了解动植物机能的遗传基础

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草鱼(学名Ctenopharyngodon idellus)基因组草图揭示了其自身的进化与草食性适应。

Wang Y、Lu Y、Zhang Y、Ning Z、Li Y、Zhao Q、Lu H、Huang R、Xia X、Feng Q、Liang X、Liu K、Zhang L、Lu T、Huang T、Fan D、Weng Q、Zhu C、Lu Y、Li W、Wen Z、Zhou C、Tian Q、Kang X、Shi M、Zhang W、Jang S、Du F、He S、Liao L、Li Y、Gui B、He H、Ning Z、Yang C、He L、Luo L、Yang R、Luo Q、Liu X、Li S、Huang W、Xiao L、Lin H、Han B、Zhu Z

自然遗传学 47
625-31

2015

摘要 Illumina摘要

摘要

草鱼是一种重要的草食性养殖鱼,其产量约占全球淡水养殖的16%。本次报告的对象为0.9 Gb的雌核发育雌性成年草鱼基因组草图和1.07 Gb的野生雄性成年草鱼基因组。通过基因组注释,在雌鱼基因组中识别了27,263个蛋白编码基因模型。在24个连锁群上,总共固定了114个共含573 Mb的支架。据估计,草鱼是在4900-5400万年前与斑马鱼之间出现分歧的。我们在草鱼中识别了与斑马鱼相关的染色体融合,而且报告表明草鱼的X和Y染色体之间频繁发生交叉。我们发现草鱼从肉食性鱼适应为草食性鱼与肝脏中甲羟戊酸通路和类固醇生物合成的转录激活有关。我们相信我们可以将草鱼基因组作为一个初始平台,以利用基因组方法来培育更高质量的鱼。

Illumina摘要

草鱼是一种重要的养殖鱼,其产量约占全球淡水养殖的16%。本文的研究对象为0.9 Gb的雌核发育雌性成年草鱼基因组草图和1.07 Gb的野生雄性成年草鱼基因组。借助采用HiSeq 2000的Illumina高通量测序,作者对采自野生草鱼的鲤鱼科DNA进行了测序,并对这两个经过组装的基因组进行了分析,以此注释蛋白编码基因,并与鲤鱼科鱼类进化史中的其他物种进行对比。进化分析强调了鲤鱼科鱼类肝脏中甲羟戊酸通路和类固醇生物合成的转录激活与草鱼从肉食性鱼适应为草食性鱼之间存在关联。

利用全基因组测序揭示达尔文雀及其喙嘴的进化历程。

Lamichhaney S、Berglund J、Almén MS、Maqbool K、Grabherr M、Martinez-Barrio A、Promerová M、Rubin CJ、Wang C、Zamani N、Grant BR、Grant PR、Webster MT、Andersson L

自然 518
371-5

2015

摘要 Illumina摘要

摘要

达尔文雀栖息在加拉帕戈斯群岛和科科斯岛,是物种形成与适应性进化研究的经典模型。在本研究中,我们对代表所有达尔文雀物种以及两个近缘物种的120只个体进行了全基因组重测序。进化分析揭示了与基于表型的分类学之间所存在的重要差异。我们发现了可表明在整个辐射过程中物种之间出现过基因流动的大量证据。通过杂交,拥有混合血统的物种得以产生。鉴于ALX1基因可以编码影响颅面发育的转录因子,因此包含ALX1基因的240千碱基单体型与所有达尔文雀种间以及勇地雀种内的喙形多样性密切相关。其中,勇地雀为适应环境变化,经历了快速的喙形进化过程。ALX1单体型导致各种达尔文雀之间出现喙形差异,从而使它们的取食来源也变得大为不同。

