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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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    发布时间: 2018 - 11 - 26
    摘要全转录组范围内鉴定能与蛋白结合的RNA(RBPs),是了解转录后基因调控网络的必要条件。然而RBPs蛋白组的研究主要局限于多聚腺苷酸的RNA与蛋白的结合,对于没有ploy-A尾的RNA(主要的是非编码RNA和RNA前体)几乎都没发现。本文介绍了一种点击化学(主旨是通过小单元的拼接,来快速可靠地完成形形色色分子的化学合成。它尤其强调开辟以碳-杂原子键(C-X-C)合成为基础的组合化学新方法,并借助这些反应(点击反应)来简单高效地获得分子多样性。)辅助的RNA互作捕获策略(CARIC),能够对RBPs进行无差别鉴定,不受RNA是否具有ploy-A尾的约束。CARIC主要是利用炔基尿苷类似物对RNA进行标记,并在活体内进行RNA-protein光照交联,然后与叠氮化物生物素进行点击化学反应,亲和富集后进行蛋白组分析。利用CARIC在人的宫颈癌细胞中鉴定到597个RBPs,包括130个之前未知的RBPs。这些新发现的RBPs可能是和非编码RNA结合的,因此发现了一些之前未知的非编码RNA参与的过程(例如蛋白酶体功能和中间代谢)。材料方法实验材料:人的宫颈癌细胞,胚肾细胞;质粒构建和细胞转染:克隆宫颈癌细胞cDNA(hnRNPC,MBNL1,VDAC1,NME2),克隆质粒:VigoFect;几种已知RPBs用来验证CARIC技术成功率CARIC分离出的RNA测序:Illumina HisEq 4000 PE150;蛋白质谱检测:LC-MS/MS,Easy nLC 1000 system +Velos Pro Orbitrap Elite mass spectrometer;质谱数据分析:MaxQuant version 1.5.5.1(原始数据分析),依靠人的蛋白数据(UniProt)Andromeda search engine进行蛋白查询;CARIC RBPs验证:CLIP...
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    发布时间: 2018 - 11 - 09
    前沿慢性阻塞性肺病(COPD)是一种炎性疾病,其特征在于进行性空气流量限制,并且被认为部分地由于响应于慢性空气污染物暴露(主要来自吸烟)而引起的夸大的肺部炎症。目前可用的治疗方法在很大程度上是无效的。因此,有效治疗COPD迫切需要新型的治疗药物。前期系统药理学鉴定了补肺益肾方(BYF)的195种潜在靶点,并被证实对慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠有短期治疗作用。然而,对慢性阻塞性肺疾病(COPD)的长期疗效及机制尚不清楚。因此,本研究以慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠为研究对象,于第9~20周给药。然后通过转录组学-蛋白质组学-代谢组学分析第32周BYF对慢性阻塞性肺病大鼠的长期影响。材料与方法样本收集第0-8周构建COPD大鼠模型,将32只大鼠置于一个暴露于烟草和反复肺炎克雷伯菌感染的封闭的盒子里,第9-20周大鼠每日灌胃给予生理盐水(2mL)、BYF(4.44g/kg,0.5g/ml)和氨茶碱(2.3mg/kg)。检测方法转录组:Microarray(4×44K)大鼠全基因组表达谱芯片;蛋白组:8-plex iTRAQ,NanoLC-QTOF-MS;代谢组:Agilent-1200 LC-Agilent-6520 Q-TOF;数据分析Agilent GeneSpring GX software version 11.0Mascot:蛋白质鉴定Mass Hunter:代谢物鉴定SIMCA-P:PLS-DA基因、蛋白质和代谢物集富集、网络和通路分析Bingo(CytosCapev3.1.1插件)用于分析转录本和蛋白质的分子功能;DAVID和KEGG数据库对转录本和蛋白质进行途径富集分析。Metscape用于分析基因、蛋白质和代谢组学数据的整合途径;ClueGO(Cytoscape插件被用来探索基因和蛋白的分子功能。MetaboAnalyst 3.0被用来确定代谢物...
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荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

日期: 2018-09-20
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摘要


本文首次给出了荷包牡丹亚科完整的质体基因组。与已经报道的两个罂粟科质体基因组相比,荷包牡丹质体基因组的大小、结构、基因数量及替换速率都有较大的不同。本研究团队打算构建一个模型解释新发现的重排现象,其中包括至少6个反向重复边界的位移和5个倒位,大量的基因复制和重新定位,反向重复区和小单拷贝区2倍的扩张。从单拷贝区转移至反向重复区基因的替换速率降低,accDclpP替换速率提高。accD替换速率的升高和一个大的氨基酸重复(AARMotif插入有关,但clpP替换速率的升高原因不明。分析发现荷包牡丹个体间accDclpP有可变的AAR,此外比较三个罂粟科质体基因组发现:罂粟rps15失去了编码功能,但是发现了其功能转移到细胞核中。


材料方法


新鲜植物叶片(单株荷包牡丹),200mg用于总DNA提取。

测序方案:Illumina HiSeq 200071.2 million 100 bp PE reads,文库550bp

质体基因组组装:Velvet v1.2.10k-mer),组装成包含一个拷贝IR的最大contig当作是一个完整质体,Geneious R7 v7.1.8(手动检查),基因组覆盖深度:Bowtie v2.2.9,注释:DOGMAtRNA预测:tRNAscan-SE v1.3.1ARAGORN v1.2.38,环状及线性质体基因组作图:OGDRAW v1.2,二级结构:tRNAscan-SE 2.0 web server。散布重复序列鉴定:blastn11bpe1× 10-1090%序列相似性),串联重复序列:Tandem Repeats Finder v4.09(默认参数)。

