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期刊信息/Journal information
基因组学与应用生物学
基因组学与应用生物学

李宁

双月刊

1674-568X

gab@gabcn.org

0771-3232621，3239102

530004

广西南宁市大学东路100号广西大学西校园榕江路《基因组学与应用生物学》编辑部111室

基因组学与应用生物学/Journal Genomics and Applied BiologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为基因组时代的理论与应用生物学提供服务的科学杂志,将面向基因组学、分子遗传学、生化与分子生物学等基础学科领域，着重刊登农林科学、医药科学、动物科学、环境、生态领域的研究成果。
正式出版
收录年代

    水稻分蘖数QTL全基因组关联分析及种质资源筛选

    罗新阳王轶欣龚成云朱裕敬...
    1667-1686页
    查看更多>>摘要：水稻(Oryzasativa)分蘖数是水稻产量构成的关键。为了评价不同类型水稻种质资源的分蘖能力，筛选高分蘖的水稻种质，鉴定水稻分蘖性状相关调控基因，本研究利用两个亚群(Indica亚群和Noind亚群)的425份3K水稻核心种质作为研究材料，从分蘖起始至分蘖结束进行了 4次分蘖数调查(TN1～TN4)，分析了两个亚群之间分蘖数的差异，利用全基因组关联分析(genome-wide association analysis，GWAS)定位与水稻分蘖数相关的数量性状位点(quantitative trait locus，QTL)。结果表明，4次分蘖数调查的结果之间的变异系数差异不大，在36％～39％。Indica亚群的分蘖数显著高于Noind亚群的。全基因组关联分析定位到16个与水稻分蘖数显著关联的QTL，其中3个QTL与已知的影响分蘖数的基因共定位。结合基因注释、基因表达分析、SNP位点LD连锁不平衡分析和单倍型分析，从12个新QTL中鉴定出3个候选基因Os02g0503900、0s04g0614600和Os08g0138500，它们分别编码细胞色素P450蛋白、γ-氨基丁酸转氨酶蛋白和bHLH转录因子蛋白。对已知的影响分蘖数基因的单倍型和新候选基因的单倍型分别组合分析，筛选出5份高分蘖的优良种质，其优势单倍型组合的分蘖数显著高于劣势单倍型组合的。本研究从全基因组关联分析、SNP位点的LD连锁不平衡分析、基因表达差异分析、单倍型分析等多个方面筛选出3个新的水稻分蘖数候选基因，为进一步克隆水稻分蘖数相关基因，揭示水稻分蘖调控分子遗传机理，开展水稻分蘖数多基因组合分子设计育种奠定了基础。

    水稻分蘖数全基因组关联分析数量性状位点遗传改良

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    虎头茉莉萜烯类合成酶基因家族鉴定及其在开花进程中的表达分析

    周琳薇陈钦常林少青冯丽卿...
    1687-1706页
    查看更多>>摘要：萜烯类化合物是茉莉香气成分的重要组成部分。萜烯类合成酶(terpene synthase，TPS)在萜烯类化合物的生物合成中发挥重要作用。为揭示TPS在茉莉香气合成中的调控作用，本研究对虎头茉莉(Jasminum sambac，'Grand Duke of Tuscany')的TPS基因家族进行了全基因组鉴定及特征分析。在虎头茉莉基因组中共鉴定到了 53个TPS基因，可将其分为5个亚家族TPS-a、TPS-b、TPS-c、TPSe'和TPS-g。系统发育、基因结构和保守基序分析表明，虎头茉莉TPS基因具有相对保守的基因结构。在TPS基因的启动子区存在多种不同功能的顺式作用元件，表明该家族成员的功能多样性。共线性结果显示，虎头茉莉中共有18对复制事件，净化选择是驱动虎头茉莉TPS基因进化的主要动力。种间共线性分析揭示了 TPS基因在不同茉莉基因型中的演化模式和历史。转录组和RT-qPCR结果显示，TPS基因家族成员在虎头茉莉不同组织中表现出特定的表达模式，并在开花不同时期中呈现先上升后下降的表达趋势。特别地，有6个TPS基因在初开期(F2)或盛开期(F3)显示出较高的表达量，这与虎头茉莉萜烯类花香物质的释放规律相一致。本研究为后续不同香型茉莉香气合成途径的研究及其资源的有效利用奠定了基础。

