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基于RNA-seq技术挖掘与高丹草粗蛋白合成相关的基因
卢倩倩;于卓;王慧婷;于肖夏;张霞;赵雅琦;为探究与高丹草(Sorghum bicolor L.×S.sudanense P.)粗蛋白合成相关的基因，本研究分别以高粗蛋白(GH)和低粗蛋白(GL)的高丹草为研究材料，在拔节盛期取材，利用转录组测序(transcriptome sequencing, RNA-seq)技术对其进行测序分析。结果显示，2个材料共鉴定出1 491个差异表达基因，与低粗蛋白(GL)材料相比，在高粗蛋白(GH)材料中上调表达基因889个(59.62%),下调表达基因602个(40.38%)。通过基因本体(gene ontology, GO)功能富集分析发现，差异表达基因显著富集到生物学过程(biological process, BP)、细胞组分(cell componenet, CC)和分子功能(molecular function, MF)3个大类。经京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析发现，差异表达基因主要富集在丙氨酸和天冬氨酸等氨基酸代谢、氮代谢以及卟啉和叶绿素代谢等代谢途径中。经筛选，最终获得与高丹草粗蛋白合成相关的基因25个(20个上调表达，5个下调表达)。随机筛选5个差异表达基因进行实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR, RT-qPCR)验证，其表达趋势与RNA-seq检测结果一致。本研究为高丹草粗蛋白生物学合成机制及其次生代谢通路的研究提供了参考，也为下一步功能基因克隆、分子标记开发等工作奠定了基础。
天目山天然混交林群落优势树种种群结构与空间格局
李燕;刘成功;为探明天目山自然保护区混交林优势树种种群特征,应用相邻格子法分析了乔木层的树种组成特征,并通过空间代替时间法、种群年龄结构动态指数、聚集度指标测定等方法对天目山混交林群落优势树种种群的空间分布格局及其动态进行了系统研究。结果表明:6 400 m2的样地内统计得到株数超过5株且DBH≥5 cm的乔木层树种1 096株,分属12科15属18种。重要值大小显示细叶青冈、青冈栎、杉木、绵槠、山矾和交让木属于群落内的优势树种。其中,细叶青冈种群结构近似正态分布,但幼树丰富,幼苗远多于大树,属增长种群。青冈栎、绵槠、山矾种群的幼苗和大树较少,幼树和中树较多,交木种群幼苗、幼树、中树的个体数相当,大树较少,种群更新潜力均有限,种群基本稳定或有衰退趋势。杉木种群呈现正"J"型,属于衰退型种群,但p值显示其具备很好的抗外界风险能力。在种群水平上,细叶青冈、杉木和交让木种群呈均匀分布,青冈栎种群呈泊松分布,绵楮和山矾种群呈聚集分布。在不同发育水平上,细叶青冈种群幼树阶段呈泊松分布,幼苗、中树和大树均表现聚集分布;青冈栎种群在幼苗和幼树阶段呈聚集分布,中树和大树阶段呈均匀分布;杉木种群不同发育阶段均为均匀分布;绵槠和山矾种群在幼苗、幼树和中树阶段呈聚集分布,大树阶段呈均匀分布;交让木种群表现为大树的聚集分布,幼苗、幼树和中树的均匀分布。结果表明,天目山自然保护区混交林优势树种种群结构和分布格局在时间上和空间上的变化反映了各优势种相互间此消彼长的竞争关系和群落演替规律,随着时间的变化,在未来阔叶树种将逐渐成为该群落的稳定顶级群落。
大型有毒真菌的资源及其抗虫活性的研究进展
李济贞;廖咏梅;周志权;大型有毒真菌是指子实体被食用后对人类或动物产生中毒反应的大型真菌。许多大型有毒真菌具有抗虫活性,在未来新型生物源农药的研制与开发中具有巨大的潜力。文章对具有抗虫活性的大型有毒真菌资源及其抗虫活性的研究现状进行综述,并提出了目前研究中存在的问题和需要重点突破的关键技术。