Illumina摘要

达尔文雀栖息在加拉帕戈斯群岛和科科斯岛,是物种形成与适应性进化研究的经典模型。本研究不是通过达尔文最先提出的表型特征来评估加拉帕戈斯雀类的种系发生的,而是采用Illumina HiSeq进行了全基因组测序。对于一些物种,基于常染色体基因组序列而产生的种系发生与达尔文表型种系发生所导致的种系发生表现出了差异。作者对分别来自两个喙形差异较大的近缘物种的15 kb基因组区域进行了比较,从而确定了与喙形相关联的位点。此方法揭示了一个包含ALX1基因的240 kb单体型,其中ALX1基因可编码影响颅面发育的转录因子。

捕鱼芋螺利用专门的胰岛素发动化学战争。

Safavi-Hemami H、Gajewiak J、Karanth S、Robinson SD、Ueberheide B、Douglass AD、Schlegel A、Imperial JS、Watkins M、Bandyopadhyay PK、Yandell M、Li Q、Purcell AW、Norton RS、Ellgaard L、Olivera BM

美国国家科
学院院刊
A 112 1743-8

2015

摘要 Illumina摘要

摘要

有逾百种的有毒芋螺(芋螺属)堪称高效的鱼类捕食者。迄今为止,大部分已识别并辨明功能特征的毒液成分都是专门针对猎物、捕食者和竞争对手的神经系统中受体、离子通道和转运蛋白的神经毒素。而我们在此描述的则是一种针对能量代谢的毒液成分,能量代谢属于一种完全不同的机制。地纹芋螺和郁金香芋螺这两种捕鱼芋螺进化出了专门的胰岛素,以此作为其毒液中的主要成分。相对于软体动物的激素,这些胰岛素与鱼胰岛素更为相似,而且独特之处在于其存在特有芋螺毒素(羟脯氨酸、γ-羧基谷氨酸)的转译后修饰。向鱼注射毒液胰岛素后,鱼便会发生低血糖休克,这是一种以危险的低血糖为特征的症状。我们的证据表明,在那些使用撒网策略捕获猎物的捕鱼芋螺当中,其中一个支系会专门将胰岛素用作捕获猎物的武器。胰岛素是混合毒素“涅槃阴谋”的成分之一,芋螺会将“涅槃阴谋”释放到水中迷惑小鱼鱼群,这样它们便能轻易地使用如同渔网一般扩张的假嘴来吞没这些鱼。如果整个鱼群同时遭遇低血糖休克,这便能直接促进捕食性螺类成功捕获猎物。

Illumina摘要

有毒芋螺(芋螺属)是高效的鱼类捕食者。众所周知,螺类会在其毒液中使用专门针对鱼类神经系统的芋螺毒素。本研究的对象为两种捕鱼芋螺,这两种芋螺将某种专门的胰岛素作为其主要毒液成分,以此来操控鱼的能量代谢。毒素胰岛素会致使低血糖休克,这是一种以危险的低血糖为特征的症状。作者利用质谱分析法识别了毒液成分,并运用Illumina RNA测序对其表达进行了特征分析。

兰科植物小兰屿蝴蝶兰的基因组序列。

Cai J、Liu X、Vanneste K、Proost S、Tsai WC、Liu KW、Chen LJ、He Y、Xu Q、Bian C、Zheng Z、Sun F、Liu W、Hsiao YY、Pan ZJ、Hsu CC、Yang YP、Hsu YC、Chuang YC、Dievart A、Dufayard JF、Xu X、Wang JY、Wang J、Xiao XJ、Zhao XM、Du R、Zhang GQ、Wang M、Su YY、Xie GC、Liu GH、Li LQ、Huang LQ、Luo YB、Chen HH、Van de Peer Y、Liu ZJ

自然遗传学

2014

摘要 Illumina摘要

摘要

兰科植物以其繁茂的花朵及其他繁殖和生态适应性著称,是最具多样性的植物科之一。在本研究中,我们对常用的兰花育种父母本 — 热带附生兰科植物小兰屿蝴蝶兰进行了基因组测序。小兰屿蝴蝶兰是首种完成基因组测序的景天酸代谢(CAM)植物。我们所组装的基因组中预计包含29,431个蛋白编码基因。我们发现,由于杂合性,自交不亲和性通路可能涉及的基因会富集那些容易被不完全组装的重叠群。我们发现了表明在大部分兰科植物进化枝辐射之前出现过特定于兰花的古多倍化事件的证据,并且我们的结果表明基因复制可能是小兰屿蝴蝶兰的CAM光合作用得以进化的原因。最后,我们发现了经过扩大和多样化发展的MADS-box家族C/D类、B类AP3和AGL6类基因,它们可能是导致兰科植物花朵的形态出现高度专业化发展的原因。