    虎头茉莉TPS基因家族开花进程表达分析

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    人参胁迫相关蛋白基因家族鉴定及表达分析

    赵天琪王爱民刘思章张美萍...
    1707-1722页
    查看更多>>摘要：人参(Panax ginseng)为五加科(Araliaceae)人参属(Panax)多年生草本植物，是我国传统珍贵中药材。人参在生长和发育过程中常受到冷害，严重影响人参的产量和质量。胁迫相关蛋白(stress associated protein，SAP)在植物中主要参与冷、干旱和盐胁迫等多种非生物胁迫。本研究以人参转录组数据库为基础，鉴定出人参SAP基因家族共有60个基因，并利用生物信息学手段对该基因家族的理化性质和染色体定位信息进行预测，对其保守基序、保守结构域、共线性、系统进化、顺式作用元件、GO功能注释，以及表达模式进行分析。结果表明，PgSAP基因家族成员的结构稳定、进化保守、具有时空表达特异性，在其上游2 000 bp调控序列中预测到与激素相关、与防御和胁迫相关的顺式作用元件。根据SNP突变筛选出5个与皂苷合成相关的基因，并验证了这些基因在4 ℃低温胁迫下的表达量。结果显示，5个PgSAP基因均响应低温胁迫并与人参皂苷合成紧密相关，为进一步深入研究人参中重要基因家族提供理论基础。

    人参SAP基因家族低温胁迫生物信息学表达分析

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    银杏C2H2型锌指蛋白家族的全基因组鉴定及生物信息学分析

    李建阳熊思微李贺勤崔鹏...
    1723-1734页
    查看更多>>摘要：在多种高等植物中，C2H2型锌指蛋白(C2H2-type zinc finger proteins，C2H2-ZFPs)作为重要的转录因子家族，已被证实在生长发育和逆境胁迫响应等生物学过程中发挥着重要作用。本研究在银杏(Ginkgo biloba)中鉴定了 61个C2H2-ZFPs家族成员，并分析了它们的理化性质、染色体定位、共线性关系、启动子顺式调控元件和组织表达模式。依据系统发育分析将这些C2H2-ZFPs家族成员分为5个亚家族，均匀的地分布在12条染色体上。亚细胞定位结果显示，银杏C2H2-ZFPs家族成员主要定位于细胞核中;启动子顺式元件分析表明，银杏C2H2-ZFPs家族含有许多光响应元件、植物激素反应元件;组织表达模式分析显示，61个C2H2-ZFPs家族成员在不同组织中表达，表明它们可能在不同组织、生长发育不同时期中发挥作用。该研究为银杏C2H2-ZFPs家族提供较为详细的概述，并为进一步探索该家族成员的作用奠定研究基础。

    银杏C2H2基因家族启动子元件表达模式

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    基于SSR分子标记探索贵州省黔西南州杜仲遗传多样性

    张玲董旋孙志鹏曹瑞...
    1735-1745页
    查看更多>>摘要：杜仲(Eucommia ulmoides)是一种源自中国且具有2 000多年历史的药用树种。贵州省黔西南州杜仲种质资源的收集和利用受到资料缺乏制约。为解决这一问题，本研究初步评估黔西南州和贵阳市的杜仲种质资源的表型多样性，并使用10对基因组多态性简单重复序列(simple sequence repeated，SSR)和5对转录组多态性SSR评估种质资源的遗传多样性。结果显示，62份种质资源具有较高的叶色多样性和遗传多样性。进一步进行分子方差分析(analysis of molecular variance，AMOVA)发现，75％的变异存在于个体之间。在种群结构分析中可将不同类群划分为3个不同聚类，与主成分分析(principal compo-nent analysis，PCA)结果基本吻合。利用非加权组平均法(unweighted pairgroup method with arithmetic mean，UPGMA)和算术平均树形图构建杜仲系统进化树，可将供试材料划分为4个类群，与地理来源高度一致。综上，本研究成功利用SSR标记分析黔西南州杜仲种质资源的遗传多样性，为该地区种质资源的合理保护和收集提供一定的参考价值。

