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客户发表文章简介--转录组领域
作者: 来源: 发布于:2016-5-23 14:15:59 点击量:

1. 松树生殖器官发育的转录组研究 (合作发表)
Niu S, Yuan H, Sun X, et al. A transcriptomics investigation into pine reproductive organ development[J]. New Phytologist, 2015.
由于缺少基因组信息及有力的遗传工具,有关裸子植物生殖器官结构的研究很少,特别是对雌雄异体的两性生殖结构的研究更少。研究人员以不同生长阶段的球果、幼嫩雄性和雌性球果以及叶芽为材料,利用转录组测序技术和60K芯片对油松单性球果和两性球果的基因表达情况进行分析。总体来看,两性球果中雄性结构的转录组和雌性球果中雄性结构的转录组是有很大相似性的;在幼年期,一些MADS-box基因在两性球果中的表达与在雄性球果中的表达相似,虽然后来这些基因表达发生了改变,但在组织结构上,两性球果中的雄性结构和正常雄性球果的结构仍难以区分。


2. 油松雌性和雄性球果中sRNA以及与其生物起源相关基因的鉴定和表达分析 (合作发表)
Niu S H, Liu C, Yuan H W, et al.
Identification and expression profiles of sRNAs and their biogenesis and action-related genes in male and female cones of Pinus tabuliformis[J]. BMC genomics, 2015, 16(1): 693.
  sRNA在生殖发育中有关键作用,它们的起源和作用机制在被子植物中有明显的特征,但在松柏类植物中的研究十分有限。研究人员随机选取了3株有遗传差异的油松,采集其未成熟雄性和雌性球果,利用
sRNA
测序和降解组测序技术对球果中的sRNA以及与其生物起源相关基因进行了鉴定和表达分析。研究表明,油松雌性球果中的sRNA通路较雄性球果中的sRNA通路更活跃,其中miRNA通路是主要的sRNA 通路。sRNA及其靶基因的鉴定,以及sRNA生物起源与行为相关基因的鉴定,可为sRNA通路在松柏类植物球果发育中的作用研究提供一个很好的起点。


3. 油松的转录组鉴定和油松中的系统进化发育基因 (合作发表)
Niu S H, Li Z X, Yuan H W, et al.Transcriptome characterisation of Pinus tabuliformis and evolution of genes in the Pinus phylogeny[J]. BMC genomics, 2013, 14(1): 263.

  中国油松是中国北方本土的针叶树物种,其基因资源相对不是很发达,因此在基因挖掘和育种上利用有限。研究人员随机选取了4-20株油松的不同组织,利用RNA测序技术获得了大量的转录组数据,对油松的转录组进行了分析。测序数据拼接和组装后得到了46,584unigenes,其中包含700多个SSRs92,000SNPs/InDels;构建了6个针叶树种的191个直系同源基因的系统发育树;还鉴定了对鉴定基因有利的938个快速进化序列,结果显示它们可能在松属系统物种形成中起作用。油松转录组数据为比较基因组学研究提供了有利资源。


4. 中国鹅外周血淋巴细胞的转录组de novo分析:基因挖掘和免疫系统通路分析 (合作发表)
Tariq M, Chen R, Yuan H, et al. De Novo Transcriptomic Analysis of Peripheral Blood Lymphocytes from the Chinese Goose: Gene Discovery and Immune System Pathway Description[J]. PloS one, 2015, 10(3).
中国鹅是经济上最重要的家禽之一,它是许多禽流感病毒的自然寄主。研究人员采集在同一生长条件下单独饲养的鹅大腿和翅膀处的血液,利用转录组测序技术对鹅外周血淋巴细胞的转录组及其免疫相关基因进行分析。测序数据拼接和组装后得到了211,198unigenesN50的值是1,298 bp;对unigenes进行功能注释和功能分类;鉴定了125个与免疫相关的重要基因,其中87%,即109 unigenes 没有在以往的研究中报道过。 研究表明,免疫分子不是独立作用的,而是作用于免疫系统不同通路中的免疫分子共同发挥免疫防御功能的。转录组de novo测序为了解鹅免疫系统提供了有利工具。

 
5. 毛白杨应答病原体感染的谷胱甘肽 S-转移酶基因的鉴定 (合作发表)
Liao W, Ji L, Wang J, et al. Identification of glutathione S-transferase genes responding to pathogen infestation in Populus tomentosa[J]. Functional & integrative genomics, 2014, 14(3): 517-529.
  葡萄溃疡病病菌引起的茎疱状溃疡是毛白杨的严重病害。为了了解毛白杨感染葡萄溃疡病病菌后的分子机制,研究人员以接种葡萄座腔病菌液两周后的成年茎段为材料,取接种点周围约5mm的树皮和木质部组织,利用RNA深度测序技术对其进行分析,并利用qRT-PCR检测技术进行验证。通过de novo组装、功能注释和差异基因表达分析,构建了植物-病原菌互作代谢通路网络图,为毛白杨和其他树种响应病原体及抗病性遗传机制的研究提供了基础。

 
6. 毛白杨雌性花芽发育的重要特征-种毛生长的研究 (合作发表)
Ye M, Chen Z, Su X, et al.
Study of seed hair growth in Populus tomentosa, an important character of female floral bud development[J]. BMC genomics, 2014, 15(1): 475.

