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    发布时间: 2016 - 12 - 30
    摘要 单倍型变异不仅包括SNPs,还包括插入、缺失,尤其是基因拷贝数的变异。然而进行个体基因组间的比较是很困难的,原因是传统测序方式得到的短读长不能准确地重建包含重复序列的染色体区域。玉米中存在一类能够降低种子含氮量的蛋白家族(α-玉米蛋白),之前研究利用BAC克隆重叠群分析目标区间中的基因拷贝数,在两种爱荷华州硬秆玉米自交系中的6个(30-500kb)区域检测到41-48个α-玉米蛋白基因。但是这种技术的工作量巨大而且花费很高。本文利用单分子实时测序技术,组装了软秆玉米自交系W22对应的6个染色体区域。为了验证这些组装的区域,本文还构建了W22的光学图谱来验证两者之间的一致性。利用W22的全长cDNAs序列,发现经过自动校正和组装后的PacBio序列的错误率小于0.1%。一些带有提前终止密码子的表达基因,散布在不表达的基因之间,产生特异基因型的差异表达。这些区域的序列和之前研究的硬秆玉米自交系对应的区域,表现出明显的不同。 材料方法 植物材料:玉米自交系(W22);DNA提取:黑暗条件下生长的幼苗。光学图谱:选择核酸内切酶Nt.BspQ1(GCTCTTC)作为标签。剪切的DNA分子着色:IrysPrep Reagent Kit。测序平台:PacBio RS II,建库20ug DNA(20kb)。 研究结果 1、W22的全基因组测序及基因组光学图谱的构建 光学图谱:366 Gb(100kb),207 Gb(180kb),N50=280kb。组装:705 BNG contigs,N50=4.43Mb,最长16.2Mb。光学图谱总长2.1Gb(不含由于重复序列导致组装失败)。标准化所有光学图谱长度后达到2.2Gb,占参考基因组B73(2.3G)的96%。全基因组测序:128 SMRT cells(93.47G),40.7X,N50=7.7k...
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    发布时间: 2016 - 12 - 23
    摘要 叶绿素是一种和叶片的光合作用及植株潜在产量密切相关的重要生理指标。目前关于水稻叶绿素含量自然变化的相关基因报道很少,而且发现这种变化范围也是受限制的。本文利用来自全球的529份水稻资源进行叶绿素含量的全基因组关联分析,共发现46个和叶绿素含量变化相关联的位点,并利用3个F2群体对这些关联的位点进行验证。利用近等基因系和转基因材料,发现在水稻的抽穗期,籽粒数、株高以及抽穗期(Ghd7)是和叶绿素含量变化相关联的。通过提高Ghd7的表达量能降低叶绿素的含量,主要原因是叶绿素和叶绿体的生物学合成基因的表达量下调。此外,通过对窄叶基因(NAL1)两年的表型数据研究发现,均和叶绿素含量变化显著相关。进一步研究发现在NAL1的5’ UTR区域具有大量的多态位点,以及编码区的4个非同义突变SNPs,并观察到主要的单倍型对应水稻不同性状的表现。 材料方法 植物材料:529种水稻资源(199份中国水稻核心/微核心种质+129份国家水稻育种计划亲本材料+148份微核心种质(USDA)+18份水稻SNP计划材料+35份全球种质资源)。测序方案:Illumina HiSeq 2000, PE90bp。(1Gb clean data/accession)参考序列: japonica cv. Nipponbare version 6.1。序列比对:BWA。SNP识别:SAMtools,BCFtools。GWAS分析:FaST-LMM:LMM+LR(FaST linear mixed models for genome-wide association studies. Nat. Methods,2011. 8:833–835)。R脚本:MLMM(An efficient multi-locus mixed-model approach for genome-wide...
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    发布时间: 2016 - 12 - 15
    摘要野化是一种由驯化的品种再度返回到野生状态的现象,远离之前受到的限制环境因素,被认为是一种和物种驯化截然相反的进化现象。之前研究发现考艾岛的野鸡是一类高变异、高混杂的群体,本文利用全基因组测序对考艾岛野鸡的全基因组选择性清除位点进行了定位分析。检测到的选择清除位点绝大多数对于野化来说都是独特的,且不同于受驯化的位点。为了解释一些功能基因对应的表型性状,本研究在实验控制条件下,利用考艾岛野鸡群体和(红原鸡x驯化蛋鸡)杂交群体针对之前已经报道的QTL进行研究。结果表明这些受选择的基因表现出和鸡冠的大小、孵化行为及繁殖力显著相关。本研究还发现一些分别适应野生和驯化环境下的差异遗传区间,以及野鸡中一些和性别选择及繁殖相关适应性基因的证据。材料方法 动物材料:23只考艾岛野鸡(来自岛上8各不同区域)。DNA提取:盐提取法。鸡参考基因组:version Galgal4(Lifescope version 2.5)测序方案:SOLiD 5500xl,平均测序深度5X。序列比对:Picard (http://broadinstitute.github.io/picard/) version 1.92,GATK。多样性位点过滤:VCFtools version 0.1.13。(小于2条reads,小于80%完整序列)。驯化家鸡受选择的位点信息:Whole-genome resequencing reveals loci under selectionduring chicken domestication. Nature 464, 587–591 (2010).这些数据包括8个单独的混池:4个(8-11只)肉鸡池,3个(8-11只)蛋鸡池,1个红原鸡池。SOLiD测序,平均测序深度5X。混池杂合度分析:40Kb滑动窗口。计算:R统计环境。绘图:ggplot2。Tajima’s D计算:A...
