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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。
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    柑橘多组学研究进展与展望

    刘思诗陈春丽张建伟
    729-737页
    查看更多>>摘要：多组学已成为柑橘植物基础研究领域的主要手段之一.系统化高通量组学技术与生物信息学分析有助于深入回答柑橘的遗传机制、基因调控、代谢途径、生长发育和应对逆境等生物学问题,从而为柑橘分子育种和品质改良提供信息支撑.本文介绍柑橘植物在基因组、转录组、蛋白质组、代谢组、表观基因组、表型组和微生物组的研究进展及应用,并讨论相关研究的发展前景.

    柑橘多组学基因家族

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    植物生长和胁迫响应的脂质组学解析:脂质调控综览

    沈梦千安昌秦源郑平...
    738-754页
    查看更多>>摘要：脂质组学是一种新的代谢组学技术.脂质作为生命体中重要的化合物,在调节植物应答各种非生物和生物胁迫中有着重要作用.脂质代谢参与各种生殖发育进程,如胚芽和胚珠发育、愈伤组织诱导、开花等,并且在各种植物的不同组织中都存在,无论是花粉还是种皮、胚珠.长期以来,脂质代谢都是解析植物生长发育分子机制的重要研究内容.本综述介绍了脂质组学贯穿于植物的研究领域,重点归纳和总结了植株在响应各种胁迫下脂质重塑,以及植物所可能受到的形态和生理功能的影响.

    脂质组代谢组学胁迫响应植物

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    马铃薯StSN2信号肽缺失对其定位及蛋白互作的影响

    温和蔡诚诚李罗品刘石锋...
    755-766页
    查看更多>>摘要：StSN2属于马铃薯(Solanum tuberosum L.)Snakin/GASA(gibberellic acid-stimulated arabidopsis)蛋白家族,其 N 端具有信号肽,C端具有12个保守的半胱氨酸残基,主要在植物生长发育和逆境胁迫响应方面发挥重要调控作用.为了明确StSN2蛋白N端信号肽区域对其蛋白亚细胞定位及蛋白互作的影响,本研究首先通过信号肽预测及PCR扩增,获得含信号肽的StSN2基因片段和N端信号肽缺失的StSN2△sP片段,长度分别为315 bp和243 bp.其次,通过酶切连接方法将StSN2△sP基因片段连接在亚细胞定位载体上,获得融合蛋白YFP-StSN2△sp.瞬时表达实验结果发现,N端信号肽缺失后的StSN2△sp蛋白的亚细胞定位发生了变化,只定位在细胞核.最后通过同源重组方式将StSN2以及StSN2△sp分别构建到酵母诱饵载体上,并与pGADT7-SnRK1a进行酵母双杂交实验.结果显示,StSnRK1a与StSN2共转化酵母细胞后,其细胞不能在四缺培养基中生长,而StSnRK1a与N端信号肽缺失的StSN2△sp共转化酵母细胞后,其细胞能在四缺培养基中生长并显色,说明StSN2信号肽缺失后对其亚细胞定位及蛋白互作均有影响.本研究为StSN2蛋白的生物学功能研究提供了理论依据,为进一步完善该基因在马铃薯块茎休眠的功能研究奠定了实验基础.

    马铃薯StSN2信号肽亚细胞定位酵母双杂交

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    西藏沙棘和肋果沙棘叶绿体基因组比较分析及系统发育研究

    李昕娟刘丽娥李鸿燕李嘉欣...
    767-787页
    查看更多>>摘要：沙棘属(Hippophae)植物具有丰富的经济价值和生态价值,但对于沙棘属植物的分类和系统发育研究还存在不足和争论.本研究基于西藏沙棘(Hippophae tibetana)和肋果沙棘(Hippophae neurocarpa)的叶绿体基因组进行分析和研究,以探究沙棘属植物在系统发育和分类上的关系.组装后得到的西藏沙棘和肋果沙棘的叶绿体基因组大小分别为155 810 bp和156316 bp,二者(G+C)含量相差仅0.02％;经注释后得到的西藏沙棘叶绿体基因组含有131个基因,肋果沙棘叶绿体基因组含有132个基因;二者分别含有246个和247个简单重复序列,41个和36个长重复序列.在对沙棘属叶绿体基因组进行分析后得出6个高可变区,可用于系统发育分析以及分子标记的开发.由系统发育结果可知,西藏沙棘单独为一支,肋果沙棘则与蒙古沙棘(Hippophae rhamnoides subsp.monglica)等沙棘属亚种聚为一支.本研究可为沙棘属植物的分类和系统发育研究奠定基础.

