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双斑长跗萤叶甲雌虫、雄虫触角转录组及差异表达基因分析

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新疆农业科学 2024年第4期61卷 984-995页

作者：何婉洁孟涵颖支梦婷陈静石河子大学农学院/新疆绿洲农业病虫害治理与植保资源利用重点实验室新疆石河子832003

【目的】建立双斑长跗萤叶甲成虫触角转录组数据库,筛选雌虫、雄虫触角中的差异表达基因并解析其涉及的生理功能,为进一步研究双斑长跗萤叶甲的基因功能分析及嗅觉感受机制奠定分子基础。【方法】采用Illumina高通量测序技术对双斑长跗... 详细信息

【目的】建立双斑长跗萤叶甲成虫触角转录组数据库,筛选雌虫、雄虫触角中的差异表达基因并解析其涉及的生理功能,为进一步研究双斑长跗萤叶甲的基因功能分析及嗅觉感受机制奠定分子基础。【方法】采用Illumina高通量测序技术对双斑长跗萤叶甲雌虫、雄虫触角进行转录组测序,对获得的unigenes进行功能注释、通路富集等生物信息学分析,利用RT-qPCR技术检测气味结合蛋白基因在触角中的表达水平。【结果】双斑长跗萤叶甲雌、雄成虫触角转录组测序共获得73050条unigenes,Q30碱基百分比均在93.23%以上,34233条unigenes至少在1个数据库中获得注释。与双斑长跗萤叶甲雌虫触角相比,雄虫触角中检测到395个差异表达基因,其中288个基因上调表达,107个基因下调表达。【结论】在GO注释库中,差异表达基因富集最显著的功能为气味结合、嗅觉受体活性和嗅觉感知。气味结合蛋白基因在雌虫、雄虫触角中的相对表达水平趋势与转录组测序结果相符合,获得了双斑长跗萤叶甲成虫触角转录组数据库。

关键词：双斑长跗萤叶甲触角转录组功能注释差异表达基因

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菜粉蝶成虫触角转录组及嗅觉相关基因分析

昆虫学报 2023年第5期66卷 642-652页

作者：薛增昇闫喜中赵劲宇宋程飞刘丹王韩郝赤马力山西农业大学植物保护学院太谷030801

【目的】建立菜粉蝶Pieris rapae成虫触角转录组数据库,利用生物信息学和分子生物学手段深入挖掘菜粉蝶基因数据信息。【方法】采用高通量测序平台(Illumina NovaSeq 6000)对菜粉蝶成虫触角进行转录组测序、序列组装、功能注释及差异表... 详细信息

【目的】建立菜粉蝶Pieris rapae成虫触角转录组数据库,利用生物信息学和分子生物学手段深入挖掘菜粉蝶基因数据信息。【方法】采用高通量测序平台(Illumina NovaSeq 6000)对菜粉蝶成虫触角进行转录组测序、序列组装、功能注释及差异表达基因分析,对PrapOR1,PrapOR2,PrapOR5,PrapOBP1,PrapOBP4,PrapOBP5,PrapSNMP1,PrapSNMP2和PrapSNMP39个差异表达的嗅觉相关基因进行qRT-PCR验证。【结果】菜粉蝶成虫触角转录组共获得17.65 GB测序数据(NCBI登录号:PRJNA869896),经过滤和序列拼接共得到116317条转录本,随后进行Corset层次聚类获得43390条unigene,经BUSCO评估,拼接质量完整度好,准确性高。注释到的unigene数目从大到小排列的数据库依次为NT,NR,Pfam,GO,Swiss-Prot,KEGG和KOG/COG;进一步进行基因功能注释分析,筛选得到176个嗅觉相关基因,其中19个基因差异表达,包括在雌成虫触角中高表达的15个基因和在雄成虫触角中高表达的4个基因。qRT-PCR验证结果表明,PrapOR1和PrapOR2在雄成虫触角中高表达,PrapOR5,PrapOBP1,PrapOBP4,PrapOBP5,PrapSNMP1,PrapSNMP2和PrapSNMP3在雌成虫触角中高表达,与转录组测序结果相符。【结论】本研究建立了菜粉蝶成虫触角转录组数据库,筛选得到了嗅觉相关基因,并对嗅觉相关基因进行了差异表达分析,研究结果为进一步研究菜粉蝶的基因功能及嗅觉分子机制奠定了理论基础。

