一、cDNA代表性差异分析:方法及其应用(论文文献综述)
张鑫[1](2021)在《CRISPR介导的基因激活系统的开发及应用》文中研究指明基因编辑系统通常依赖于诱导DNA双链断裂(DSBs),然而由DSBs引起的脱靶位点的突变可能会产生有害的影响,从而限制其在临床治疗中的应用。最近CRISPR/Cas9系统被重新编辑并应用于基因的激活,它可以在天然染色体环境内对特定靶点进行基因激活而不产生DSBs,是一种很有潜力的治疗策略。目前,基于SpCas9已经开发多种基因激活系统,但是由于其原间隔子相邻基序(PAM)的限制、较高的脱靶效应、大体积、免疫原性等,使其在体内外的应用存在一些局限性。因此,我们仍需要构建不同类型的CRISPR激活系统,为在体内体外实现高效的基因激活提供新的可选择的方式。LbCpf1是一种2类V型CRISPR系统,不同于SpCas9识别5’-NGG的PAM序列,它可以识别5’-TTTV(V代表A,C或G)的PAM序列,并具有高特异性。我们将LbCpf1的核酸酶结构域的关键氨基酸进行突变,并结合组蛋白乙酰转移酶p300,构建dLbCpf1-p300激活系统。在gRNA的引导下,融合蛋白dLbCpf1-p300会与靶位点结合,并通过促进启动子和增强子区域组蛋白的乙酰化,使染色质发生重构,从而增强基因表达。同时,我们也将dLbCpf1突变体与SunTag系统结合,利用SunTag系统的中重复多肽GCN4和相应单链可变区抗体(scFv)特异性的结合,将融合蛋白ScFv-VP64招募到靶位点,使转录激活因子VP64在启动子区域富集,从而增强转录。通过这两种方式,我们基于LbCpf1构建了高特异性的转录激活系统,成功在多种细胞中诱导靶基因高效的表达,拓展了 CRISPR激活系统的应用范围。CjCas9是目前发现的最小Cas9同源体,与SpCas9相比,它具有不同的PAM识别序列,以及较小体积(984个氨基酸,而SpCas9为1,368个氨基酸)。因此我们将CjCas9与强效转录激活因子VPR结合,构建一系列转录激活系统。其中,dCjCas9-SunTag-VPR系统可以强效的激活基因的表达;CjCas9-VPR系统可以正交性诱导基因的编辑和激活;而基于VPR-dCjCas9系统进一步缩减和优化后形成的小型高效的激活体系(命名为miniCAFE),在基因插入细胞系中,单个拷贝miniCAFE即可在单条gRNA的引导下有效的激活靶基因的表达。同时,由于其小体积的优势,我们可以将miniCAFE和gRNA包装在一个AAV载体中进行体内传递,并成功激活肝脏中Fgf21的表达,调节成年小鼠的能量代谢。因此,miniCAFE为体内诱导基因的表达提供了一种新的方法。综合而言,我们基于LbCpf1和CjCas9构建了多种转录激活系统,并由于PAM的不同、LbCpf1的高特异性、CjCas9的小体积以及免疫原性,这些系统各有优势,为基因激活系统在体内外的应用提供了有力的补充,对人类疾病的治疗具有巨大的潜力。
李坤[2](2021)在《基于多组学和生物信息学的淋巴细胞分化发育研究》文中认为淋巴细胞是具有重要免疫功能的白细胞,对于机体抵抗感染、清楚衰老细胞和防止肿瘤发生至关重要,因此对于淋巴细胞的研究一直是生命科学研究的热点。在淋巴细胞中NK细胞和T细胞分别在固有免疫和适应性免疫中发挥杀伤和免疫调节作用,同时基于NK细胞和T细胞的免疫疗法在疾病治疗中取得的良好效果,使得NK细胞和T细胞的研究愈发的重要。而对于NK细胞和T细胞分化发育的研究可以帮助我们正确理解NK细胞和T细胞的分化发育过程,对了解免疫系统的组成,免疫系统紊乱时疾病的发生以及疾病的治疗具有重要意义。此前技术的不完善严重阻碍了对NK细胞和T细胞分化发育的研究,随着多种组学测序技术的发展和完善我们可以更加全面地研究NK细胞和T细胞的分化发育。但是目前NK细胞和胸腺T细胞的分化发育过程并不是十分清楚,了解NK细胞和胸腺T细胞的分化发育过程可以为淋巴细胞的发育研究提供新的见解,并促进基于NK细胞和T细胞的免疫疗法的发展。