Illumina摘要

兰科植物以其繁茂的花朵及其他繁殖和生态适应性著称,是最具多样性的植物科之一。本研究展现了热带附生兰科植物小兰屿蝴蝶兰的基因组序列,小兰屿蝴蝶兰是一种常用的兰花育种父母本。作者使用Illumina HiSeq 2000对插入大小范围在160 bp到20 kb之间的文库进行了高通量测序。在对基因内容进行基因组注释,并利用进化分析评估基因组后,对景天酸代谢(CAM)基因的进化史进行了特征分析。

切叶蚁等级特异的RNA编辑组。

Li Q、Wang Z、Lian J、Schiøtt M、Jin L、Zhang P、Zhang Y、Nygaard S、Peng Z、Zhou Y、Deng Y、Zhang W、Boomsma JJ、Zhang G

自然通讯
5 4943

2014

摘要 Illumina摘要

摘要

群居昆虫已进化出一种能力,可以从相同的基因产生具有独特形态、繁殖及行为特征的成虫。近期研究表明RNA编辑可增强转录后级别的基因产品多样性,特别是在抑制神经系统的功能更改方面效果明显。使用切叶蚁的头部样本,我们比较了不同社会性等级之间的RNA编辑组。检测了蚁后、大工蚁和小工蚁的11,000个RNA编辑位点。这些编辑位点对应800个基因功能,主要集中在神经信号传导、昼夜节律调节、温度应答、RNA剪接及羧酸生物合成。大部分切叶蚁编辑位点都具有物种特异性,但有8-23%的编辑位点在蚂蚁亚科之间具有保守性并在蚂蚁的真社会性进化过程中具有重要的作用。相同位点在各社会性等级之间的编辑水平存在差异,建议将RNA编辑作为绘制蚂蚁社会性等级行为的常规机制。

Illumina摘要

群居昆虫已进化出一种能力,可以从相同的基因产生具有独特形态、繁殖及行为特征的成虫。在本研究中,作者在Illumina HiSeq2000上使用特定链RNA-Seq来分析切叶蚁蚁后的头部组织样本,以及来自其他经过基因组测序的蚂蚁的数据,以评估RNA编辑在调节各社会性等级之间的功能基因差异方面可能发挥的作用。他们发现编辑位点对应800个基因功能,主要集中在神经信号传导、昼夜节律调节、温度应答、RNA剪接及羧酸生物合成。所发现的大部分编辑位点都具有物种特异性,建议将RNA编辑作为绘制蚂蚁社会性等级行为的常规机制。研究表明,对于绘制蚂蚁社会性等级行为,RNA编辑是一种重要的机制,但此前未获得应有重视。

基因组解析揭示番茄的育种历史。

Lin T、Zhu G、Zhang J、Xu X、Yu Q、Zheng Z、Zhang Z、Lun Y、Li S、Wang X、Huang Z、Li J、Zhang C、Wang T、Zhang Y、Wang A、Zhang Y、Lin K、Li C、Xiong G、Xue Y、Mazzucato A、Causse M、Fei Z、Giovannoni JJ、Chetelat RT、Zamir D、Städler T、Li J、Ye Z、Du Y、Huang S

