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期刊信息/Journal information
南方农业学报
广西壮族自治区农业科学院
南方农业学报

广西壮族自治区农业科学院

李杨瑞

月刊

2095-1191

nfnyxb@163.com

0771-3243905、3244920

530007

广西南宁市大学东路174号

南方农业学报/Journal Journal of Southern AgricultureCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由广西农业科学院主办的综合性农业科技期刊，主要报道农业科研新成果、新技术、新方法，农业生产新经验、新产业等。
正式出版
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    百香果响应烟草疫霉侵染的分子机制及基因挖掘

    孙嘉曼陈格罗海玲黄永才...
    589-600页
    查看更多>>摘要：[目的]在转录水平上分析百香果响应烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)侵染的表达模式，挖掘抗性相关基因并解析其作用机制，为利用分子手段进行百香果抗病性状筛选和抗病品种选育打下基础。[方法]以百香果主栽品种钦果9号为试材，对烟草疫霉侵染12、24、48、72和96 hpi钦果9号进行组织表型观察和生理指标测定;采用转录组测序(RNA-Seq)构建钦果9号响应烟草疫霉侵染的转录组，使用DESeq分析基因表达差异，以P<0。005、错误发现率(FDR)≤0。001和|log2 Ratio|≥1为标准筛选差异表达基因(DEGs);通过BLAST2GO和KOBAS2等进行DEGs的GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析，明确钦果9号响应烟草疫霉侵染的主要通路和代谢途径;挖掘与植物抗病相关代谢通路的DEGs并利用MeV软件绘制基因表达热图，分析其在烟草疫霉侵染钦果9号过程中的动态变化趋势;实时荧光定量PCR验证基因表达量差异与转录组数据的一致性。[结果]烟草疫霉侵染钦果9号初期叶片无明显症状，侵染48 hpi叶片出现褪绿，随着侵染时间不断延长，病斑颜色变深并不断扩大呈明显棕色枯斑;从侵染12 hpi开始所有处理组钦果9号叶片中时超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于对照组(P<0。05)，在24 hpi时SOD活性达最高值，表明侵染初期烟草疫霉已开始从伤口侵入钦果9号叶片。转录组分析共筛选获得7163个DEGs，KEGG信号通路富集分析发现，DEGs主要在植物激素信号转导、植物—病原菌互作、苯丙烷类生物合成、MAPK信号途径及类黄酮生物合成等与植物抗病相关的通路显著富集，表明这些通路在转录水平上是百香果响应烟草疫霉侵染的主要代谢途径。植物—病原菌互作通路中的PR1、CERK1、RPM1、CDPK和CML等基因，茉莉酸(JA)/乙烯(ET)信号途径中的JAR1、JAZ2、ERF1、EBF1和ERS等基因，以及次生代谢相关的CAD6、4CL、POD、CHS和LDOX等基因均在感染烟草疫霉的钦果9号植株中大幅上调表达，推测这些基因参与了百香果对烟草疫霉的抗性反应过程。实时荧光定量PCR结果验证了RNA-Seq数据的可靠性。[结论]植物激素信号转导、植物—病原菌互作、苯丙烷类生物合成、MAPK信号途径及类黄酮生物合成是百香果响应烟草疫霉侵染的主要信号通路和代谢途径。不同代谢途径中的关键基因以复杂方式参与了百香果对烟草疫霉的抗性反应过程。