    西藏沙棘肋果沙棘叶绿体基因组系统发育分析

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    野生六棱大麦叶绿体基因组特征及系统发育分析

    余鑫莲李新
    788-802页
    查看更多>>摘要：野生六棱大麦(Hordeum agriocrithon)广泛分布在青藏高原上,被认为是六棱栽培大麦的野生祖先.为揭示野生六棱大麦叶绿体基因组(chloroplast DNA,cpDNA)结构特征和系统发育关系,利用Illumina Hiseq 6000测序平台对其进行高通量测序,并以钝稃野大麦(H.spontaneum)叶绿体基因组为参考进行序列组装及质控;利用生物信息学手段,对野生六棱大麦的叶绿体基因组进行注释及特征分析;同时,以玉米(Zea mays)和禾本科(Gramineae)针茅属(Stipa)物种Stipa lipskyi为外类群,通过MEGA X软件构建最大似然法(maximum likelihood method,ML)系统发育树,分析野生六棱大麦系统发育关系.研究表明,野生六棱大麦叶绿体基因组总G+C含量为38.32％,全长136 462 bp,包含1对长度为21 582 bp的反向重复区(in-verted repeats region,IRs),1 个长度为 80 597 bp 的大单拷贝区(large single copy region,LSC)和 1 个长度为 12 701 bp 的小单拷贝区(small single copy region,SSC),为典型的四分体结构.在野生六棱大麦叶绿体基因组中共检测到129个基因,分别是83个编码基因、38个tRNA基因和8个rRNA基因;另外,共检测到46个散在重复序列(dispersedrepeated sequences)和178个简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)位点,大部分SSR是由A/T组成的单碱基重复序列.密码子偏好性分析结果表明,野生六棱大麦有偏好性,且偏好使用以A/U结尾的密码子.结合IR边界分析和序列比较分析,结果表明,除碱大麦(Hordeum marinum)外,野生六棱大麦、栽培二棱大麦(Hordeum distichon)、钝稃野大麦和大麦(Hordeum vulgare)的叶绿体基因组结构具有较高保守性,且序列变异主要发生在LSC的非编码序列上.系统发育分析结果表明野生六棱大麦与大麦属(Hordeum)物种聚类在一起,且与大麦亲缘关系最近.本研究获得了野生六棱大麦的叶绿体基因组序列,明确了与小麦族(Triticeae)物种间的亲缘关系,为研究大麦属物种的系统进化及物种鉴定提供科学依据.

    野生六棱大麦叶绿体基因组重复序列密码子偏好性系统发育关系

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    小桐子JcGIGANTEA基因增强拟南芥盐敏感性的功能分析

    陈鑫秦冬美胥佳静朱林慧...
    803-816页
    查看更多>>摘要：盐胁迫严重影响作物的生长发育,是限制作物产量提高的主要逆境之一.GIGANTEA(GI)是一种植物特异性蛋白,不仅参与调控植物的光周期、开花时间、蔗糖信号转导和淀粉积累等生理活动,还具有调控植物耐旱、耐寒和耐盐的抵御非生物逆境的功能.在木本油料作物小桐子(Jatropha curcas)中,GI蛋白的抗逆功能缺乏详细的研究.本研究的目的是探讨小桐子GI蛋白编码基因JcGI在调控盐胁迫方面的功能.本研究对小桐子JcGI进行生物信息学分析,构建JcGI基因超量表达载体,并通过农杆菌(Agrobacterium tumefacines)介导的浸花法获得超量表达JcGI基因的转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana),以拟南芥野生型WT、拟南芥gi突变体和JcGI超量表达的拟南芥转基因株系为材料,研究了 JcGI在调控植株耐盐性方面的作用.结果表明:(1)盐胁迫条件下,相比于野生型和gi突变体,JcGI超量表达株系的种子萌发率和根系生长的受抑制程度更显著,同时其叶绿素含量比野生型和gi突变体的更低;(2)盐胁迫处理后,JcGI超量表达株系的活性氧和过氧化氢含量显著增多,而可溶性糖含量和过氧化氢酶活性显著减少,gi突变体的则与之相反,同时JcGI超量表达株系的鲜重、干重和存活率相比于gi突变体的显著下降;(3)在含ABA的培养基中,相比于gi突变体和野生型,JcGI超量表达株系的根系受抑制程度更大,也表明超量表达株系对盐胁迫和ABA的响应高于gi突变体和野生型的响应.以上结果显示,JcGI超量表达株系的盐敏感性较高,而gi突变体具有更高的耐盐性,表明超量表达JcGI负调控拟南芥的耐盐性.