自然遗传学 46
1220-6

2014

摘要 Illumina摘要

摘要

农作物驯化及育种的历史都记录在基因组中。虽然番茄是植物生物学及育种的典范,但人类选择的本质改变了其基因组这一理论仍未获得广泛认知。在本研究中,我们根据360份番茄种质的基因组序列对番茄的进化进行了全面分析。重点针对两组独立的数量性状基因座(QTL)提供了驯化及改良的证据,结果表明经过长期人工驯化,番茄果实增大了100多倍。此外,我们还发现了现代番茄的主要基因组特征,揭示了导致果实呈粉红色的致病变异,并精确地展示了与野生种质渗入关联的连锁累赘。本研究介绍了研究成果以及历史选择的成本,为进一步的改良奠定了分子基础。

Illumina摘要

农作物驯化及育种的历史都记录在基因组中。本研究根据360份来自番茄基因学资源中心的番茄种质的基因组序列,对番茄的进化进行了全面分析。作者使用Illumina HiSeq 2000进行DNA测序,并重点针对两组独立的数量性状基因座(QTL)分析了单核苷酸多态性。作者发现了现代番茄的主要基因组特征,揭示了导致果实呈粉红色的致病变异,并精确地展示了与野生种质渗入关联的连锁累赘。

摘要 Illumina摘要

摘要

云南松毛虫及思茅松毛虫是生活在中国西南部针叶林中的两种关系密切的同域害虫。这两种昆虫的嗅觉通讯系统因其在经济上的重要性已受到广泛关注。但是,对于这些昆虫的气味检测的分子方面的认知仍然不足。此外,虽然在昆虫嗅觉研究中已广泛使用鳞翅目昆虫,但对相近毛虫之间的嗅觉识别机制的比较研究依然较弱。在本研究中,对这两种飞蛾的触角转录组进行了新一代测序,以识别主要的嗅觉基因。比较这两种飞蛾的触角转录组后,我们发现它们展现出高度近似的转录相关的基因本体(GO)术语。我们还进一步分析了两个物种的化学感应基因族群。我们在云南松毛虫中识别出23个推定气味结合蛋白(OBP)、17个化学感应蛋白(CSP)、2个感觉神经元膜蛋白(SNMP)、33个气味受体(OR)和10个离子型受体(IR);在思茅松毛虫中识别出27个推定OBP、17个CSP、2个SNMP、33个OR以及9个IR。所有这些转录都具有全长或几乎是全长。比较了其他鳞翅目昆虫物种及模型昆虫中的垂直同源的预测蛋白序列,包括家蚕、烟草天蛾、烟芽夜蛾、黑脉金斑蝶、大螟、苹果蠹蛾及黑腹果蝇。云南松毛虫和思茅松毛虫的垂直同源基因的序列同源性非常高。此外,根据它们的表达水平已对嗅觉基因进行分类,较高表达水平的基因是我们未来功能研究的目标。有趣的是,很多较高表达水平的基因都是云南松毛虫和思茅松毛虫的垂直同源基因。我们还发现典型OBP根据其结构基元被进一步分为三组,这有助于未来的功能研究。令人惊讶的是,在两种松毛虫物种中并未识别到信息素受体,这可能表示松毛虫中存在特殊的信息素识别机制。我们的成果为进一步的信息素功能研究及宿主植物挥发性识别基因奠定了基础,并为虫害治理提供了新的候选目标。

Illumina摘要

云南松毛虫及思茅松毛虫是生活在中国西南部针叶林中的两种关系密切的同域害虫。这两种昆虫的嗅觉通讯系统因其在经济上的重要性已受到广泛关注。在这篇论文中,作者在HiSeq2000上使用Illumina测序对这两种同域林区飞蛾的触角转录组进行了全面的分析。进一步了解了飞蛾嗅觉受体的分子通路及功能,为未来的虫害治理提供了新的目标。

