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水稻基因组测序及基因功能的鉴定(英文)

Acta Genetica Sinica 2006年第8期33卷 669-677页

作者：刘庆坡薛庆中浙江大学农业与生物技术学院农学系杭州310029

水稻是重要的粮食作物。作为单子叶模式植物,水稻基因组的大规模测序具有巨大的理论价值和现实意义。目前已获得了籼稻“93-11”和粳稻“日本晴”高质量的基因组数据,这为在基因组水平上深入研究其生长、发育、抗病和高产等的遗传机理... 详细信息

水稻是重要的粮食作物。作为单子叶模式植物,水稻基因组的大规模测序具有巨大的理论价值和现实意义。目前已获得了籼稻“93-11”和粳稻“日本晴”高质量的基因组数据,这为在基因组水平上深入研究其生长、发育、抗病和高产等的遗传机理提供了便利,从而为进一步解决世界粮食危机提供了新的突破口和契机。随着水稻基因组计划的顺利结束,其研究重心也已由建立高分辨率的遗传、物理和转录图谱为主的结构基因组学转向基因功能的研究。结构基因组学研究获得的大量序列数据为揭示和开发功能基因开辟了广阔的前景。目前,利用图位克隆和电子克隆等方法已成功分离了多个水稻抗病、抗虫、抗逆境、抗倒伏、高产、优质等重要农艺性状相关的基因,对培育水稻新品种,促进农业的可持续发展意义重大。据估计,水稻至少拥有3.7万个非转座因子相关的蛋白编码基因。因此,完成全基因组序列测定后,重要基因功能的鉴定已成为当前基因组学研究的主要目标。反向遗传学、大规模基因功能表达谱分析和蛋白质组研究等策略已在研究水稻重要基因的功能方面发挥了重要作用。文章综述了水稻基因组测序及基因功能研究的现状,并就新基因发掘和基因功能注释的方法作了评述,期待为水稻遗传工程和育种实践提供参考。

关键词：水稻基因组测序功能基因组学

Dystrophin基因51号外显子缺失连接片段的克隆和测序

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Acta Genetica Sinica 2002年第2期29卷 105-110页

作者：潘速跃张成刘焯霖陈国俊卢锡林中山医科大学第一附属医院广州510080

为了解Dystrophin基因缺失断裂点和连接片段的序列特点 ,以分析Dystrophin基因缺失的分子机制 ,利用巢式反向PCR克隆了 1名 5 1号外显子缺失DMD(DuchenneMuscularDystrophy ,DMD)患者的缺失连接片段 ,通过测序 ,确定 5′和 3′断裂点及... 详细信息

为了解Dystrophin基因缺失断裂点和连接片段的序列特点 ,以分析Dystrophin基因缺失的分子机制 ,利用巢式反向PCR克隆了 1名 5 1号外显子缺失DMD(DuchenneMuscularDystrophy ,DMD)患者的缺失连接片段 ,通过测序 ,确定 5′和 3′断裂点及连接片段的序列。对 5′、3′断裂点和连接片段进行重复序列、TOPOI、TOPOII酶切位点等分析。结果共测得 5 0号内含子 16 14bp ,确定该患者Dystrophin基因的 5′断裂点位于THE1(Transposon likeHumanElement,THE)内 ,3′断裂点位于L2序列内。连接片段有 3bp的连接同源序列cta ,局部无小的缺失、插入和碱基置换。本研究首次在 5 0号内含子内发现一THE1序列 ,再次发现Dystrophin基因的缺失断裂点位于THE1结构内。反向PCR操作简单、耗时短 ,可以推扩应用于缺失连接片段的克隆 ;THE1可能与部分Dystrophin基因的缺失有关 ;Dystrophin基因缺失大多与同源重组无关 ,非同源末端连接可能参与了Dystrophin基因缺失的形成。

关键词：肌营养不良症缺失机制连接片段外显子 Dystrophin基因克隆测序

基于二代测序的甘蓝型油菜白花基因候选区间定位及连锁标记验证

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中国农业科学 2020年第6期53卷 1108-1117页

作者：陈雪王瑞井付钰张胜森贾乐东段谋正吴宇西南大学农学与生物科技学院

【目的】近几年随着观光农业的兴起,花色的选育和改良已成为甘蓝型油菜种质资源鉴定和材料创制的重要研究方向。以甘蓝型油菜黄白花分离F2群体为研究对象,通过二代测序技术,对白花性状基因候选区间定位,开发与白花性状连锁的分子标记,... 详细信息