整合多种组学技术对于增进我们对人类疾病和生物学的理解至关重要,因此本文希望利用Microarray,scRNA-seq,ATAC-seq,scATAC-seq 等多组学技术,整合转录组学和表观基因组学等多种生物信息学方法研究NK细胞和胸腺T细胞发育过程的转录调控网络,挖掘调控转录过程的重要的转录因子,并揭示发育过程中未曾揭示的重要的生物学过程。本论文内容主要分为两个部分。在第一部分工作中,我们首先在体外诱导NK细胞分化的不同阶段收集样品进行ATAC-seq建库测序,经过质量控制获得了高质量的ATAC-seq数据,并利用这些数据描述了 NK细胞分化过程中染色质可及性图谱。我们共发现6401个差异的染色质开放位点,对这些差异位点进行聚类分析发现NK细胞分化过程中表观调控元件的开放可以分为前后两个阶段,其中一些已知的调控NK细胞发育的基因也在相应的阶段富集,比如STAT5A在前期富集,在后期调控NK细胞发育的基因TBX21在后期富集。对这些差异性的调控元件进行功能富集分析发现,在前期开放的位点大多富集磷酸化等维持机体正常生命活动相关的功能,而在后期开放的位点则会参与免疫系统的构建等免疫反应相关的过程,说明在后期开放的这些调控元件伴随着基因的表达来调控NK细胞的发育。随后基于这些表观调控元件我们利用HOMER和Genomica富集了调控NK细胞分化不同阶段的转录因子。利用这些富集的转录因子及其基因的表达,我们构建了NK细胞分化过程中的转录调控网络并描述了转录调控网络随着NK细胞发育动态变化的过程。最后我们发现除已知的转录因子以外,FOSL2和EGR2在NK细胞分化过程中显着富集并且他们调控的基因会富集免疫反应相关的功能,暗示FOSL2和EGR2会调控NK细胞的分化,随后我们通过敲低实验证明FOSL2和EGR2确实会影响NK细胞的分化和成熟。在第二部分工作中,首先我们利用流式细胞术从小鼠胸腺中分选得到CD45阳性的淋巴细胞,之后通过10X Genomics建库并测序后得到单细胞RNA-seq数据。该数据包括1986个细胞,平均每个细胞可以检测到1784个基因。通过对单细胞RNA-seq数据进行分群和细胞类型注释,我们一共得到15个细胞亚群,分别对应于胸腺T细胞发育的DN、DP、CD4单阳性和CD8单阳性等不同阶段,以及一些抗原呈递细胞和非传统的淋巴细胞,并且利用假时间分析描述了胸腺T细胞的发育过程。其次我们通过单细胞RNA-seq和单细胞ATAC-seq的整合分析揭示了调控T细胞发育的转录因子,除了已知的转录因子在其发挥功能的阶段富集外,我们也发现了一些新的转录因子的富集。并且根据这些富集的转录因子及其调控的差异表达的基因,我们构建了胸腺T细胞发育过程的转录调控网络。随后我们发现Ly6d和CD2这两个表面marker可以将DP细胞分选为更为精细的细胞亚群。通过精细的分群我们也发现了一些胸腺T细胞发育过程中未曾揭示的现象:(1)DP细胞独特的增殖方式:DPbla细胞的分化伴随着有丝分裂同时进行,DPbla细胞的增殖能力明显减弱并且在分裂结束后倾向于退出有丝分裂。而DPbla细胞增殖能力减弱可能是导致青春期后胸腺T细胞不断减少的原因。(2)除了传统上认为的胸腺上皮细胞,胸腺T细胞本身也可以作为抗原提呈细胞为T细胞的发育提呈抗原,我们通过免疫荧光发现胸腺细胞之间确实存在免疫突触,证明胸腺细胞确实可以作为抗原呈递细胞促进CD8细胞的选择过程。最后,我们下载并分析了人类胸腺细胞的单细胞数据,通过跨物种比较分析揭示了人和鼠在转录水平上的差异并结合ChIP-seq数据发现Gata1可能调控这些物种之间的转录差异。
史红鸽,魏银初,班新河,申进文[3](2020)在《差异表达基因分离方法在食用菌中的应用进展》文中认为差异表达基因的分离已经成为分子生物学研究的热点之一,差异表达基因的分离方法主要有DDRT-PCR,cDNA-RDA,SSH和SAGE等,这些方法在食用菌研究方面也有一定程度的应用。本文作者就差异表达基因研究方法的原理、特点及其在食用菌差异表达基因的研究进展进行了简要的综述。
