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不同遗传群系大熊猫线粒体基因组的进化分析
秦世尚;党宁馨;聂虎;曹毅;大熊猫作为一种濒危物种广泛地吸引着国内外研究学者的关注。目前,基于核基因组分析,野生大熊猫群体被分为3个遗传群系:秦岭群系(QIN)、岷山群系(MIN)、邛崃-大相岭-小相岭-凉山群系(QXL)。在本次研究中,我们构建了34个熊猫的线粒体基因组(覆盖三大遗传群系),并使用这些线粒体进行了遗传分析。我们的分析显示,线粒体DNA系统发育树的拓扑结构与细胞核DNA系统发育树的拓扑结构很不一致。Fst(固定系数)结果显示,QIN-MIN和QIN-QXL有微弱的遗传分化,而MIN-QXL没有分化。此外,ATP8和COX1呈现出最高的Fst值,这反映出秦岭熊猫和非秦岭熊猫在细胞呼吸能力上存在自然选择。结果表明,大熊猫中线粒体基因组的进化关系与核基因组很不一致,线粒体DNA不是鉴别大熊猫亚种或种群的有效分子标记。我们的研究为大熊猫种群研究带来新的见解,也为大熊猫的保护与管理策略的制定提供参考。
不同大小规格墨西哥湾扇贝(Argopecten irradians concentricus)转录组分析及生长相关基因筛选
谭杰;姚高友;陶雅晋;刘志刚;刘付少梅;墨西哥湾扇贝(Argopecten irradians concentricus)是中国双壳贝类养殖的重要经济品种,具有较高的研究价值,然而,转录组学及基因组学信息的匮乏,严重制约了该贝的遗传改良进程。本研究基于Illumina Hi SeqTM2000平台,对5月龄大规格(平均体质量16.05 g)和小规格(平均体质量5.57 g)墨西哥湾扇贝进行转录组测序,经de nove组装,大、小规格墨西哥湾扇贝分别获得120 563和118 794条高质量unigenes,unigene的平均长度分别为944 bp和969 bp;按照FDR≤0.001且|log2Ratio|≥1的原则,共筛选出9 901个差异表达基因,其中,大规格组相对于小规格组,上调基因4 976个(50.26%),下调基因4 925个(49.74%);六大公共数据库Blast比对结果显示,差异表达基因在Nr数据库的注释率最高,其次是GO数据库;从已获功能注释的差异表达基因中筛选得到47个生长相关候选基因,涉及多个生长因子及其受体;GO功能富集结果显示,膜、L-氨基酸运输和糖基键水解酶活性分别是细胞组分、生物过程和分子功能富集unigene最多的条目;Pathway富集分析发现,3 699条差异表达基因被成功注释到252条代谢通路中,其中33条为显著性富集通路(p<0.05),富集度最高的是焦点粘附;大规格组中共鉴定出10 870个SSRs和242 551个SNPs,小规格组中共鉴定出10 857个SSRs和228 121个SNPs。研究结果为墨西哥湾扇贝分子标记批量开发、功能相关基因挖掘以及分子遗传育种提供了理论数据支撑。
低分子肝素与小剂量阿司匹林联合可有效治疗复发性流产
张高;程玲慧;为了弄清低分子肝素、小剂量阿司匹林在治疗复发性流产患者的临床疗效,本研究选取2012年6月~2015年1月在我院治疗的138例复发性流产患者为研究对象,采用随机数字表法分为肝素组、阿司匹林组、联合组各46例,分别给予低分子肝素、小剂量阿司匹林、低分子肝素联合小剂量阿司匹林进行临床治疗。试图通过比较3组治疗前后激素水平、凝血功能、免疫功能、妊娠结局阐明治疗复发性流产患者的临床疗效。