期刊,基因组学与应用生物学 2024年卷9期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

基因组学与应用生物学

主　　编：李宁

出版周期：双月刊

国际刊号：1674-568X

电子邮箱：gab@gabcn.org

电　　话：0771-3232621，3239102

邮政编码：530004

地　　址：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

植物生物钟的研究进展

廖宁邱阳石双连范优荣...

1483-1498页

查看更多>>摘要：在漫长的进化过程中,植物逐渐建立起了一套能够提前预测环境变化的调控网络——生物钟.它不仅仅是植物内部的分子计时器,更是植物与环境间联系的一座桥梁.通过输入途径将环境中授时因子(光照、温度等)发生变化的信息传递给核心振荡器;而后,生物钟核心基因依据信号通过输出途径调控下游钟控基因,从多个方面保证了植物与环境交互过程中的"利益最大化"和"损失最小化",增强植物对于环境的适应能力.本文重点描述了生物钟在植物的生长发育和胁迫应答过程中发挥的作用,例如,开花时间、碳水化合物代谢以及下胚轴伸长的控制,高温、干旱等非生物胁迫应答的调控.同时对容易混淆的两对概念:近日节律(circadian rhythms)与昼夜节律(diurnal rhythms)、授时因子时间(zeitgeber time)与近日节律时间(circadian time),通过图示的方式进行了简洁明了的阐述.随着模式植物研究的逐渐深入,作为主要粮食作物的水稻(Oryza sativa),其生物钟基因的鉴定与功能分析也越来越完善.我们在多年生水稻基因表达节律方面也开展了系列研究.水稻生物钟参与环境交互以及水稻生长发育的方式渐渐明了,如抽穗期的调控和盐胁迫应答等,这些研究结果将有助于改善水稻农艺性状,拓展水稻的种植范围,缓解粮食安全问题.

关键词：

近日节律生物钟核心振荡器生长发育胁迫应答水稻

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万方数据

基于亚细胞水平RNA-seq鉴定RIDD潜在靶基因

王梦琪陈加余

1499-1509页

查看更多>>摘要：RIDD(regulated inositol-requiring enzyme 1 dependent RNA decay,受调控的肌醇需求酶1依赖性的 RNA 降解)是内质网应激传感器IRE1(inositol-requiring enzyme 1,肌醇需求酶1)的RNA内切酶活性的表现形式之一.RIDD与细胞命运密切相关,参与调控细胞分化、脂质和糖类代谢以及炎症反应等.因此,明确RIDD靶基因及其生理意义对于疾病机制解析、新靶点发现和新疗法开发具有重要意义.然而,当前的RIDD靶基因研究尚存在诸多问题,新的靶基因有待发现.本研究基于亚细胞水平RNA-seq,设置了三个筛选RIDD潜在靶基因的标准:(1)内质网应激后,细胞质中特异性下调的基因;(2)在内质网膜胞质侧富集表达的基因;(3)具有一致序列CUGCAG且能形成茎环结构的基因.最终,本研究鉴定出128个RIDD潜在靶基因.相较于其他研究,本研究聚焦于内质网膜胞质侧RNA的序列依赖性的降解,排除了转录水平变化和其他RNA降解机制等因素的干扰.这些潜在靶基因除富集于细胞分裂相关通路外,还与Wnt(wingless-related integration site,无翅整合相关位点)信号通路密切相关.该发现有助于阐明内质网应激调控Wnt信号通路的机制,并有望为Wnt活动异常相关癌症的治疗提供新靶点及新思路.

关键词：

内质网应激受调控的肌醇需求酶1依赖性的RNA降解肌醇需求酶1Wnt

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万方数据

ISDT:一种基于高通量测序数据的外源序列插入位点检测工具

张镇杨芊茹杜含笑李雨桐...