王康旭[4](2019)在《昆虫RNA干扰的影响因子及其作用机理研究》文中研究说明RNA 干扰(RNA interference,RNAi)是由双链 RNA(double-stranded RNA,dsRNA)启动的一种转录后调控机制。在昆虫学研究中,该技术被广泛地用于基因功能鉴定,同时认为具有明显的害虫防治潜力。但是目前的研究表明,RNAi效率可能会随着昆虫种类、dsRNA分子长度、靶标基因和其他实验因素的不同而发生变化,这些都将制约着这个技术的进一步应用与发展。因此,本研究将由昆虫RNAi效率差异出发,从机制以及实验设计层面对可能影响昆虫RNAi的因素及其作用机理进行分析。现将研究结果总结如下:1体内dsRNA的降解与昆虫RNAi效率的种间差异分析昆虫RNAi的种间效率差异是影响该技术在昆虫学领域拓展应用的巨大障碍。本研究利用四种来自不同目的昆虫进行系统性研究,比较分析昆虫种间的RNAi效率差异和其中的机理。我们利用靶向各自几丁质酶同源基因的dsRNA,以注射后血淋巴内出现相同起始浓度的剂量(1.0、2.3、11.5和33μg),分别注射美洲大蠊(Periplaneta americana)成虫、大麦虫(Zophobas atratus)幼虫、东亚飞蝗(Locusta migratoria)成虫和斜纹夜蛾(Spodoptera litura)幼虫,处理72小时后检测靶基因的mRNA表达量发现,四种处理试虫的抑制率分别为82%、78%、76%和20%。再依据相同的剂量/体重给这四种昆虫分别喂食24、24、36和30μg靶向各自几丁质酶同源基因的dsRNA,检测处理72小时后的靶基因表达抑制率分别为47%、28%、5%和1%。由此揭示这四种昆虫对于RNAi的敏感性为美洲大蠊>大麦虫>>东亚飞蝗>>斜纹夜蛾。按预试剂量体内注射无靶标的dsRNA(dsEGFP)后,检测不同昆虫体内的浓度动态变化发现,美洲大蠊、大麦虫、东亚飞蝗和斜纹夜蛾均在注射后5分钟左右达到血淋巴浓度最高峰(310 pg/μl左右),随后开始下降,其相对下降速率分别为1.00、1.20、1.44和2.06,与注射dsRNA干扰后的靶基因抑制率高度负相关(r=-0.9501)。而喂食处理后,血淋巴内呈现的相对dsEGFP总量分别为2.90、2.01、1.17和1.00,与喂食RNAi在这些昆虫中造成的靶基因表达抑制率高度相关(r=0.9983)。在相同条件下,测定四种昆虫的离体血淋巴对dsEGFP的相对降解率分别为9、24.7、72.6和95%,与注射dsEGFP的减少速率存在正相关(r=0.9350);同样测得四种昆虫的离体中肠液的相对降解率分别为16、17、80和88%,与喂食后的血淋巴内含量呈负相关(r=-0.9143)。由此分析认为,不同昆虫血淋巴的dsRNA降解能力是影响注射RNAi效率的重要因素,而肠道dsRNA降解能力是影响喂食RNAi效率的重要因素,昆虫种间的RNAi效率差异与其体内的dsRNA酶促降解能力密切相关,这种降解能力决定了昆虫体内靶标组织附近的dsRNA暴露剂量。2不同长度dsRNA影响赤拟谷盗RNAi效率的原因分析前期的RNAi研究发现,dsRNA的设计长度会影响RNAi效率,但其影响规律和机理知之甚少。本研究选取对RNAi敏感的赤拟谷盗作为试虫,利用系列长度(480、240、120、60和21 bp)的dsRNA,系统比较了不同分子长度dsRNA的RNAi效率、中肠吸收和降解能力,以及与RNAi核心机制亲和力的差异对dsRNA设计长度影响RNAi效率的规律和机理进行了探究。系列RNAi实验表明,不同长度dsRNA在赤拟谷盗中产生的RNAi效率遵循以下规律:480 bp≈240 bp>120 bp>60 bp>>21 bp;体外孵育实验结果发现,离体中肠吸收480、240、120和60 bp dsRNA的累积速率分别为1.3、1.1、1.0和1.0 pg/分钟,而21 bp的片段不能在中肠内发生积累。