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    发布时间: 2019 - 01 - 29
    小基因组测序,等待您的加入!客户发表文章:”The Complete Plastid Genome of Magnolia zenii and Genetic Comparison to Magnoliaceae species“        壹俺们很优秀,无奈太低调,悄悄告诉您,俺们公司客户叶绿体文章又有一篇发表啦!集思慧远带着自主研发的叶绿体组装软件为您科研道路上添砖加瓦!下面小编就带您看看,一篇叶绿体文章如何造就!贰                      宝华玉兰的完整质体基因组及其与木兰科植物的遗传比较                           IF=3.098宝华玉兰是一种极度濒危物种,仅存于中国江苏省宝华山有18棵。关于它的分子生物学的信息很少,直到现在还没有对宝华玉兰进行质体基因组研究。本文通过对宝华玉兰(Magnolia Zenii)的完整叶绿体基因组进行测序组装,鉴定SSR,并通过对近缘物种基因组结构和序列数据的比较分析,揭示了5个突变热点,对今后木兰科的系统发育和进化研究具有重要意义。这篇文章的研究内容如下:1、叶绿体基因组组装宝华玉兰基因组长160,048 bp,GC含量为39.2%,包括一对26,596 bp的反向重复区(IRA和IRB),一个大单拷贝区(LRC)88,098 bp,一个小单拷贝区(SSC)18,757 bp.2、木兰科物种叶绿体基因组比较分析用28种木兰科物种和2种鹅掌楸的叶绿体基因组进行序列比对。宝华玉兰的叶绿体基因组放...
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    发布时间: 2019 - 01 - 28
    摘要油菜是一种重要的油料作物,为了适应不同的气候带和纬度,形成了三种主要的生态型(冬性,半冬性,春性)。这些生态型多样性背后的遗传机制目前还是未知的。本研究这对收集的世界各地的991份资源品种进行全基因组重测序并分析了这些资源的遗传多样性。测序结果分别和油菜“Darmor-bzh”,“Tapidor”基因组比对鉴定到5.56M/5.53M SNPs,1.86M/1.92M Indels。文章通过构建等位基因漂变图揭示主要群落的,利用遗传多样性和连锁不平衡参数研究了甘蓝型油菜两个亚基因组的非对称进化。选择性清除分析表明了调控各种植物发育和胁迫的直系同源基因间的遗传多样性。全基因组关联分析发现在FT和FLC同源基因的启动子区域的SNP,符合不同生态型的油菜。材料方法实验材料:来自39个国家,658种冬性、145种半冬性、188种春性油菜。测序策略:Illumina HiSeq Xten PE150,共7.9T(平均测序深度6.6X)。油菜参考基因组:‘‘Darmor-bzh’’ genome (B. napus v4.1 genome),‘‘Tapidor’’genome。系统发育分析:MEGA5.2(NJ树,Kimura 2-parameter model);LD分析:PLINK,群体结构:ADMIXTURE;PCA:EIGENSOFT(smartPCA)。SNP重组率计算:R package FastEPRR;等位基因漂移分析:TREEMIX,基因流画图:R package ggplot2。选择性清除:PopGenome(Fst),XP-CLR;关联分析:TASSEL(MLM)。研究结果1、991份油菜资源群体结构和遗传变异A/B.991份油菜资源全球分布情况及对应三种生态型;C.991份材料的系统进化分析(与油菜生态型大致相同);D.群体主成分分析,PC1能够区分冬性和半...
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    发布时间: 2018 - 12 - 13
    发表期刊:Postharvest Biology and Technology影响因子:IF=3.112(SCI二区)研究背景草莓(Fragaria×ananassa Duch.)由于其独特的风味和多汁的质地,是一种在世界范围内广受欢迎的园艺作物。它是维生素C和抗氧化剂的良好来源,但由于软化快、机械损坏、真菌腐烂和采后代谢迅速,很容易腐烂。在6℃贮藏1d后,草莓果实中的蔗糖水平由于快速的采后代谢而达到无法检测的水平。虽然草莓品种的贮藏期不同,但平均贮藏期通常只有3-5d。先前研究报道了CO2诱导的生理和机械变化,收获后,草莓果实中含有较高水平的二氧化碳(CO2)以提高可储存性。暴露于20%CO2中12或48h的草莓果实比在环境空气中贮藏3d的水果更结实。高浓度的二氧化碳会影响细胞壁钙的结合,提高果实的硬度。为了深入了解高浓度CO2在分子和生化水平上的影响,多学科方法是必要的。整合基因组学、蛋白质组学和代谢组学将有助于更好地理解植物对外界刺激的全面定性和定量反应。尽管对草莓果实采后对高CO2的响应进行了研究,但对细胞反应的全面了解仍不甚清楚。本研究联合转录组学和代谢组学方法来研究分子和细胞反应,将收获的草莓果实短期暴露于30%CO2,以全面了解改善的果实耐贮性。材料与方法01植物材料与CO2处理草莓于80%红色收获,收获后,果实立即运往实验室。选择大小和颜色一致的果实作为试验材料。分组:0D:环境空气0h(收获后立即)1D:3h环境空气处理后1d1DT:3h 30%CO2处理后1d 02硬度测定随机抽取3个重复容器中的10个草莓果实进行硬度测定(n=30),经硬度测定后丢弃。采用CT-3纹理分析仪进行硬度测量。用直径为100mm、速度为2mm、应变为5mm、直径为100 mm的平板探针,在果实赤道面测量果实硬度(N)。草莓果实表面微生物...
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    发布时间: 2018 - 12 - 13
