罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)卵巢发育不同时期转录组分析

为发掘罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergii)卵巢发育过程中的重要功能基因,采用IlluminaHiSeqTM4000高通量测序平台对罗氏沼虾卵巢发育四个时期卵巢组织进行转录组测序。所测序列经质控、组装后比对到NR、String、Swiss-prot、Pfam、GO、KEGG数据库中注释,并进行差异基因聚类分析。结果显示,四个样品共产生221580604个Cleanreads,拼接获得95379个Unigenes。分别对四个样品测序文库进行两两比较,共检测到6605个差异表达基因,其中显著上调基因2410个,显著下调基因4195个。GO功能分类显示,共有6422条unigenes可分为分子功能、细胞组分、生物学过程3大类59分支,差异基因主要涉及糖类转运、氨基酸合成、酶活性、细胞膜组成等。通过KEGG通路注释,共有8423条unigenes被注释,涉及184种代谢途径,有7个代谢通路与卵巢发育相关,差异基因的KEGG富集结果显示,药物代谢细胞色素P450通路、氨基丁酸神经元突触、鞘糖脂生物合成、氮素代谢等通路富集显著。此外,对SSR与SNP分子标记进行了鉴定。研究结果为进一步探索罗氏沼虾卵巢发育机制提供了基础信息。     

基于RNA-seq技术的罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)不同组织转录组比较分析

罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)是我国重要的淡水虾养殖品种,为探讨罗氏沼虾不同组织基因表达差异,本研究使用Illumina Hiseq平台分析了罗氏沼虾的7个组织(眼柄、肝脏、卵巢、鳃、心脏、肌肉、精巢)转录组,质控后获得高质量的clean reads 36325476、56796932、36328098、51370140、45010606、43240160、42404294条,共计46.2 Gb的clean reads数据。测序结果经denovo组装共获得95220个Unigenes,每个Unigenes的平均长度为1064.9bp。经过生物信息学方法与五个数据库(NR, GO, COG, KEGG, SWSS-PRO)比对,共注释到20368个Unigenes。其中GO功能注释将Unigenes分为生物过程、细胞组分和分子功能3个大类50个分支;在与COG数据库比对中,共有15798条比对到了同源序列,且一共被分为25类;KEGG代谢通路包括6大类33个小类,可将Unigenes映射到330条代谢通路中。分子标记筛选后获得37751个潜在SSR位点,共发现3228575个SNP位点。本研究通过对罗氏沼虾7个不同组织进行转录组测序,数据组装及功能注释,为进一步深入挖掘和开发利用罗氏沼虾功能基因提供参考。     

军曹鱼响应低氧胁迫转录组SNP位点鉴定及其功能注释分析

为了研究低氧胁迫下军曹鱼肠道转录组中单核苷酸多态性(SNP)标记位点及SNP所在基因SNP-Unigene的作用,通过SOAPsnp软件对军曹鱼幼鱼对照组和低氧胁迫转录组测序结果进行SNP检测,并将其比对到GO、KOG、KEGG数据库进行功能注释。结果显示,军曹鱼转录组SNP位点分布在26 120条SNP-Unigene上,共检测到431 845个SNP位点,SNP平均发生频率约为1/171 bp;SNP-Unigene功能注释发现,在低氧胁迫条件下,军曹鱼SNP-Unigene主要涉及信号转导、传染病、癌症和内分泌系统等信号通路。进一步筛选到3 417条SNP-Unigene被注释到MAPK信号通路等35条与免疫相关的通路中。基于转录组差异基因分析,检测了其中7个重要免疫通路中18个免疫相关基因的SNP位点分布情况。同时,也检测了HIF-1信号通路中PIK3CA等8个差异基因的SNP位点分布情况。研究结果将为进一步挖掘免疫及低氧相关SNP的分子遗传标记奠定基础,为军曹鱼低氧适应机制的深入研究提供科学参考。     

硒化物在文蛤响应镉胁迫过程中作用的转录组学分析

研究两种硒化物在文蛤富集、排出镉过程中的作用,对文蛤进行转录组测序,并进行生物信息学分析,以探讨硒化物对Cd2+代谢相关机制。硒化卡拉胶组和亚硒酸钠组共产出587 855条高质量reads。基因本体分析功能注释到15 380条unigenes, KEGG通路注释到18 866条unigenes。差异基因主要富集到肌球蛋白复合物(myosin complex)、离子通道抑制(ion channel suppression)等基因本体分析功能中。差异基因KEGG通路富集显示,在嘌呤代谢(purinemetabolism)、ECM受体相互作用(extracellularmatrix receptor interaction)、硒化合物代谢(metabolism of selenium compounds)等通路显著富集。从结果分析Cd2+可以使文蛤体内蛋白转录修饰出现异常;有机硒可以通过调控金属离子通道活性来排出细胞内的Cd2+;无机硒主要作用于文蛤细胞表面,增强其表面活性抵御Cd2+进入细胞;差异基因KEGG注释结果表明有机硒与无机硒在文蛤重金属代谢中作用机制以及途径不相同。     

