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    发布时间: 2018 - 01 - 16
    摘要在农业系统中土壤中的古细菌对氮、碳、硫等营养元素的循环是有重要作用的。本研究的目的是对古细菌16S rRNA基因进行高通量测序,评估进行了15年谷类-豆类作物轮作的耕作制度对土壤古细菌群落结构的影响。耕作处理包含:去除残茬的常规耕作(T)、免耕去除残茬(NT)、不去残茬的常规耕作(TS)、免耕不去除残茬(NTS);结果表明丰度最高的为泉古菌门(96%),其次分别是广古菌门(Parvarchaeota和其他门水平古菌()。OTU的统计结果表明物种丰度:NT NTS TS T(取样深度为0-10cm),影响微生物群落的因素分析结果表明主要是耕作制度,而非留茬或留茬-耕作之间互作。非多维尺度分析(NMDS)通过取样深度,清楚的将微生物分为不同的组别。线性判别分析(LEfSe)结果表明,泉古菌门和奇古菌门在去除残茬的常规耕作条件下的0-10cm样品中显著富集的,而广古菌门和热源体纲是在不去残茬的常规耕作条件下的样品中显著富集的。保护性的耕作制度(NT、NTS)提升古菌的平均分布,而常规的耕作制度(T、TS)对某些古细菌会产生富集影响。材料方法取样:四种耕作条件(0-10cm、10-30cm)各随机取3个点的样品,然后每个点的3个生物学重复混样,再平均分成3个次级样品(共24);测序方案:Illumina Hiseq,16S rRNA (V3-V4);clean tag:11,093-20,601;测序reads组装:PANDAseq,嵌合体去除:USEARCH v7.1,OTU聚类:UPARSE(97%相似度),OTU注释分类:UCLUST,Alpha /Beta多样性分析:QIIME。研究结果1、微生物群落结构统计分析四种处理下0-10cm土壤中古细菌的OTU个数之间都差异显著,耕作的影响差异显著,残茬或残茬和耕作互作影响差异不显著。10-30cm土壤中古细菌的OTU个...
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    发布时间: 2018 - 01 - 09
    点带石斑鱼是一种原生雌雄同体海水鱼,由于其良好的肉质性质,在中国大受欢迎,具有很高的商业价值。最近,由于纳米技术的快速发展,铜纳米粒子(Cu-NPs)在日用消费品以及电子,医疗,生物科学等行业的应用日益增多。尽管纳米技术产品的广泛应用会带来明显的好处,但是对海洋环境的影响以及与水生生物群可能的相互作用的知识却很少见。铜纳米粒子可以积累在水生生物体中,并转移到更高的营养级别,对动物和人类构成健康危害。应用于纳米毒理学的转录组学和蛋白质组学可能有助于了解不同类型Cu污染物在水生生物体中的主要毒性机制和作用模式,并有助于识别纳米粒子暴露和影响的新颖和无偏见的生物标志物。表征转录组和蛋白质组可能提供了深入了解铜诱导鱼肝反应的分子机制,可能是一种有效的方法来识别新蛋白质,以及评估生态风险。在本研究中,使用暴露于Cu-NPs或CuSO4 24h的E. coioides幼鱼的肝脏来表征差异表达的基因和蛋白质,并鉴定对Cu-NPs或CuSO4毒性具有特异性的新的分子生物标志物。4的点带石斑鱼的转录组学,蛋白组学和生理学分析" title="暴露于Cu-NPs或CuSO4的点带石斑鱼的转录组学,蛋白组学和生理学分析"/01材料与方法1.1粒子特性通过电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)确定两个组分中Cu的浓度。每个样品6个重复。通过X射线粉末衍射研究在海水中发生的Cu-NP的组成变化。离心后收集样品,经过夜真空干燥。将干燥的样品立即置于气密的小瓶中,并使用X射线粉末衍射进行分析。1.2鱼的饲养和24h LC50计算适应后,将6组鱼(每组10只,平均体重3.1±0.2g)随机放入装有50L过滤海水的容器中,然后暴露于不同浓(0,1.6,2.4,3.7,5.8或9.0mg Cu L-1)Cu-NPs。在接触期间,鱼不喂食,死鱼也被...