组装结果验证:设计引物(Primer3),扩增产物用1.5%琼脂糖胶电泳评估。

罂粟科三个物种+外群(领春木)质体基因组多比对:Mauve v2.3.1

基因排序和方向确定:(GRIMM) v2.0.1(分析过程中先去除IR);

PCR产物测序:ABI 3730xl DNA Analyzer


研究结果

1、荷包牡丹质体基因组结构

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

和截止201811NCBI报道的1936种测序被子植物质体信息相比,荷包牡丹的叶绿体基因组比被子植物叶绿体基因组大小的中位数(154,853bp)要大出34kbSSCIR区变异较大(主要是一些重复序列)。IRB/SSC扩张(ycf1-rpl32),IRA/SSCndhF N端部分),ndhF C端及部分序列在SSC区域。

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

A.荷包牡丹质体基因组和NCBI报道的1936种(截止2018.1.1)被子植物质体基因组的GC含量;荷包牡丹的GC含量(39.2%)高于已报到物种的中位数(37.6%);B.1857种被子植物(含两个IR区域)的基因组大小、LSC/SSC/IR区间的大小,箭头所指为荷包牡丹对应区域的大小。


2、荷包牡丹质体基因组结构进化

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

A.PCR验证荷包牡丹倒位和易位事件;A/C.红色/蓝色箭头表示PCR引物扩增区域;B.11个扩增区域凝胶电泳结果(对重排区域的连接点设计junction引物用来证实组装结果);D.线性化荷包牡丹质体基因组不同位置reads深度;(红色虚线以上是IR区域)

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

外群领春木和3个罂粟科物种质体基因组共线性比较分析(13个共线性block),和其他3个物种相比,荷包牡丹存在8个倒位和14个断点(trnQ-psbK, atpH-petN, atpI-psbM, trnI-trnQ, rps16-ndhB, ndhB-trnN, trnN-trnK, psbA-trnH, trnH-trnI, trnL-trnR, trnV-rps12, rps7-ycf1, trnL-rpl32, rpl32-ndhF);

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

荷包牡丹质体基因组重排模型构建,A.罂粟科祖先质体基因组结构(用烟草质体基因组代表),a-f是推测的罂粟科中间阶段质体基因组变化情况(IR边界位移,倒位,操纵子中断,基因复制和重定位);current:当前荷包牡丹质体基因组结构。


3、荷包牡丹质体基因组accDycf1基因的多样性

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

与领春木相比accD基因结构在荷包牡丹发生显著变化(片段插入);

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

和其他几个物种相比,荷包牡丹accD基因存在AARs插入,将保守结构域分裂成两段(7“GEEKVEIEAEETEV”2“GEEKVE”

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

6个荷包牡丹个体accD氨基酸序列的比较(亮蓝和暗蓝方框表示两种AAR,星号是AAR motif中的错配氨基酸)

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

6个荷包牡丹个体ycf1氨基酸序列的比较(粉色:保守结构域,红色:3个氨基酸重复热点,紫色方框:EKQN,橙色:EENN


4、罂粟科质体基因组编码蛋白基因核酸替换率

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

罂粟科3个物种编码蛋白基因的dN/dS<1,符合质体基因组比较保守的原则;

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

只有clpPrpl23rpl36yfc2受到正向选择

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

罂粟科3个物种IRSCSC-IR区域基因dNdS的分布频率

5、功能基因转移至核内的推测

荷包牡丹质体基因组变异和重构分析

A.4个物种质体编码的rps15的核酸/氨基酸序列比较,黑色:之前报道的rps15基因区,红色方框是核糖体蛋白S15的保守结构域;

罂粟中质体编码的rps15 N端缩短,编码区域存在3个提前终止密码子,并且缺少重要的保守结构域,因此罂粟的rps15推测为假基因。

B.罂粟细胞核编码的rps15的核酸/氨基酸序列;绿色:质体转运肽,红色:核糖体蛋白S15的保守结构域;细胞核编码的rps15由质体转移到细胞核中是在罂粟转录组数据中发现的。


研究亮点


1、针对罂粟科物种荷包牡丹进行质体基因组测序及denovo组装,与已经报道的其他罂粟科质体基因组相比较,发现存在很大的结构变异,在扩展和倒位边界设计引物进行扩增验证拼接结果是否正确。

2、通过与外群—领春木进行质体基因组比较,发现荷包牡丹与其他物种间存在8个倒位和14个断点。并以烟草作为祖先物种,分析了荷包牡丹质体基因组的演化模型。

3、对发现的荷包牡丹质体基因组accDycf1基因的多样性进行物种间的比较分析,并针对6个不同的荷包牡丹个体利用一代测序进行两个基因的比较(均发现存在较大差异)。

4、通过对罂粟科所有编码蛋白基因的dN/dS分析发现,只有clpPrpl23rpl36yfc2受到正向选择(dN/dS>1),利用罂粟的转录组数据推断细胞核编码的rps15由质体转移到细胞核中。

 

参考文献

Reconfguration of the plastid genome in Lamprocapnos spectabilis: IR boundary shifting, inversion, and intraspecifc variation[J].2018.scientific reports. IF=4.122


















































































































































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