    集思慧远客户发表——《王枣子根、茎和叶的比较转录组分析揭示了王枣子素生物合成的候选基因》英文标题:Comparative transcriptome analysis of roots, stems and leaves Isodon amethystoides reveals candidate genes involved in Wangzaozins biosynthesis杂志:BMC PLANT BIOLOGY影响因子:IF=3.930摘要    王枣子是一种重要的中药植物,具有治疗多种疾病的药理作用,包括肺结核。四环二萜类化合物王枣子素(王枣子甲素Wang zaozin A,王枣子乙素GlucocalyxB)是王枣子的主要生物活性化合物。然而,关于这些化合物生物合成的分子信息仍然不清楚。通过对王枣子中王枣子素积累水平的研究,发现该植物的根、茎和叶组织有很大的变化,表明不同组织间代谢产物生物合成和积累的可能存在差异。为了更好地阐明四环二萜生物合成途径,我们对根、茎和叶组织进行转录组测序,并进行了de novo序列组装和分析。分析了与二萜类生物合成有关的候选基因,如CPS、KSL等。用qRT-PCR方法对8种涉及四环二萜类生物合成的转录本在王枣子不同组织中的表达谱进行了验证,解构该通路的基因表达谱。ISPD、ISPF和ISPH(MEP途径)以及IaCPS和IaKSL(二萜类途径)候选基因在叶片和根中的差异表达,可能是造成王枣子叶片中王枣子素积累较高的原因之一。本文报道的基因组数据和分析为进一步研究这一重要药用植物奠定了基础。材料与方法植物材料:一年生健康王枣子个体的根、茎、叶(3个重复)王枣子素的提取与鉴定(靶标代谢):种类:王枣子甲素、王枣子乙素和王枣子丙素        &...
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    发布时间: 2018 - 12 - 10
    英文标题:Selection and Validation of Novel RT-qPCR Reference Genes under Hormonal Stimuli and in Diferent Tissues of Santalum album杂志:Scientific  Reports影响因子:IF=4.122摘要   逆转录实时定量聚合酶链式反应 (RT-qPCR)因其高通量、特异性和敏感性而被广泛应用于基因表达水平的研究。为了获得准确可靠的结果,RT-qPCR分析必须有一个合适的参考基因。到目前为止,经济热带树种檀香((Santalum album L.)还没有被验证的可靠参考基因。在本研究中,有13个候选参考基因(包括从大量的檀香转录组数据中筛选出的12个新的可能的参考基因,以及目前使用的β-actin基因)在不同的组织(茎、叶、根和愈伤组织)、以及水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯 (MeJA)、赤霉素(GA)处理作用下的愈伤组织中,用GeNorm,NormFinder,BestKeeper,Delta CT和 RefFinder算法综合验证。几种新的候选参考基因比目前使用的传统基因ACT要稳定得多。SA处理中ODD和Fbp1、MeJA处理中的CSA 和Fbp3、JA处理中的PP2C和Fbp2、以及3个激素处理中FBP 1和FBP 2,分别是最准确的参考基因。当FAB1A与PP2C结合后,被鉴定为四种组织最适宜的参考基因组合。而HLMt, PPR和FAB1A的组合则是所有实验样本中最理想的参考基因。此外,为了验证我们的结果,我们还通过参考基因及他们的组合在MeJA处理下的三种檀香组织中评估了SaSSy基因的相对表达水平。本研究中所鉴定的参考基因将提高RT-qPCR分析的准确性,并将有...
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    发布时间: 2018 - 12 - 03
    发表期刊:Microbiome影响因子:9.133(SCI一区)研究背景最近几年,对肠道微生物群(GM)的研究已经不仅仅是描述分类组成,通常是将16S rRNA基因测序应用于粪便样本,更广泛地研究GM的功能潜力,这是通过鸟枪法宏基因组学(MG)方法实现的。群体MG研究表明,尽管存在较大的个体间结构/组成变异,GMs仍有一组稳定的核心功能。然而,由于测序的基因不一定表达,MG不能提供可靠的信息,说明哪些微生物的功能特征实际上在响应宿主代谢、免疫、神经生物学、饮食或其他环境因素的刺激而发生变化。相反,这类信息可以由功能宏组学收集,如宏转录组学(MT)和宏蛋白质组学(MP),它们对微扰具有较高的敏感性,因此可能更好地反映宿主微生物相互作用。在这方面,特别令人感兴趣的是调查人类群体中潜在的和实际活跃的GM特征之间的关系,为了从已知的MG的潜能开始鉴定在健康肠中组成型表达的微生物功能。最近的一项研究已经针对MT实现了这一目标,在具有最高表达率(mRNA/DNA比率)和参与淀粉代谢,氨基酸生物合成,孢子形成和以及具有最低表达率的肽聚糖生物合成的基因中发现了核糖体蛋白和柠檬酸循环酶的转录物。人们对微生物蛋白的了解较少,尽管它们提供了有关GM代谢的主要信息,并且代表了宿主-GM相互作用中的关键分子。尽管有一些开创性的研究提出了对疾病有关的人类群体中的宏基因组和宏蛋白组的分析,到目前为止,还没有系统地、比较地调查健康人群的分类学和功能特征,这种特征可能和实际由GM表达。材料与方法01实验设计图1本研究的实验设计注:从临床监测的撒丁岛人群中选出15名健康成人(男性7名,女性8名)。从每个人身上采集粪便样本,同时进行Illumina鸟枪法DNA测序(宏基因组)和LTQ-Orbitrap鸟枪法质谱分析(宏蛋白组)。宏基因组学也被用作序列数据库,以便进行严格的宏蛋白质组/宏基因组比较,并进行分类和功...
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南京集思慧远客户发表《水稻对基腐病响应的长链非编码RNA的全基因组鉴定和鉴定》