结果表明激素水平:联合组雌二醇(E2)、孕酮(P)血清绒毛膜促性腺激素(β-HCG)含量明显高于肝素组、阿司匹林组(t=2.9985.176,p<0.05);凝血功能:联合组凝血酶时间(TT)明显高于肝素组、阿司匹林组,D-二聚体(D-D)明显低于肝素组、阿司匹林组(t=3.7083.643,p<0.05);免疫功能:联合组CD4+、CD4/CD8明显低于肝素组、阿司匹林组(t=2.8216.998,p<0.05);妊娠结局:联合组患者活产率明显高于肝素组、阿司匹林组(84.78%vs 60.87%vs 58.70%),(x2=6.6467.720,p<0.05)。显然,本研究结果表明:低分子肝素联合小剂量阿司匹林对于保持复发性流产患者的情况稳定以及其激素水平的提高具有显著的意义,抑制血栓前状态,增强母体对胚胎的免疫耐受能力,改善妊娠结局,安全有效,值得临床应用推广。
棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4启动子的克隆及序列分析
温玮;崔百明;于晓玲;郑银英;孙海彦;黎娟华;彭明;棉纤维是纺织行业的重要原材料。赤霉素能够促进棉纤维的生长发育,而DELLA蛋白又是赤霉素信号转导通路中的关键调控因子,因此研究棉花DELLA蛋白基因表达的调控模式,对阐明棉纤维生长发育的分子生物学机理具有重要意义。本研究根据两个棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4序列设计特异引物,以陆地棉新陆早13号的基因组DNA为模板,用基因组步移法克隆了棉花DELLA蛋白基因GhGAI3和GhGAI4的启动子。对两个启动子进行序列分析表明,这两个启动子均具有真核生物典型的核心启动子区,同时也都具有一个或多个光响应元件和赤霉素响应元件,说明这两个基因可能受到光信号和赤霉素信号的调控,这与其它植物中DELLA蛋白的表达模式是一致的。此外,这两个启动子还具有各种转录调控相关的顺式作用元件,比如其它激素类的响应元件和逆境胁迫响应元件,说明棉花中DELLA蛋白基因可能在响应其它激素信号以及逆境胁迫中也起到一定的作用。
中国近海带鱼Trichiurus japonicus的命名和分类学地位研究
吴仁协;张浩冉;郭刘军;孙贝;刘静;庄志猛;柳淑芳;牛素芳;梁镇邦;带鱼属(Trichiurus)鱼类是中国最重要的海洋渔业捕捞对象之一。然而,有关中国南北沿海均有分布的这种带鱼(简称中国近海带鱼)应取何名、属于何种及其系统进化过程等问题仍未有统一的认识和定论。本研究通过测定中国近海带鱼14个群体共计166个个体的线粒体16S r RNA基因序列,分析该物种与中国近海其他3种带鱼属鱼类的序列变异,比较该种带鱼与世界其他带鱼属有效种的形态差异,综合探讨其命名、分类地位及系统进化过程。基于Kimura双参数模型计算,中国近海带鱼(Tsp-CH)与台湾(Tj-WT)及日本(Tj-JP)的带鱼(Trichiurus japonicus)的组间净遗传距离(0.000 70.002 1)远低于带鱼属内其他种间的净遗传距离(0.065 60.082 0),也明显低于高鳍带鱼(Trichiurus lepturus)地理群体间的遗传距离(0.0100.016);分子变异分析(AMOVA)和FST分析均表明这三组带鱼组间遗传分化不显著。结果表明,中国近海带鱼与来自台湾及日本的带鱼(T.japonicus)的遗传分化处于种内水平。采用邻接法构建的分子系统树显示,不同地理来源的带鱼(T.japonicus)(即包括Tsp-CH,Tj-WT,Tj-JP)与高鳍带鱼(T.lepturus)、南海带鱼(Trichiurus nanhaiensis)、短带鱼(Trichiurus brevis)等3种带鱼属鱼类互为单系,在属内各自形成独立的进化分支。结合分子数据和形态学比较研究资料,本研究确认中国南北沿海均有分布的这种带鱼是Trichiurus japonicus Temminck et Schlegel,1844,它在种的分化、形成、分布及形态上与世界其他带鱼属鱼类存在系列差异。