针对大马哈鱼虱体外寄生虫的嗅觉系统的见解分析:新离子型受体的分子特征分析和基因转录分析。

Núñez-Acuña G、Valenzuela-Muñoz V、Marambio JP、Wadsworth S、Gallardo-Escárate C

实验寄生虫学

2014

摘要 Illumina摘要

摘要

尽管已阐明昆虫嗅觉系统的各种要素,但实际尚未对甲壳动物的嗅觉系统展开分子层面的研究。在各种甲壳动物中,某些种类被归类为体外寄生虫,影响着鱼类养殖业。因此,迫切需要确定和了解宿主识别中此类体外寄生虫所使用的信号通路。当前通过RNA-seq和qPCR分析完成的研究,除了发现鲑鱼虱不同成长阶段所表达的转录组模式之外,还查明了大马哈鱼虱的嗅觉系统中涉及的新转录本。从Illumina测序生成的转录组文库中,识别并提取了针对离子型受体注释的重叠群以及嗅觉系统中涉及的其他基因。我们获取了离子型谷氨酸受体25的完整长度mRNA — 3923bp;而对于谷氨酸受体红藻氨酸离子2,其完整长度的mRNA为2737bp。此外,还发现了其他两种被识别为类似于谷氨酸受体红藻氨酸离子2的转录本。针对大马哈鱼虱不同成长阶段中的转录表达执行了计算机模拟分析,并根据RPKM的值构建了簇。通过离子型受体中的qPCR分析对基因转录数据进行验证,显示与桡足类幼体阶段相关的谷氨酸受体25的表达,而成年动物(特别是雄性)与红藻氨酸2及类似于红藻氨酸2的转录本相关。此外,离子型受体的基因转录分析显示了过度表达,对鲑鱼饮食中存在的掩蔽化合物和免疫刺激剂有所反应。此反应与体内刺激带来的海虱感染减少相关。掩蔽化合物饮食显示了虱病最多减少25%。这项工作有助于累积有关化学感应系统中此类体外寄生虫的可用知识,从而提供各种新要素,以了解鲑鱼虱的宿主寻找流程。

Illumina摘要

在各种甲壳动物中,某些种类被归类为体外寄生虫,影响着鱼类养殖业。众所周知,部分种类会使用包括识别信息化学物质在内的各种机制找到它们的宿主。在本研究中,作者使用Illumina MiSeq平台进行转录组学分析,对大马哈鱼虱的嗅觉系统展开研究。离子型受体显示了过度表达,对鲑鱼饮食中存在的掩蔽化合物和免疫刺激剂有所反应。此反应与体内刺激带来的海虱感染减少相关:掩蔽化合物饮食显示了虱病最多减少25%。

通过超深度测序展现的玉米幼苗转录组的近完整快照。

Martin JA、Johnson NV、Gross SM、Schnable J、Meng X、Wang M、Coleman-Derr D、Lindquist E、Wei CL、Kaeppler S、Chen F、Wang Z

Sci Rep 4
4519

2014

摘要 Illumina摘要

摘要

通过RNA测序(RNA-seq)可以深入了解转录组,但标准测序深度通常会限制其全面性。在本研究中,我们用玉米幼苗样本生成了将近30亿个RNA-Seq片段,总共341 Gb的序列。在此深度下,对转录组的近完整快照进行观察,发现其中包含90%以上的已注释转录本(包括低表达转录因子)。结合从头组装以及参考组装的新杂交策略生成了包含126,708个转录本的转录组,其中表达的已知基因有88%已完全组装。我们对当前注释进行了改进,添加了4,842个之前未注释的转录本变异以及许多新功能,包括212个玉米转录本、201个基因、未记录幼苗潜在作用的10个基因以及玉米家族特定基因融合事件。我们通过生成高质量转录组为研究界提供丰富的资源,从而展示了针对大型转录组研究的深度测序功能。

Illumina摘要

玉米基因组为植物转录组研究提供了一个良好的模型,因为还存在许多与基因识别和注释相关的挑战。本研究的目标是通过对玉米幼苗mRNA样本的转录组进行测序,深入了解片段深度对组装和注释全面性的影响。在样本测序中,结合使用了Illumina Genome Analyzer和Illumina HiSeq。从将近30亿个RNA-Seq片段中,总共检测出了126,708个转录本。通过向玉米基因组添加4,842个之前未注释的转录本变异,作者对当前注释进行了改进,同时还展示了深度测序在检测罕见转录本方面的功能。