关键词：菜粉蝶触角转录组高通量测序嗅觉相关基因 qRT-PCR

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叉角厉蝽触角转录组及嗅觉相关基因分析

环境昆虫学报 2022年第5期44卷 1205-1217页

作者：赵航吴国星汤永玉张曼梁晨邢孔政兰明先高熹云南农业大学植物保护学院昆明650201

叉角厉蝽Eocanthecona furcellata是一种在生物防治方面有重要作用和潜力的捕食性天敌昆虫,触角是昆虫进行信息交换的重要器官,而嗅觉相关基因则是调控天敌昆虫捕食行为的重要分子基础。为获得叉角厉蝽触角转录组数据库,挖掘叉角厉蝽嗅... 详细信息

叉角厉蝽Eocanthecona furcellata是一种在生物防治方面有重要作用和潜力的捕食性天敌昆虫,触角是昆虫进行信息交换的重要器官,而嗅觉相关基因则是调控天敌昆虫捕食行为的重要分子基础。为获得叉角厉蝽触角转录组数据库,挖掘叉角厉蝽嗅觉相关基因,本研究利用Illumina高通量测序平台对叉角厉蝽雌雄成虫与5龄若虫触角进行转录组测序。成功构建了叉角厉蝽触角转录组,获得了67843条unigenes,N50长度为2300 bp。与七大公共数据库比对注释到27686条unigenes,其中NR数据库注释最多(33.33%),且与茶翅蝽Halyomorpha halys相似度最高(64.20%)。14258条注释到GO数据库中,分为生物过程、细胞组分和分子功能3个大类42个亚类;KEGG代谢途径分析表明,7703条形成282条代谢通路,其中被注释在信号传导通路中的unigenes最多(11.50%)。进一步基因注释分析,鉴定得到134个候选嗅觉相关基因,32个化学感应蛋白基因(Chemosensory protein genes,CSP),10个气味结合蛋白基因(Odorant binding protein genes,OBP),21个气味受体基因(Gustatory receptor genes,GR),48个嗅觉受体基因(Olfactory receptor genes,OR),17个离子型受体基因(Ionotropic receptor genes,IR),6个感觉神经元膜蛋白基因(Sensory neuron membrane protein genes,SNMP)。通过比较叉角厉蝽5龄若虫、雌雄成虫触角转录组,共筛选出7324个差异表达基因,分析发现5龄若虫与成虫间的差异表达基因较多,雌雄成虫之间差异表达基因较少;利用FPKM值对OBP与CSP基因进行表达量分析发现,大部分OBP与CSP的表达量在雌雄间差异不大,而若虫与成虫相比基因表达量差异较大,除少部分基因在5龄若虫中高表达外,其余大部分基因均在雌雄成虫间高表达。本研究获得了叉角厉蝽触角转录组数据,并鉴定出候选嗅觉相关基因,结果为进一步研究叉角厉蝽的嗅觉感受机制及昆虫化学生态奠定分子基础。

关键词：叉角厉蝽触角转录组基因注释嗅觉相关基因差异表达基因

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菜粉蝶触角转录组及嗅觉相关基因分析

昆虫学报 2023年 642-652页

作者：薛增昇闫喜中赵劲宇宋程飞刘丹王韩郝赤马力山西农业大学植物保护学院

[目的]建立菜粉蝶Pieris rapae成虫触角转录组数据库,利用生物信息学和分子生物学手段深入挖掘菜粉蝶基因数据信息。[方法]采用高通量测序平台(Illumina NovaSeq 6000)对菜粉蝶成虫触角进行转录组测序、序列组装、功能注释及差异表达基... 详细信息

[目的]建立菜粉蝶Pieris rapae成虫触角转录组数据库,利用生物信息学和分子生物学手段深入挖掘菜粉蝶基因数据信息。[方法]采用高通量测序平台(Illumina NovaSeq 6000)对菜粉蝶成虫触角进行转录组测序、序列组装、功能注释及差异表达基因分析,对PrapOR1,PrapOR2,PrapOR5,PrapOBP1,PrapOBP4,PrapOBP5,PrapSNMP1,PrapSNMP2和PrapSNMP3 9个差异表达的嗅觉相关基因进行qRT-PCR验证。[结果]菜粉蝶成虫触角转录组共获得17.65 GB测序数据(NCBI登录号:RJNA869896),经过滤和序列拼接共得到116 317条转录本,随后进行Corset层次聚类获得43 390条unigene,经BUSCO评估,拼接质量完整度好,准确性高。注释到的unigene数目从大到小排列的数据库依次为NT,NR,Pfam,GO,Swiss-Prot,KEGG和KOG;进一步进行基因功能注释分析,筛选得到176个嗅觉相关基因,其中19个基因差异表达,包括在雌成虫触角中高表达的15个基因和在雄成虫触角中高表达的4个基因。qRT-PCR验证结果表明,PrapOR1和PrapOR2在雄成虫触角中高表达,PrapOR5,PrapOBP1,PrapOBP4,PrapOBP5,PrapSNMP1,PrapSNMP2和PrapSNMP3在雌成虫触角中高表达,与转录组测序结果相符。[结论]本研究建立了菜粉蝶成虫触角转录组数据库,筛选得到了嗅觉相关基因,并对嗅觉相关基因进行了差异表达分析,研究结果为进一步研究菜粉蝶的基因功能及嗅觉分子机制奠定了理论基础。