栅藻全转录组测序与类胡萝卜素合成途径相关基因分析

栅藻(Desmodesmus sp.)是一种能产生重要次生代谢产物类胡萝卜素的海洋绿藻,为了深入了解栅藻类胡萝卜素代谢途径及关键酶基因,本研究通过Illumina高通量测序平台对栅藻进行转录组测序.利用Trinity软件对转录组数据进行从头组装,共获得37 634个Unigenes,经过与Nt、Nr、Swiss、Prot、KEGG、COG、GO数据库比对,共有23 235个Unigenes获得注释.GO分类中(level 2)注释最多的分别是代谢过程(metabolic process),细胞组分(cell part)和催化活性(catalytic activity),与KEGG数据库比对发现14 123个Unigenes与128条代谢途径相对应.根据组装和注释的转录组结果,鉴定了栅藻中与类胡萝卜素生物合成途径相关的基因,构建了栅藻类胡萝卜素代谢途径,获得的栅藻转录组数据有利于进一步研究类胡萝卜素代谢途径中相关基因的功能及调控.     

五氯苯酚暴露致花鲈(Lateolabrax japonicus)肝脏损伤的转录组分析

为了探明五氯苯酚暴露后花鲈(Lateolabrax japonicus)肝脏的损伤变化,本文利用Illumina Hi SeqTM2000测序技术对不同浓度五氯苯酚(0,0.1,1.0,10.0,100μg/L)暴露后花鲈肝脏组织进行了转录组测序。经Trinity软件拼接,得到clean reads共247914284条,获得53716条基因。对照不同浓度暴露组和对照组的转录组测序结果,获得共有的差异性表达基因135个,特异性的差异基因数分别有127—819个不等,差异蛋白表达数量随着受试浓度的升高而上升。经BLAST搜索,其中有21459、26464、18896、12403、17262和19159条分别注释到Swiss-prot、Nr、Pfam、KEGG、KOG和GO数据库。KEGG代谢通路分析结果显示获得的差异基因分别映射到6大类141条通路,这些差异表达基因在与环境信息进程相关的信号传导和与组织系统相关的免疫系统的通路中富集最多。KOG数据库预测和分类表明16571条基因归属于25大类,参与一般功能预测和信号传导机制的数量最多,参与翻译后修饰、蛋白质转换与分子伴侣路径的也占较大比例。总体来看,在受到五氯苯酚类物质胁迫后,花鲈体内的信号传导系统首先发生响应,导致机体出现紊乱。污染物暴露后,花鲈机体的应对机制尚待深入分析。     

凡纳滨对虾大量EST的生物信息学分析

凡纳滨对虾是我国乃至世界最重要的对虾养殖种。EST(expressed sequence tags)测序是对没有基因组背景的生物进行功能基因分析最为有效的方法之一。为了研究凡纳滨对虾重要功能基因、以及为筛选分子标记奠定基础,本文集成了一套快速高效的EST信息深度挖掘的方法,并对公共数据库中161 241条凡纳滨对虾EST序列进行分析,获得了20 410 条unigenes,包括14 236条contigs和6 174条singlets。通过与NR数据库比对发现有注释的基因7 984条,并对其余12 426条未知基因中的4 702条进行了功能域注释。对有NR注释的基因的GO 分类分析获得其中2 715条基因的生物学过程、细胞定位和分子功能分类信息。此外,通过与模式生物通路图进行比对和定位,将3738条基因定位到270个KEGG通路图中,发现凡纳滨对虾的9条unigenes与果蝇丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的5个关键基因对应,提示凡纳滨对虾很可能存在类似的重要信号转导通路。另外,通过对6种组织,包括肝胰腺、淋巴器官、血细胞、鳃、眼柄和神经的EST进行比较分析,筛选获得了组织特异性转录本共7 000余条,并对这些特异性转录本进行了功能分类。本研究不仅开发了公共基因资源发掘的方法,也为对虾功能基因的研究利用提供了重要参考数据。     