  在中国北方,毛白杨成熟后杨絮充斥于空气中,这已是困扰大家多时的问题。为了了解毛白杨的种毛发育机制,研究人员以在8个时间点采集的成年毛白杨雌株花芽或生长成的花序为材料,利用RNA-seq技术对毛白杨种毛发育过程中的转录组变化进行了全面分析,并利用qRT-PCR检测技术进行了验证。通过对测序序列的组装和功能注释,获得了种毛发育过程中与细胞壁和细胞伸长相关的差异基因,并对靶基因转录因子的表达模式进行了分析。该研究中高水平分辨率的转录组动力学变化特征,可为进一步全面了解这一重要的生物过程提供有利资源。

 
7. 菊科盐土植物花花柴在盐胁迫条件下的比较转录组分析 (合作发表)
Zhang X, Liao M, Chang D, et al. Comparative transcriptome analysis of the Asteraceae halophyte Kareliniacaspica under salt stress[J]. BMC research notes, 2014, 7(1): 927
盐土植物的耐盐性状可作为提高谷类作物耐盐性的潜在资源。为了研究菊科盐土植物花花柴耐盐性的潜在机制,研究人员以取自新疆五家渠盐碱地的花花柴种子培养8周的幼苗为材料,利用Illumina测序平台对花花柴进行了大规模的全转录组分析,比较分析了盐胁迫和ABA调控两者间在分子水平的影响相关性,并利用qRT-PCR检测技术对基因表达情况进行了验证。测序结果中,对照和处理样品分别得到了 50.35 ×10651.58× 106 clean readsABA是响应植物渗透胁迫的重要响应因子,在上调DEGs中检测到 ABA的胞间运输蛋白编码基因ATP-binding cassette(ABC);盐胁迫下ABA信号的系统进化分析表明,花花柴中可能有很多DEGs参与不依赖ABA的盐信号级联反应。

 

8. BAP18共激活雄激素受体作用并促进前列腺癌发展(合作发表)

Sun S, Zhong X, Wang C, et al. BAP18 coactivates androgen receptor action and promotes prostate cancer progression[J]. Nucleic acids research, 2016, 44(17): 8112-8128.

有研究发现18 kDa的BPTF相关蛋白(BAP18)是mll1-wdr5复合体组成成分。然而,BAP18是一个未知的蛋白质,BAP18详细的生物学功能和作用机制还不明确。雄激素受体是转录因子的一员,在前列腺癌(PCa)和去势抵抗性前列腺癌(CRPC)的进展中起重要作用。研究人员以果蝇、HEK293细胞、22Rv1细胞、LNCaP细胞(二氢睾酮(DHT)处理细胞)以及人前列腺癌组织和良性前列腺增生组织为材料,使用RNA-seq、qPCR、染色质免疫沉淀(ChIP)、免疫组化等技术,对BAP18进行了相关研究。

在这项研究中,我们分离和鉴定出一个未知功能蛋白,cg33695参与调节果蝇 ARAF-1介导的转录活性,这表明在果蝇中cg33695与雄激素受体相关。为了研究人类同源cg33695(BAP18)AR诱导的转录的影响,利用染色体免疫沉淀(ChIP)技术检测BAP18和AR的相互作用,AR和FLAG标记BAP18表达质粒共转染HEK293细胞,研究结果表明,在AR配体(DHT)存在时AR和BAP18之间的相互作用更强。

为了系统研究BAP18在全表观基因组范围内影响AR介导的基因调控,应用高通量测序技术对基因敲除实验的mRNA表达进行分析。从转录组数据,DHT处理后的22Rv1细胞中发现609个差异表达基因(DEGs),这些基因通过siRNA对编码BAP18基因进行部分调控。沉默BAP18明显影响受DHT处理诱导的基因的表达,表明BAP18基因参与调节AR介导的转录。

使用定量PCR(qPCR)评估BAP18 在AR信号通路中的作用,结果与荧光素酶活性和RNA-seq分析的结果相似,BAP18的消耗导致12个雄激素受体介导的AR靶基因表达显著降低,这些基因包括PSA、HPGD、ELOVL5等。BAP18在临床前列腺癌组织样品中的表达量均高于其在良性前列腺增生组织中。

我们的研究结果表明,BAP18作为一个表观遗传基因调控AR诱导的反式激活作用,在人前列腺癌(PCa)促进肿瘤生长和去势抵抗性前列腺癌(CRPC)发展中,BAP18的功能可能是一个靶点。

 

9. 来曲唑诱导的大鼠PCOS模型中子宫miRNA的表达变化分析

Li C, Chen L, Zhao Y, et al. Altered expression of miRNAs in the uterus from a letrozole-induced rat PCOS model[J]. Gene, 2017, 598: 20-26.

