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    发布时间: 2019 - 03 - 13
    合作单位:江苏大学食品与生物工程学院发表期刊:Food Chemistry影响因子:4.946(SCI二区)研究背景:桔霉素(citrinin,CIT)是一种次生代谢物,最初由桔青霉Penicillium citrinum生产。后来发现它是由曲霉属、红曲属、青霉属等产生的。一些农业食品中报告了CIT的污染情况,包括大米、奶酪、小麦、苹果和其他商业食品。食品中的CIT污染不仅造成重大经济损失,而且对人们构成肾毒性威胁。实验目的:比较10μg/mL CIT处理和不处理Cryptococcus podzolicus Y3的转录和蛋白质组,以揭示酵母对CIT的防御反应及CIT降解的分子机制。实验取材:CIT处理和不处理Cryptococcus podzolicus Y3酵母菌株组学:转录组学和蛋白组学主要研究成果01蛋白的差异表达分析在每个凝胶中总共检测到102个差异表达的蛋白质(平均fold change>1.2)。其中42个差异显著表达蛋白(平均fold change2,p2,p02差异表达蛋白的WEGO分类对所有已鉴定的蛋白质进行了GO功能注释分析,其中被鉴定为细胞和代谢过程的蛋白质为第1位,其次是生物调节和对刺激的反应。所涉及的许多细胞成分是细胞器、细胞成分和生物大分子。结合和催化功能是分子功能中识别最多的蛋白质,其次是抗氧化蛋白、电子携带蛋白、转运蛋白等。03基因的差异表达分析共获得了43928个转录物和17088个unigenes,其N50值分别为2844和2219(补充表S2)。所有基因均用BLAST软件进行注释,其中包括NR、Swissprot、GO、COG、KOG、Pfam和KEGG数据库。共有14550个基因被注释到数据库中。检测所有基因的表达水平,共获得1409个差异表达基因(DEGS,fold change2,p04基因的GO分类根据细胞...
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    发布时间: 2019 - 03 - 11
    摘要草莓属配子体不亲和系统的研究已经广为人知了,但是其遗传机制目前仍是未知的。通过人工自花授粉获得了11个不同亲和性的第二世代绿色草莓,用来代表不同的坐果率水平。本研究对两个较大差异坐果率的自交系进行全基因组重测序,Ls-S2-53(自交不亲和)和Ls-S2-76(强自交亲和)。利用完全自交亲和的野草莓作为参考样品,进行两个绿色草莓全基因组变异检测和注释分析。两测序样品间每条染色体上的多态分布都很相似,但是纯合变异的数量和分布区域是不一致的。基因表达分析表明6个和自交不亲和显著相关的候选基因,用野草莓基因组作为参考,将一个FIP2-like(肌动蛋白骨架合成相关)作为两个自交不亲和自交系的候选基因,该基因编码的肽链在两个材料中均存在不同长短的数量的氨基酸数量的丢失。通过抑制FIP2-like的表达减少了花粉管顶端F-actin的合成,在一定程度上抑制了花粉粒的生成和花粉管的发育。研究结果表明差异的纯合变异分布影响了绿色草莓的果实坐果率,完整编码的FIP2-like能够正常促进F-actin的合成,而较短氨基酸序列的FIP2-like对两个自花授粉草莓的亲和性有影响。材料方法植物材料:F.viridis 42,Ls-S1-2,11个Ls-S1-2自交系;测序材料:Ls-S2-53,Ls-S2-76(幼嫩叶片);Ls-S2-53人工自花授粉后(0h)叶、花梗、花萼、花瓣、雌蕊、花药用来做组织特异表达分析,雌蕊自花授粉后(6,12,24,48,72h)做时空表达分析。测序策略:Illumina Hiseq 2500,Ls-S2-53(80X),Ls-S2-76(75X)。参考基因组:F. vesca reference genome v2.0.a1;比对参考基因组:BWA v0.6.1,过滤冗余序列:SAMtools,变异检测:GATK,变异位点注释:SnpEff,基因功能注释:...
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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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通过核糖体分析和RNA-seq了解拟南芥长期热应激的适应性反应

