃盖组织为研究材料,OGC和TGC各选取6个样本。基于Illumina Novaseq 6000测序平台进行转录组学测序,利用Fastp对原始测序数据进行质控,利用Trinity软件对质控后的数据进行从头组装获得转录本(Transcript)和对应的单基因(Unigene),利用CD-HIT软件和BUSCO软件分别对初始组装序列进行去冗余分析和结果评估。去冗余后的Unigene基于序列同源性进行功能注释。利用RSEM软件计算每个样本中Unigene的表达量。使用DESeq2软件计算OGC和TGC之间的DEG。使用Goatools软件和KOBAS软件对DEG分别进行GO和KEGG通路富集分析。【结果】(1)测序数据质控后每个样本测序碱基平均错误率均低于0.1%,Q20均高于97.78%,Q30均高于93.58%,测序质量可靠。从头组装后获得200 303个Transcript,对应123 178个Unigene。组装后数据去冗余后共获得147 932个Transcript,对应108 070个Unigene,平均长度为991.85 bp,N50为2 430 bp。(2)共有40 180个Unigene在NR、KEGG、eggNOG、GO、Pfam、Swiss-Prot数据库中获得功能注释,占总体的37.98%,其中10 747个基因在6个数据库中同时被注释,占总体的26.75%。(3)TGC相对于OGC共432个DEG,其中TGC相对于OGC显著上调267个基因、下调165个基因。(4)GO富集结果显示,432个DEG主要富集在IMP生物合成过程、IMP代谢过程、“从头”IMP生物合成过程、氨基酸结合、修饰氨基酸结合等5条生物通路中。(5)KEGG富集结果显示,432个DEG主要富集在神经活性配体-受体相互作用、酪氨酸代谢、嘌呤代谢、1个叶酸碳池、苯丙氨酸代谢、核苷酸代谢、泛醌和其他萜类化合物-醌生物合成等7条生物通路中。【结论】利用转录组学测序技术获得与神仙鱼透明鳃盖性状相关的432个基因,这些基因主要参与12条信号通路。研究结果将为神仙鱼透明鳃盖性状相关基因的挖掘和功能研究提供参考。

化学杀雄剂CH1诱导的小麦雄性不育花药转录组学及相关基因表达的分析

为了揭示化学杀雄剂CH1诱导雄性不育的作用机理,以小麦品种普冰151为试验材料,利用测序技术对化杀不育系(FHS)和正常可育系(FZC,对照)的花药RNA进行转录组学分析,筛选差异表达基因,并进行GO、KEGG富集分析及实时荧光定量PCR分析。结果表明,FHS和FZC之间筛选出差异表达基因共3 895个,其中上调表达基因1 334个,下调表达基因2 561个,主要富集在碳水化合物代谢、多糖代谢、外部结构组织、细胞壁组织等;经KEGG分析,差异基因主要集中在戊糖和葡萄糖醛酸转化、淀粉和蔗糖代谢利用等通路中。利用实时定量PCR技术对转录组数据中所筛选出的5个表达差异较大的基因进行验证,在花药发育的单核期,处理与对照相比,这5个基因表现出不同的上下调趋势;而在二核期和三核期,这5个基因都表现出明显的下调趋势,推测这5个基因的下调表达有可能与化杀不育系花粉的败育有关。

一种基于KEGG数据库重构代谢网络的新方法

从代谢物、酶和生化反应信息重新构建正确的代谢网络是各项代谢网络相关研究非常关键的第一步。针对以往重构方法存在的数据难以及时更新、数据有冗余、获取数据慢等问题,本文采用分而治之的递归策略,提出了一种基于KEGG数据库自下而上重构全物种代谢网络的新方法。与以前的方法相比,本方法的优点在于:使用KEGG的Web服务获取数据,以保证数据的准确性和及时更新;依靠KEGG/PATHWAY库的数据选择机制选取数据,以保证构建网络的数据无冗余;整个方法基于Java实现,保证程序的跨平台通用性;通过构建MySQL本地数据库将远程数据本地化,大大降低数据读取的时耗。评估结果显示,该方法不仅能够保证重建网络数据的准确性和及时更新,而且有效地提高了多物种多次重构情况下的网络重构效率。