猫儿山常绿阔叶林土壤微生物群落功能多样性的季节动态
宋贤冲;郭丽梅;曹继钊;石媛媛;邓小军;陈晓鸣;为研究不同季节猫儿山常绿阔叶林土壤微生物群落功能多样性的变化规律,采用Biolog-Eco平板的方法对其碳代谢功能多样性进行了分析测定。结果表明:随着培养时间的增加,土壤微生物群落平均颜色变化率(AWCD)也逐渐增大。不同季节土壤微生物的AWCD排序为:夏季>秋季>春季>冬季。不同季节6类碳源的利用强度排序与AWCD一致,氨基酸类、酯类和胺类碳源有较高的利用强度。不同季节土壤微生物群落碳源利用多样性指数分析结果表明不同季节间的Shannon指数差异显著,夏季与其他3个季节之间的差异显著(p<0.05);秋季土壤微生物Simpson优势度指数最高,夏季最低。主成分分析(PCA)结果表明,季节变化对土壤微生物群落碳源代谢有显著影响,氨基酸类、醇类和羧酸类是不同季节土壤微生物群落代谢特征起分异作用的主要碳源。相关性分析结果表明,土壤有机质、全磷、全钾和速效磷含量等土壤理化性质与微生物群落功能多样性指数之间密切相关,其可能是造成不同季节常绿阔叶林土壤微生物群落功能多样性差异的主要原因。
全基因组甲基化测序比对软件在植物数据分析中的性能评估
徐子健;江祉依;王海峰;谢亮;DNA甲基化作为一种表观遗传修饰，在植物的生长、发育和逆境反应中发挥着至关重要的作用。全基因组重亚硫酸盐测序(whole genome bisulfite sequencing, WGBS)被认为是DNA甲基化研究的“金标准”,并且广泛应用于动植物的功能基因组研究。虽然目前针对WGBS已经开发了数种分析工具，但还没有全面评估这些工具在植物基因组中的分析效率。本研究通过分析拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)和大豆(Glycine max)3种主要作物的DNA甲基化数据，对DNA甲基化的4个分析工具中常用的6种比对方法(BSMAP、Bismark-bwt2-e2e、Bismark-his2、Abismal、BSSeeker2-bwt2-e2e和BSSeeker2-bwt2-local)从运行效率、内存资源利用、比对质量和甲基化位点识别等方面进行了全面的性能评估。结果显示，与另外5种甲基化比对方法相比，虽然BSMAP运存较大，但是在运行速度上表现出较高的效率，尤其在处理大规模基因组数据时具有明显的优势。此外，BSMAP在比对质量和甲基化位点识别方面也展现出较高水平，保证了结果的准确性和可靠性。值得注意的是，研究认为在选择比对工具时，还需要根据实际计算资源、研究需求以及对运行速度和内存消耗的权衡来做出合适的决策。这项研究为从事植物领域DNA甲基化研究的科研人员提供了有益的分析指导，有助于提高研究效率和结果的可信度，对深入分析植物生物学中的DNA甲基化具有重要的科学意义。
甘蔗割手密BAG基因家族的鉴定与表达分析