日期: 2016-11-18
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摘要:

背景:环境压力使生物面临风险,需要特定的适应机制,以最大限度地提高生存。长期面临环境压力,需要细胞全面的重新调整不同的基因表达水平。

结果:本文使用核糖体分析和RNA测序,全面地研究长期的热应激下,拟南芥的适应性反应。为了适应长时间的热应激,许多基因在转录和翻译水平的表达均以协调的方式调制。然而,有一组基因明显不符合这一趋势,主要是翻译调控。不同的二级结构可能在调节这些基因的翻译调控中发挥作用。

结论:实验数据还揭示了质体中多亚基蛋白复合物的亚基化学计量,如何在热应激时维持不变。

 

材料与方法:

材料野生型拟南芥Col-0。

取材方法野生型拟南芥Col-0在温室中较长光照下生长(16h 光照、8h 黑暗),湿度60%。将15株抽薹前的,3周大的植株的叶子暴露于373h,对照组处于22℃。收集植物叶片,液氮速冻,提取RNA

 

多核糖体分析:10g的叶片材料解冻后放入多核糖体提取液中,用玻璃匀浆器匀浆,用四层无菌奶酪布和两层米拉布过滤,冰上孵育10min。上清液4℃离心后,再次过滤,转移到蔗糖缓冲溶液,4℃离心3h。含核糖体的颗粒会悬浮在冰的悬浮缓冲液中,分别用于15-60%的蔗糖梯度,4℃离心1.5h。纯化的核糖体用RNAse I消化10min22℃),直接加载到15-60%的蔗糖梯度,4℃离心1.5h。用热酸-酚处理法,提取RNA,用RiboMinus Plant Kit (Ambion)去除rRNA。采用Trizol试剂盒提取总RNA,也用RiboMinus Plant Kit (Ambion)去除rRNA,随机分散在碱性裂解液中裂解,回收沉淀。各设两个生物学重复。

 

测序策略和分析流程:

测序:Illumina HiSeq2000

分析:比对到拟南芥参考基因组:Bowtie;

      差异表达分析:DESeq;

      鉴定序列的保守motif:MEME

 

结果:

1、 植物适应热应激的基因

在转录或翻译水平的相当大部分基因的表达变化。

通过核糖体分析和RNA-seq了解拟南芥长期热应激的适应性反应 

A、实验设置方案。每组15个植物。

B、利用DESeq进行差异表达分析。mRNA表达变化的基因被指定为蓝色,RPF(核糖体片段)表达变化(mRNA表达不变)的基因被指定为红色,mRNARPF表达都变化的基因被指定为绿色。热应激下每个组中的上下调基因数被列举在图中。

  在转录和翻译水平上调最突出的主要是参与了热应激反应和蛋白质折叠(如伴侣蛋白和热休克蛋白)的基因。有趣的是,虽然植物热应激3小时,应该引起的热应激的适应性反应,但关键热休克蛋白的mRNA含量非常高。相反,与染色质结构、细胞骨架、细胞壁的合成、细胞周期和合成过程相关的基因在转录和翻译水平大多下调。总之,长期暴露于热应激可能导致基因表达的改变,可能形成它们亚最佳的生长条件。

 

  2、 热应激下,二级结构较低级的基因被翻译

热应激下,翻译上调的基因不易在起始密码子附近形成次生结构。

A、热应激下,与所有的蛋白质编码基因相比,翻译上调(红线)和下调(蓝线)基因的平均折叠能量。只有在标记区域(放大部分),曲线表现出显著的差异。相同颜色的细线表示每个位置的标准偏差。位置0是每个基因起始密码子的第一个核苷酸。

B、热应激下,与所有的蛋白质编码基因相比,翻译上调(红线)和下调(蓝线)基因的平均折叠能量的箱线图。统计的是上游100 nt开始到起始密码子(0位)的基因。下调基因的平均折叠能量和蛋白编码基因差别不大。