    百香果烟草疫霉转录组分析分子机制基因挖掘

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    天子蓝盘丽鱼皮肤组织的单细胞转录组测序

    杨平刘洁陈再忠陆颖...
    601-610页
    查看更多>>摘要：[目的]通过单细胞转录组测序比较天子蓝盘丽鱼和野生阿莲卡盘丽鱼皮肤组织中与体色形成相关的基因表达模式，为深入研究鱼类体色及良种选育提供数据基础，也为盘丽鱼或其他水产鱼类进行单细胞转录组研究提供技术借鉴。[方法]利用单细胞转录组测序技术对天子蓝(人工选育)和阿莲卡(野生型)2种盘丽鱼的皮肤组织进行转录组测序，经fastp质控过滤后，通过Cell Ranger比对参考基因组生成单细胞表达矩阵文件，使用Seurat进行降维聚类后构建转录组图谱，筛选出细胞类型识别与鉴定的标记基因;同时以阿莲卡盘丽鱼为对照，通过DEGseq筛选出 2个样本间的差异表达基因(DEGs)，并进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析。[结果]经单细胞转录组测序，从天子蓝、阿莲卡盘丽鱼样本中获得的原始序列(Raw reads)分别为815237286和728886552条;将2个样本整合后共捕获17035个细胞，经过滤及降维聚类后得到18个细胞簇(C0～C17)，参考已知和潜在的标记基因，被注释为13种细胞类型及其亚型，基本涵盖了鱼类皮肤组织中的大部分细胞类型。基于伪批量(Pseudo-bulk)处理，从2个样本间筛选出20个DEGs(8个在天子蓝盘丽鱼皮肤组织中高表达，12个在阿莲卡盘丽鱼皮肤组织中高表达)，主要注释到与气体传递、氧化代谢相关的GO功能条目。在单细胞维度，选择黑色素细胞和虹彩细胞2个细胞集群进行样本间差异分析，结果显示:在黑色素细胞中存在8个DEGs，主要富集于热应答、未折叠蛋白结合、生长因子活性、金属离子结合等信号通路。在虹彩细胞中存在25个DEGs，KEGG信号通路富集分析发现主要富集于凋亡、沙门氏菌感染和MAPK等信号通路，涉及细胞生存、应激响应和信号传导等功能。[结论]TSPAN3A、PTGES、ATF3、JUNK、GADD45GA、HSP70L、FOSAB等基因在调节天子蓝盘丽鱼皮肤体色、色素合成与沉着等方面发挥重要作用，而黑色素合成不活跃可能是导致天子蓝盘丽鱼体色较阿莲卡盘丽色更加鲜艳和绚丽的主要原因之一。

    盘丽鱼单细胞转录组测序标记基因色素细胞体色

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    基于转录组测序的关岭牛肌肉生长发育关键基因筛选与鉴定

    周迪赵忠海王府杨蓉...
    611-622页
    查看更多>>摘要：[目的]基于转录组测序挖掘出贵州关岭牛肌肉生长发育关键基因，为后续培育贵州优质肉牛品种提供理论依据。[方法]选取3头健康且体重相近的24月龄成年关岭牛，屠宰后采集其心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、背最长肌、大腿肌及肩峰等组织样品，采用TRIzol法提取各组织总RNA，构建cDNA文库后进行转录组测序，通过生物信息学手段筛选出不同样品间的差异表达基因(DEGs)，结合GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析挖掘出关岭牛肌肉生长发育相关候选基因，再经实时荧光定量PCR对候选基因进行验证。[结果]测序样品有效序列(Clean reads)比对至参考基因组序列的平均比对率为 90。76%，检测到26367个新转录本(有编码潜能的转录本19659个，非编码转录本6708个);在各组织中检测到共表达基因53912个，其中已知基因51688个、预测新基因2224个;GO功能注释分析发现这些共表达基因主要发挥生物调节、代谢过程、生物膜组成、催化活性和转录调节活性等功能。通过DEGseq检测，最终筛选获得16个与肌肉生长发育相关的DEGs(QKI、CHKB、MYBPC1、MBNL1、MYH11、MYLK2、TPM3、NEXN、EZH2、TNNT3、PPARGC1A、SGCA、DMPK、FOXP1、FLNB和TNS2)，主要参与内吞作用、心肌收缩、癌症、代谢及MAPK信号通路。实时荧光定量PCR验证结果显示，筛选出的16个DEGs在关岭牛背最长肌或肩峰中高表达，与转录组测序结果一致。[结论]基于转录组测序从关岭牛各组织中筛选出16个与肌肉生长发育相关的DEGs，主要在生物调节、代谢过程、细胞成分、催化和转录调节等方面发挥功能作用，可作为开展关岭牛肌肉生长发育遗传机制研究的候选基因。