日期: 2018-11-02
浏览次数: 28


水稻对基腐病响应的长链非编码RNA的全基因组鉴定和鉴定

RSC Advances  IF=1.936

1

摘要

植物长非编码RNA(IncRNA)是一种新兴的表观遗传调控因子,在植物生长发育和生物胁迫反应中发挥着重要作用。然而,lncrna是否参与了水稻与Dickeya zeae之间的抗性反应尚不清楚,Dickeya zeae是一种引起水稻基腐病的细菌性病害。在本研究中,rna-seq被用来揭示由D.zeae反应性LncRNAs及其候选靶基因介导的共表达调控网络。在鉴定的4709LncRNAs中,对D.zeae感染分别有2518个上调和2191个下调LncRNAs。采用qPCR方法研究了17lncRNA及其在防御反应中潜在作用的预测靶点的表达变化。在D.zeae感染时,5INcRNAs的表达水平上调,而同源候选靶基因的表达水平下降。此外,此外,一些lncrna被预测为osas - mir396osas - mir156的靶基因模拟物。这些结果表明,IncRNAs可能通过调节水稻靶基因和miRNAs的转录水平,对D.zeae感染起反应作用。

2

病原体接种

材料:4个品种:Nanjing 40Nanjing 45KasalathNipponbare

采用茎基接种法根接种法测定水稻植株对水稻基腐病病菌D.zeae的抗性。通过测定接种后10天内患病面积的百分比,将耐药率分为5组。茎、根部无明显疾病症状,表明免疫。疾病指数小于或等于5,表明抗病性很强。疾病指数从5.112.4表示中度抗药性。从12.519.9的疾病指数表示中度易感性。表示高度易感性的疾病指数等于或大于20

测序平台:Illumina Hiseq 2500PE=100 bp

分析软件:TopHat2CufflinksCuffcompare;与miRBase排除miRNA前体;CPCHmmerPfamt testDEGseqHemICytoscape软件