关键词：菜粉蝶触角转录组高通量测序嗅觉相关基因 qRT-PCR

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茶谷蛾成虫触角转录组及嗅觉相关基因分析

茶叶科学 2021年第4期41卷 553-563页

作者：龙亚芹罗梓文王雪松龙丽雪玉香甩李金龙曲浩汪云刚陈林波云南省农业科学院茶叶研究所/云南省茶树种质资源创新与配套栽培技术工程研究中心/云南省茶学重点实验室云南勐海666201

为筛选茶谷蛾嗅觉相关基因,采用IlluminaHiSeq 4000高通量测序平台分别对茶谷蛾雌雄成虫触角进行转录组测序及生物信息学分析,共获得茶谷蛾触角转录组37708条unigenes。通过同源性比对,在NR数据库成功注释16027条unigenes;有11701条unig... 详细信息

为筛选茶谷蛾嗅觉相关基因,采用IlluminaHiSeq 4000高通量测序平台分别对茶谷蛾雌雄成虫触角进行转录组测序及生物信息学分析,共获得茶谷蛾触角转录组37708条unigenes。通过同源性比对,在NR数据库成功注释16027条unigenes;有11701条unigenes得到GO注释,根据其功能可分为细胞组分、分子功能和生物过程三大类40亚类;有6047个unigenes得到KOG注释,按照功能分为25类;根据KEGG数据库,有12009条unigenes注释到283个通路。根据注释信息,挖掘到238个候选嗅觉相关基因,包括108个气味结合蛋白基因,55个气味/嗅觉受体基因,26个味觉受体基因、25个离子型受体基因、11个化学感受蛋白基因、4个感觉神经元膜蛋白基因、4个感官知觉基因、4个化学感受受体基因和1个气味降解酶基因。通过基因差异表达分析,筛选出12个气味结合蛋白基因、9个气味/嗅觉受体基因、4个信息素结合蛋白、3个味觉受体基因、1个化学感受蛋白基因和1个离子型受体蛋白基因。本研究获得了茶谷蛾触角转录组数据,并鉴定出候选嗅觉相关基因,为进一步研究茶谷蛾的基因功能及嗅觉感受机制奠定分子基础。

关键词：茶谷蛾触角转录组高通量测序基因注释嗅觉相关基因

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云斑天牛成虫触角转录组及嗅觉相关基因分析

应用昆虫学报 2019年第5期56卷 1037-1047页

作者：胡佳萌徐丹萍卓志航杨伟杨桦郑奕然海南大学林学院海口570228 四川农业大学食品学院雅安625014 四川农业大学林学院成都611130

【目的】建立云斑天牛Batocera horsfieldi (Hope)成虫触角转录组数据库,深入挖掘云斑天牛的基因数据信息。【方法】采用高通量测序平台(Illumina HiSeq)对云斑天牛成虫触角进行转录组测序、序列组装及生物信息学分析。【结果】云斑... 详细信息

【目的】建立云斑天牛Batocera horsfieldi (Hope)成虫触角转录组数据库,深入挖掘云斑天牛的基因数据信息。【方法】采用高通量测序平台(Illumina HiSeq)对云斑天牛成虫触角进行转录组测序、序列组装及生物信息学分析。【结果】云斑天牛成虫触角转录组共获得137 485条Transcript序列和69 214条Unigene序列;其中,Transcript序列平均长度1 142 bp,Unigene序列平均长度1 983 bp。将Unigene分别比对到NR、NT、SwissProt、KO、PFAM、GO、KOG数据库进行基因功能注释,NR注释41 636条,NT注释14 895条,KO注释19 287条,SwissProt注释33 442条,PFAM注释34 687条,GO注释35 321条,KOG注释20 582条。NR注释表明,72.0%的云斑天牛Unigene与赤拟谷盗Tribolium castaneum和中欧山松大小蠹Dendroctonus ponderosae具有相似性。基因功能注释分类表明,云斑天牛成虫触角转录组在GO数据库三大类中包含5个最主要功能,分别是细胞过程、代谢过程、单有机体过程、结合和催化活性,分别占20 912、19 086、17 202、21 477和15 823条Unigenes;云斑天牛转录组在KOG数据库26个功能目录共注释20 585条Unigenes,其中,翻译后修饰、蛋白质转换和伴侣共有1 977条,一般功能预测3 285条(最多),信号传导机制3 053条,合计8 315条占全部Unigenes 40.39%;总共19 287条Unigenes分至5个KEGG功能类别,其中细胞过程6 793条,环境信息处理6 255条,遗传信息处理3 038条,代谢3 852条,有机系统3 508条。进一步基因功能注释分析筛选得到161个嗅觉相关基因,包含96个气味结合蛋白(Odorant binding protein,OBP),34个化学感受蛋白(Chemosensory protein,CSP)和31个气味受体(Odorant receptor,OR)。【结论】本研究获得了云斑天牛成虫触角转录组数据库,为进一步研究云斑天牛的基因功能分析及嗅觉感受机制奠定了分子基础。