    关岭牛肌肉生长发育肌肉性状差异表达基因(DEGs)转录组测序

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    基于转录组测序挖掘疣吻沙蚕性腺发育相关基因

    赵玉薇黄成唐驰鹏朱鹏...
    623-637页
    查看更多>>摘要：[目的]鉴定筛选出与疣吻沙蚕性腺发育相关的候选基因及信号通路，揭示其性别分化及变态的分子调控机制，为疣吻沙蚕大规模人工繁育技术的突破提供理论依据。[方法]以成熟雄性(M)、成熟雌性(F)和未变态疣吻沙蚕(R)为研究对象，通过Illumina NovaSeq 6000平台完成高通量转录组测序，经过滤、质量控制及拼接组装后，依据Fold Change≥2且错误发现率(FDR)<0。01的筛选标准，通过DESeq2筛选出差异表达基因(DEGs)，然后进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析，并以实时荧光定量PCR对转录组测序结果进行验证。[结果]经转录组测序从9个疣吻沙蚕样品中获得46891条Unigenes，在COG、GO、KEGG、KOG、Pfam、Swiss-Prot、TrEMBL、eggNOG和Nr等9个主要功能数据库中有27878条Unigenes得到注释。依据筛选标准，共筛选出1798个DEGs，其中，M vs F组有349个DEGs，R vs F组有1090个DEGs，R vs M组有359个DEGs。GO功能注释分析发现，DEGs主要注释到细胞、细胞部分、结合、细胞过程、单生物过程等GO功能条目;KEGG信号通路富集分析结果表明，DEGs主要富集在氧化磷酸化、花生四烯酸代谢、视黄醇代谢、甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢等信号通路上。综合DEGs的KEGG信号通路富集分析及Nr数据库BLASTx比对分析，最终筛选出DMRT1、SOX7、HSP90、CALM等14个与疣吻沙蚕性腺发育相关的DEGs。实时荧光定量PCR检测的目的基因表达趋势与转录组测序分析结果基本一致，进一步证实转录组测序结果的准确性。[结论]疣吻沙蚕的性腺发育和成熟机制与多基因发挥功能及多个信号通路相关，包括雄性个体偏向MT-CYB、HSP60和DNAH5等基因，雌性个体偏向HSP90、SOX7和COL1A1等基因，以及氧化磷酸化、花生四烯酸代谢、视黄醇代谢、甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢等与性腺发育相关的信号通路。

    疣吻沙蚕性腺发育差异表达基因(DEGs)转录组测序

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    基于转录组学和蛋白组学的鸡蛋绿壳性状形成分子机制研究

    石钰仕肖涛陈有波余欢...
    638-649页
    查看更多>>摘要：[目的]挖掘参与绿壳蛋形成的潜在调控基因和蛋白，为开展赤水乌骨鸡品种选育及揭示家禽蛋壳颜色形成分子机制提供理论依据。[方法]以280日龄的绿壳纯系赤水乌骨鸡为研究对象，分别采集产深绿(SL)和白壳(BK)鸡蛋的母鸡蛋壳腺组织样品，通过转录组测序和TMT定量蛋白组学技术分别筛选出差异表达基因(DEGs)和差异表达蛋白(DEPs)，并对转录组学和蛋白组学进行联合分析，筛选出调控绿壳鸡蛋颜色深浅的候选基因和候选蛋白。[结果]经转录组测序，从SL组与BK组间共筛选出82个DEGs，其中46个DEGs呈上调表达、36个DEGs呈下调表达;有4个DEGs与蛋壳色素的合成及沉积相关，分别是SLC22A4、SPP1、FAM26E和HSP5基因，且均为上调表达的DEGs;KEGG信号通路分析结果显示，DEGs显著富集的信号通路有α-亚麻酸代谢和花生四烯酸代谢等。通过TMT定量蛋白组学分析，共鉴定获得167个DEPs，其中104个DEPs呈上调表达、63个DEPs呈下调表达;KEGG信号通路富集分析发现，DEPs主要富集于甘油磷脂代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢及醚脂质代谢等信号通路。转录组学和蛋白组学的联合分析结果表明，转录组与蛋白组无共同注释的GO功能条目，而82个DEGs和167个DEPs富集到19条KEGG信号通路上，其中甘油磷脂代谢和醚脂类代谢2条信号通路在转录组与蛋白组中均有出现。[结论]SLC22A4、SPP1、FAM26E和HSP5基因及FAM102A、FAM107B和SLCO1B1蛋白可能参与蛋壳色素的合成、转运和沉积，尤其是SLC家族发挥着重要作用，故推测这些基因和蛋白是影响赤水乌骨鸡蛋绿壳形成的候选基因和候选蛋白，且富集到的甘油磷脂代谢和醚脂类代谢可能是调节鸡蛋绿壳形成的关键信号通路。