检测中肠匀浆液对不同长度dsRNA的降解能力,发现480、240、120、60和21 bp的dsRNA在中肠匀浆液中的相对降解速率分别为1.4、1.3、1.8、1.9和1。综合分析中肠累积实验和匀浆液降解实验结果发现,细胞吸收能力缺陷才是阻碍21 bp dsRNA在赤拟谷盗发挥RNAi功能的主要原因,但长度在60 bp以上的dsRNA活性差异并不是由于细胞吸收作用产生的。进一步利用体外培养测定赤拟谷盗RNAi核心机制对不同长度dsRNA敏感性发现,长度≥60 bp的长链dsRNA都可以产生效率差异不明显RNAi效果。最后检测注射后不同长度dsRNA在赤拟谷盗血腔内的含量动态发现,在一定的范围内(60-240 bp),分子长度越长的dsRNA,在血腔内的持续时间也更长,但是240和480 bp的dsRNA持续性接近。综上所述,本研究证实RNAi效率会随dsRNA分子长度而升高,在240至480 bp之间达到最大值;赤拟谷盗RNAi核心机制对不同长度dsRNA的亲和力没有明显差异;21 bp dsRNA在赤拟谷盗中无法发挥RNAi作用的原因是细胞吸收障碍;而导致较长dsRNA(≥60 bp)出现RNAi效率差异的主要原因,是昆虫体内核酸酶对不同长度dsRNA的降解能力存在差异。3基因自调控对赤拟谷盗RNAi的作用研究已有研究揭示,靶标基因的选择能够对昆虫RNAi效率产生影响,但很少有相关机理的研究报道。本研究以转基因荧光赤拟谷盗为试虫,选择代表性转录因子基因和非转录因子基因进行比较RNAi试验,进而分析dsRNA靶基因种类影响RNAi效果的可能机制。RNAi实验结果发现,非转录因子功能基因Eyfp、Ebony和ChsB的mRNA表达水平,如期受到RNAi抑制显着下调,而转录因子基因Ubx、Vg和Nub在注射相关dsRNA后,mRNA表达水平不仅没有受到抑制反而出现了上升的趋势。进一步利用western blotting和试虫活体荧光及畸形检测,在蛋白与表型水平上进行比较分析,结果显示出了与mRNA表达水平不一致的结果,即干扰转录因子基因Ubx和Vg与非转录因子基因Eyfp和Ebony的蛋白表达量都发生了降低,同时,转录因子基因Ubx、Vg和Nub以及非转录因子基因Eyfp和Ebony的表型也出现了 RNAi阳性反应。利用试虫赤拟谷盗Eyfp和Nub位于一个基因位,并且受到相同增强子的调控的特点,对Nub基因进行干扰来检测试虫的荧光表型,结果发现试虫Eyfp荧光强度出现了明显的升高,这暗示RNAi使Nub基因的转录增强,但是由于dsRNA的转录后抑制,Nub蛋白水平仍然受到了抑制,由此导致了Nub基因转录和其蛋白水平之间存在负相关。通过研究注射dsUbx后靶基因mRNA表达水平的动态变化发现,在注射dsRNA后4-12小时内mRNA水平先出现一定降低,之后又出现升高趋势,直至48小时后出现了 mRNA表达显着提高的现象。由此证实,注射dsRNA初期对mRNA和蛋白的抑制作用,诱导了随后的mRNA表达水平升高。向还未表达Vg基因的赤拟谷盗中注射dsVg,检测结果显示,在注射后第2天Vg基因表达时,处理组发生了 mRNA水平的显着提高,而在第7天时mRNA表达显着降低,并且发现了明显的表型阳性反应。由于转录调控蛋白会对其基因的转录产生负调控,综合分析认为,RNAi初期对转录因子蛋白产生了抑制,蛋白水平的减少反馈提高了基因转录水平,使得mRNA水平在一定时期发生了显着提高,但是最终RNAi作用强于基因反馈调节的效果,所以最后依旧能够观察到表型抑制现象。综上所述,本研究发现部分转录因子活性基因受RNAi后,单纯检测mRNA表达量变化不能反映其RNAi效果,这种现象很可能受到了这些基因本身具有的自调控机制影响,具体机制尚需进一步研究。