关键词：云斑天牛触角转录组嗅觉相关基因基因组注释高通量测序

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绿豆象触角转录组及嗅觉相关基因的分析

昆虫学报 2018年第2期61卷 168-177页

作者：郑海霞张耀文张仙红杨美红山西农业大学农学院山西太谷030801 山西省农业科学院作物研究所太原030000 山西农业大学文理学院化学生态研究所山西太谷030801

【目的】建立绿豆象Callosobruchus chinensis触角转录组数据库,挖掘绿豆象的基因数据。【方法】采用高通量测序平台(Illumina Hiseq)对绿豆象成虫触角进行转录组测序、序列组装及生物信息学分析。【结果】共获得51.10 Gb的clean data(N... 详细信息

【目的】建立绿豆象Callosobruchus chinensis触角转录组数据库,挖掘绿豆象的基因数据。【方法】采用高通量测序平台(Illumina Hiseq)对绿豆象成虫触角进行转录组测序、序列组装及生物信息学分析。【结果】共获得51.10 Gb的clean data(NCBI SRA数据库登录号:SRP119884)及83 535条unigenes,长度在1 kb以上的unigenes有15 075条,unigenes的N50为1 492 bp。使用BLAST软件将绿豆象触角Unigene序列与公共数据库比对,共注释到22 148条unigenes,其中NR数据库注释的unigenes最多,为18 744条,且与赤拟谷盗Tribolium castaneum的相似基因最多,达39.57%。通过GO数据库注释,将unigenes功能分为细胞组分、分子功能与生物学过程三大类54个分支,其中参与代谢进程以及结合与催化活性的unigenes比例较大。KEGG代谢途径分析表明,9 084条unigenes形成289条代谢通路,其中核糖体代谢通路所含unigene最多,为516条。进一步基因注释分析筛选到140个嗅觉相关基因,包括12个气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因,4个化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP)基因,116个气味受体(odorant receptor,Or)基因,1个离子型受体(ionotropic receptor,IR)基因和7个感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane protein,SNMP)基因,并用FPKM值对基因表达量进行评估。【结论】本研究获得了绿豆象触角转录组数据,为进一步研究绿豆象的基因功能分析及嗅觉感受机制奠定分子基础。

关键词：绿豆象触角转录组高通量测序基因注释嗅觉相关基因

悬铃木方翅网蝽触角转录组及嗅觉相关基因分析

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农业生物技术学报 2018年第12期26卷 2109-2120页

作者：杨海博胡镇杰李定旭朱品红董钧锋河南科技大学林学院

悬铃木方翅网蝽(Corythucha ciliata)是专一性危害悬铃木(Platanus acerifolia)的重要害虫。本研究的目的是建立悬铃木方翅网蝽成虫触角转录组数据库,获得与嗅觉相关的基因信息。以悬铃木方翅网蝽雌雄成虫触角为材料,利用高通量测序平台... 详细信息