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    发布时间: 2016 - 12 - 08
    摘要本研究为了定位木豆枯萎病和不育花叶病基因,采用了集群分离分析(BSA)的测序方法。抗病和感病混池均来自(ICPL 20096 x ICPL 332)的重组自交系群体子代。利用木豆基因组草图计算抗、感池的SNP index,最终获得了7个木豆枯萎病和不育花叶病的候选SNPs位点。同时另外增加了4个其他基因型的木豆进行重测序,与BSA结果一起统计,一共检测到8362个非同义突变SNPs。在这8362个SNPs中,有60个SNPs位点在BSA检测到的7个候选SNPs的侧翼2Mb的范围内。单体型分析结果将范围缩小到7个基因的8个非同义突变SNPs内。这8个候选SNPs进一步在抗、感不同的11个基因型木豆中进行重测序的结果验证。这些分析获得了与抗枯萎病相关的4个基因中的4个候选非同义突变SNPs,以及抗不育花叶病3个基因中的4个候选非同义突变SNPs。进一步的蛋白注释和表达的分析最终确定两个最后可能的候选基因,抗不育花叶病基因C.cajan_01839和抗枯萎病基因C.cajan_03203。鉴定到的候选区间/SNPs将对木豆的遗传辅助育种是有用的。 材料方法植物材料:共11种基因型木豆,其中抗枯萎病:ICPL20096,ICPL99050,ICPL20097,ICPL8863,ICPL87119,HPL24。抗不育花叶病:ICPL20096,ICPL99050,ICPL20097,ICPB2049,ICPL87119,ICPL85063。ICPL20096(抗枯萎病、不育花叶病)与ICPL332(感枯萎病、不育花叶病)杂交构建一个包含188个单株的F7 RIL群体。测序方案:抗病亲本ICPL20096(14.85X),从包含188个单株的F7 RIL群体中各挑选16个极端的抗(13.91X)、感(15.3X)子代进行混池测序。另外10个基因型材料(ICPL20096,...
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    发布时间: 2016 - 12 - 01
    摘要:土壤碱度是作物生产力和质量的主要非生物限制因素。野生大豆(Glycine soja)被认为比栽培大豆(G.max)更具胁迫耐受性,并且对于增加大豆的碱性耐受性有相当大的遗传变异。在这项研究中,通过RNA测序,分析了碱性耐受的野生大豆品种N24852在90mM NaHCO3胁迫12小时和24小时的根的转录组。与对照相比,在NaHCO3处理12小时和24小时后,共鉴定了449个差异表达基因(DEGs),包括95个和140个上调基因,108个和135个下调基因。14个DEGs的定量RT-PCR分析显示与RNA测序结果的高一致性。与转录因子和转运蛋白相关的GO富集分析显示,在NaHCO3胁迫后12小时和24小时显著富集上调基因。核因子Y亚基A(NF-YA)转录因子在NaHCO3应激后12小时富集,碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)、乙烯反应因子(ERF)、三螺旋和锌指(C2H2、C3H)转录因子在NaHCO3应激后12和24小时发现。与ABC转运蛋白、铝激活的苹果酸转运蛋白(ALMT)、谷氨酸受体(GLR)、硝酸盐转运蛋白(NRT)/质子依赖性寡肽(POT)家族、S型阴离子通道(SLAH)等离子转运蛋白相关的基因在NaHCO3处理后24小时富集上调基因,这意味着它们在碱性条件下维持大豆根中的离子稳态。KEGG通路富集分析显示“苯丙素类生物合成”和“苯丙氨酸代谢”途径可能参与大豆对碱胁迫的应答。这项研究为进一步调查碳酸氢盐胁迫应答基因的功能和大豆耐碱性的分子基础提供了根据。 材料与方法:材料:野生大豆(Glycine soja)。取材方法:对129个大豆品种初步筛选,鉴定出耐碱性野生大豆品种N24852。大豆种子用1%次氯酸钠表面灭菌30秒,并用去离子水冲洗三次。将二十粒种子播种在装有干净石英砂的塑料盆中。发芽后7天,将幼苗稀释至每盆四株植物。将四个罐放置在含有1.5L新...