黄河口与长江口近江牡蛎的比较转录组分析

为进一步开发近江牡蛎Crassostreaariakensis的基因资源,探究黄河口与长江口近江牡蛎的遗传差异,采用Illumina HiSeq 4000测序平台对东营垦利和南通海门的近江牡蛎进行高通量转录组测序。对测序数据进行拼接后分别得到83680条和71269条unigene,并对unigene进行了基因功能注释和正选择基因的富集分析。结果表明,同源基因经筛选得到正选择基因259个,GO(Gene Ontology)功能分析中共涉及到967个相关功能类别,其中有关到生物学过程的分类条目占比最多,为590项。总体上看,与细胞器、代谢过程、结合以及催化活性相关的类别占主导地位。KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析表明,共涉及48个代谢通路,其中与核糖体、细胞凋亡相关的通路占比最大。上述结果不仅加深了对黄河口以及长江口近江牡蛎基因表达水平差异的认识,同时也为今后进行近江牡蛎各类遗传学分析和一些关键基因的克隆以及具体功能分析提供了基础数据。     

病毒感染海洋球石藻Emiliania huxleyi的转录组分析

海洋球石藻Emiliania huxleyi及其特异性裂解病毒E. huxleyi virus (EhVs)在调节海洋碳、硫循环及全球气候变化中起着重要作用，也是开展真核生物病毒–宿主相互作用研究的良好模型系统之一。为了探究病毒感染条件下E. huxleyi基因表达水平的变化，以海洋球石藻E. huxley–BOF 92及其专一性裂解病毒EhV-99B1为研究对象，利用Illumina HiSeq 2000高通量测序技术，分别对E. huxleyi病毒感染组(Exp)和非感染对照组(Con)6 h和45 h的藻细胞样品进行转录组测序分析。共得到32 909条平均长度为1 153 bp的基因。病毒感染6 h和45 h分别得到2 617和5 229个差异表达基因，其中共差异表达基因465个。随机选取10条差异表达基因，采用qRT-PCR进行实验验证，结果证实转录组分析可靠。GO功能注释和KEGG通路富集，发现大量基因与氧化应激反应、脂类代谢、碳水化合物代谢及信号转导等代谢过程相关，其中变化最显著的是谷胱甘肽代谢途径。从病毒感染球石藻转录组中筛选出部分与氧化应激反应相关的基因，其中9个基因显著上调，11个基因显著下调，表明宿主能够通过体内的氧化应激反应响应病毒胁迫。     

基于RNA-Seq高通量测序技术的法螺差异表达基因分析

法螺是珊瑚礁“杀手”长棘海星为数不多的自然捕食者之一,是珊瑚礁生态系统的重要保卫者。但是,由于海洋环境变化、人类的过度捕捞、珊瑚礁栖息地被破坏等因素,法螺的自然资源遭受严重破坏,已长期处于濒临灭绝的状态。尽快开展法螺基础研究迫在眉睫,但是该物种的基因组资源有限,阻碍了如生物矿化等分子机制的深入研究。本研究借助于Illumina HiSeq ^TM2000测序平台完成了法螺两种组织(肌肉与外套膜)的高通量测序工作。测序所得原始序列经筛选、组装之后比对到NR、NT、Swissprot、KEGG、GO和InterPro数据库中获得注释结果,并进行差异基因聚类分析。结果表明,测序共获得109722个Unigene,其中有46239个Unigene得到功能注释,共获得7994个差异表达基因,其中在法螺外套膜组织中有3196个上调,4798个下调。对差异表达基因(differentially expressed genes,DEG)的GO注释和KEGG富集分析显示,高表达的DEG显著富集在典型的生物矿化相关通路中,如糖胺聚糖生物合成硫酸软骨素通路(glycosaminoglyc...     

深海化能生态系统双壳纲共生体系互作机制研究进展

双壳纲贝类在深海特殊生境——热液、冷泉及有机沉落生态系统中分布广泛,并且在其体内常含有化能共生细菌为贝类提供营养物质。双壳纲贝类与化能共生菌形成的共生体系对于其适应深海还原性生境至关重要。近40 a来随着海洋科考力度加大,深海化能生境的神秘面纱被逐渐揭开,越来越多的深海物种被发现,双壳纲贝类无疑是这些化能生态系统中的优势物种。在此,我们对常见的深海化能共生双壳纲贝类与其内共生菌的互作研究进行总结,主要双壳纲门类包含贻贝科（Mytilidae）、囊螂科（Vesicomyidae）、蛏螂科（Solemyidae）、索足蛤科（Thyasiridae）和满月蛤科（Lucinidae）,梳理归纳的内容包括深海化能生态系统的发现、“双壳纲贝类—内共生菌”共生体系的组成、共生体系的营养互作、共生体系的建立与维持以及对未来研究的展望。对这些研究内容的总结有利于进一步加深我们对深海特殊生命系统中共生互作机制的认识。     

