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期刊简介
《基因组学与应用生物学》(ISSN1674-568X，CN45-1369/Q)是由广西大学主管和主办，国内外公开发行的科技期刊（双月刊），为北京大学图书馆《中文核心期刊要目总览》入编期刊、中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊、科技期刊世界影响力指数（WJCI)报告来源期刊和中国科技核心期刊（中国科技论文统计源期刊）。
《基因组学与应用生物学》主要刊登植物、动物和微生物基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学等组学，分子医学、现代生物技术等应用生物学研究的未发表的创新性研究成果，以及上述领域的综述论文。
非编码RNA结构设计及其在植物基因表达调控中的应用
任晓宇;郭永杰;史庆华;杨晓玉;微小RNA(micro RNA, mi RNA)、小干扰RNA(small interfering RNA, si RNA)和环状RNA(circular RNA, circ RNA)等非编码RNA(non-coding RNA, nc RNA)可通过对靶标基因表达的精准调控,维持生物体正常的功能,以及应对各类逆境胁迫。近年来,以此类RNA为目标的结构设计与基因表达调控逐渐成为生物技术领域的研究热点。本文综述了nc RNA二级和三级结构的特征、设计原则,以及其通过碱基配对形成发夹、茎环等结构元件,在转录后和翻译水平精准调控植物靶标基因表达等方面的最新研究进展;并对工程化nc RNA技术在作物生长发育、耐逆和抗病性调控等方面的应用前景和面临的挑战进行了展望。
基因组浅层测序在多领域应用的综合评估与展望
文善源;李巧明;基因组浅层测序(genome skimming)策略能够以较低成本快速获取细胞器基因组和核糖体DNA序列。基于高通量测序技术,基因组浅层测序不仅能够从生物样本中提取有用的遗传信息,还可应用于保护生物学和进化研究。该技术通过结合下游生物信息学分析流程,还能完成遗传距离估算、特定基因组的组装等任务。本文聚焦于生物多样性与进化生物学领域,详细梳理了该技术在物种识别、系统发育、馆藏组学及基因组资源开发等领域的广泛应用,介绍了其工作原理和优势,并展望了未来的发展方向,特别强调了分析流程优化及与其他新技术融合的潜力。本文旨在为相关领域学者提供翔实的理论参考与方法论指引,进而启发该技术在复杂类群研究中的应用拓展。
基于全基因组重测序的紫苏种质资源遗传多样性与群体结构分析
谢聪;梁丽华;程宵;王茂辉;刘子琪;詹若挺;陈立凯;本研究利用全基因组重测序(whole-genome sequencing, WGS)技术对35份来源广泛的紫苏(Perilla frutescens)种质资源进行深度测序分析,挖掘全基因组水平的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)和插入/缺失(insertion/deletion,In Del)变异位点,分析紫苏种质资源的遗传多样性与群体结构,并构建SNP分子身份证,以期系统全面地评价紫苏资源多样性并开发种质鉴别技术。本研究通过高深度全基因组重测序,累计获得462.95 Gb高质量数据,筛选鉴定出14 337 811个SNP和2 551 899个In Del变异位点。系统发育树、主成分分析(principal component analysis, PCA)及群体结构分析(k=3)结果一致将供试材料划分为三个遗传亚群:北方亚群、南方亚群及混合亚群,揭示了紫苏种质资源存在显著的“南-北”地理分化格局。遗传多样性分析显示,总群体的核苷酸多样性(π)为0.001 8,观测杂合度(Ho=0.154)显著低于期望杂合度(He=0.308),平均近交系数(F)高达0.507,表明群体内等位基因分布不平衡,存在显著的杂合子缺失,符合紫苏自花授粉的遗传特性。群体间遗传分化与连锁不平衡(linkage disequilibrium, LD)分析表明,南、北亚群间存在极大的遗传分化(Fst>0.20),与南方亚群相比,北方亚群表现出较慢的LD衰减速度,说明该群体在驯化过程中可能经历了强烈的人工定向选择,基因组连锁程度高。此外,本研究筛选出124个核心SNP位点,构建了包含紫苏种质遗传信息的DNA分子身份证,可实现紫苏种质的数字化鉴定。本研究发现紫苏种质资源遗传多样性丰富,群体间分化显著,研究结果为后续的种质创新、分子育种及资源保护提供了重要的理论依据。