实验验证:qRT-PCR

3

结果分析

1.耐药粳稻对D.zeae的应答

在抗性水稻品种南京40中观察到超敏反应抑制了D. zeae的感染和侵袭,而3个易感水稻品种南京45KasalathNipponbare10 dpi位点附近出现典型的病徵(2A)从根系接种实验来看,南京40号比南京45号更耐D. zeae,表现为枯叶、黑腐病症状和恶臭(2B)

1.png

Fig 2 抗性和易感表型对基腐病菌感染的反应。(A)(B)分别以基茎接种法和根接种法观察到的表型 

两次接种试验结果表明,南京40D.zeae具有较高的抗性,因此选择南京40为材料进行高通量测序,分析了LncRNA介导的抗性机制。

2. 水稻与基腐病不亲和相互作用中RNA-seq的研究进展

分析RNA-seq数据,共鉴定出南京404841LncRNA,其中,在感染样本(K2)和对照(K1)中分别鉴定到3221个和2713LncRNA3A)。检测到的LncRNAs长度在200~1500 bp之间,200~300 bpLncRNAs60.8%3B)。这些LncRNA平均分布在12条水稻染色体上3C。根据它们在基因组中的位置,分别有1581个、2138个和1122个被认为是内含子LncRNALincRNAs(称为长基因间非编码RNA或基因间lncRNAs)和反义lncRNAs。在图3中,它们在12条染色体上的分布是由从外到内的不同同心圆环所显示的(3D)。

2.png

Fig.3 LncRNA鉴定结果。(A)检测到的INcRNAsmRNAs的数量。(BLncRNA的长度分布。(C)两个文库中INcRNA的基因组分布。外同心圆环代表来自K1IncRNAs,内同心圆环代表来自K2lncRNAs。(D)三种LncRNAs的分布。内含子INcRNAs(外橙色圆)的数量,在每个染色体的500 kb(千碱基)bin中,lincRNAs(内绿圈)和反义lncRNAs(内蓝圈)。内含子INcRNA是由蛋白质编码基因的内含子区域产生的。lincRNAs(长基因间非编码RNA)是从水稻基因组的基因间区域转录而来的。反义incRNAs是从反义链转录而来,部分重叠于一个或多个蛋白编码基因的外显子。

3. 鉴定D.zeae应答型LncRNAs

K2相比,K1样品根中共鉴定出4709LncRNAs (p< 0.05),包括2518个上调lncRNAs2191个下调lncRNAs(4A)。其中,2123LncRNA是仅在接种D.zeae后的南京40中检测到,1597LncRNA是在对照(K1)中检测到,989LncRNA2组样品中均检测出(4B)。图4C中的热图显示在K1K233lncRNA差异表达(4C)。差异表达的lncRNA表明这些lncRNA在感染D.zeae的一定时间点后开始起作用。

3.png

Fig.4鉴定lncRNAs对抗性水稻品种中的D. zeae有响应。(A)接种D.zeae后,抗性水稻品种中差异表达INcRNAs的数量。(B) lncrna对耐药水稻D. zeae特异性应答。K2K1是只有在有接种和不接种的抗性水稻品种中才能检测到的INcRNAs数量。K1+K2,两个文库中检测到的INcRNA数目。(C)采用层次聚类的方法在两个文库中差异表达INcRNA

4. 防御途径中LncRNAs与靶基因的共表达分析

为了识别lncRNA潜在的mRNA靶点,分析了差异表达lncRNA100kb两侧区域内的差异表达情况。RNA-seq的转录组数据确定了与防御反应相关的多个信号通路中最重要的10个上调靶点,如植物过氧化物酶、Rab GTPase家族2 (Rab2)、替代氧化酶、MATE家族蛋白、MYB家族转录因子、K+钾转运体、黄酮类还原酶、谷胱甘肽s -转移酶等(1)。前10个下调靶点包括过氧化物酶47、过氧化物酶A2、两个E3泛素-蛋白连接酶、两个DUFs(1)。大多数靶点,包括过氧化物酶和E3泛素-蛋白连接酶都参与了防御反应信号通路。LncRNA及其mRNA共表达分析发现,除了OS08G0113000OS05G0110000OS02G0101700外,有17个LncRNA调控了20个靶点中的17个靶点表达(1)