悬铃木方翅网蝽(Corythucha ciliata)是专一性危害悬铃木(Platanus acerifolia)的重要害虫。本研究的目的是建立悬铃木方翅网蝽成虫触角转录组数据库,获得与嗅觉相关的基因信息。以悬铃木方翅网蝽雌雄成虫触角为材料,利用高通量测序平台Illumina HiSeqTM4000进行转录组测序,并进行生物信息学分析。得到平均长度为1 036 bp,N50为1 809 bp,共65 943条单基因簇(Unigenes)。通过同源性比对,成功注释16 600条Unigenes,其中,在NCBI蛋白数据库(NCBI Non-redundant Protein Sequences, Nr)注释的Unigenes与内华达古白蚁(Zootermopsis nevadensis)Unigenes的相似基因序列最多,为14.40%。与基因本体数据库(Gene Ontology, GO)比对发现,6 435条Unigenes,根据其功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物过程3大类52亚类,与代谢进程、细胞进程、催化活性和结合相关的Unigenes较多。基因表达分析发现,一共得到1 116个差异表达基因,其中有1 096个基因上调,有20个基因下调。京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析表明,6 309条Unigenes归属于255个通路,有346个差异表达基因,参与碳代谢的基因最多(20个)。进一步筛选获得194个嗅觉相关基因,包括77个气味受体基因(odorant receptor, OR),64个气味降解酶基因(odorant degrading enzyme, ODE),26个气味结合蛋白基因(odorant binding protein, OBP),11个离子型受体基因(ionotropic receptor, IR),14个化学感受蛋白基因(chemosensory protein, CSP)和2个感觉神经元膜蛋白基因(sensory neuron membrane protein, SNMP),并用FPKM (fragments per kilobase per million reads)值对基因表达量进行评估。本研究初步阐明悬铃木方翅网蝽成虫触角转录组的整体表达模式,为进一步研究悬铃木方翅网蝽嗅觉调控机理提供了资料基础。

关键词：悬铃木方翅网蝽触角转录组高通量测序基因注释嗅觉基因

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花椒窄吉丁触角转录组及嗅觉相关基因分析

昆虫学报 2020年第10期63卷 1159-1170页

作者：巩雪芳谢寿安杨平郭莉陈迪车显荣王延来吕淑杰西北农林科技大学林学院陕西杨陵712100

【目的】建立花椒窄吉丁Agrilus zanthoxylumi成虫触角转录组数据库,挖掘嗅觉相关基因,为今后研究其触角的化学感受机制及生物防控提供理论支撑。【方法】采用高通量测序平台Illumina NovaSeq 6000对花椒窄吉丁雌雄成虫触角进行转录组测... 详细信息

【目的】建立花椒窄吉丁Agrilus zanthoxylumi成虫触角转录组数据库,挖掘嗅觉相关基因,为今后研究其触角的化学感受机制及生物防控提供理论支撑。【方法】采用高通量测序平台Illumina NovaSeq 6000对花椒窄吉丁雌雄成虫触角进行转录组测序,用Trinity软件对获得的高质量reads进行序列拼接与组装;使用BLAST软件将触角转录组数据比对NR,NT,Swiss-Prot,GO,KEGG,BLASTX,eggNOG,Pfam,TmHMM,SignalP,KO,Map,BLASTP和RNAMMER公共数据库;基于初步筛选到的花椒窄吉丁候选气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)和化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP)以及其他鞘翅目昆虫的同源蛋白的核苷酸序列,利用MEGA软件进行系统进化分析。运用RPKM(reads per kilobase per million mapped reads)值对嗅觉相关基因表达量进行分析。【结果】花椒窄吉丁雌雄成虫触角转录组测序共获得36209条基因和90982条转录本,其N50分别为2103和2523 bp,组装完整性较高。注释到NR数据库的基因最多(41.62%),其中与赤拟谷盗Tribolium castaneum相似基因所占比例最高(19%)。在GO数据库中比对到11614个基因,按功能分为细胞组分、分子功能与生物学进程三大类57个分支,其中分子功能大类中的结合(70.57%)与催化活性(45.51%)相关基因占比最多;KEGG代谢途径分析表明,7427条基因参与了5类代谢通路,其中涉及信号转导的基因最多,为815条;筛选到7个候选OBP基因和5个具有全长开放阅读框的CSP基因,其编码蛋白均具有化学感受蛋白家族的典型特征。系统进化分析表明,花椒窄吉丁OBPs和CSPs分别与苹果小吉丁A.mali的OBPs和CSPs氨基酸序列一致性最高。RPKM值表明,嗅觉相关基因AzanOBP1和AzanOBP2在雌成虫触角中不表达,在雄成虫触角中微量表达;AzanOBP3在雄成虫触角中高丰度表达。【结论】首次获得了花椒窄吉丁成虫触角转录组数据,筛选到了花椒窄吉丁OBP,CSP,Or,IR和SNMP等的嗅觉相关基因。推测触角中高丰度表达的OBPs对雄成虫识别同类异性释放的信息素或寄主植物释放的挥发物起关键作用。研究结果可为花椒窄吉丁化学感受基因功能分析及嗅觉感受机制研究奠定分子基础。

关键词：花椒窄吉丁触角转录组基因注释气味结合蛋白化学感受蛋白