4纳米材料对二化螟RNAi效率的影响及其机制分析有研究表明纳米粒子(Nanoparticles,NPs)的使用可以增强dsRNA在昆虫体内的RNAi效率,但是很少有研究对纳米材料介导昆虫RNAi效率提高的内在机理进行深入的探索。鳞翅目昆虫二化螟(Chilo suppressalis)是最主要的水稻害虫之一,然而低效RNAi限制了这种生物技术在包括二化螟在内的鳞翅目昆虫中的有效应用。因此,本研究希望评估确定不同纳米粒子在二化螟RNAi中增效作用,同时对其增效机制进行深入地探索。研究使用壳聚糖(chitosan)、CQD(carbon quantum dots)和lipofectamine2000等3种不同种类的纳米材料作为代表进行实验,首先将这3种纳米材料分别与dsRNA进行混合处理,使之形成稳定的复合颗粒。再通过3个基因(CHSA,CHSB和G3PDH)来测试这些纳米颗粒对于靶标基因的沉默效率,即用qPCR评价NP-dsRNA对幼虫靶基因mRNA表达水平的沉默效率,同时检测它们介导的二化螟幼虫死亡率。结果表明3种纳米材料都能显着提高二化螟RNAi效率,其中CHSB是最有效的靶标,而使用CQD包裹的dsRNA具有最高的RNAi效果,壳聚糖其次,而lipofectamine2000介导的喂食dsRNA效果最差,且无法在非肠道组织内激发有效的RNAi反应。为了探究不同纳米粒子对二化螟RNAi增效现象的内在机制,本研究通过体外中肠累积实验和匀浆液孵育实验,比较了这3种纳米粒子对dsRNA体内稳定性和细胞吸收效率的影响,结果证实,测试的3个NPs都能通过同等程度地提高dsRNA的稳定性和细胞吸收来实现有效的喂食递送。随后,对二化螟喂食不同NP-dsRNA复合物后的血腔内dsRNA含量动态进行了追踪,发现壳聚糖、CQD、和lipofectamine2000参与的递送实验中血腔内的dsRNA含量比例具有明显的差异,分别为5.67、9.43和1。通过对比分析发现,喂食后血腔内dsRNA含量与喂食不同NP-dsRNA在非肠道组织中的RNAi平均抑制率之间有良好的相关性(R=0.9314-0.9854)。综上所述,本研究发现在二化螟中,壳聚糖、CQD和lipofectamine2000这3种纳米粒子主要通过提高喂食后dsRNA在中肠内的稳定性以及细胞吸收能力增强了 RNAi效率,但是由于不同纳米材料递送的dsRNA在组织间的扩散能力存在差异,影响到了相应的系统性RNAi过程,从而导致了不同纳米粒子介导RNAi的效率差异,其中CQD介导的RNAi效率最高。
赵清泉[5](2019)在《偏肿革裥菌在木质环境下转录组分析与关键基因挖掘》文中研究说明木质素是一种复杂致密、非常稳定的网状结构物质,也是非常难降解的天然芳香族聚合物,是地球上继植物多糖纤维素后第二大丰富的生物可再生资源,木质素的降解不仅关乎到造纸等行业的发展,同时也影响着可再生性能源利用的发展。白腐菌因其特有的细胞外降解酶系,是迄今为止最有效、最主要的木质素降解微生物,可彻底降解木质素成为CO2和水,白腐菌对木质纤维基质的降解在自然界的碳素循环中起着关键作用,可为其他微生物类群提供大量易于吸收的植物多糖类物质,同时白腐菌对木质素的降解也是以绿色、无污染的方式进行。偏肿革裥菌(Lenzitesgibbosa)是我国东北林区常见的一种多孔菌科(Polyporaceae)白腐菌,生长在多种阔叶树的倒木、枯立木或活立木上,引起木材海绵状白色腐朽,也是一种生长速度较快、对木材和木质素分解能力较强的白腐菌,为了在分子层面上深入探索L.gibbosa降解木材和木质素的机理,本文利用HiSeq高通量测序技术对在木质和非木质条件下5个时间点的L.gibosa菌体样本进行了转录组测序,对差异表达的基因进行了功能注释与富集分析,对降解木质素的关键酶基因和关键通路进行了挖掘,并利用荧光定量PCR对重要的关键基因进行了表达量验证,主要研究结果如下:1、对在杨树木屑、水稻稻草、玉米秸秆3种不同木质纤维基质下的L.gibbo木质素降解酶系统进行了酶活检测,结果表明3种不同木质纤维基质均能使L.gibbosa的漆酶(laccase)和锰过氧化物酶(MnP)活性提高,其中木屑对2种酶活的促进作用最为明显,稻草次之、秸秆最差,这与3者成分中木质素含量排序一致(木质素含量杨树木屑最高、水稻稻草次之、秸秆最低)。