    赤水乌骨鸡胆绿素绿壳性状转录组学蛋白组学

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    基于转录组测序的巴马香猪和杜洛克猪骨骼肌差异lncRNA分析

    胡梦灵范新浩姚一龙闫超...
    650-659页
    查看更多>>摘要：[目的]通过对巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进行转录组测序鉴定差异表达lncRNA，筛选与骨骼肌发育形成相关的候选基因，为明确lncRNA对骨骼肌生长发育的调控机制提供理论基础。[方法]采集12月龄的巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进行转录组测序，以错误发现率(FDR)<0。05且|log2 Fold Change|>1为标准筛选差异表达基因(DEGs)和差异表达lncRNA，并进行实时荧光定量PCR验证，预测差异表达lncRNA靶基因并进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析，选取表达差异最大的lncRNA构建其与靶基因互作网络。[结果]在巴马香猪和杜洛克猪背肌间共鉴定出6316个DEGs和675个差异表达lncRNA;GO功能注释分析结果表明，差异表达lncRNA靶基因主要涉及代谢过程、肌肉组织发育及骨骼肌细胞增殖和分化等生物过程;KEGG信号通路富集分析结果表明，差异表达lncRNA靶基因在Hippo和Wnt信号通路显著富集(P<0。05)，说明差异表达lncRNA与骨骼肌细胞的增殖、自噬和分化相关;对表达差异最大的lncRNA-MSTRG。16703进行实时荧光定量PCR验证，发现其在巴马香猪中的相对表达量极显著高于杜洛克猪(P<0。01)，与转录组测序结果一致。lncRNA-MSTRG。16703与靶基因互作网络分析结果表明，上调靶基因包括QKI、MBNL1和YBX2，QKI和MBNL1在均与可变剪接相关。[结论]在巴马香猪和杜洛克猪间发现的差异表达lncRNA是调控骨骼肌发育的候选基因，其靶基因主要富集在Hippo和Wnt等骨骼肌发育相关信号通路。lncRNA-MSTRG。16703的表达差异最大且在巴马香猪中上调，其靶基因在骨骼肌细胞增殖分化和肌纤维形成中有重要调控作用。

    巴马香猪杜洛克猪背最长肌转录组测序lncRNA

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    基于转录组测序分析溶解氧对四指马鲅幼鱼鳃组织的影响

    林欣谢希尧区又君李加儿...
    660-669页
    查看更多>>摘要：[目的]基于转录组测序分析溶解氧对四指马鲅(Eleutheronema tetradactylum)幼鱼鳃组织的影响，探究四指马鲅应对低氧胁迫的适应机制，为四指马鲅的抗逆性研究提供参考依据。[方法]以四指马鲅幼鱼为试验材料，设3种溶解氧含量处理，常氧组(CG)6。33±0。15 mg/L、中度低氧组(OC4)3。99±0。18 mg/L和重度低氧组(OC2)2。05±0。15 mg/L，处理29 h，采集鳃组织进行转录组测序，利用DEGseq筛选不同比较组的差异表达基因(DEGs)，使用GOseq进行GO功能注释分析，利用KOBAS进行KEGG信号通路富集分析，采用STEM对DEGs进行表达趋势分析。[结果]OC4 vs CG比较组有86个DEGs，其中28个上调表达，58个下调表达;OC2 vs CG比较组有2018个DEGs，其中740个上调表达，1278个下调表达;OC4 vs OC2比较组有171个DEGs，其中68个上调表达，103个下调表达。GO功能注释分析结果显示，DEGs主要涉及代谢过程、有机物生物合成、细胞氧化还原平衡、细胞内、染色质、核糖体结构成分和催化活性等功能条目。KEGG信号通路富集分析结果显示，DEGs主要富集在蛋白酶体、DNA复制、脂肪酸降解、磷酸戊糖途径、氧化磷酸化、谷胱甘肽代谢、赖氨酸降解和核糖体生物发生等信号通路;其中pac1、lsm7、mcm6、mcm2和mdm2等基因富集在蛋白酶体、剪接体、DNA复制和细胞周期等信号通路，与四指马鲅幼鱼鳃组织蛋白合成有关，随着溶解氧含量下降，其表达量呈下降趋势;shmt2、hsd17b10、sucla2和glo1等基因富集在磷酸戊糖途径信号通路，与四指马鲅幼鱼鳃组织能量代谢有关。[结论]四指马鲅幼鱼鳃组织蛋白质合成能力和能量代谢活动均随着溶解氧含量下降而下降，溶解氧含量下降显著影响细胞周期、DNA复制、脂肪酸降解和糖代谢等信号通路。