多囊卵巢综合征(PCOS)是育龄期妇女常见的内分泌疾病。大鼠PCOS模型是用来曲唑法建立的,用来解析子宫PCOS的发病机制。研究人员选取20只八周雌性大鼠使用来曲唑法建立PCOS大鼠模型,采集卵巢子宫组织,使用小RNA测序技术与qPCR检测技术对多囊卵巢综合征进行了研究。动情周期中断后,PCOS大鼠的卵巢形态学和激素水平呈现显著性异常现象。实验组与对照组大鼠间差异表达miRNA有148个,其中上调的111个,下调的37个。其中的4个(miR-484、miR-375-3p、miR-324-5p、miR-223-3p)使用qPCR技术进行了验证。功能分析表明,差异miRNA靶基因参与胰岛素分泌以及诸如wnt、AMPK、PI3K-Akt、Ras信号通路。该研究有助于阐明PCOS中子宫病变的分子机制。

 

10. 转录组分析揭示氧化磷酸化在草莓果实成熟初期的重要作用(合作发表)

Wang Q H, Cheng Z, Miao Z, et al. Transcriptome analysis around the onset of strawberry fruit ripening uncovers an important role of oxidative phosphorylation in ripening[J]. Scientific Reports, 2017, 7:41477.

草莓是研究非跃变型果实成熟的理想模式植物,众所周知跃变型果实成熟过程受乙烯感知和信号转导的调控,目前虽然通过对草莓果实成熟过程中的ABA代谢和信号通路研究,在理解非跃变型果实成熟过程已取得很多进展,但是明确的分子机制仍不是很清楚。研究人员选取了20个草莓单株的60朵花,分别在果实发育的四个时期(CM1至CM4)大绿果期(花后18 d)、白果期(花后24 d)、始红期(花后27 d)和片红期(花后29 d)取样,每个时期选取10个大小一致的果实样本,去瘦果(种子),切取花托(果实)用于转录组测序、VIGS和SqRT-PCR分析以及ATP合成率、激素分析和多胺试验。测序共获得了98,848 unigenes,其中24,358 genes 的长度大于1 kb。差异表达分析表明,CM2、CM3和CM4与CM1相比,下调基因占优势比例,这说明果实成熟的起始阶段伴随有大量基因的下调表达;CM3/CM4与CM2相比,差异基因急剧减少,上调基因占优势,说明这些上调基因可能参与果实成熟的起始阶段;值得注意的是,CM3和CM4具有相似的基因表达模式。与果实成熟的相关的重要基因主要包括氧化磷酸化(NADH、ATPase)、植物激素(ABA、IAA、GA、ETH、JA和PA)、抗氧化作用(GST、Vc)、蛋白质的翻译和加工、糖类代谢、色素和软化,在果实从绿-白-红的过程中,发生有一系列的代谢转化,果实脱青过程比果实变红的过程要更复杂,白果时期是一个特殊的时期。差异基因富集分析表明,草莓果实成熟过程涉及氧化磷酸化和植物激素(GA and IAA)信号通路的减少,同时碳水化合物、苯丙类化合物、黄酮类化合物、谷胱甘肽、甲硫氨酸以及植物激素(ABA、JA、ethylene、PA)信号通路的增加,在果实变红过程中,氧化磷酸化反应的减少表明氧化磷酸化在果实调控过程中具有调控作用。为了进一步探究氧化磷酸化在草莓果实发育中的作用,考察了丙酮酸脱氢酶基因的表达情况,结果显示丙酮酸脱氢酶基因E1 α亚基-PDHE1α(GenBank NO. XM_004297634.2),在白果期表达量增加,随后呈现出由高到低的模式;VIGS分析以及相关生理参数检测表明,PDHE1α可以抑制呼吸作用和ATP生物合成,同时促进糖类、ABA、ETH和PA的积累,最终加速了果实的成熟。该研究结果展示了草莓果实从绿-白-红各个阶段一系列的代谢转变和伴随的由多到少的差异基因基因数量变化,以及氧化磷酸化在果实成熟调控中的重要作用。基于我们的研究结果,探讨了基于氧化磷酸化模型引起的草莓果实成熟过程。



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