【目的】近几年随着观光农业的兴起,花色的选育和改良已成为甘蓝型油菜种质资源鉴定和材料创制的重要研究方向。以甘蓝型油菜黄白花分离F2群体为研究对象,通过二代测序技术,对白花性状基因候选区间定位,开发与白花性状连锁的分子标记,为定位白花候选基因和选育白花新材料提供新思路。【方法】以甘蓝型油菜DH纯系黄花Y05和甘蓝型油菜纯系白花W01杂交,观察F1和F2群体的花色分离,分析白花性状遗传模式。在F2群体中选取30株纯白花和30株纯黄花构建DNA叶片子代池和RNA花瓣子代池,对亲本和DNA叶片子代池进行30×重测序,对RNA花瓣子代池进行5×测序。以法国甘蓝型油菜Darmor-bzh、中双11、Darmor、Tapidor为参考序列,重测序QTL-seq分析流程计算2个DNA子代池的SNP-index和delta(SNP-index)。利用R包画出SNP-index和delta(SNP-index)滑窗分析图,鉴定候选区间。转录组MMAPPR分析流程以法国甘蓝型油菜Darmor-bzh为参考序列,计算SNP频率,ED4(Loess fit)检测峰值和鉴定候选区间。利用MISA进行重复序列鉴定,使用Prime3在候选区间进行SSR引物设计,在F2群体中采用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法对SSR引物进行筛选。【结果】甘蓝型油菜黄花与白花杂交F2群体中,白花和黄花性状分离比符合3﹕1,暗示白花性状受1对显性主效基因控制。全基因组重测序区间定位结果显示,白花性状基因候选区间在Darmor-bzh C03染色体52—55 Mb。同时以甘蓝型油菜中双11、Darmor、Tapidor分别为参考序列,均鉴定出白花基因候选区间在C03染色体上的一致性和稳定性。转录组测序定位白花性状基因位于Darmor-bzh C03染色体54—55 Mb。转录组测序和重测序定位染色体结果高度一致。在此区间内MISA和Primer3结合设计SSR引物,聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选到6个与白花性状紧密连锁共分离的SSR标记。6个SSR标记区间范围在760 kb(52.81—53.57 Mb)。此候选区间与甘蓝、白菜共线性分析,对应白菜A02染色体56.76—57.40 Mb区间,对应甘蓝C03染色体10.99—11.28 Mb区间。【结论】甘蓝型油菜白花性状由1对显性主效基因控制。白花性状基因候选区间在法国甘蓝型油菜Darmor-bzh C03染色体52—55 Mb区间内。此区间760 kb范围内筛选出6个与白花性状基因紧密连锁共分离的SSR标记。

关键词：甘蓝型油菜白花测序候选区间 SSR

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海生杆菌属的基因组测序数据分析

生物工程学报 2020年第12期36卷 2695-2706页

作者：王梦汝席威李正军北京化工大学生命科学与技术学院北京100029

海生杆菌属首次于1997年鉴定,迄今包括18个物种,其中10个已完成全基因组序列测定。文中总结了海生杆菌属的菌种特征,并从碳源利用、聚羟基脂肪酸酯代谢和芳香族化合物降解三个方面对基因组测序数据进行了分析。研究发现,海生杆菌属具有... 详细信息

海生杆菌属首次于1997年鉴定,迄今包括18个物种,其中10个已完成全基因组序列测定。文中总结了海生杆菌属的菌种特征,并从碳源利用、聚羟基脂肪酸酯代谢和芳香族化合物降解三个方面对基因组测序数据进行了分析。研究发现,海生杆菌属具有完整的糖酵解途径和三羧酸循环,缺乏木糖利用基因。所有海生杆菌属菌种均含有Ⅰ型和Ⅲ型聚羟基脂肪酸酯合成酶的编码基因,表明该菌属可能具有普遍的聚羟基脂肪酸酯合成能力。海生杆菌属含有芳香族化合物的降解途径,苯、苯酚和苯甲酸可由不同的酶催化生成邻苯二酚,再由邻位断裂途径降解为3-酮己二酸,邻苯二酚也可由间位断裂途径降解为丙酮酸和乙酰辅酶A。基因组测序数据分析加深了对海生杆菌属代谢特征的认识,提示该菌属在聚羟基脂肪酸酯合成和海洋芳香族污染物治理方面有一定的应用前景。

