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。     

短期温度、盐度胁迫对海洋青鳉鱼(Oryzias melastigma)摄食行为及抗氧化的影响

本研究通过设置温度突变组(15°C、25°C、31°C)和盐度突变组(5、15、25、35),探讨了温度、盐度变化胁迫对海洋青鳉鱼(Oryzias melastigma)摄食行为及抗氧化生理的影响。结果表明,在温度为15°C和31°C(盐度为25)时以及盐度为5和35(温度为25°C)条件下,青鳉鱼摄食响应时间增长,摄食量、摄食效率和摄食成功率显著下降(P0.05)。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)酶活性和丙二醛(MDA)含量在15—31°C时随温度增加先降低后增加。SOD酶活性31°C时第7天显著性低于对照组(P0.05)。MDA含量在15°C和31°C时在显著性高于对照组,第7天显著性升高(P0.05)。不同盐度处理组,SOD、CAT活性和MDA含量均随盐度增加先降低后增加,MDA含量在盐度为5和35时均显著高于对照组(P0.05)。综上,海洋青鳉鱼在盐度15—25,水温25°C条件下摄食及游动行为活跃,抗氧化活性最低,生长良好。当温度高于31°C或低于15°C;盐度高于35或低于5时胁迫对青鳉鱼摄食行为及抗氧化性造成明显影响。     

海水模式种青鳉鱼(Oryzias melastigma)的胚胎发育观察

海水青鳉鱼(Oryzias melastigma)作为一种新兴的海洋模式生物,可应用于海洋生态毒理学的研究。鱼类发育的早期阶段对污染物最为敏感,海水青鳉鱼胚胎毒性分析已成为毒理学研究的重要方法,但是目前尚未见有关海水青鳉胚胎发育的有关报道,因此本研究对海水青鳉鱼的繁殖习性和胚胎发育过程进行了详细观察。利用体视显微镜对海水青鳉的早期胚胎发育过程的形态特征进行了连续的实验观察,并描述了各个发育时期的特征。在水温(26±0.5)°C的条件下,海水青鳉鱼受精卵历时220h 30min孵化出膜。胚胎发育过程分为受精卵激活阶段、受精卵胚盘形成阶段、卵裂阶段、囊胚阶段、原肠胚阶段、神经胚阶段、器官形成阶段、孵化出膜阶段8个阶段,共分为33个时期。     

泥蚶(Tegillarca granosa)血细胞转录组序列中免疫相关基因的结构与mRNA表达量分析

贝类血细胞直接参与异物吞噬和包囊作用,还在伤口修复、炎症反应过程中发挥重要作用,是机体免疫防御的承担者。本研究采用RNA-seq测序技术研究了鳗弧菌感染前后泥蚶血细胞的转录组序列,通过序列组装,获得了α-葡萄糖苷酶(GAA)、α-甘露糖苷酶(LAMAN)、芳基硫酸酯酶B(ASB)、天冬酰胺氨基葡萄糖酶(AGA)、整合素β3亚基(ITB3)、热休克蛋白9(HSPA9)和Toll相互作用蛋白(TOLLIP)序列,利用Orffinder获得了其编码蛋白序列,并对蛋白序列进行了理化性质、二级结构、保守结构域和三级结构分析。结果表明:7种蛋白质二级结构均含有α螺旋、β折叠及无规则卷曲,泥蚶和人类ITB3和TOLLIP具有相同的保守结构域, Swiss-model同源建模获得的三级结构与模板同源性均超过35%(TOLLIP除外)。鳗弧菌刺激后,GAA、LAMAN、ASB、AGA和HSPA9的表达量显著增加,ITB3和TOLLIP表达量变化不明显。该研究补充和完善了对泥蚶免疫相关基因的认识,并为进一步开展泥蚶抗病机理研究提供了重要的理论依据。     