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    发布时间: 2017 - 12 - 21
    摘要低剂量的、不会杀死细胞的辐射处理会对病理学的临床表现造成强烈的影响,包括微生物和宿主基因表达的变化。尽管肠道微生物对维持人类身体健康的必要性已经广为人知,但是辐射对微生物群落的改变机理仍然了解的很少。本研究将小鼠暴露在高LET(线性能量传输)辐射下,观察肠道微生物组分和功能的潜在变化。同时发现多种与酶的活性相关的代谢物丰度也发生了显著的变化。分析结果表明在不同剂量的辐射下微生物和代谢物的组分会发生动态变化,这可能是由于不同辐射剂量对微生物生态与宿主细胞损伤修护过程中的信号互作的影响产生的结果。除了微生物的群落结构发生变化外,一系列和微生物特异酶促反应相关的通路活性也发生了变化,包括碳水化合物的消化和吸收以及脂多糖的生物合成等,而响应辐射剂量变化的如磷脂酰肌醇信号通路会影响特定生物学分类微生物的丰度。材料方法6个月大的雄性小鼠,16O (600 MeV/n)四种辐射剂量(空白对照、0.1、0.25、1Gy)处理(每种处理各10只小鼠);测序平台:Illumina HiSeq 2500,16S rRNA V4(F515/R806);微生物种类丰度、多样性分析:QIIME;α多样性分析:Faith’s phylogenetic diversity metric (PD);β多样性分析:PCoA(非加权UniFrac距离);16S rRNA测序样品的KO功能注释:PICRUSt;小鼠粪便代谢组:UPLC-ESI-QTOF-MS;代谢物鉴定数据库:Metlin,HMDB(一级质谱);mass tolerance thresholds:1-7.5ppm。(质荷比误差范围);代谢网络互作图:内部脚本(通过计算所有微生物可能的得分);代谢物网络模型:依靠KEGG数据库中的不可逆酶活反应(KEGG REST API);研究结果1、小鼠在不同剂量LET辐射下粪便中微生物的变化a.不同剂量辐...
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    发布时间: 2017 - 12 - 18
    东方粘虫中甲壳素合酶A的鉴定和功能分析几丁质是最常见的氨基多糖,广泛分布于真菌,线虫和节肢动物。在昆虫和其他节肢动物中,几丁质是表皮外骨骼和一些内部结构的重要组成部分。通过控制几丁质的合成和降解,可以控制这些生物体的生长,发育和生命。甲壳素生物合成途径涉及8个关键调控酶,最后一步是甲壳素合成酶(CHS),其他包括海藻糖和己糖激酶。Mythimna separata(Walker)属于鳞翅目,夜蛾科,寄主于麦,稻,栗,玉米等禾谷类植物,以幼虫食叶,大发生是可将作物叶片全部食光,造成严重损失。因其群聚性、迁飞性、杂食性、暴食性,成为重要的农业害虫。利用RNAi技术结合转录组测序和蛋白组学技术阐述甲壳素合酶A对东方粘虫生长发育的调控。                                                                                                01  材料与方法转录组学测序平台:Hiseq 2500蛋白质组学检测平台:HPLC分级分离和LC-MS/MS  02  结果与分析2.1 MysCHSA cDNA的分离和鉴定MysCHSA全长序列为4,759bp(GenBank登录号:KT...