豆科植物基因组学:通过DNA和RNA测序了解生物学。

O'Rourke JA、Bolon YT、Bucciarelli B、Vance CP

植物学纪事 113
1107-20

2014

摘要

摘要

豆类家族(Leguminosae)包含大约17 000个种类。其中一些种类(包括但不限于菜豆、鹰嘴豆和木豆)是重要的膳食成分,为全球约3亿人口提供蛋白质。大豆(Glycine max)和苜蓿(Medicago sativa)等其他种类是重要的农作物,主要用作动物饲料。此外,豆科植物发挥着重要的生物固氮作用,它们可以与根瘤菌形成共生关系以固定大气中的氮气,并为下一季农作物提供高达30 %的可用氮气。豆科植物研究界应用基因组测序项目、基因组重测序(DNA-seq)和转录组测序(RNA-seq)等高通量基因组技术,针对基因组进化、基因组结构和驯养提供了重要见解。

Illumina摘要

单细胞基因组学和单细胞转录组学已成为研究全基因组范围内单细胞生物学的强大工具。在这篇具有突破性的论文中,作者阐述了他们如何从同一个细胞中提取DNA和mRNA来进行完整的转录组和基因组分析。通过采用拟线性扩增策略和Illumina HiSeq进行测序,他们证实了他们的方法与现有基因组DNA或mRNA单细胞测序方法的效率接近。此外,他们还发现生成的转录本数中细胞间变异性较高的基因的基因组拷贝数较低,反之亦然。

兽医免疫学和
免疫病理学
159 74-82

2014

摘要 Illumina摘要

摘要

通过影响靶点基因的3'-UTR,MicroRNA (miRNA)在转录后调控中起着关键性作用。以针对马立克氏病分别显示出抗病表型和易感表型的两个近亲繁殖的白来航鸡品系(品系6.3和品系7.2)为对象,我们进行了小RNA高通量测序(HTS),以研究这两个鸡品系在诱发坏死性肠炎(NE)后是否会具有不同的miRNA表达。根据实时PCR中的miRNA表达情况,从在诱发NE之后下调或上调幅度最大的miRNA中确定了12个miRNA。在这些miRNA中,miR-215、miR-217、miR-194、miR-200a、miR-200b、miR-216a、miR-216b和miR-429在来源于品系7.2的肠道内表现出了较高的表达水平,而miR-1782和miR-499则得到了下调。在脾脏内,miR-34b和miR-1684是品系6.3中上调幅度最大的miRNA。尤为令人注意的是,在六个靶点基因中,其中五个(即CXCR5、BCL2、GJA1、TCF12和TAB3)都在品系6.3和品系7.2中显示出了不同的表达,而且在易感马立克氏病的鸡品系中表现出了抑制作用。它们的表达水平与从HTS和定量实时PCR中获取的miRNA的表达水平之间存在反向关联。这些结果表明,一些miRNA为反应NE会发生不同的改变,而且它们会调节自身靶点基因在这两个近亲繁殖的品系中的表达。综上所述,针对显示不同疾病表型的的近亲繁殖鸡,通过在它们遭受NE后对它们的肠道miRNA进行HTS分析,识别出了受到miRNA调控的宿主免疫基因。如果将来能对这些miRNA以及它们的靶点基因在宿主中的功能展开研究,则可就控制NE中的宿主-病原体相互作用的分子机制加强了解。

Illumina摘要

坏死性肠炎(NE)是一种主要的家禽肠道疾病,因感染产气荚膜梭菌所导致。本研究采用Illumina HiSeq2000平台进行了小RNA测序,从而探索了两个近亲繁殖的鸡品系的NE疾病进程。通过比较两个鸡品系的miRNA表达,作者发现一些miRNA为反应NE会发生不同的改变,而且它们会调节自身靶点基因的表达。综上所述,针对显示不同疾病表型的的近亲繁殖鸡,通过在它们遭受NE后对它们的肠道miRNA进行HTS分析,识别出了受到miRNA调控的宿主免疫基因。