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    发布时间: 2016 - 11 - 30
    摘要重组自交系群体是一种稳定遗传的双亲群体,已经被广泛应用于遗传图谱的构建。这些遗传图谱都是进行QTL定位工作所必须的,同时遗传图谱还能帮助基因组组装的contig和scaffold锚定到最终正确的基因组位置上。在本研究中,对两个百脉根的重组自交系群体MG-20 X Gifu,Gifu X L. burttii进行了重测序的研究。MG-20X Gifu群体包含187个单株,共87140个标记,1929个重组位点。Gifu X L. burttii群体包含96个单株,共357973个标记,1044个重组位点。这两个高密度的遗传图谱能够进一步促进QTL定位的精确度,鉴定参考基因组中的组装错误以及结构变异的描述。  材料方法RIL:187株(MG-20 X Gifu)F9,96株(Gifu X L. burttii)F8;DNA提取:CTAB法。测序平台:Illumina HiSeq 2000,PE93bp,文库大小500bp。参考基因组:MG-20 L. japonicus genome v.3.0。SNP识别:SAMtools software v0.1.19。 研究结果1、重组自交系重测序测序深度分布两个群体的测序深度分布。MG-20 X Gifu群体单株平均测序深度(6.53X),Gifu X L. burttii群体单株平均测序深度(8.03X)。 2、重组自交系基因型block的构建 MG-20 X Gifu群体中,1号染色体上包含41个标记的block分析。A,为进行基因型纠错和过滤的block分型。B,最终的block分型。 全基因组范围内的基因型block之间的重组率(对角线上方)及LOD值(对角线下方)。A,MG-20 X Gifu群体。B-D:对参考基因组组装错误的识别及Gifu X L. burt...
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发布时间: 2018 - 03 - 22
摘要菠菜是一种重要的多叶蔬菜,富含多种必需营养素。本文组装出菠菜的基因组草图,其中包含25,495个编码蛋白的基因。菠菜基因组具有高达74.4%的转座子重复序列。并未发现近期的全基因组复制事件。基因组共线性分析结果表明在石竹目基因组进化过程中菠菜—甜菜之间存在大量的染色体内和染色体间的重排现象。对120份野生和栽培菠菜的转录组测序结果发现超过420k变异位点,数据分析结果表明Spinacia turkestanica可能是栽培菠菜的直接祖先,同时菠菜驯化过程中也遇到较弱的瓶颈期。研究发现93个受到驯化选择的区域,其中包括和抽薹、开花及叶片数量等性状相关的位点。材料方法自交系:Sp75,20天幼嫩叶片,测序方案:Illumina HiSeq2500, 214.9G( 150 bp, 200 bp, 300 bp, 500 bp ,1 kb, 3 kb, 10 kb, 15 kb, );120个菠菜品种(栽培种,野生种)RNA-seq:Illumina HiSeq2500 SE100,平均测序0.83G/sample。基因组组装:Platanus+SOAPdenovo2(框架),光学图谱:IrysView;LTR还原转座子:LTRharvest,重复元件:RepeatModeler,转座子分类:REPCLASS。转录组数据比对:Tophat,组装:Cufflink。同源基因分析:OrthoMCL,共线性分析:MCScanX。转录组数据比对参考基因组:BWA,SNP,indel鉴定:SAMtools。系统进化树:PAUP(最大简约法),PCA:EIGENSOFT smartpca,群体结构:STRUCTURE,LD:Haploview,选择性清除:XP-CLR,Fst,π(核酸多样性),全基因组关联分析:EIGENSOFT。研究结果1、菠菜基因组de novo测序组装及基因组注释...