    拟南芥小桐子JcGI基因盐胁迫

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    缘漏斗蛛(Agelena limbata)毒腺转录组学研究

    杨梦慧张海珠刘衡杨志斌...
    817-827页
    查看更多>>摘要：为了探究蜘蛛毒素多样性,获取毒素基因序列,进一步研究蜘蛛毒液的成分与应用,本研究在对缘漏斗蛛(Agelena limbata)毒腺进行解剖后采用高通量测序技术对缘漏斗蛛毒腺进行转录组测序,并结合生物信息学方法对转录组进行分析.测序共获得43 157个单基因(unigene),经NR(non-redundant protein sequence)数据库注释比对,与食母穹蛛(Stegodyphus du-micola)同源性最好.GO(the gene ontology resource)富集中蛋白复合物和免疫系统进程所占比例最多.KEGG(Kyoto encyclo-pedia of genes and genomes)数据库中与代谢相关的通路占比最高.Uniport数据库中比对的结果显示,毒腺中蛋白质的主要作用为抗菌、杀虫、阻断神经通路、阻断钠离子通道等.简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)位点中T/A、AT/TA与TG/CA出现的频率最高.通过单基因的功能注释,初步了解蜘蛛在捕食时毒腺的基因表达情况、基因主要行使的功能及参与的代谢途径,为了解蜘蛛捕食过程提供了基础.此外,根据序列同源性推断结果,发现缘漏斗蛛毒腺毒素中富含半胱氨酸毒素多肽及酶类,还有一些在生物医药领域也发挥重要作用的酶类,例如金属蛋白酶等.综上所述,缘漏斗蛛毒腺中含有丰富的毒素基因,本研究为后续的研究提供了转录组数据来源.

    缘漏斗蛛(Agelenalimbata)毒腺高通量测序转录组学

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    罗汉果甜苷促进高脂饮食诱导小鼠的脂质代谢

    王永浪韦义荣韦丽丽何翠梅...
    828-838页
    查看更多>>摘要：为探究罗汉果甜苷对高脂饮食诱导的小鼠(Mus muscolus)生长性能及脂质代谢的影响,实验选取40只初始体重约为14g的21日龄雄性KM小鼠,随机分为4个处理组(n=10只/组),即对照组(CK)、低浓度甜苷组(LSG)、中浓度甜苷组(MSG)和高浓度甜苷组(HSG).预实验7d,正式实验56d,实验结束后逐只称重并测定血糖浓度,同时采集称量棕色脂肪、皮下脂肪、腹部脂肪和肝脏等组织脏器的重量;选取棕色脂肪、皮下脂肪石蜡切片进行HE染色以及对肝组织石蜡切片进行油红0染色;通过实时定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)检测UCP1、PRDM16、PGC-1α及脂肪代谢信号通路各相关基因(AMPK、PPARγ、C/EBPα)在CK组和HSG组的棕色脂肪、腹部脂肪和皮下脂肪中的表达情况.结果表明,灌胃100、300、600 mg·kg-1·d-1的罗汉果甜苷溶液可降低高脂饮食诱导小鼠的体重、肝重及血糖,并使高脂饮食诱导小鼠棕色脂肪、皮下脂肪和肝脏脂肪的沉积得到改善.RT-qPCR表明,HSG组的棕色脂肪、腹部脂肪和皮下脂肪中白色脂肪棕色化相关基因(UCP1、PRDM16、PGC-1α、AMPK、PPARγ、C/EBPα)的mRNA相对表达量显著上调(P＜0.05).本研究可为罗汉果甜苷及其相关产业的发展提供重要科学依据,为进一步解析罗汉果甜苷调控脂质代谢的分子机制提供理论参考.