自然生物技术
33 285-9

2014

摘要 Illumina摘要

摘要

禽致病性大肠杆菌(APEC)会导致家禽业遭受重大经济损失。以未攻毒(NC)、轻度攻毒(MD)和重度攻毒(SV)这三组鸡为对象,我们研究了脾DNA甲基化组,并识别了与宿主对APEC的反应相关的功能性DNA甲基化改变。DNA甲基化在基因主体中得到了富集,且此过程一再重复。启动子和CGI受到了低甲基化。在NC对照MD、NC对照SV和MD对照SV的三组集成分析中,分别有22、87和9个基因表现出了反向改变的DNA甲基化和基因表达。其中包含IL8、IL2RB和IL1RAPL1。基因网络分析表明,不仅是炎症反应,例如生物体损伤与异常、细胞信号传导以及分子输运等其他网络和通路都很可能与宿主对APEC感染的反应相关。此外,细胞周期过程中的甲基化改变可能是导致MD与SV之间出现病变表型差异的原因。

Illumina摘要

禽致病性大肠杆菌(APEC)是导致家禽业遭受重大经济损失的最常见感染性疾病之一。在本研究中,作者研究了为反应APEC感染而产生的脾DNA甲基化组。作者在制备文库时遵循了MeDip-seq操作流程,在测序时使用了Illumina HiSeq2000。作者发现,不仅是炎症反应,例如生物体损伤与异常、细胞信号传导以及分子输运等其他网络和通路都很可能与宿主对APEC感染的反应相关。

Dicer-like 3生成的转座元件相关24-nt siRNA可调控水稻农艺性状。

Wei L、Gu L、Song X、Cui X、Lu Z、Zhou M、Wang L、Hu F、Zhai J、Meyers BC、Cao X

美国国家科
学院院刊
A 111 3877-82

2014

摘要 Illumina摘要

摘要

水稻(Oryza sativa)基因组超过35%的序列由转座元件(TE)和重复序列构成。宿主根据不同的表观遗传机制(包括DNA甲基化、组蛋白H3K9甲基化和组蛋白H3K4去甲基化)调控TE的活性。TE还会影响宿主基因的表达。例如,微型反向重复转座元件(MITE),即分散的高拷贝数DNA转座元件,可以影响旁临基因的表达。植物中的24-nt小干扰RNA (siRNA)主要来源于重复序列和TE。然而,具体到哪些TE,特别是与24-nt siRNA相关的MITE会影响基因表达仍不清楚。在本研究中,我们证明水稻Dicer-like 3酶OsDCL3a主要负责处理24-nt siRNA。通过RNA干扰消弱OsDCL3a表达引发了影响重要农艺性状的表型,这些表型包括株高降低、叶夹角变大以及穗长变短。我们利用小RNA深度测序鉴别出了535,054个24-nt siRNA簇。其中约82%为OsDCL3a依赖性,显著富集MITE。OsDCL3a功能下降会减少主要来自MITE的24-nt siRNA,从而导致邻近基因表达增高。OsDCL3a直接靶向了与赤霉素和油菜素内酯稳态相关的一些基因;OsDCL3a缺陷有可能影响这些基因,由此导致矮小和剑叶角扩大等表型。我们的工作确定了OsDCL3a依赖性的、源自MITE的一些24-nt siRNA作为广泛功能调控因子微调了基因表达,这有可能是基因组中富含分散重复序列或TE的高等植物一种保守的表观遗传机制。

Illumina摘要

水稻(Oryza sativa)基因组超过35%的序列由转座元件(TE)和重复序列构成。具体到哪些TE,特别是与24-nt siRNA相关的MITE会影响基因表达仍不清楚。在本研究中,我们证明水稻Dicer-like 3酶OsDCL3a主要负责处理24-nt siRNA。作者使用Illumina深度测序鉴别出了535,054个24-nt siRNA簇,其中约82%为OsDCL3a依赖性,显著富集MITE。