莫心怡;周海连;何丹丹;王继斌;杨娟;王令强;BAG(Bcl-2 associated athanogene)在真核生物中是一种保守的辅助伴侣蛋白。本研究在甘蔗割手密(Saccharum spon-taneum)基因组中鉴定获得24个BAG基因，分布在19条染色体上，根据其系统发育关系可分为3个组。研究发现，全基因组复制或片段复制是该家族的主要扩张方式。顺式作用元件预测分析表明，SsBAGs主要参与植物激素调节、非生物胁迫响应、光响应和植物生长发育等。转录表达谱分析表明，多数SsBAGs在茎中的表达量显著高于叶片中的，而在叶片的库源过渡区域的表达高于叶片其他区域的。此外，不同SsBAGs在干旱胁迫下的表达存在差异。亚细胞定位表明，ScBAG1a和ScBAG2a均定位于细胞质和细胞核，与生物信息学分析结果一致。值得指出的是，BAG蛋白的结构域和BAG基因的表达模式在甘蔗和水稻(Oryza sativa)中均相当保守。甘蔗BAG基因家族扩张所造成的家族成员功能冗余在一定程度上可能与甘蔗作为多年生作物的抗逆性、抗病性和再生性有关。本研究初步揭示了SsBAG基因在甘蔗割手密中的生长发育和逆境胁迫响应中发挥的功能，为进一步研究其作用机制奠定了基础。
野油菜黄单胞菌6-磷酸果糖激酶基因的初步分析
姚秋阳;杨玉芹;崔柳苏;苏辉昭;李瑞芳;陆光涛;6-磷酸果糖激酶是糖酵解途径中的关键酶,它催化糖酵解途径中第一个不可逆反应。本研究利用pK18mobsacB自杀质粒采用同源双交换的方法对野油菜黄单胞菌Xcc8004中的6-磷酸果糖激酶基因(XC_0872)进行缺失突变,获得无标记的缺失突变体DM0872。表型检测结果显示DM0872突变体不影响野油菜黄单胞菌对葡萄糖和果糖的利用,不影响胞外多糖的合成,也不影响其致病性。该结果显示糖酵解途径在野油菜黄单胞菌的地位并不重要。另外,我们利用RT-PCR方法检测了XC_0872的转录情况,结果显示XC_0872在Xcc8004中是转录的。而之前曾有报道称黄单胞菌中无法检测出6-磷酸果糖激酶活性,这表明XC_0872进行了转录后调控从而使6-磷酸果糖激酶活性受到限制。本研究为野油菜黄单胞菌中糖酵解途径的调控提供了理论依据,对揭示野油菜黄单胞菌中该途径的调控机制具有一定的意义。
熟化马铃薯粉调节肥胖小鼠肠道菌群组成并恢复糖脂代谢稳态
张静;刘双;刘航;吴当金;王正武;吴金鸿;王凌华;本研究通过饲喂小鼠(Mus musculus)高脂饮食10周以构建饮食诱导的肥胖小鼠模型，随后向正常饮食中加入热加工熟化的马铃薯(Solanum tuberosum L.)对其进行为期7周的干预，测定小鼠糖代谢和脂代谢相关指标，基于16S rRNA基因高通量测序技术，分析小鼠肠道菌群的变化，并采用Spearman相关性分析解析该变化与肥胖表型的关系。7周的干预使小鼠体重下降了16.1%，小鼠肝脏、胰脏和脂肪组织的重量显著降低。小鼠空腹胰岛素水平、胰岛素抵抗稳态模型(HOMA-IR)指数、血清中总胆固醇(TC)浓度和低密度脂蛋白胆固醇比例(LDL-C/TC)，以及肝脏中甘油三酯(TG)的浓度均显著下降，同时血清中高密度脂蛋白胆固醇比例(HDL-C/TC)升高。测序结果表明，马铃薯显著降低了肠道菌群的α多样性，并改变了肠道菌群结构。通过随机森林模型鉴定出了23个响应马铃薯干预的关键扩增子序列变异体(amplicon sequence variants, ASVs)，其中6个在马铃薯组中富集，9个关键ASV与体重、脂肪重量、胰岛素等表型的变化具有显著的相关性。因此，马铃薯干预对肥胖表型的改善与肠道菌群的变化有关，表现为与表型的改善呈正相关的ASV被显著富集，同时与表型改善呈负相关的ASV的相对丰度被降低。综上所述，马铃薯可以通过调节肠道菌群改善肥胖宿主的糖脂代谢，是替代传统主食的更佳选择，有望成为针对肥胖等代谢疾病的功能性食品原材料。