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    发布时间: 2017 - 12 - 11
    目前,在非靶向代谢组学中往往检测到许多未知峰,这在很大程度上是由于可获得的公共质谱库与6800多万种已知化合物的化学领域相比仍然非常小。虽然NIST和Wiley数据库已经以标准化的方式系统地收集了GC-MS谱图,30多年的时间已经超过了267,000种独特的化合物,只有约40%的可检测峰能够在典型的代谢组学中被识别。这类代谢组学的暗物质可以解释为:(a)缺乏酶转化的知识,包括底物混杂;(b)由于自发反应或酶错误引起的代谢损伤;(c)外部化合物的明显特征,例如来自环境来源;(d)物种共同体的代谢影响,如肠道微生物群;(e)在分析方案中形成化学伪像。最近,新型术语“epimetabolite”认为包括通过在生物系统中获得生理功能的酶转化而修饰的代谢物,类似于受翻译后修饰影响的蛋白质。识别代谢物的策略旨在同时研究多个研究以减少重要(功能)未知物的数量,包括跨物种分析。一旦确定了这些未知物的来源,相关性和特异性,就可以使用精确的质谱和化学信息学工具来注释和验证化学结构。Figure 1 A workflow for the functional and structural identification of unknown metabolites.图1 功能和结构鉴定未知代谢物的工作流程在这里提出了一个统一的功能和结构注释未知的代谢产物的方法流程(如图1)。BinBase是基于GC-MS的大型非靶向代谢组学数据库,涵盖了1,561项研究,包括114,795个样品。迄今为止已经发现了9,563种独特的代谢物;通过与标准质谱库比较,已经鉴定了其中的1,020个,并且256个已知的化学物质。为了查询每个代谢物的生物元数据,开发了BinVestigate (http://binvestigate.fiehnlab.ucdavis.edu/),该工具...
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    发布时间: 2017 - 12 - 01
    通过拟南芥myb28/29和cyp79B2/B3硫代葡萄糖苷突变体的蛋白质组学和代谢组学揭示硫代葡萄糖苷分子网络中的新节点和边缘芥菜中的硫代葡萄糖苷是植物次级代谢产物,以其在动物和人类中具有强烈的抗致癌活性而闻名。在植物防御和与环境的相互作用中发挥着重要的作用。利用在硫代葡萄糖苷生物合成中重要基因的拟南芥突变体基于定量蛋白质组学和代谢组学研究鉴定出许多与硫代葡萄糖苷代谢有关的蛋白质和代谢物。这项研究为硫代葡萄糖苷代谢分子网络提供了一个全面的见解,并将有助于提高作物防御和营养价值而进行的硫代葡萄糖苷分布的工程和育种。1材料与方法1. 样品采集收集5周龄的WT,myb28/29和cyp79B2/B3双重突变体的叶片用液氮速冻并置于-80℃下保存。2. 硫代葡萄糖苷的含量分析从20mg种子或200mg新鲜叶子中提取硫代葡萄糖苷,并脱磺酸化。将其冻干分别置于100μl和60μl水中重新溶解种子和叶样品。利用HPLC系统分离在229nm处监测峰。3. iTRAQ标记定量蛋白组学从500mg WT,myb28/29和cyp79B2/B3的叶中提取蛋白质。检测平台:Q-Exactive Plus MS;使用Proteome Discoverer 1.4进行蛋白质鉴定并进行生物信息学分析。4. 代谢组学分析每个生物重复35 mg干重。检测平台:GC-MS, UPLC-MS/MS。2结果与分析2.1myb28/29和cyp79B2/B3突变体的分子特性,形态和化学表型myb28/29中的T-DNA插入位点在MYB28的启动子区域的起始密码子之前182bp处和在MYB29的5'非翻译区启动密码子之前10bp处(图1A)。在cyp79B2/B3中,T-DNA插入位点在CYP79B2第二外显子起始密码子后1509bp和CYP79B3内含子起始密码子后1365(图1A)。来自突变体扩增的D...