    罗汉果甜苷小鼠脂质代谢脂肪类型转化

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    嗜虫书虱几丁质合成酶2基因的克隆与功能研究

    鲁玉杰太亚杰苗世远鲁婷...
    839-852页
    查看更多>>摘要：研究嗜虫书虱(Liposcelis entomophila)几丁质合成酶 2(Liposcelis entomophila chitin synthase 2,LeCHS2)基因的表达模式及其在嗜虫书虱发育过程中的生物学功能,以期为嗜虫书虱的防治及特异性杀虫剂的新靶标筛选提供理论基础.本研究克隆获得了 LeCHS2,其完整的编码区序列(coding sequence,CDS)为4 524 bp,编码1 507个氨基酸,运用生物信息学软件分析发现,其具有17个跨膜结构域,预测蛋白分子的质量为172.9 kDa,理论等电点为6.24,不具有信号肽.LeCHS2的氨基酸序列与其他8种昆虫几丁质合成酶2(chitin synthase 2,CHS2)的同源性为49.05％～53.67％.系统发育树显示,LeCHS2与人体虱(Pediculus humanus corporis)CHS2 亲缘关系最近.实时定量 PCR(real time quantitative PCR)检测 LeCHS2 基因在嗜虫书虱不同发育阶段和不同组织部位的表达模式,发现LeCHS2在嗜虫书虱的中肠和后肠中高表达,说明该基因主要在中肠、后肠中发挥作用;若虫期的表达量高于成虫期的,在若虫期第1天、第11天表达量最高.为研究LeCHS2的功能,本研究采用壳聚糖(chitosan,CS)与三聚磷酸钠(tripolyphosphate,TPP)交联产生纳米级递送载体,形成CS-TPP-dsLeCHS2的复合物进行 RNA 干扰(RNA interference,RNAi).连续饲喂 CS-TPP-dsLeCHS2 24、48、72、96 h 后,LeCHS2 基因表达量显著降低,实时定量PCR检测其干扰效率,LeCHS2基因表达量分别下降79.4％、47.0％、40.0％和25.0％,连续饲喂8 d后嗜虫书虱的存活率为56.6％.干扰LeCHS2后,对腹部外部形态观察发现,嗜虫书虱的体长缩短了 17％,腹部厚度减少了 18％,体重显著下降;组织切片观察发现,围食膜缺失导致肠道上皮细胞裸露,说明LeCHS2的功能与中肠围食膜的形成有关,对其生长发育至关重要.研究结果表明采用饲喂法干扰LeCHS2后对嗜虫书虱围食膜的形成有破坏作用,从而影响其进食和消化吸收,使其生长发育受阻并最终死亡.

    嗜虫书虱几丁质合成酶2基因功能RNA干扰围食膜

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    水牛卵泡不同发育阶段差异表达基因分析

    徐晓晛蒋晗偲李志鹏崔奎青...
    853-863页
    查看更多>>摘要：本研究旨在利用转录组测序技术探究摩拉水牛(Bubalus bubalis)发情期不同大小卵泡的基因表达谱,并进一步了解其对卵泡发育过程中相关激素的影响.通过对摩拉水牛进行Ovsynch法同期发情处理,B超检测卵泡大小并按照大、中、小3种类型(＞8mm、4～7mm、0～3 mm)区分,活体采集卵泡液后提取RNA送单细胞转录组测序.将获得的数据进行组间两两比较,以|log2fold change|≥ 1且P＜0.05为标准筛选差异转录本,并取各组差异表达转录本并集共1 473个转录本做表达趋势筛选,其中587个转录本符合牛卵泡发育过程中的转录调控规律,通过GO和KEGG富集分析并筛选得到了 33条通路,各通路主要与细胞间相互作用、类固醇生成和激素产生、细胞分化和发育、细胞运动、代谢调节、生理适应性等过程相关.通过对通路上的基因进行蛋白质互作网络分析,进一步获得了可能影响水牛卵泡发育过程中激素调节的关键基因,如BAMBI、FST、INHA、INHBA、INHBB、G4TA6和GFAP.综上,该研究结果为进一步探究水牛卵泡发育过程中的关键基因及可能的分子调控机制提供了参考.

    水牛(Bubalusbubalis)卵泡大小卵母细胞激素调节转录组测序

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