山金柑FhMKK9基因克隆、表达及功能的初步鉴定
代文婧;肖璇;丝裂原活化蛋白激酶激酶9(mitogen-activated protein kinase kinase 9, MKK9)作为丝裂原活化蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase, MAPK)级联通路成员,在调控植物抗逆胁迫中具有重要作用。为研究山金柑(Fortunella hindsii)FhMKK9基因在柑橘溃疡病抗性中的功能,本研究以山金柑叶片c DNA为模板,克隆获得Fh MKK9基因CDS(coding sequence)全长序列,其开放阅读框(open reading frame, ORF)为972 bp,编码323个氨基酸残基。保守结构域分析表明, Fh MKK9具有MAPKK家族特有的PKc＿MAPKK＿Plant-like蛋白激酶结构域序列。系统发育分析显示,山金柑Fh MKK9蛋白与芸香科(Rutaceae)其他物种同源蛋白亲缘关系较近。启动子顺式作用元件预测显示,其启动子区含多个光信号及激素信号响应元件。亚细胞定位结果表明, Fh MKK9蛋白定位于细胞膜和细胞核中。组织特异性RT-qPCR结果显示, Fh MKK9基因在山金柑叶片中表达量最高,在根和茎中也有较高表达,表明其可能在山金柑叶片中发挥更为重要的作用。柑橘溃疡菌(Xanthomonas axonopodis pv. citri, Xac)侵染可诱导山金柑叶片中Fh MKK9基因显著上调表达。外源乙烯利处理浓度低于50 mg~/L时, FhMKK9基因的表达与乙烯利浓度呈正相关。瞬时表达Fh MKK9基因可增强感病种质‘纽荷尔’脐橙(Citrus sinensis Osbeck′Newhall′)叶片对溃疡病的抗性。本研究表明Fh MKK9基因可能通过乙烯信号通路正向调控山金柑对柑橘溃疡病的抗性,为柑橘抗病育种提供了候选基因。
东方蜜蜂AREL1基因的克隆、生物信息学及其在东方蜜蜂微孢子虫侵染中的表达模式
樊念;李想;杨雪;郭熙;代梦远;张月盈;王天顺;陈大福;郭睿;邱剑丰;旨在解析东方蜜蜂(Apis cerana)抗细胞凋亡E3泛素蛋白连接酶1(apoptosis-resistant E3 ubiquitin protein ligase 1,Ac AREL1)的理化特性和保守性,并检测Ac AREL1基因应答真菌侵染的表达模式,为其功能研究提供参考。针对Ac AREL1的编码序列(coding sequence, CDS),采用RT-PCR进行分段克隆。利用生物信息学网站和专用软件对Ac AREL1蛋白的理化特性、分子结构、保守基序、结构域进行分析,并探究其系统进化。运用RT-qPCR方法检测东方蜜蜂工蜂受东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)侵染时Ac AREL1的表达模式。成功实现Ac AREL1的编码序列克隆; Ac AREL1含有954个氨基酸,分子质量约为107.55 k Da,平均亲水系数为-0.218,含有典型的信号肽和2个跨膜结构域。Ac AREL1的二级结构含有415个α-螺旋,394个无规卷曲和145条延伸链; Ac AREL1与三级结构模板A0A482X258.1. A的同源性达72.17%。Ac AREL1可能主要定位于内质网。东方蜜蜂、西方蜜蜂(Apis mellifera)、小蜜蜂(Apis florea)、大蜜蜂(Apis dorsata)、无刺蜂(Frieseomelitta varia)、亨特大黄蜂(Bombus huntii)、黄脸熊蜂(Bombus vosnesenskii)、毛眼林蚁(Formica exsecta)和麦茎蜂(Cephus cinctus)的AREL1均含有HECTc和Filamin superfamily结构域及5个相同的保守基序;进化树的分支结构中东方蜜蜂和西方蜜蜂的AREL1归为同一支。东方蜜蜂微孢子虫侵染后,工蜂中肠中Ac AREL1的表达下调; Ac AREL1在1 dpi(1 day post-infection)的表达水平最高,在6 dpi的表达水平最低。本研究首次获得东方蜜蜂AREL1全长序列,分析发现Ac AREL1是潜在的跨膜和亲水性蛋白,跨物种的保守性高;东方蜜蜂微孢子虫侵染后,东方蜜蜂工蜂中肠中Ac AREL1的表达被抑制。研究结果为后续的功能研究提供了基础。