    杜仲SSR标记遗传多样性

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    牛奶及乳脂摄入对脂质代谢影响的初步研究

    姜佳齐羊玉凤李建锋陈小云...
    1746-1760页
    查看更多>>摘要：高脂饮食是导致心血管疾病等代谢性疾病发生的主要危险因素之一。牛奶中含有丰富的脂肪，摄入牛奶中的脂肪对机体脂质代谢的影响及其调控机制尚不清楚。本研究旨在通过构建小鼠(Mus musculus)模型系统解析摄入水牛(Bubalus bubalis)奶与荷斯坦牛(Holstein-Friesian，Bos taurus)奶及其乳脂对脂质代谢的影响及潜在调控机制。结果显示，水牛奶与荷斯坦牛奶及其乳脂的摄入并不会显著影响小鼠的体重、体长及脏器系数，也不会显著改变小鼠血清中的甘油三酯(triglycerides，TG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)的含量。进一步通过血清代谢组分析鉴定到2 070个代谢物，高脂膳食组、水牛奶摄入组、荷斯坦牛奶摄入组、水牛乳脂摄入组、荷斯坦乳脂摄入组与普通膳食组分别有56、13、190、57、56个差异代谢物，富集分析显示这些差异代谢物主要富集在胆汁酸生物合成、脂肪酸生物合成、脂肪酸延长、脂肪酸降解、牛磺酸与次牛磺酸代谢、初级胆汁酸生物合成、烟酸和烟酰胺代谢等与脂肪酸代谢密切相关的代谢通路，说明摄入牛奶及乳脂对机体脂质代谢、能量供应和营养平衡可能有重要作用。结果说明水牛奶与荷斯坦牛奶及其乳脂的摄入不会造成肥胖或血脂异常，甚至具有有益作用。本研究为进一步理解牛奶的营养健康价值提供了参考，并为指导居民饮食健康提供了理论支持。

    水牛奶荷斯坦牛奶乳脂脂质代谢

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    板角山羊与酉州乌羊肌肉、心脏、肝脏的比较转录组分析

    屈明好吕士鹏孙晓燕李杰...
    1761-1778页
    查看更多>>摘要：板角山羊(Banjiao goat)和酉州乌羊(Youzhou dark goat)是重庆地方特色品种山羊(Capra hircus)。为研究板角山羊和酉州乌羊基因的差异表达，本研究利用Illumina测序技术分别对板角山羊和酉州乌羊背最长肌、心脏和肝脏进行转录组测序，对测序结果分别进行序列比对、结构分析和转录因子预测，筛选差异表达基因(differentially expressed genes，DEGs)并对其进行功能富集分析，并随机选取6个DEGs进行RT-qPCR验证。结果表明，在板角山羊和酉州乌羊的心脏、背最长肌和肝脏组织中检测出1 390 854个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)位点、74 758个插入/缺失(insertion/dele-tion，Indel)和53 625个可变剪接，鉴定了 66、190和377个DEGs，这些基因被划分到14种转录因子家族中，同时参与了与肌肉组成成分、有机酸及脂肪酸代谢等相关的多个代谢通路。本研究发现，ASIP基因在山羊体内可能通过参与调节不同组织的脂肪代谢进而影响肉的品质，ANKRD1基因可能是另一个影响板角山羊和酉州乌羊肉品质差异的重要候选基因，DNA-JB1、MTL5和N2DL2基因可能参与了不同品种山羊的免疫机能调节。本研究阐述了板角山羊和酉州乌羊不同组织的基因表达差异，为板角山羊和酉州乌羊遗传资源的挖掘与利用提供了重要信息。

    板角山羊酉州乌羊转录组分析基因表达

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    Mstn基因敲除小鼠肌肉和C2C12细胞的转录特征分析

    景新阳莫家远王楠刘永刚...
    1779-1793页
    查看更多>>摘要：肌肉生长抑制素(Myostatin，Mstn)作为TGF-β超家族的成员，是一种调控骨骼肌生长发育的负调节因子，其失活可以促进肌肉的发育，在个体上表现为双肌臀等表型。为了探究Mstn基因敲除对肌肉细胞和组织转录组的影响，本研究利用CRISPR/Cas9技术构建了 3个M。stn基因敲除的C2C12细胞株，并采集了 12只Mstn基因敲除小鼠(Mus musculus)(6公6母)的腓肠肌，分别进行转录组测序分析。结果显示，Mstn基因敲除C2C12细胞增殖能力显著高于野生型细胞的。在Mstn基因敲除的C2C12细胞、公鼠和母鼠中分别鉴定到329、240、265个差异表达基因(differentially expressed genes，DEGs)。Mstn基因敲除公鼠和母鼠中鉴定到50个共有DEGs，在下调表达基因中，Myh7、Lmod2、Barx2、Myh2、Myl3和Smtnl1基因显著富集到27条肌肉功能相关通路;Dgat2和Slc27a1显著富集到8条脂质代谢相关通路。Mstn基因敲除C2C12细胞和小鼠中鉴定到4个共有DEGs，其中Fam83d基因是成肌细胞增殖、分化的关键调控基因。综上所述，Mstn基因敲除既可以通过下调Myh7、Lmod2和Fam83d等基因参与肌肉发育调控，也能够通过下调Dgat2和Slc27a1基因调控脂质代谢。