芸薹属(Brassica napus,B.rapa,B.oleracea)CAMTA3基因家族的鉴定及生物信息学分析
罗庆萱;向奥玲;张涛;陆俊杏;芸薹属(Brassica)植物(甘蓝型油菜,白菜,甘蓝)是重要的经济作物,它们之间的关系可用禹氏三角表示。CAMTA是在进化过程中高度保守的一类转录因子家族,该家族成员在芸薹属植物抗逆境胁迫过程中具有重要作用。为了探讨芸薹属CAMTA3基因家族的功能,本研究利用生物信息学手段,鉴定了芸薹属(白菜,甘蓝和甘蓝型油菜) CAMTA3基因家族的8个基因,并从蛋白质的理化性质、家族进化与基因结构和上游启动子等方面进行了分析研究。分析表明,芸薹属CAMTA3基因家族8个成员在进化过程中具有较高的保守性,其亲缘关系与禹氏三角理论相符,且各成员在植物响应抗胁迫过程中占重要地位。研究结果为芸薹属CAMTA3基因家族的功能研究提供了一定的信息基础。
莱茵衣藻PEPC基因转化与表达分析
王秀媛;于水燕;周志刚;为了获得表型稳定的工程藻株,实现基因工程改造策略加快微藻生物燃料产业发展的步伐,本研究应用同源重组的方法将内源性的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的编码基因转到莱茵衣藻细胞中,期望获得表型稳定的工程藻株。基于pHyg3质粒我们分别构建了ppc1和ppc2的重组载体,采用玻璃珠法转化莱茵衣藻CC400和CC406藻株,应用潮霉素抗性的固体培养基筛选得到转入目的片段的藻株。研究表明,转化的藻细胞中,目的片段可在基因组上稳定存在。同源片段长度在0.51 kb时,相对较长的片段不利于整合到基因组中。从转化藻株的基因组中能够扩增得到转入的片段,说明转入的目的片段以非同源重组的形式整合到基因组上。转化的藻细胞多次传代培养后,仍能检测到转入的外源片段。本研究进一步为微藻细胞的转基因工程和同源重组策略的研究提供了行之有效的方法。
盾叶薯蓣内生菌研究进展
王越;王春慧;张琰;李冠楠;乔亚茹;王艳;何苗;化文平;植物内生菌是与植物协同进化的一大类微生物种群,具有抵抗病原微生物、促进宿主生长、产与宿主相似的次生代谢物等多种有益特性,是宝贵的生物资源库。盾叶薯蓣具有很高的药用价值,也是多种激素类药物合成前体的主要植物来源。从盾叶薯蓣植物分离具有有益特性的内生菌成为近年内生菌研究的热点。本文从盾叶薯蓣内生菌的分离鉴定方法和盾叶薯蓣内生菌的特性两个方面概述了近年来盾叶薯蓣内生菌的研究现状,以期为盾叶薯蓣内生菌的进一步研究开发提供参考。
肺腺癌转移相关的免疫特征开发及潜在中药预测
关双;刘溪;王念;陈亚飞;俞成诚;李兵;刘骏;王忠;本研究旨在确定具有免疫相关基因的可靠预后特征，该特征可以预测预后并对肺腺癌(lung adenocarcinoma, LUAD)患者的个体化管理提供帮助。从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)数据库下载LUAD患者的mRNA表达谱和相应的临床数据；使用单因素COX和LASSO模型来构建预后模型；使用基于风险评分的方法开发预后特征；通过Kaplan-Meier分析比较高风险患者和低风险患者之间的总生存期(overall survival, OS), OS的独立预测因子通过单变量和多变量COX分析确定；单样本基因集富集分析(single sample gene set enrichment analysis, ssGSEA)用于评估免疫细胞浸润程度；通过LASSO和COX回归分析构建生存预后特征。根据预后特征，在OS方面将患者显著分层为高风险组和低风险组，与低风险组相比，高风险组的LUAD患者OS显著降低。通过ROC曲线分析证实了预后基因标记的预测能力。多因素COX分析显示，风险评分是OS的独立预测因子。通过免疫分析，发现了肺腺癌转移组与未转移组的不同的免疫特征。与Coremine Medical数据库相互映射筛选出牛黄(Bovis Calculus)、罗汉果(Siraitiae Fructus)等15种中药。本研究提出了一种新的肺腺癌预后特征，用于估计LUAD的OS。此外，本研究发现了肺腺癌转移组和未转移组之间的免疫特征差异，这可能有助于对LUAD患者进行更准确的生存风险分层和个体化临床管理。