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发布时间: 2017 - 12 - 11
目前,在非靶向代谢组学中往往检测到许多未知峰,这在很大程度上是由于可获得的公共质谱库与6800多万种已知化合物的化学领域相比仍然非常小。虽然NIST和Wiley数据库已经以标准化的方式系统地收集了GC-MS谱图,30多年的时间已经超过了267,000种独特的化合物,只有约40%的可检测峰能够在典型的代谢组学中被识别。这类代谢组学的暗物质可以解释为:(a)缺乏酶转化的知识,包括底物混杂;(b)由于自发反应或酶错误引起的代谢损伤;(c)外部化合物的明显特征,例如来自环境来源;(d)物种共同体的代谢影响,如肠道微生物群;(e)在分析方案中形成化学伪像。最近,新型术语“epimetabolite”认为包括通过在生物系统中获得生理功能的酶转化而修饰的代谢物,类似于受翻译后修饰影响的蛋白质。识别代谢物的策略旨在同时研究多个研究以减少重要(功能)未知物的数量,包括跨物种分析。一旦确定了这些未知物的来源,相关性和特异性,就可以使用精确的质谱和化学信息学工具来注释和验证化学结构。Figure 1 A workflow for the functional and structural identification of unknown metabolites.图1 功能和结构鉴定未知代谢物的工作流程在这里提出了一个统一的功能和结构注释未知的代谢产物的方法流程(如图1)。BinBase是基于GC-MS的大型非靶向代谢组学数据库,涵盖了1,561项研究,包括114,795个样品。迄今为止已经发现了9,563种独特的代谢物;通过与标准质谱库比较,已经鉴定了其中的1,020个,并且256个已知的化学物质。为了查询每个代谢物的生物元数据,开发了BinVestigate (http://binvestigate.fiehnlab.ucdavis.edu/),该工具...
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发布时间: 2017 - 12 - 01
通过拟南芥myb28/29和cyp79B2/B3硫代葡萄糖苷突变体的蛋白质组学和代谢组学揭示硫代葡萄糖苷分子网络中的新节点和边缘芥菜中的硫代葡萄糖苷是植物次级代谢产物,以其在动物和人类中具有强烈的抗致癌活性而闻名。在植物防御和与环境的相互作用中发挥着重要的作用。利用在硫代葡萄糖苷生物合成中重要基因的拟南芥突变体基于定量蛋白质组学和代谢组学研究鉴定出许多与硫代葡萄糖苷代谢有关的蛋白质和代谢物。这项研究为硫代葡萄糖苷代谢分子网络提供了一个全面的见解,并将有助于提高作物防御和营养价值而进行的硫代葡萄糖苷分布的工程和育种。1材料与方法1. 样品采集收集5周龄的WT,myb28/29和cyp79B2/B3双重突变体的叶片用液氮速冻并置于-80℃下保存。2. 硫代葡萄糖苷的含量分析从20mg种子或200mg新鲜叶子中提取硫代葡萄糖苷,并脱磺酸化。将其冻干分别置于100μl和60μl水中重新溶解种子和叶样品。利用HPLC系统分离在229nm处监测峰。3. iTRAQ标记定量蛋白组学从500mg WT,myb28/29和cyp79B2/B3的叶中提取蛋白质。检测平台:Q-Exactive Plus MS;使用Proteome Discoverer 1.4进行蛋白质鉴定并进行生物信息学分析。4. 代谢组学分析每个生物重复35 mg干重。检测平台:GC-MS, UPLC-MS/MS。2结果与分析2.1myb28/29和cyp79B2/B3突变体的分子特性,形态和化学表型myb28/29中的T-DNA插入位点在MYB28的启动子区域的起始密码子之前182bp处和在MYB29的5'非翻译区启动密码子之前10bp处(图1A)。在cyp79B2/B3中,T-DNA插入位点在CYP79B2第二外显子起始密码子后1509bp和CYP79B3内含子起始密码子后1365(图1A)。来自突变体扩增的D...