南极红藻Iridaea cordata和Curdiea racovitzae转录组分析及其极端光环境适应相关基因的挖掘

南极红藻具有重要的生态学功能和开发利用价值。南极极端环境赋予了其独特的生理耐受机制，也是发现新基因和代谢途径的理想材料。我们测序分析了南极产胶红藻Iridaea cordata (Turner) Bory和Curdiea racovitzae Hariot的转录组序列，并与其常温近缘种进行了比较，同时挖掘了其与光限制和强紫外线辐射等光环境适应相关的基因。I. cordata和C. racovitzae的转录组序列分别拼接成了14055条和12006条非冗余基因，平均长度分别为1473 bp和1448 bp。在I. cordata转录组中发现多条与绿藻基因同源的捕光复合物LHC基因Lhca2、Lhca6和Lhcb，并且在两种南极红藻中都各发现了1条编码结合岩藻黄质和Chl a/c蛋白的Lhcf基因，目前尚未在其他红藻中发现这类基因。光裂解酶修复紫外线诱导DNA损伤，在I. cordata的转录组序列中发现了6?4光裂解酶，光裂解酶CPD I和CPD II基因，而C. racovitzae转录组序列中仅找到了光裂解酶CPD II基因。尽管南极红藻中这些特有基因的功能有待进一步的验证，但是本文为后续研究红藻的南极极端光环境适应机制提供了方向。     

深海化能生态系统大型生物多样性分布格局及其起源演化研究进展

深海被认为是地球上尚未被认识和开发的“最后疆域”,深海环境不仅可满足人类对未来资源的部分需求,还孕育出了独特的生态系统和特殊的生命过程。地球上绝大部分生态系统是利用光合作用来维持生命循环,而深海中存在着以化能合成为基础的生态系统。本文重点综述了国内外关于深海化能生态系统中大型生物多样性及其起源演化方面的研究进展,并对印太交汇区深海极端环境的生物多样性研究趋势和发展方向进行了展望。     

西太平洋马里亚纳海沟附近海山的金相柳珊瑚属(珊瑚虫纲:软珊瑚目:金柳珊瑚科)二新记录种

为探究热带西太平洋海山生物多样性,2016年利用"发现"号遥控无人潜水器(ROV)对西太平洋马里亚纳海沟附近的M2海山进行了采样调查,其中获得了3个深水金相柳珊瑚样本。通过光学显微镜和扫描电镜观察,鉴定其为黑发金相柳珊瑚Metallogorgia melanotrichos(WrightStuder,1889)和长刺金相柳珊瑚Metallogorgia macrospina Kükenthal,1919。这两种金相柳珊瑚均为该区域的新记录种,对其作了详细的形态描述,并依据特征性状对该属所有物种作了分类检索。     

圆斑星鲽(Verasper variegatus)wtl基因的克隆与表达分析

圆斑星鲽（Verasper variegatus）雌鱼生长快，成熟雌鱼个体大小是雄鱼的2倍以上，开展性别相关基因的功能研究，对于探究圆斑星鲽性别决定机制，建立单性培育技术具有重要意义。本研究获得了wt1a及wt1b两个同源基因，wt1a基因全长为3263bp，预测开放阅读框（ORF）长为1245bp，编码415个氨基酸，5''-UTR和3''-UTR分别长372bp和1640bp；wt1b基因全长为2312bp，预测开放阅读框（ORF）长为1281bp，编码427个氨基酸，5''-UTR和3''-UTR分别长369bp和659bp。wt1a基因编码氨基酸分子量为46.2kDa，理论等电点为9.24，无跨膜结构及信号肽，在ORF末端有4个锌指结构，编码KTS三肽；wt1b基因编码氨基酸分子量为46.95kDa，理论等电点为8.99，无跨膜结构及信号肽，在ORF末端有4个锌指结构，并且编码KTS三肽。基因表达结果表明：wt1a和wt1b基因主要在圆斑星鲽性腺中表达，精巢的表达高于卵巢，肾脏的表达量显著高于其他组织，推测wt1a基因和wt1b基因在性腺和肾脏发育过程及功能方面均发挥重要作用；在早期发育阶段，wt1a基因在原肠期之前微弱表达，从原肠早期开始逐渐上升至神经胚期表达量达到最高，之后逐渐下降，直至孵化阶段，推测wt1a基因在圆斑星鲽原始生殖细胞分化过程及性腺发育中发挥重要作用。     