关键词：海生杆菌属基因组测序聚羟基脂肪酸酯芳香族化合物

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紫背天葵高通量转录组测序分析

园艺学报 2016年第5期43卷 935-946页

作者：张少平洪建基邱珊莲郑云云张帅吴松海何炎森郑开斌郑加协福建省农业科学院亚热带农业研究所福建漳州363005 福建省农业科学院作物研究所福州350013

为探讨紫背天葵(Gynura bicolor)花青素等物质合成的遗传基础,采用高通量测序技术(Illumina HiSeq 2500)对其嫩叶进行转录组测序,共获得21 387 624个序列读取片段(reads),将测序数据进行序列组装后,获得33 314个单基因簇(Unigene),其中... 详细信息

为探讨紫背天葵(Gynura bicolor)花青素等物质合成的遗传基础,采用高通量测序技术(Illumina HiSeq 2500)对其嫩叶进行转录组测序,共获得21 387 624个序列读取片段(reads),将测序数据进行序列组装后,获得33 314个单基因簇(Unigene),其中超过1 kb的7 792个Unigene中共检测到2 387个SSR位点。对所得Unigene进行不同数据库注释,22 048和14 417个Unigene分别在Nr和Swiss Prot数据库有同源比对信息,并发现有29个Unigene与花青素合成相关;Pfam功能注释到13 909个Unigene分为5 198类相关蛋白功能区域,有12个Unigene涉及到花青素合成;GO注释到11 613个Unigene分为细胞组分、分子功能及生物学过程等3大类51个功能组,有24个Unigene与花青素合成有关;COG注释到的6 589个Unigene功能系统分为24类,而KOG注释到的13 498个Unigene功能系统分为25类;以KEGG数据库为参考,将4 466个Unigene定位到108个代谢途径分支,其中有47个Unigene与类黄酮生物合成相关。

关键词：紫背天葵转录组测序基因分析功能注释

DPSN:扩增子测序引物标准化命名数据库(英文)

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微生物学报 2021年第12期61卷 3799-3805页

作者：谭宇翔田义霞陈俊宇尹芝南杨恒文暨南大学附属第一医院生物医学转化研究院广东广州510632 中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院中国科学院定量工程生物学重点实验室广东深圳518055

扩增子测序是目前用来衡量微生物多样性时使用最广泛的测序手段。因为其扩增的需要,所以选择合适的特定引物是必需的,且其对结果影响甚大。probeBase是目前最常用的记录了人工校正后的rRNA探针和引物的数据库。然而,我们发现probeBase中... 详细信息

扩增子测序是目前用来衡量微生物多样性时使用最广泛的测序手段。因为其扩增的需要,所以选择合适的特定引物是必需的,且其对结果影响甚大。probeBase是目前最常用的记录了人工校正后的rRNA探针和引物的数据库。然而,我们发现probeBase中63.58%的引物存在不同程度的注释错误,包括命名重复、命名无规律以及匹配位置错误等。更严重的是,目前主流的短命名方式不具有唯一性,导致对应关系模糊不清。因此,我们定义了更简单可行的短命名标准并开发了新的引物科学命名数据库(DPSN),并对probeBase里的所有173个引物进行了校正,并新加入了4个新的改良引物以及38个针对大亚基的新引物。新的短命名规则包含3个基本要素:在正链5′端的位置、版本号和方向。此外在前面加入了识别大/小亚基以及主要针对的菌界的标志。使用DPSN,可以快速查找感兴趣区域对应的引物并比较不同版本的差异选择合适的引物。同时还能建立命名与序列的明确一一对应关系,避免歧义。

关键词：数据库命名扩增子测序引物

基因组测序分析广叶绣球菌SP-A菌株的遗传差异

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菌物学报 2021年第12期40卷 3246-3255页

作者：杨驰马璐肖冬来江晓凌刘晓瑜林衍铨福建省农业科学院食用菌研究所特色食用菌繁育与栽培国家地方联合工程研究中心福建福州350012

广叶绣球菌Sparassis latifolia是一种极具开发潜力的食药用真菌,新品种的选育是其产业发展的迫切需求。绣球菌新品种‘SP-A’是福建省农业科学院选育的绣球菌工厂化栽培新品种,但由于缺少基因组信息,严重阻碍了其相关基础研究。本研究... 详细信息

广叶绣球菌Sparassis latifolia是一种极具开发潜力的食药用真菌,新品种的选育是其产业发展的迫切需求。绣球菌新品种‘SP-A’是福建省农业科学院选育的绣球菌工厂化栽培新品种,但由于缺少基因组信息,严重阻碍了其相关基础研究。本研究利用高通量测序技术,对‘SP-A’全基因组进行测序,获得了1.58Gb高质量测序数据,Q30达到95.55%。与‘闽绣1号’参考基因组平均比对率为76.86%,平均覆盖深度为28X,基因组覆盖度为93.51%,共检测到273587个单核苷酸多态位点,40772个小片段插入缺失位点,这些变异共导致了7954个基因变异。研究初步揭示了‘SP-A’的基因组特征,为相关分子标记筛选及辅助育种、遗传分析和功能基因克隆提供了重要的分子标记资源。