畜禽生产性状主效基因定位技术与方法研究进展
任航行;李杰;王高富;周鹏;鉴定畜禽重要生产性状形成的关键遗传因子,揭示其产生的分子遗传机制,对动物新品种的培育及特色遗传资源的开发利用具有重要意义。高通量分析技术诞生前,标记数量性状位点(quantitative trait loci,QTL)连锁分析和候选基因分析法作为鉴定畜禽生产性状QTL和主效基因主要方法,但由于其技术局限性,性状因果基因鉴定的效率并不高。人类基因组计划(human genome project, HGP)开启了以大数据为特征的生命科学研究的序幕,在HGP完成后的20余年间,快速发展的高通量分析技术使人们研究生物学问题的思路和方法发生了巨大改变。本综述就近年来被广泛用于畜禽重要性状的候选基因定位的方法与技术进行了较全面的综述,以期为同行提供参考。
人体肠道真菌的体外模拟培养
赵昌会;陈华海;胡云霏;李百元;曹林艳;尹业师;肠道真菌对人体健康具有重要影响。研究适用于人体肠道真菌体外发酵的培养基具有重要意义，这将为利用体外模拟发酵技术研究人体肠道真菌的组成和功能奠定坚实基础。本研究采用人体肠道菌群体外发酵、ITS(Internal transcribed spacer)高通量测序等方法，对VI(Veal infusion)培养基和DI(Dixon)培养基单独或混合在体外影响人体肠道真菌菌群结构进行研究。在属水平，VI和DI单独或混合能对人粪便样品中53.10%、47.79%和48.67%的肠道真菌进行体外培养。如果同时考虑到菌属相对丰度差异，VI、DI和VD(VI-DI)培养液与粪便样品的真菌组成的Pearson相关系数分别为0.70、0.55和0.54。另外，3种培养基可在体外富集培养部分肠道真菌，VI培养基显著富集曲霉菌(Aspergillus),VD和DI培养显著富集Gloeotinia。菌群相对丰度相关性分析发现，DI和VD发酵液中子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)呈显著负相关，DI发酵液中青霉属(Penicillium)和曲霉属呈显著正相关。总体来说，VI培养基能较好地模拟人体肠道真菌组成；3种培养基可富集不同种类的肠道真菌；肠道真菌在体外培养时存在一定的相互促进或拮抗作用。本研究将为人体肠道真菌的体外模拟和选择性富集培养提供参考。
基于线粒体基因组分析鸭科部分鸟类的遗传多样性
吕小艳;李斌强;崔晶;张琴叶;陈倩;王野影;鸭科(Anatidae)为雁形目(Anseriformes)最大的一科,包含中国特有种和国家二级保护动物。为探讨鸭科各物种的保护地位,了解饲养种和野生种的遗传差异,正解鸭科部分物种的分属情况,该研究以从GenBank获取的59条鸭科线粒体基因组序列作为分析对象,以与鸭科亲缘关系较近的原鸡属的红原鸡(Gallus gallus)作为外群构建鸭科系统发育树,分析了鸭科属间、种间的遗传距离和属内遗传多样性。结果表明,鸭科具有较低的遗传多样性,其中鸭属和雁属的遗传多样性最低,需要加强保护,建议提升鸭科中绿头鸭(Anas platyrhynchos)、斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)以及鸿雁(Anser cygnoides)的保护地位。同时,该研究也可为家鸭、家鹅的选育和配种,以及提高物种后代遗传多样性方面提供一定的理论指导。