偏顶蛤（Modiolus modiolus）转录组组装及其与深海偏顶蛤（Bathymodiolus platifrons）比较转录组研究

双壳类适应性进化遗传基础尚未有大量研究。而生活在沿海潮间带和深海环境中的双壳贝类适应性进化的分子机制更鲜有报道。我们首次测序组装了潮间带生活的偏顶蛤Modiolus modiolus的转录组序列。同时与生活在深海热液冷泉喷口的偏顶蛤Bathymodiolus platifrons进行了比较转录组分析，阐明了这两个物种在不同环境中的适应性进化机制。M. modiolus和B. platifrons的转录组组装共产生182，476和156，261个转录本，N50值分别为1，769和1，545。同时注释到27，868和23，588个基因。GO富集分析表明这些基因有相似的富集模式。两物种进化分析鉴定到10，245个直系同源基因，其中26个基因受到强烈正选择（Ka/Ks＞1），12个基因受到中度正选择（0.5M. modiolus的转录组组装拼接序列，同时通过比较转录组学分析阐明了其与近缘物种B. platifrons的适应性进化机制。这为两个物种后续研究提供了序列资源和研究基础。     

南海中部深海海山汁蛇尾属(Ophiurothamnus)二新记录种(蛇尾纲,棘蛇尾科)

通过对2018年4—5月在南海中部黄岩海山采集的蛇尾样品进行形态学分类研究,鉴定发现棘蛇尾科Ophiacanthidae汁蛇尾属Ophiurothamnus两个新记录种:(1)双环汁蛇尾Ophiurothamnus discycla (H. L. Clark, 1911);(2)短简汁蛇尾Ophiurothamnus clausa (Lyman, 1878)。本文分别对这两个新记录种的外部形态特征和内部骨骼进行了描述,并与相似种进行了分类学讨论。     

热液和冷泉10种无脊椎动物基因组大小测定及比较

基因组大小(或称C值)作为生物单倍体细胞中全套染色体的DNA总量,在一定程度上是恒定的,因而C值可以作为生物物种的一个特定参数。深海热液和冷泉为更好地理解C值与不同环境之间的关系提供了一个特征性的模型。本文采用流式细胞术,测定了来自热液和冷泉环境中的10种深海无脊椎动物的C值,其分布范围从0.87 pg到12.28 pg,其中,相比于软体动物和多毛类,甲壳生物基因组大小及变异均较大。对比热液和冷泉两个群落中共有种(深海偏顶蛤Bathymodiolus platifrons、柯氏潜铠虾Shinkaia crosnieri以及长角阿尔文虾Alvinocaris longirostris)的基因组大小,发现C值差异并不显著。同时,综合已有的数据,对深海化能极端环境与其他环境条件下的物种C值进行对比分析,结果显示深海化能极端环境下生物的基因组大小并没有发现明确的变化趋势。     

大黄鱼cGAS-like基因isofrom X1的克隆鉴定及在感染刺激隐核虫后的表达变化

cGAS(cyclic GMP-AMP synthase)基因是近几年来新发现的先天免疫中一个新型的信号分子。作者基于大黄鱼(Larimichthys crocea)基因组信息,用cDNA末端快速扩增(RACE)技术在鳃组织中克隆鉴定了cGAS基因cDNA全长序列:包含1个231 bp的5′端-非翻译区(5′-UTR)、207 bp的3′-UTR和1 488 bp的开放阅读框(ORF),命名为Lc-cGAS-like X1。该基因编码1个由495个氨基酸残基组成的多肽,预测的分子量(Mw)大小为56.57kDa,理论等电点(pI)为9.45;序列分析表明其预测的蛋白无信号肽,第115～431位氨基酸序列为Mab-21功能域,第470～492位氨基酸序列为跨膜结构域。基因组全长3 153 bp,包含8个外显子和7个内含子,所有内含子的剪切特点都符合GT-AG规则。同源比对结果显示:Lc-cGAS-likeX1与鱼类cGAS的相似性大于66%,与高等脊椎动物的相似性较低。系统进化分析表明Lc-cGAS-like X1与鱼类cGAS聚成一支。荧光定量PCR(qPCR)检测显示Lc-cGAS基因(X1/X2两种剪切体)在大黄鱼9种组织中均有表达,其中在鳃中的表达量最高;刺激隐核虫感染后,大黄鱼免疫器官头肾中Lc-cGASmRNA分别在刺激隐核虫幼虫感染阶段和滋养体脱落阶段出现了极显著上调(P0.01);解毒器官肝脏中分别在滋养体脱落阶段和细菌感染阶段出现极显著上调变化(P0.01)。本研究结果暗示大黄鱼cGAS基因参与了大黄鱼感染刺激隐核虫的免疫防御过程,为进一步了解鱼类cGAS基因的多样化功能提供参考。