1 RNA-seq的基础上,对D. zeae反应前10个上调和下调靶点

4.png

此外,通过Cytoscape软件构建了17lncRNA-靶点的交互网络。其中有7个具有多于4个节点的网络,剩下的10个具有少于3个节点的网络(5)5A所示的交互网络包含8个靶基因,包括MYB转录因子、锌指和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,这些基因在抗性水稻品种中被3lncRNA (TCONS_00055600TCONS_00055598TCONS_00055597)调控,以响应D. zeae的感染。5B所示的交互网络代表三个lncRNA(TCONS_00012775TCONS_00012782TCONS_00012789)调控6个靶点,包括小亚基过程体的基因编码成分、未知功能域(DUFs)蛋白和WRKY转录因子。TCONS_00080557TCONS_00080558的靶点为含钙结合基序蛋白、磷酸-3-硫叶酸合成酶、50年代核糖体蛋白L24和过氧化物酶(5C)。此外,在6INcRNAs4个目标之间发现了一个更为复杂的交互网络(5D)。这4个靶点由无特征蛋白(OS02G0317800)、替代氧化酶(OS02G0318100)、具有7个富含亮氨酸重复序列(LRR;OS02G0317500)f -box样蛋白(clathrin adaptor)OS02G0317400组成,这些蛋白可能对水稻中的D. zeae有应答作用。

5.png

Fig.5 四对lncRNAs -靶点的预测交互网络。(A)-(D)显示不同INcRNA-靶点的相互作用网络。三角形节点和矩形节点分别表示lncRNA和相关靶点。红色和绿色分别代表上调和下调的节点。线条显示了INcRNAs-靶点对之间的相互作用。实线和虚线分别表示已验证的和未验证的IncRNA-靶点对,分别见表1

参与这些网络的靶点包括植物过氧化物酶、交替氧化酶、过氧化物酶、转录因子、E3泛素-蛋白连接酶等。这些INcRNAs-靶点对可能在防御D.zeae感染方面起着调节作用。

5. 在不相容的相互作用中lncRNA-miRNA网络的串扰

在此之前,两个miRNAsosa-mir 396osa-mir 156分别被证明参与了水稻的防御反应。利用lncRNA测序数据预测了lncRNA作为miR396miR156潜在的ceRNAs模拟物,并分析了它们的表达变化(2)TCONS_00042166TCONS_00064123TCONS_00081640三种LncRNA被预测为OSA-miR 396ceRNAs模拟(2)6lncRNATCONS_00012844TCONS_00043299TCONS_00102384TCONS_00102574TCONS_00072934TCONS_00013133被预测为osai - mir156ceRNAs(2)。值得注意的是,一些mRNA基因可能是miRNA osamiR156osa-miR396的靶标,预测为泛素蛋白连接酶,液泡分选受体蛋白,酯酶蛋白和参与防御反应的转录因子(2)表明lncRNA可以在不相容的相互作用中调节miRNA抵抗D.zeae

2 抗性水稻中lncRNA作为ceRNAsD. zeae应答反应的表达谱

6.png

6. D.zeae响应型IncRNAs的验证

随机选取17个差异表达的LncRNAs进行qPCR分析。在17lncRNA中,13种显著上调,4种显著下调(3)。

3 根据归一化数据和随机选取的rna-seq数据,随机选择了17个差异表达的lncRNAs

7.png

qPCR分析结果证实了17lncRNAs的表达变化,尽管三个lncRNAsTCONS_00064963TCONS_00044026TCONS_00012775)显示相反的结果(6)。

8.png

Fig.6 qPCR方法验证了RNA-seq中的INcRNA(A)(B)分别用qPCR验证了10个上调的和7个下调的lncRNAs的表达水平。

随机选取10个靶点(5个上调基因和5个下调基因对D. zeae应答反应),通过qPCR检测其差异表达模式(7)。尽管RNAseq(7A)qPCR(7BC)的变化程度不同,但这10个基因的表达模式是一致的。

9.png

Fig.7 qPCR方法检测10个靶标的表达水平。(A)在不相容的相互作用中,根据归一化读码数,有10个显著差异表达的目标基因。(B)(C)qPCR分析5个上调和下调靶点的表达水平。a表明K1K2之间有显着性差异(P<0.05)

4

总结

在这项研究中,使用RNA-seq鉴定和表征抗性水稻品种中针对D. zeae感染的lncRNAs。共检测到4709IncRNAs2518个上调,2191个下调。用qPCR方法检测了所筛选的lncRNAs及其靶基因的RNA-seq表达水平。部分INcRNAs被预测为miRNAs的靶基因。本研究的结果为进一步了解lncRNA在水稻细菌性基腐病抗性调控中的作用提供了依据,也为今后通过产生lncRNA转基因植株来培育耐基腐病的水稻提供了潜在的途径。

参考文献:

https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/ra/c8ra04993a
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