C、热应激下,翻译上调基因的5UTRs3UTRsMotif序列分析。为了看看RNA结合蛋白是否有助于翻译调控。555UTRs上调的基因中的23个有保守的A/G富集的motif823UTRs上调的基因中的23个也有保守的A/G富集的motif

通过核糖体分析和RNA-seq了解拟南芥长期热应激的适应性反应

 

3、 热应激后,UTR区存在的G2四联体可能与基因表达相关

推测,如果G四联体与热应激有关,将会产生翻译的差异,如RPF覆盖率不同。发现热应激下表达上调的基因的RPF的覆盖率更高。

A、C、热应激的植物(红)与对照植物(蓝色)在归一化的RPF reads相对于各位置的mRNA reads的较高的累积值,在5UTRsA)和3UTRsC)假定的G2四联体的位置。G2四联体的第一个核苷酸位置在200

B、G2四联体的基因在5′非编码区的RPF表达变化分析。热应激下,表达上调的基因(RPF up)与有G2四联体的但表达不变或下调的基因(RPF 0/down)的比较。n表示各组的基因数。

D、基因At3g56090在热应激和对照下,RPF的覆盖率。5′非编码区的G2四联体的位置如灰色阴影所示。黑色:CDS;灰色:53UTRs;灰色虚线:内含子。

E、3′非编码区的G2四联体,在前半部分和后半部分的reads比较。

 通过核糖体分析和RNA-seq了解拟南芥长期热应激的适应性反应

通过核糖体分析和RNA-seq了解拟南芥长期热应激的适应性反应

 

4、 热应激下,At1g76880基因的可变剪接异构体高表达

A、At1g76880基因的ORF示意图。黑色:CDS区;灰色:5′或3UTRs;灰色虚线:内含子;箭头:实时荧光定量PCR引物的位置。

B、除了主要的转录本,一个编码88个氨基酸的长肽在核糖体分析(红色)和RNA-seq(灰色)中均检测到,且热应激下表达水平更高。虚垂直线表示ORF的起始位置。热应激下,荧光定量PCR验证(右图)生成的主要转录本和可变剪接异构体的表达量。

C、MEME分析得到的三种不同的motifs存在于可变剪接异构体ORF起始位点上游的1 kb的区域内,和多个热应激反应基因。 

通过核糖体分析和RNA-seq了解拟南芥长期热应激的适应性反应

通过核糖体分析和RNA-seq了解拟南芥长期热应激的适应性反应

 

5、 热应激对叶绿体中蛋白质复合物表达的影响。

A、蛋白质含量(RPF reads)和质谱法测定蛋白质丰度之间的联系。Spearman相关系数ρ= 0.746

B、蛋白质生产的ATP合成酶亚基与组装的亚基化学计量学相联系。属于两个操纵子的基因用蓝色和红色表示。

C、两个操纵子的基因分布原理图。RNA-seq分析证实,这两个操纵子的mRNA水平类似,进一步验证了化学计量的差异可能会被控制在翻译水平。

D、所有的叶绿体基因RPFmRNA的差异倍数比较。每个点代表一个单一的蛋白质或蛋白质亚基。

E、热应激不成比例地减少了ATP合成酶亚基的生产。(与B相比)

 通过核糖体分析和RNA-seq了解拟南芥长期热应激的适应性反应

通过核糖体分析和RNA-seq了解拟南芥长期热应激的适应性反应

 

亮点分析:

1、一些可能由不同的二级结构元件调控翻译的基因可能会调整植物对热应激的适应。

2、核糖体分析和RNA-seq的数据可能提供拟南芥在常温和对热应激适应的资源,未来的实验可以集中于理解调控细胞核和叶绿体的编码基因。

 

参考文献:

Insights into the adaptive response of Arabidopsis thaliana to prolonged thermal stress by ribosomal profiling and RNA-Seq.

BMC Plant Biology. 2016, IF=3.631

 

通过核糖体分析和RNA-seq了解拟南芥长期热应激的适应性反应

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