菲、芘、苯并(a)芘单一暴露及分别与α-萘黄酮(ANF)联合暴露对海水青鳉(Oryzias melastigma)胚胎发育毒性效应的比较研究

为了解和探讨3~5环PAHs对海水鱼类胚胎发育的毒性及作用方式,比较研究了菲(phenanthrene,Phe)、芘(pyrene,Py)、苯并(a)芘(benzo(a)pyrene,BaP)单一暴露和三者各自与α-萘黄酮(α-naphthoflavone,ANF)联合暴露对海水青鳉(marine medaka, Oryzias melastigma)胚胎发育的毒性效应。胚胎体内EROD活性、发育畸形、孵化率和心律等毒性指标被测定,结果显示:Phe,Py和BaP对海水青鳉胚胎体内EROD活性的诱导能力大小为BaP>Py>Phe,各化合物对EROD诱导与发育畸形之间的关系较为复杂,除Phe所引起的EROD诱导与畸形指数之间呈显著相关(r=0.95,p=0.015)外,Py和BaP均无相关性;在100 μg/dm3 ANF影响下,CYP1A活性诱导被抑制,但胚胎发育的畸形指数被显著提高,ANF分别与Phe,Py和BaP的联合暴露对胚胎发育呈潜在的协同作用。本文研究初步表明,3~5环PAHs化合物对海水青鳉胚胎发育的毒性作用方式可能不同;CYP1A活性抑制在PAHs混合物对海水青鳉胚胎发育的毒性作用过程中未起到缓解毒性的作用,CYP1A抑制剂与PAH型CYP1A诱导剂的混合物对鱼类胚胎发育具有潜在的协同毒性作用,现有的PAHs混合物毒性风险评价方法可能低估了实际环境中PAHs的风险;海水青鳉早期生活阶段的心脏发育对PAHs混合物暴露较为敏感,可推荐其作为生物标志物指示PAHs或溢油污染。     

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。     

大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)单核巨噬细胞低氧胁迫比较转录组学分析

低氧是鱼类在水生环境中的关键压力之一。而大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris,mudskipper)可能是少数能在低氧中自然呼吸的脊椎动物。本研究中,我们分析了低氧胁迫8h后大弹涂鱼头肾源单核巨噬细胞(monocytes/macrophages,MO/MΦ)转录组变化。采用Illumina Hiseq 4000平台进行高通量测序,获得了大弹涂鱼MO/MΦ短时低氧胁迫相关的转录组数据,并将获得的原始数据上传至NCBI获得ID号:SRR9771486-SRR9771491 (Bioproject PRJNA543702)。分析结果显示,P<0.05和|log2(fold change)|≥1条件下进行差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)筛选,低氧处理组中共获得4487个DEGs,包括2507个上调DEGs,1980个下调DEGs。其中低氧诱导因子(hypoxia-inducible factors,HIF)转录本的表达无显著变化,而血管内皮生长因子(vascular endothelial growth...     

不同抗流能力大黄鱼(Larimichthys crocea)肌肉转录组学差异分析

为揭示不同抗流能力的大黄鱼(Larimichthyscrocea)肌肉基因表达水平的变化,筛选抗流相关基因,解析大黄鱼抗流性状形成的分子基础,收集福建福鼎沙埕湾主养区1 000尾大黄鱼,在设计制作的抗流实验水槽中,以流速1.0m/s为筛选条件,将抗流时间>30 min的大黄鱼归为抗流组(HM组),抗流时间<5 min的大黄鱼归为非抗流组(SM组),对其肌肉进行转录组分析,并统计抗流分组后48 h内大黄鱼的累计死亡率。转录组结果显示, HM组与SM组文库共富集到1806个差异表达基因(DEGs),其中1090个上调,716个下调。GO功能注释发现显著富集的条目主要集中在肌肉收缩相关功能, KEGG富集分析发现上调的DEGs主要富集在心肌收缩、氧化磷酸化、黏着斑、ECM-受体相互作用、AGE-RAGE、MAPK、心肌细胞中的肾上腺素能等相关通路;下调的DEGs主要富集在真核生物核糖体的发生、蛋白酶体、内质网中的蛋白加工、RNA转运、泛素介导的蛋白水解信号通路等。此外,RT-qPCR结果表明,随机选取的DEGs与RNA-seq结果的表达趋势一致。48h的累计死亡率结果显示,SM组...     

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。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)雌雄性腺的差异转录组分析

三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)是我国东海海域具有重要经济价值的蟹类。为探讨雌雄梭子蟹性腺基因表达差异,挖掘与性腺发育相关基因,利用高通量测序技术对三疣梭子蟹雌雄性腺进行测序和生物信息学分析,为进一步研究其性腺发育及性别分化机制提供基础。测序结果经denovo组装共获得192848个转录本,130054个unigene。差异表达分析发现,其中101742个unigene上调,37588个unigene下调。在差异表达数据库中筛选出EcR、RXR、VTG等6个可能参与三疣梭子蟹的性腺分化发育的基因,并利用荧光定量PCR验证其在雌雄性腺中的表达情况,验证结果与转录组测序结果基本一致,为深入研究三疣梭子蟹性腺分化发育调控分子机理和相关功能基因提供了重要的基因数据资源。     