    小鼠(Musmusculus)C2C12细胞Mstn基因骨骼肌脂质代谢

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    基于转录组测序筛选宁蒗高原鸡胫长性状的信号通路和关键基因

    李金燕冷堂健熊宝郭盘江...
    1794-1812页
    查看更多>>摘要：为挖掘影响宁蒗高原鸡(Gallus gallus domestica)胫发育的信号通路和关键基因，本研究采集第6周龄(6W组)、12周龄(12W组)和18周龄(18W组)健康母鸡跖骨生长板组织进行转录组测序，筛选差异表达基因(differentially expressed gene，DEGs)并随机选取6个基因进行实时荧光定量PCR(real time quantitative PCR，RT-qPCR)验证。通过KEGG通路分类、KEGG和GO富集分析、蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction，PPI)网络可视化分析，以及cytoHubba插件中的最大权团中心度(maximal clique centrality，MCC)、最大邻域分量密度(density of maximum neighborhood component，DMNC)和最大邻域分量(maximum neighborhood component，MNC)等3种算法，筛选出参与宁蒗高原鸡胫发育的候选信号通路和关键基因。结果表明，12W vs 6W组得到66个DEGs，上调DEGs 15个，下调DEGs 51个;18W vs 6W组得到1 814个DEGs，上调 DEGs 768 个，下调 DEGs 1 046 个;18W vs 12W 组得到 2 044 个 DEGs，上调 DEGs 1 049 个，下调 DEGs 995 个。6个基因的mRNA相对表达量变化趋势与转录组测序结果一致，表明测序结果可信。KEGG通路分类筛选出312个与生长发育相关的DEGs，KEGG富集分析进一步得到105条信号通路(P＜0。05)，GO富集分析表明信号转导、ATP结合、细胞外间隙和细胞外区域等条目被显著富集(P＜0。05)。综合KEGG和GO富集分析结果，得到15条信号通路和164个DEGs，PPI进一步分析筛选出可能参与宁蒗高原鸡胫发育的信号通路，根据表达量聚类和cytoHubba插件算法，得到调控胫发育的关键基因。本研究筛选到Wnt、TGF-β、PI3K-AKt、ECM-受体相互作用、细胞周期、黏着斑和刺猬共7条信号通路，以及IHH、COL9A1、COL6A2、FGF7、HGF和WNT4等6个基因为影响宁蒗高原鸡胫发育的候选信号通路和关键基因;并且IHH、COL9A1和WNT4基因在胫发育前期发挥作用，FGF7、HGF和COL6A2基因主要在胫发育后期发挥作用，IHH基因为影响宁蒗高原鸡胫发育的核心基因。该研究为探讨宁蒗高原鸡胫发育的分子机制提供理论支撑。

    宁蒗高原鸡胫长性状转录组信号通路关键基因

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    渭河高原鳅线粒体基因组特征及其系统发育分析

    牛依萌刘思嘉田菲冯晨光...
    1813-1825页
    查看更多>>摘要：渭河高原鳅(Triplophysa weiheensis)是分布于黄河上游的特色鱼类，本研究旨在研究渭河高原鳅线粒体基因组的结构特征，并阐述该物种在黄河水系高原鳅中的系统发育地位。本研究采用高通量测序技术获得渭河高原鳅线粒体基因组全序列，并基于线粒体基因组全序列构建高原鳅属系统发育树。结果表明，渭河线粒体基因组序列全长为16 570 bp，包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因及2个非编码区(D-loop和OL)，其中D-loop区A+T含量最高(65。87％)o蛋白质编码基因中，12个基因均以典型的ATG为起始密码子，仅cox1基因以特殊的GTG为起始密码子。21个tRNA基因呈典型的三叶草结构，仅tRNASer(GCU)因缺失DHU臂无法折叠形成典型的三叶草结构。利用最大似然法(maximum likelihood method，ML)基于线粒体基因组全序列构建的系统发育树显示，渭河高原鳅与斯氏高原鳅(Triplophysa stoliczkai)及赛丽高原鳅(Triplophysa sellaefer)聚为同一小分支，三者的亲缘关系较近。本研究补充了渭河高原鳅线粒体基因组的基础数据，有助于加深对高原鳅属的系统进化关系的理解;理清了高原鳅不同物种间的进化关系，为后续开展高原鱼类适应进化、选择压力等研究夯实了基础。

    渭河高原鳅线粒体基因组结构特征系统发育

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