基于KEGG通路和基因互作网络对溃疡性结肠炎药靶基因的筛选

目的:筛选与溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)相关的药靶基因,利用DAVID通路数据库和基因互做网络分析目标基因的分布和功能,促进UC的研究和新药靶点开发。方法:以ulcerative colitis检索NCBI gene数据库,提取UC相关基因数据,用DAVID分析工具提取基因富集的通路数据。对103个非冗余基因所显著富集的9条KEGG通路进行了分析,同时对富集通路中的基因同HPRD人类蛋白互作网络进行匹配。建立通路中关键基因的基因互做网络。并对所建立的相关子网进行比较,筛选和UC相关的药靶基因。结果:CD40、FAS、TNF、CD86、HLA-DRA、IL2和IL10等20个UC相关基因需要完善研究,AKT1和TNFRSF1A两个基因可能是UC治疗药物间接作用的重要靶点。结论 UC发病与细胞因子-受体相互作用通路、Ig A生产肠道免疫网络等多个通路相关。其中免疫相关通路是UC发病机制中的重要信号传导通路。CD40、FAS、TNF、CD86、HLA-DRA、IL2和IL10等20个UC相关基因在病理和治疗中都占有重要的地位。通过分析疾病相关基因的代谢通路和互作网络,有助于了解疾病的分子病理基础,并为新药设计提供可靠靶点。

基于基因芯片技术研究氯化锂-匹罗卡品致痫小鼠海马组织miRNA-187的表达及GO和KEGG分析

目的基于基因芯片技术研究氯化锂-匹罗卡品致痫小鼠海马组织miRNA-187的表达及GO和KEGG分析。方法选取氯化锂-匹罗卡品致痫小鼠海马组织,采用基因芯片技术挖掘差异基因,并运用q-PCR对芯片结果进行验证,利用Target Scan、miRBase、rna22预测靶基因、DAVID综合分析工具进行GO功能富集分析及KEGG信号通路分析。结果挖掘到与癫痫相关差异基因miRNA-187,利用Target Scan、miRBase、rna22 3种软件预测miRNA-187的靶基因,取交集得到107个共同的靶基因,并进行富集分析得到19个基因功能(P<0.05)和7个信号通路(P<0.05)。结论通过生物信息学方法,初步分析了miRNA-187在癫痫中可能参与调控的靶基因和信号通路,为下一步实验验证miRNA-187在癫痫的调控机制奠定基础。

KEGG数据库在生物合成研究中的应用

KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)提供了一个操作平台,即以基因组信息(GENES)和化学物质信息(LIGAND)为构建模块,通过代谢网络(PATHWAY)将基因组和生物系统联系起来,然后根据功能等级进行归纳分类(BRITE)。KEGG还为各种组学研究提供相关软件,用于代谢途径重建、遗传分析和化合物比对。作为一个综合数据库,KEGG不仅指导生物燃料、药物和新材料等生物基化学品的合成,而且致力于研究日趋严重的环境问题。系统介绍了KEGG数据库的结构、功能及其相关工具的最新进展,并展望在生物合成中的应用前景。

海马G蛋白偶联雌激素受体1参与癫痫调控的转录组学研究

目的本研究分别将野生型(WT)、Gper1敲低(Gper1-KD)大鼠海马组织进行转录组测序,探讨G蛋白偶联雌激素受体1(G-protein coupled estrogen receptor 1,GPER1)影响癫痫发病可能的信号通路和分子机制。方法海马组织进行RNA提取和cDNA文库构建,与NCBI数据库大鼠基因组及基因注释比对,通过FPKM值,筛选组别间差异表达基因(DEGs)。将DEGs进行GO富集、KEGG富集分析,构建蛋白互作网络,利用RT-qPCR法对关键DEGs进行验证。结果Gper1-KD组与WT组相比,筛选(Fold change>2且FDR<0.01)后,检测到DEGs 2253个,其中上调基因1380个,下调基因873个;GO结果显示,DEGs主要分布在淋巴细胞趋化性、细胞分泌、巨噬细胞趋化性、中性粒细胞趋化性、血管生成正向调控等生物过程;KEGG结果显示,DEGs相关分子信号通路主要有癌症信号通路、PI3K-Akt通路、癌症蛋白聚糖相关信号通路、细胞黏附相关通路、MAPK信号通路等;RT-qPCR结果表明,Mapk12、Pdpk1、Foxo3、Camk2d、Pik3cg等基因表达水平差异具有显著性。结论MAPK、TNF信号通路在GPER1影响癫痫发生中可能起关键作用,GABA能神经元和Pik3cg在GPER1影响癫痫易感性方面可能发挥重要作用。