    四指马鲅幼鱼鳃溶解氧转录组

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    基于转录组测序的剑白香猪表皮颜色相关miRNA筛选与鉴定

    赵德鹏覃海毕欢袁巍...
    670-679页
    查看更多>>摘要：[目的]对剑白香猪黑色和白色表皮组织进行转录组测序，筛选出对黑色素生成起调节作用的miRNA，为进一步研究miRNA对剑白香猪表皮颜色形成的调控机制提供理论依据。[方法]以剑白香猪黑色和白色表皮组织为试验材料进行转录组测序，以|log2 Fold Change|≥1且错误发现率(FDR)≤0。05为标准，采用DESeq2筛选差异表达miRNA，使用miRanda和RNAhybrid预测差异表达miRNA靶基因并进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析，构建差异表达miRNA、靶基因和KEGG信号通路互作网络，利用实时荧光定量PCR对转录组测序结果进行验证。[结果]从剑白香猪黑色和白色表皮中鉴定出280个已知miRNA和618个新miRNA，筛选出17个差异表达miRNA，白色表皮较黑色表皮有10个miRNA上调表达，7个miRNA下调表达。共预测获得1327个靶基因，GO功能注释分析结果显示，在生物学过程中，差异表达miRNA靶基因主要涉及上皮发育、细胞增殖和分解代谢过程等条目;在细胞组分和分子功能中，主要涉及细胞质、细胞质囊泡、ATP结合和催化活性等条目。KEGG信号通路富集结果显示，靶基因在磷脂酰肌醇信号系统、黑色素生成和细胞色素P450等信号通路富集，其中ssc-miR-615靶基因包括CALM3、CREBBP、FZD5和DVL2，其富集通路均与表皮色素沉着有关，ssc-miR-221-3p靶基因TYRP1和ssc-miR-224靶基因RAB23富集的通路与黑色素生成有关。选取7个差异表达miRNA与靶基因TYRP1和RAB23进行实时荧光定量PCR验证，结果表明差异表达miRNA的表达变化与转录组测序分析的变化趋势一致，TYRP1和RAB23在剑白香猪黑色表皮中的表达量极显著高于白色表皮(P<0。01)。[结论]ssc-miR-615、ssc-miR-221-3p和ssc-miR-224是影响剑白香猪表皮颜色的候选基因，可能对剑白香猪表皮的黑色素形成有重要影响。