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发布时间: 2018 - 03 - 15
摘要山核桃在森林学和园艺学中是一种常见的长寿二倍体树木。山核桃是一种风媒授粉的雌雄同株树,起作用的雌性和雄性器官的位置和时间都是不同的。由于山核桃基因组的信息的局限性,阻碍了有关其花器官发育相关机制的研究。本文利用RNA-seq技术对山核桃的雌性和雄性花序进行比较转录组学的研究,并首次提供了山核桃转录本的de novo组装信息。最终利用山核桃雌性花序测序数据构建了一个包含53894条unigene的数据库,N50(1411bp),而且与雄性花序相比仅有少数unigene的差别。通过生信分析获得了11813条简单重复序列,并且在其中开发了7725对引物。在雌、雄花序间共检测到5826个差异表达基因,其中大部分是和植物激素调节相关的,特别是赤霉素生物合成(GA2OX,GA20OX)、赤霉素信号接收(GID1)、赤霉素调控(GASA,GRF,GRAS)。此外大约1/10(569)的差异表达基因是转录因子,至少有15个ARF,3个bZIP,33个bHLH,8个GH3,13个MADS-box,92个MYB,28个NAC,14个zf-Dof转录因子是和山核桃花器官性别分化相关的。山核桃转录组的组装结果能够增强对不同性别花器官的特异性基因的理解,并且对山核桃种质资源管理和育种工作也有一定的作用。材料方法生长4年的山核桃树:雄性和雌性花序(各3个生物学重复),分别混成一个样建库测序。测序平台:Illumina HiSeq 2000 PE100,雌性(60.98M reads),雄性(57.04M reads)。de novo组装:Trinity;unigene功能注释:Nr,KOG,GO,KEGG,Swiss-Prot,TrEMBL。SSR标记设计:MISA(http://pgrc.ipk-gatersleben.de/misa/)研究结果1、转录组de novo组装Unigene长度和G...
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发布时间: 2018 - 03 - 01
RNA-seq+iTRAQ当前,随着科研技术的不断发展。对于探讨同一生物学问题的方式也越来越多,但最终总逃不过几大经典的组学范围。今天小编就跟大家一起了解一篇转录组+蛋白组揭示铁皮石斛种子萌发机制的文章。【研究方案】文章主要利用转录组+蛋白组联合分析的方式,对铁皮石斛种子在菌根真菌共生和萌发条件下分子水平发生的变化进行探究。通过比较共生与非共生条件下,不同发育时期铁皮石斛种子转录本和蛋白的变化,进而鉴定出调控兰科植物种子共生萌发的关键蛋白。研究结果1、差异蛋白(基因)在共生和非共生萌发条件下相邻发育时期的表达模式共检测到308个差异蛋白(基因)热图中A(差异蛋白),B(差异基因),红色:上调,绿色:下调,黑色:无显著差异,灰色:数据缺失;中间(KOG注释分类),主要集中在碳水化合物代谢,翻译及翻译后修饰三大类2、共生和非共生萌发条件下差异蛋白KEGG富集分析                                  横坐标:富集因子,纵坐标:P-value,圆圈大小:蛋白个数结果表明共萌发过程中真菌的寄生能诱发的重要蛋白(脂质和碳水化合物代谢相关)的较早、较高表达,内质网中蛋白的加工,并且提高贮藏物质的利用率。3、相同发育时期共生和非共生萌发条件下差异蛋白聚类分析                 共生和非共生萌发条件下至少在同1时期检测到的差异蛋白共229个(基于表达模式所有差异蛋白聚类为9个集合)4、转录组和蛋白组联合分析          ...
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发布时间: 2018 - 02 - 28
今年2月,与集思慧远合作的客户在Scientific Reports杂志上发表了一篇题为"Comparative transcriptome analysis reveals molecular response to salinity stress of salt-tolerant and sensitive genotypes of indica rice at seedling stage"的文章,通过转录组测序及基因结构分析,为基因型间耐盐机制提供了基础。低温、干旱和盐碱化等非生物胁迫对植物的生长和生产力构成了极大的威胁。随着现代农业的发展,土壤盐分已成为一种环境。许多研究表明,土壤中过高的盐分会抑制植物根系的整体营养供应和元素吸收。水稻是起源于亚洲的禾本科植物,是世界上最重要的粮食作物之一。由于它的基因组相对较小,其也被认为是单子叶植物基因组研究的模型,并且水稻是一种无法摆脱环境压力的植物。因此,盐分胁迫是对水稻生产力的全球性威胁。全球变暖导致盐的持续入侵,势必会阻碍沿海地区和其他盐碱地区的水稻种植。在本研究中,为了全面了解盐胁迫对水稻的分子响应,对水稻幼苗叶片进行了转录组分析。本研究使用两个水稻亚种籼稻品种,包括耐盐基因型Xian156和盐敏感基因型IR28。在施盐后0h、48h和72h,从这两种基因型中获得了18个RNA文库,共鉴定了1,375个新基因和148,286个新基因结构的SNPs。栽培水稻有许多野生亲缘关系,其中一些亲缘关系已经利用基因组和转录组的高通量测序进行了研究,其中包括Oryza rufpogon Griff。本论文是第一个使用水稻亚种籼稻作为实验材料的转录组报告,这也是一种有价值且广泛分布的水稻亚种。此外还进行了GO分类和功能分析,以更好地理解盐胁迫响应DEGs的功能。这些基因主要参与激素和钙信号传导...

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