1510-1520页

查看更多>>摘要：精准识别外源序列插入位点对于转基因研究、基因编辑研究及疾病机制探索等领域至关重要.随着高通量测序技术的快速发展和广泛应用,越来越多的研究者将高通量测序技术应用到插入位点分析研究中来,深入探索外源序列插入事件.基于这样的背景,本文开发一款基于高通量测序数据的外源序列插入位点精准识别检测工具(insertion sites detection tool,ISDT),该工具引入了一种新颖的外源序列插入位点精准识别算法,该算法的核心是基于滑动打断候选read的比对和4种模式检索(Forward-Reverse模式、Reverse-Forward模式、Forward-Forward模式和Reverse-Reverse模式)从而实现精准识别插入位点.为评估该插入位点检测工具的性能,我们不仅采用不同插入类型(包括单点插入类型、单个外源片段插入类型、外源性同源片段插入类型、不同染色体上的外源性片段插入类型、不同染色体上的外源性同源片段插入类型)的模拟数据和植物T-DNA、动物F8基因的真实数据进行了全面的测试,还将该检测工具和发表的分析方法进行了比较,本工具均展现了出色的准确性和灵敏度.本文开发的检测工具作为一种高效、准确的插入位点检测工具,其跨物种的适用性及对真实复杂数据的处理能力,为未来的转基因研究、基因编辑研究及疾病机制探索等提供了重要的支持,有着广阔的应用前景.

关键词：

高通量测序外源序列插入位点精准识别检测工具

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大叶栎SSR引物开发及育种群体指纹图谱构建

周元杰冯源恒吴东山聂海泉...

1521-1532页

查看更多>>摘要：本研究基于大叶栎(Castanopsis fissa)转录组信息,开发大叶栎SSR分子标记,筛选及验证所开发SSR分子标记的有效性及多态性,对广西梧州大叶栎育种群体进行遗传多样性分析并构建指纹图谱.通过对大叶栎叶片的转录组测序结果进行分析,共挖掘到128 275个SSR位点,其中单核苷酸重复类型SSR位点占总位点的比例最高,为57.03％.通过引物设计和实验筛选,共计开发出225对SSR引物,有效扩增率为63.56％,最终筛选出扩增稳定、条带清晰的引物20对.用该组引物对广西大叶栎育种群体的79个样本进行遗传多样性分析.结果表明,该群体观测等位基因数(observed number of alleles,Na)、有效等位基因数(effective number of alleles,Ne)、Shannon 多样性指数(Shannon's diversity index,I)、观测杂合度(ob-served heterozygosity,Ho)变化范围分别为 2.000～5.000、1.163～2.838、0.266～1.092 和 0.150～0.763,平均值分别为 2.850、1.810、0.690和0.425.优选其中8对SSR引物构建育种群体的指纹图谱,可以实现对广西梧州大叶栎育种群体每个无性系的准确鉴定.综上认为,所开发的20对SSR引物可以满足开展大叶栎群体遗传学研究的需要,所构建的大叶栎育种群体指纹图谱为优良无性系分子鉴定和子代亲本分析提供了可靠的技术手段.

关键词：

大叶栎SSR分子标记遗传多样性指纹图谱

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21个禾本科物种线粒体基因组特征与系统进化分析

杨树琼刘嘉斐江梳澈郭冰倩...

1533-1547页

查看更多>>摘要：不同物种线粒体基因组有其特异的组成结构和进化方式,本研究基于NCBI-Genome数据库已公布的21个禾本科(Poaceae)物种线粒体基因组,利用比较基因组学方法对其线粒体基因组序列特征及亲缘关系进行了比较分析.结果显示,21个禾本科物种的线粒体基因组大小为443～705 kb,(A+T)含量为50％～70％,表现出明显的碱基偏倚现象.不同禾本科物种线粒体基因组所含的开放阅读框(open reading frame,ORF)数目、RNA编辑位点、编码蛋白、tRNA及重复序列类型不尽相同,且同一类编码蛋白、tRNA及重复序列类型在不同物种间的拷贝数也存有差异.不同禾本科物种线粒体基因组间,蛋白编码基因在使用密码子上具备一定的偏好性,偏好于使用AGA(R)、UCU(S)、CU U(L)、ACU(T)和GCU(A).同时,各蛋白编码基因在禾本科物种线粒体遗传进化过程中遭受了不同方向和程度的遗传选择,其中mttB、ccmFn及rpl16等18种蛋白编码基因受到了不同程度的纯化(负)选择(Ka/Ks＜1).线粒体基因组共线性结果和邻接法构建的系统发育进化树结果表明,稻属(Oryza)与簕竹属(Bambusa)物种间,山羊草属(Aegilops)、小麦属(Triticum)、大麦属(Hordeum)和黑麦草属(Loli-um)物种间,玉蜀黍属(Zea)、高粱属(Sorghum)、摩擦禾属(Tripsacum)、香根草属(Chrysopogon)、甘蔗属(Saccharum)及穇属(Eleusine)物种间存在较近的亲缘关系.本研究也为进一步揭示禾本科物种进化过程中的线粒体基因组结构变化和功能研究提供了参考.