关键词：绣球菌基因组测序单核苷酸多态位点小片段插入缺失

低氮胁迫灯盏花全植株的转录组文库构建及其测序

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中草药 2015年第21期46卷 3235-3241页

作者：田宝强李玥赖思晨木佳应宇翔严胜柒张云峰云南师范大学生命科学学院云南昆明650500 生物能源持续开发利用教育部工程研究中心云南昆明650500 云南师范大学-台湾新竹清华遗传-环境互作联合实验室云南昆明650500

目的为探寻药用植物灯盏花Erigeron breviscapus的遗传背景,利用低氮胁迫的灯盏花全植株构建了转录组文库,并利用新一代测序技术进行测序。方法采用改良异硫氰酸胍-CTAB法,提取低氮胁迫灯盏花植株及其对照植株的总RNA,经富集m RNA、打... 详细信息

目的为探寻药用植物灯盏花Erigeron breviscapus的遗传背景,利用低氮胁迫的灯盏花全植株构建了转录组文库,并利用新一代测序技术进行测序。方法采用改良异硫氰酸胍-CTAB法,提取低氮胁迫灯盏花植株及其对照植株的总RNA,经富集m RNA、打断、构建测序用c DNA文库。结果通过测序,低氮和正常样本分别获得3 587万条和2 582万条测序读长(raw reads),总数据量超过6 G,碱基错误率低于1%(Q20)的数据分别为98.37%和98.67%。经de novo组装,总共得到101、156条Unigene,平均读长768 bp,N50为1 290 bp,其中44.39%长度超过500 bp。101、156条Unigene中,58.86%在公共数据库中比对到相似序列,89.08%Unigene在Nr数据库比对到相似序列。得到灯盏花黄酮类合成途径中包括苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酰-4-羟化酶(C4H)、查耳酮合成酶(CHS)、查耳酮异构酶(CHI)、黄烷酮3-羟化酶(F3H)、类黄酮3′-羟化酶(F3′H)、花色素还原酶(ANS)等序列。结论灯盏花的转录组信息得到较好的保存,为下一步灯盏花遗传环境互作研究及分子辅助育种奠定基础。

关键词：灯盏花低氮胁迫转录组文库测序 de novo组装 Unigene

基于microRNA测序分析miRNA在刺葡萄抗白腐病中的作用

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果树学报 2019年第2期36卷 143-152页

作者：张颖樊秀彩姜建福李民刘崇怀中国农业科学院郑州果树研究所郑州450009

【目的】在前期的种质资源评价过程中,发掘一株中国野生刺葡萄0943,该株系高抗葡萄白腐病。基于mi-croRNA(miRNA)在植物抗病中的重要作用,拟从miRNA水平探讨刺葡萄在受到病原菌侵染后的表达调控机制。【方法】以抗病的中国野生刺葡萄为... 详细信息

【目的】在前期的种质资源评价过程中,发掘一株中国野生刺葡萄0943,该株系高抗葡萄白腐病。基于mi-croRNA(miRNA)在植物抗病中的重要作用,拟从miRNA水平探讨刺葡萄在受到病原菌侵染后的表达调控机制。【方法】以抗病的中国野生刺葡萄为试材,对比感病的欧亚种'美人指’,分别以病原菌诱导,在0 hpi(hours post inoculation)和病菌诱导后的12 hpi、36 hpi处理后采样,进行二代测序,并对数据进行KEGG及表达量的差异分析。【结果】对比感病葡萄'美人指’,分析了抗病刺葡萄在基础代谢和抗病途径中的差异,结合miRNA的表达量,获得了150个表达量发生变化的miRNA,其中44个miRNA的表达在刺葡萄和'美人指’之间存在差异。5个miRNA在刺葡萄中特异表达,但是在'美人指’中不表达,实施定量验证了这一结果。靶基因预测显示,其靶基因包括与抗病的紧密相关的WRKY、SPL、EFR等转录因子,还包括与抗病直接相关的LRR类的抗病基因。【结论】筛选出5个在刺葡萄上特异表达候选miRNA(miR172a、miR172b、miR845a、novel_81和miR159a),可作为刺葡萄抗白腐病研究的目标。

关键词：葡萄白腐病 microRNA 抗病测序