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。     

翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)转录组EST-SSR位点的信息分析及其多态性检测

本研究采用高通量测序技术进行了翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)转录组学研究,并扩增分析了EST-SSR分子标记的多态性,以期保护翘嘴鳜种质资源及良种选育,发掘其功能性SSR分子标记。结果表明,在翘嘴鳜转录组测序得到的51245条unigenes中共检测出14094个EST-SSR位点,分布于35285条Unigenes中,出现频率为27.51%。翘嘴鳜转录组EST-SSR位点的序列总长度达到195086bp,EST-SSR位点长度分布从10—25个碱基不等,平均长度13bp;翘嘴鳜转录组EST-SSR位点共有90种重复基元;其中,二核苷酸和三核苷酸重复单元是主导类型,分别占总SSR的30.62%和14.23%,且GT/AC、AAG/CCT分别占总SSR的32.12%和6.36%。随机选取100对经济性状相关EST-SSR引物的扩增产物中有24.7%表现为多态性,可作为功能性SSR分子标记开发。     

基于de novo高通量测序的曼氏无针乌贼(Sepiella japonica)ESTs中微卫星位点筛选与特征分析

对均一化转录组测序获得的47604个曼氏无针乌贼的微卫星序列进行分析,结果表明,乌贼转录组中微卫星位点丰富,每1402nt的EST中就有一段不小于12nt长度的微卫星序列。单碱基重复是EST微卫星序列的主要形式(38.69%),其次依次为三碱基(31.14%)、二碱基(26.35%)、四碱基(3.29%)、五碱基(0.38%)、六碱基(0.14%)重复,短序列类型占微卫星总量的96.18%。同碱基类型的微卫星序列组成又存在差异,AC(54.51%)和AG(31.22%)是最常见的二碱基重复序列;而AGC(16.37%)和AAC(14.06%)是最常见的三碱基重复序列。通过引物设计和体系优化,共筛选到了24对多态性微卫星位点,对来自福建漳州海域的35只野生曼氏无针乌贼(Sepiella japonica)个体进行群体遗传学检测,结果表明,每个位点检测到的等位基因数3—10个不等(均值5.9个);平均杂合度观测值(Ho)和期望值(H_e)分别为0.518和0.681。除2个位点外所有位点的多态信息含量(PIC)都大于0.5。Hardy-Weinberg平衡检测表明,仅4个位点有显著偏离(P0.05),未检测到连锁不平衡现象。这表明转录组高通量测序技术适于乌贼微卫星位点的开发,获得的SSR标记可用于今后乌贼资源遗传评估和科学有效管理过程。     

外源CaCl2调控浒苔(Ulva prolifera)高温逆境的比较转录组研究

钙(Ca~(2+))作为一种必需的信号分子,在植物的生长发育和非生物胁迫调节中起着至关重要的作用。本实验采用BGISEQ平台进行高通量测序,获得浒苔外源CaCl_2添加(UpCa)和高温对照(UpHT)处理下相关的转录组数据,分析了在高温(35℃)下外源CaCl_2的添加转录组的变化。结果显示,根据UpHT和UpCa处理分析共获得36625条基因;与UpHT相比,在UpCa下鉴定出7513个差异表达的基因,包括6002个上调基因, 1151个下调基因,对差异基因进行了GO富集和KEGG富集分析。对膜转运、植物信号转导和环境适应性相关的差异基因进行KEGG富集分析,主要富集在内吞(Endocytosis)、植物病原菌互作(Plant-pathogeninteraction)、丝裂原激活的蛋白激酶信号通路(MAPK signaling pathway-plant)、植物激素的信号传递(Plant hormone signal transduction)、ABC转运(ABCtransporters)和磷脂酰肌醇信号系统(Phosphatidylinositolsignalingsystem)等代谢通路上。植物激素信号转导途径中,细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯和乙烯信号转导途径增强。抗氧化酶中FeSOD、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽S转移酶和抗坏血酸过氧化物酶等基因表达上调,下调的基因主要是热激蛋白。Ca~(2+)信号组分基因钙结合蛋白、钙调素、钙/钙调素依赖的蛋白激酶以及钙/钙调蛋白依赖性3′,5′环核苷酸磷酸二酯酶的基因表达上调,丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶和磷脂酰肌醇信号相关的基因也差异性上调。本研究系统阐述了植物信号转导、抗氧化酶、MAPK信号系统以及Ca~(2+)信号组分基因在外源CaCl_2对浒苔高温压力的调节中的重要作用,可为进一步阐明Ca~(2+)信号对高温的调节适应机制提供理论基础。     

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。