关键词：

禾本科线粒体基因组特征亲缘关系

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万方数据

不同种植密度下两个不同耐密植性甘蓝型油菜的转录组比较分析

宋敏钟晓郑潇潇张炳超...

1548-1564页

查看更多>>摘要：合理密植是提高甘蓝型油菜(Brassica napus)产量的重要途径.为探讨油菜对密植的分子响应,本研究以耐密植和不耐密植甘蓝型油菜品种为研究对象,在常规密度和高密度种植条件下对其上位叶和下位叶进行转录组测序.经比较分析,在两品种的上位叶和下位叶样品分别筛选出共有差异表达基因94个和407个,这些基因在两个品种中的表达都随着种植密度不同而表现出差异.通过加权共表达基因网络分析(weighted gene coexpression network analysis,WGCNA)筛选出与耐密植油菜显著正相关的blue和purple模块,对其进行GO富集分析,并从核心基因中筛选出12个核心转录因子(包括EIN3/EIL1、HD-ZIP、bHLH、TCP、NAC和ERF)和1个蓝光受体基因CRY2.功能注释显示多个核心基因对应的拟南芥(Arabidopsis thaliana)同源基因参与避荫反应.本研究可为甘蓝型油菜耐密植性改良提供数据参考和候选基因资源.

关键词：

甘蓝型油菜密植转录组测序WGCNA

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万方数据

不同生长阶段水牛血清代谢物差异比较研究

刘淼儿丁子旭徐祎雪冯彤...

1565-1574页

查看更多>>摘要：本研究旨在比较不同生长阶段的水牛(Bubalus bubalis)血清生化指标以及血清代谢物,以期发掘差异血清生化成分和差异代谢标志物.随机采集30头不同生长阶段(10头犊牛哺乳期、10头断奶期、10头成年期)的水牛血清样本,分别用于测定血清生化指标和血清内源代谢物.研究结果表明,3个生长阶段之间均有显著差异(两两对比P＜0.05)的指标分别是尿素氮、甘油三酯、免疫球蛋白A、总胆固醇和间接胆红素.与成年期水牛相比,犊牛哺乳期水牛总胆固醇水平较低,因为瘤胃吸收的醋酸盐丰度较低和对糖异生的依赖程度较低.血清代谢组比较分析发现,在正负离子模式下分别鉴定出4 824种和11 522种代谢物,从3个生长阶段两两比较后的差异代谢物中筛选到12种血清差异代谢物,包括1,3,7-三甲基尿酸、可可碱、甲基黄嘌呤、尿囊酸、胞苷、3-尿苷丙酸和花生四烯酸等.在不同生长阶段的水牛之间主要在氨基酸和脂肪酸合成代谢通路存在显著差异,说明在水牛犊牛哺乳期向断奶期过渡时,蛋白质代谢途径显著提高,因此建议在基础日粮里适量添加蛋白质,旨在保障水牛健康生长,提高水牛对饲料的利用效率.成年水牛血清中的甲基黄嘌呤和色氨酸含量高,说明成年水牛相较幼年水牛抗氧化能力和免疫能力显著提高.

关键词：

水牛生长阶段血清生化指标代谢组学

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金黄仓鼠乳脂球与乳腺组织转录谱的比较分析

李玉洁蒋晗偲徐晓晛宋新辉...