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发布时间: 2017 - 11 - 10
水稻水稻是禾本科,稻属植物,所结子实即稻谷,去壳后称大米。作为一种重要的粮食作物,世界上有将近一半人口,包括几乎整个东亚和东南亚的人口,都以稻米为食。本研究以不耐盐的栽培稻和耐盐野生稻为亲本,培育出耐盐子代。运用RNA-seq和QTL定位联合分析,寻找耐盐基因。摘要土壤含盐量是一个影响作物产量的常见非生物因素。为了从野生稻中找到增强水稻耐盐的基因,用来自湖南茶陵的野生稻作为供体,用栽培种93-11作为受体培育了一系列渐渗系(ILs)。通过评估285个ILs在幼苗阶段的耐盐性,发现了一个耐盐IL:9L136。在染色体1,5,7和9~12号上发现了10个与耐盐相关的QTL,每个QTL能引起2~8%的表型变化。来自野生稻等位基因的4个QTL改善了93-11栽培种的耐盐性。材料与方法1、研究材料的培育2、表型评估选取回交亲本93-11和285个 IL的种子消毒后在30度条件下萌发2天,选取萌发后大小相同的幼苗转移到培养液中,生长14天后,每个株系选取10棵幼苗转移到含有125 mM NaCl的培养液中,盐处理9天后,取出恢复7天,统计存活率和耐盐等级(STS)。耐盐等级(STS)如下:等级0:幼苗死亡或接近死亡;等级1:幼苗生长显著抑制,存活率低于20%;等级2:幼苗生长受到抑制,存活率在 20~~40%;等级3:幼苗正常生长,存活率在40~~60%;等级4:幼苗正常生长,存活率在60~~80%;等级5:幼苗正常生长,存活率在80~~100%3、生理指标的测定测定6个与非生物胁迫相关的生理学指标:脯氨酸、可溶性和丙二醛糖含量,SOD,CAT和POD酶的活性。将回交亲本93-11和较强耐盐性的9L136株系放入125 mM NaCl 培养液中,在以下时间点迅速取样(0,1,2,3,4天),然后测定生理指标,每个实验重复3次。4、RNA-seq分析回交亲本93-11和渐渗株系9L136...
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发布时间: 2017 - 11 - 07
在目前各种类型的组学中,如基因组学、转录组学、蛋白组学以及代谢组学,单组学研究都比较热门,其结果固然很有意义,但如果我们把不同组学结果进行深入整合分析,实现从原因和结果两个方面探究生命现象的分子本质,这将使得我们的研究更全面、更可靠。下面以一篇文章为例,联合转录组学和代谢组学分析番茄座果对细胞壁转化酶活性升高的响应机制。研究背景座果是确定许多作物产量潜力的关键过程。然而,大多数果实生物学研究都集中在中晚期的发展阶段,特别是与果实膨胀,糖积累和成熟有关。只有少数研究探索了果实的分子调控,其特征是从静止子房向快速生长的小果过渡,是果实发育的最早阶段。细胞壁转化酶(CWIN)在质粒中将蔗糖(Suc)水解成葡萄糖(Glc)和果糖(Fru),已被证明在包括果实和种子在内的库器官的发育中起重要作用。一个典型的例子来自玉米中的Mn1突变体,由于其编码CWIN和INCW2而表现出微型种子表型,进而导致CWIN活性降低和细胞分裂。在水稻中,编码CWIN的GIF1是谷物灌装的关键调节剂。GIF1 过度表达导致转基因品系的谷物越来越大且重。沉默番茄中CWIN基因Lin5 导致果实败育,然而提升CWIN活性则促进了果实和种子的发育。由CWIN介导的水解Suc产生的己糖不加载到子房/小果,但可以作为信号分子调节发育,并作为能量来源和代谢和生长的基础。阮等人提出了糖介导的种子和果实种子的模型,其中由CWIN产生的Glc信号被假设为促进细胞分裂并抑制成功座果的程序性细胞死亡途径。然而,基于CWIN介导座果的分子途径仍然是未知的。材料与方法突变型番茄植株:Solanum lycopersicum XF-2,将抑制CWIN活性的基因SlINVINH1 沉默,保持转基因型和野生型植株生长条件(光照,温湿,水肥等)一致。分别采集2 dba和2 daa的子房和小果并在液氮中速冻,于-80℃保存供后续试验使用。转录...

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