    miRNA剑白香猪表皮黑色素转录组

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    基于转录组测序的藏猪睾丸组织性成熟相关基因鉴定

    石淳元赵彦玲
    680-688页
    查看更多>>摘要：[目的]基于转录组测序分析筛选出藏猪睾丸组织中的性成熟相关基因，为提高藏猪的繁殖育种性能提供参考依据。[方法]以性成熟前(2月龄)和性成熟后(24月龄)的藏公猪为研究对象，通过人工阉割法采集藏猪睾丸组织进行转录组测序，依据错误发现率(FDR)<0。05且|log2 Fold Change|>1的标准筛选差异表达基因(DEGs)，综合GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析筛选出藏公猪性成熟相关候选基因，并通过实时荧光定量PCR验证转录组测序结果的准确性。[结果]经转录组测序，从性成熟前后藏猪睾丸组织样品中筛选出5929个DEGs，其中有3822个DEGs呈上调表达、2107个DEGs呈下调表达。筛选获得的5929个DEGs主要注释到生精过程、纤毛运动、鞭毛精子运动、运动纤毛、精子主块、精子顶囊、动力蛋白轻链结合、动态蛋白中间链结合等与精子发生和精子运动等有关的GO功能条目;KEGG信号通路富集分析发现，DEGs主要富集于受体相互作用通路、轴突引导通路、神经活性配体—受体相互作用通路、钙信号通路等;综合DEGs的GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析结果，共筛选出9个与藏公猪性成熟相关的基因，分别是BAX、DMRT1、FSHR、IGF1R、IZUMO1、LYZL4、LYZL6、SYCP3和TNP2。实时荧光定量PCR检测结果显示，BAX、DMRT1、FSHR、IGF1R等4个基因在性成熟后藏猪睾丸组织中的相对表达量较性成熟前呈明显的下降趋势，且下降幅度均在50%以上;IZUMO1、LYZL4、LYZL6、SYCP3、TNP2等5个基因的相对表达量较性成熟前上升了1。07～30。25倍，其中IZUMO1、LYZL4和LYZL6基因的上升倍数达极显著水平(P<0。01)，与转录组测序结果基本一致。[结论]基于转录组测序分析从藏猪睾丸组织中筛选获得9个与性成熟相关的DEGs，即BAX、DMRT1、FSHR、IGF1R、IZUMO1、LYZL4、LYZL6、SYCP3和TNP2，可作为研究藏猪繁殖育种能力的主要候选基因。

    藏猪睾丸组织性成熟精子转录组测序

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    巴氏新小绥螨转录组SSR位点分析及开发

    刘辉李霞乌恩常静...
    689-698页
    查看更多>>摘要：[目的]开发巴氏新小绥螨(Neoseiulus barkeri)高效氯氟氰菊酯抗药和敏感品系的微卫星(SSR)分子标记，为其抗药性基因遗传分析和抗药性品系的快速鉴定及筛选提供理论基础。[方法]应用MISA对巴氏新小绥螨转录组已注释的Unigenes数据进行搜索，高通量挖掘该螨的SSR位点。使用Primer 5。0进行SSR引物设计，随机挑选其中25对引物对巴氏新小绥螨高效氯氟氰菊酯抗性和敏感品系SSR位点基因进行PCR扩增，用重复性和稳定性高的12对引物进行实时荧光定量PCR分析基因表达。[结果]2个品系共获得52741条Unigenes，且SSR位点数量和分布密度一致。共筛选出5483个SSR位点，分布在4276条Unigenes中，发生频率为8。11%。主要重复类型为三核苷酸重复，占SSR总数的43。75%。共发现81种重复基元，其中单核苷酸重复基元A/T出现频率最高，占总量的19。65%。基于筛选出的SSR，共设计出4570对SSR引物，随机挑选的25对引物中有23对可扩增出巴氏新小绥螨高效氯氟氰菊酯抗性和敏感品系的目的基因片段。实时荧光定量PCR扩增结果显示，巴氏新小绥螨高效氯氟氰菊酯抗性品系有8个SSR基因位点的表达量高于敏感品系，其中TRINITY_DN24111_c0_g1基因的相对表达量为4。11，极显著高于敏感品系(1。06)(P<0。001，下同);有4个SSR位点基因的相对表达量低于敏感品系，其中TRINITY_DN20624_c0_g1基因的相对表达量为0。68，极显著低于敏感品系(1。01)。[结论]巴氏新小绥螨转录组SSR位点多态性丰富，已筛选开发出的12对在巴氏新小绥螨抗性和敏感品系中表达量不同的SSR特异性引物可应用于对各地巴氏新小绥螨种群对高效氯氟氰菊酯抗药性的快速检测。

    巴氏新小绥螨SSR高通量测序序列分析表达量

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