基于代谢组学分析明火熏烤烟叶的代谢差异及形成机制

【目的】运用代谢组学技术分析明火熏烤烟叶的代谢差异及其形成机制。【方法】以烤烟品种K326为试验材料,进行明火熏烤(X)和常规烘烤(CK)对比试验,利用代谢组学技术分析2种调制方法的代谢差异,并探讨其形成机制。【结果】KEGG富集结果表明:在X-38 vs CK-38比较组中,亚油酸代谢和植物激素信号转导是富集最显著的2条通路;在X-42 vs CK-42比较组中,糖酵解/糖异生和氨基酸的生物合成是富集最显著的2条通路;在CK-42 vs CK-38比较组和X-42 vs X-38比较组中,亚油酸代谢和核苷酸代谢是富集最显著的2条通路。在4个比较组中,上调表达的代谢物包括游离脂肪酸、氨基酸及其衍生物、酚酸类、糖类、有机酸、生物碱、核苷酸及其衍生物等。【结论】明火熏烤烟叶的差异代谢物包含大量酸性代谢物。形成差异的原因是明火熏烤使烟叶额外受到烟雾和光热辐射胁迫,促使其形成更多的代谢物。

天津市特色农产品沙窝萝卜根际细菌多样性及促生菌研究

为发挥微生物资源在地理标志特色农产品品牌维护中的作用,采用高通量测序技术分析天津市西青区沙窝萝卜根际细菌多样性和群落结构,通过纯培养根际土壤细菌对樱桃萝卜果实质量与黄酮、多酚、维生素C、可溶性糖含量的影响评估根际微生物与沙窝萝卜品质的关系。结果表明沙窝萝卜根际土壤样本中的细菌主要来自5门9属,其中假单胞菌属(Pseudomonas)、芽胞杆菌属(Bacillus)、糖单胞分泌菌属(Saccharimonadales)为核心细菌群落。通过纯培养共获得39株可培养细菌菌株。经过筛选,获得7株具有固氮、解磷或分泌生长素综合水平较高且具有促生功能的菌株,包括菌株J3、J5、H11、X3、X6、X10、X13。根据16S rRNA基因序列鉴定这些菌株为奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)、嗜虫假单胞菌(Pseudomonas entomophila)、巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)、蜡状芽胞杆菌(B.cereus)、惠州芽胞杆菌(B.huizhouensis)、地形变形杆菌(P.terrae)和粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。盆栽试验结果表明,施用7株菌株可以促进樱桃萝卜生长或改善果实品质。其中,菌株H11、J5、X13可分别提高樱桃萝卜果实重量47%、45%和42%;菌株H11和J5可提高樱桃萝卜黄酮含量47%和40%,菌株J5和X6可提高樱桃萝卜多酚含量70%和67%;菌株X6对果实中维生素C含量影响较大,较对照组提高了近3倍,达(24.60±5.07)mg/100 g,菌株H11处理后果实中可溶性糖含量较对照组提高了2.7倍。研究结果表明,挖掘沙窝萝卜根际土壤微生物资源有助于利用细菌群落制定有效和可持续的作物田间管理策略。