1575-1585页

查看更多>>摘要：本研究以金黄仓鼠(Mesocricetus auratus)为实验动物,对乳脂球和乳腺进行转录组测序(transcriptome sequencing,RNA-seq),研究其基因表达模式的差异和相关性,探讨应用可多次取样的乳脂球作为研究泌乳特征相关基因表达模式的可行性.采用Trizol法提取金黄仓鼠乳腺组织及乳脂球中的总RNA进行转录组测序,并对乳腺组织和乳脂球中的基因表达模式进行对比分析.结果显示,在金黄仓鼠mRNA中共鉴定出了 21 360个基因,其中12 624(59％)个基因在乳脂球和乳腺组织共表达,包括 7 908 个非差异表达基因(non-differentially expressed genes,NDEGs)和 3 992 个差异表达基因(differentially ex-pressed genes,DEGs).NDEGs仅占基因总数的37％,说明乳腺组织和乳脂球中的基因表达模式存在较大差异.对NDEGs和DEGs分别进行GO和KEGG富集分析,结果显示NDEGs和DEGs均主要富集在脂质代谢等泌乳功能相关的信号通路.随机选取4个与泌乳性状相关的NDEGs和DEGs通过实时荧光定量PCR分析其表达量,结果显示其表达趋势与RNA-seq相符.综上所述,乳脂球和乳腺组织中的基因表达模式具有较大差异,乳脂球不适宜完全替代乳腺组织作为基因表达相关研究的材料,仅可应用干部分泌乳相关基因表达的研究.本研究为应用乳脂球代替乳腺组织研究哺乳动物泌乳性状相关基因的表达及调控机制提供了新的理解和数据参考.

关键词：

乳脂球乳腺组织RNA-seq基因表达

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YBX1基因肠道特异性敲低小鼠模型的建立

齐心语侯梦龙杨兴珍周磊...

1586-1595页

查看更多>>摘要：Y-盒结合蛋白1(Y-box binding protein 1,YBX1)是冷休克蛋白超家族的成员,由YBX1基因编码.YBX1在机体多个组织中高度表达,参与多种生理功能的调节.然而目前YBX1在肠道中的作用尚不清楚.本研究先用CCK-8法在细胞水平上检测过表达/抑制YBX1基因对猪(Sus scrofa)肠上皮细胞IPEC-J2、大鼠(Rattus norvegicus)肠上皮细胞IEC-6增殖的影响.然后利用Cre-loxP基因敲除系统,构建YBX1基因肠道特异性敲低小鼠(Mus musculus)模型.通过YBX1flox/flox小鼠与PVillin-Cre+/-小鼠杂交繁育获得子代小鼠.利用PCR方法鉴定小鼠基因型,采用实时定量PCR技术(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)和Western blot法分别从mRNA水平和蛋白水平检测YBX1基因肠道特异性敲低小鼠和对照小鼠YBX1的表达情况,验证基因敲低的效率.结果表明,过表达/抑制YBX1基因不影响细胞增殖,模型小鼠YBX1的mRNA水平下降为对照鼠的62％,蛋白水平下降为对照鼠的63％,证明YBX1基因肠道特异性敲低小鼠构建成功,为深入研究YBX1在肠道中的功能和作用机制提供稳定可靠的动物模型.

关键词：

YBX1基因肠道组织特异性敲低C57BL/6J小鼠

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芋蝗线粒体全基因组特征及稻蝗亚科线粒体基因组比较分析

侯春州孔佳润王泽凯李云清...

1596-1606页

查看更多>>摘要：芋蝗(Gesonula punctifrons)是莲藕和芋类等水生蔬菜的一种重要害虫,为探究其线粒体基因组结构及稻蝗亚科(Oxyinae)的线粒体基因组进化特征,本研究利用二代测序技术获取芋蝗线粒体全基因组序列,并对芋蝗和其他已报道的11个稻蝗亚科物种的线粒体基因组的基因结构特点及碱基组成等进行比较分析.芋蝗线粒体基因组全长为16 312 bp,A+T含量 76.16％,共包含13个蛋白编码基因(protein-coding genes,PCGs)、22 个转运 RNA(transfer RNA,tRNAs)基因、2 个核糖体RNA(ribosomal RNAs,rRNAs)基因和1个长度为1 496 bp的AT富集区(AT-rich region).稻蝗亚科物种的线粒体基因组长度在15 427～16 402 bp之间,其全基因组序列均呈现明显的AT偏好性(74.75％～76.16％)o tRNA基因二级结构分析显示,除tRNASer(AGN)缺少DHU臂而形成简单的环,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构.基于13个PCGs,采用贝叶斯法(Bayesian inference method,BI)和最大似然法(maximum likelihood method,ML)重建稻蝗亚科系统发育树,结果显示芋蝗位于稻蝗亚科的最基部.本研究获得了芋蝗线粒体基因组全序列,对稻蝗亚科进行线粒体基因组学比较分析,研究结果不仅能够为直翅目(Orthoptera)分子系统学研究提供基础数据,更有助于阐述稻蝗亚科线粒体基因组分化规律.

关键词：

芋蝗稻蝗亚科线粒体基因组结构特征系统发育分析

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