摘要

摘要

果实发育是一个高度协调的复杂生物学过程,伴随叶绿素的降解并分化为有色体,而且涉及水果在色泽及味觉等感官方面的变化。本研究对转录组和蛋白质组进行综合调查,以便识别自然晚熟突变体(“奉晚”甜橙)及其野生型(“奉节72-1”)在水果催熟中涉及的重要调节因子和通路。在转录本水平,RNA测序方法检测到突变体和野生型之间有628个基因显示出两倍或两倍以上的差异倍数。在蛋白水平,根据iTRAQ(同位素标记相对和绝对定量)分析显示,130个蛋白在其相关丰度中表现出1.5倍以上(含)的差异。转录组与蛋白质组之间的比较数据揭示了柑橘类水果成熟时期内代谢的一些调控作用。研究显示,首先,植物激素信号转导路径和细胞壁代谢富集了大量差异基因数量。其次,我们发现与成熟相关的转录本与蔗糖代谢途径之间存在关联,说明这些合成代谢途径在果实成熟期间发挥着重要作用。第三,大量基因显示转录本和蛋白水平存在不一致的情况,代表了转录后的各种时期。这些研究结果揭示了在柑橘成熟期间不同果实成熟时期的情况,让人们从新的视角了解柑橘成熟调控网络下的分子机制。

Illumina摘要

单细胞基因组学和单细胞转录组学已成为研究全基因组范围内单细胞生物学的强大工具。在这篇具有突破性的论文中,作者阐述了他们如何从同一个细胞中提取DNA和mRNA来进行完整的转录组和基因组分析。通过采用拟线性扩增策略和Illumina HiSeq进行测序,他们证实了他们的方法与现有基因组DNA或mRNA单细胞测序方法的效率接近。此外,他们还发现生成的转录本数中细胞间变异性较高的基因的基因组拷贝数较低,反之亦然。

对籼稻Kasalath构建伪分子测序,用于对亚洲栽培稻进行比较基因组学研究。

Sakai H、Kanamori H、Arai-Kichise Y、Shibata-Hatta M、Ebana K、Oono Y、Kurita K、Fujisawa H、Katagiri S、Mukai Y、Hamada M、Itoh T、Matsumoto T、Katayose Y、Wakasa K、Yano M、Wu J

DNA研究

2014

摘要 Illumina摘要

摘要

亚洲栽培稻(Oryza sativa)在其驯育和调整期间会影响到基因结构,在生理和形态上都显示出可观的变异。我们使用高级的新一代测序(NGS)技术深入了解各种高度分化的栽培品种之间的测序和结构变化,并在此描述籼稻Kasalath的全基因组测序方式。全新组建的Kasalath序列表示91.1% (330.55 Mb)的基因组,而且包括35139个由RNA-Seq分析注释表达的位点。我们在Kasalath与日本晴之间检测到2,787,250个单核苷酸多态性(SNP)和7393个大型插入/缺失位点(>100 bp),在Kasalath与93-11之间则检测到2,216,251个SNP和3780个大型插入缺失。在这些栽培品种之间对基因内容展开广泛的比较,发现基因获得率和缺失率相似。与日本晴参考基因组相比,我们在Kasalath基因组中检测到至少7.39 Mb插入的序列和40.75 Mb未映射的序列。对50种水稻品种的公开式NGS短片段进行的映射,证实了使用Kasalath全基因组序列作为附加参考以捕获序列多态性的必要性和价值所在,因为如果单独使用Nipponbare序列,根本无法发现该序列多态性。

Illumina摘要

亚洲栽培稻在生理和形态上都显示出可观的变异。在本研究中,作者对籼稻Kasalath使用Illumina GAIIx和HiSeq全基因组测序,更加全面地了解了高度分化的栽培品种之间序列和结构上的变化。对50种水稻品种的公开式NGS短片段进行的映射,证实了使用Kasalath全基因组序列作为附加参考以捕获序列多态性的必要性和价值所在,因为如果单独使用Nipponbare序列,根本无法发现该序列多态性。

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