基于KEGG的碳固定和氮代谢通路土壤微生物组筛选

利用宏基因组测序技术,以KEGG数据库的碳固定、氮代谢途径为工具,以陕西渭北旱塬小麦连作粮田长期定位3种施肥方式的土壤为研究对象,对影响该地区农田生态系统中碳固定和氮代谢通路的主要微生物物种及功能基因进行分析。结果表明:3个施肥水平下土壤微生物在KEGG数据库代谢通路的基因PcoA分析显示,常规施肥土壤功能基因丰度与平衡施肥处理的关系密切,而与低量施肥处理关系较远。施肥明显改变了碳固定、氮代谢的功能基因丰度,常规施肥和平衡施肥的主要功能基因相对丰度均大于低量施肥;在碳固定途径中常规施肥主要功能基因相对丰度大于平衡施肥,在氮代谢途径中平衡施肥主要功能基因相对丰度大于常规施肥。Sorangium、Spiribacter、Lentzea、Rhodovibrio、Pseudomonas、Flavihumibacter、Streptomyces、Nitrososphaera、Rubrobacter、Dyadobacter、Novosphingobium、Pedosphaera、Thermogemmatispora为该地区小麦连作土壤碳固定途径标记性微生物种群;E4.2.1.2A.fumA.fumB、E2.3.1.9.atoB、mdh、ACSS.acs、korB.oorB.oforB、pps.ppsA、ppdK、sdhA.frdA、K18594、K18604、E4.2.1.2B.fumC、folD、ppc、accA为施肥水平产生明显响应的碳固定功能基因。Sphingopyxis、Alcanivorax、Nitrosospira、Aeromicrobium、Roseiflexus、Devosia、Altererythrobacter为该地区小麦连作土壤氮代谢的主要物种;nirB、nasA、nasB、nrt.nak.nrtP.nasA、GDH2为施肥水平产生明显响应的氮代谢主要功能基因。平衡施肥更有益于节肥减排和土壤的可持续利用,是适合该地区小麦连作粮田的施肥方式。

通过KEGG生物通路富集分析探析人参皂苷Rh1对乳腺癌SKBR3细胞基因表达的影响

目的:基于前期筛查人参皂苷Rh1干预下乳腺癌SKBR3细胞中差异表达的基因,对差异表达基因的功能及相关信号通路进行分析。方法:应用生物信息学对差异表达基因的功能及相关信号通路进行分析。结果:KEGG生物通路富集分析发现差异表达基因在人类乳头瘤病毒感染、剪接体、基底黏附、细胞凋亡、mTOR信号通路、MAPK信号通路、TNF信号通路、泛素-蛋白酶体通路等信号通路中富集显著。结论:人参皂苷Rh1可能通过调控核糖核蛋白复合物的生物合成、基底黏附、泛素-蛋白酶体等通路抑制SKBR3细胞的活性。

大黄素联合紫杉醇治疗非小细胞肺癌的作用机制探讨

目的 基于网络药理学探讨大黄素联合紫杉醇治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的作用机制,并应用实验验证网络药理学结果。方法 通过中药系统药理学分析平台TCMSP以及医药信息查询库药智数据查找大黄素和紫杉醇的相关靶点,人类基因数据库GeneCards查找NSCLC的相关疾病靶点。应用STRING数据库和Cytoscape构建大黄素联合紫杉醇成分-靶点网络,分析大黄素联合紫杉醇治疗NSCLC的作用靶点、生物学过程以及相关通路,同时利用MTT实验检测大黄素联合紫杉醇对A549细胞增殖的抑制率,并ELISA检测网络药理学得到的核心靶基因水平。结果 大黄素联合紫杉醇与NSCLC的共同靶点基因32个,PPI分析获得前十个靶点蛋白为TP53、CASP3、TNF、EGF、PTGS2、MYC、KDR、TGFB1、MMP9、PPARG,GO分析与KEGG通路分析获得大黄素联合紫杉醇可能作用于NSCLC的150个生物学过程和45条相关通路。MTT结果表明大黄素联合紫杉醇对A549细胞具有明显生长抑制作用(P<0.05),且联合组抑制率明显高于大黄素及紫杉醇单用组(P<0.05)。ELISA结果表明,大黄素与紫杉醇联合组能明显增加A549细胞CASP3含量(P<0.05),降低TNF-α含量(P<0.05),其中联合组效果明显优于大黄素组和紫杉醇组(P<0.05)。结论 大黄素联合紫杉醇能够通过调节细胞增殖与凋亡、调控肿瘤抑制基因表达、炎症反应的相关靶点通路对NSCLC起到治疗作用,大黄素联合紫杉醇有抑制A549细胞增殖的作用,其机制可能与调控CASP3、TNF-α的水平相关。