在30d的检测时间内,木屑组的2种酶活始终保持增长,而秸秆组和稻草组的酶活在试验后期出现波动甚至降低。以上数据揭示了L.gibbosa降解不同类型木质基质时酶的活性变化规律,为后续结合转录组测序数据联合分析找到木质素降解酶关键基因奠定了基础。2、利用HiSeq高通量测序技术,对L.gibbosa在木质和非木质条件处理下的菌丝体进行了转录组测序与分析,从转录水平分析了L.gibbosa对木材与木质素降解的相关生物过程与代谢途径,结果表明 L.gibbosa对木材与木质素的分解代谢与氧化还原反应过程密切相关、与木质素分解等生物过程密切相关,与碳代谢、芳香化合物降解等通路密切相关。本研究得到一条与木质素降解有关的COG分类关键类目Q类(Secondary metabolites biosynthesis,transport and catabolism),一条木质素降解基因本体(Gene Ontology)关键类目(term):G00046274(Lignin catabolic process),一条木质素降解关键通路ko01220(Degradation of aromatic compounds);通过表达量差异分析、差异表达基因的功能注释与分析,进一步得到一系列与木质素降解有关的关键酶及基因:NAD-P 结合结构域蛋白酶、NADP-dependent alcohol dehydrogenase 6(含 GroES2 域)、CYP450、Alcohol dehydrogenase(含 GroES1 域)、MnP2、MnP3、Versatile peroxidase VPL1(VP,MnP10s)、MrP1、Laccase D、Laccasel、LiP9、LiP2 等,为最终筛选L.gibbosa降解木质素的关键酶基因缩小了范围,为后续开展功能基因研究奠定了基础。3、结合转录组测序与酶活检测数据,进行加权基因共表达网络构建与分析,得到与漆酶和MnP相关的2个基因模块,即turquoise模块和blue模块。利用统计学方法得到 blue模块的82个关键基因(hub gene),turquoise模块的261个hub genes,在这些hub genes中,利用COG、GO、KEGG注释分析,进一步缩小关键基因范围,结合转录组差异分析,确定了最终的11个关键基因:gene 14284、gene 11466、gene1 1537、gene 3902、gene 5357、gene6568、gene713、gene7760、gene 7855、gene 7857、gene 8611。4、对筛选到的11个L.gibbosa木质素降解关键酶基因进行qPCR检测,选择木屑、稻草、秸秆3种底物处理,结果表明木屑组的基因表达差异最为显着,秸秆与稻草组次之,这些基因在不同类型的纤维基质中都差异表达,表明它们都为L.gibbosa降解木质素的关键基因。5、通过RT-PCR技术克隆了 L gibbosa三条基因即mnpl0s(VP)、laccase D、cyp450,分析得到mnp10s(VP)基因CDS全长1089bp,编码362个氨基酸,含有“ligninase”保守结构域,属于plant peroxidase超家族蛋白;laccase D基因CDS全长1608bp,编码 535 个氨基酸,含有“CouRO 1 Tv-LCC like”和“CouRO 3 Tv-LCC like”两个保守结构域,属于Cupredoxin超家族蛋白;cyp450-up1基因CDS全长2001bp,编码666个氨基酸,属于P450超家族蛋白。以上研究为完整揭示偏肿革裥菌降解木材与木质素的机理奠定了重要的分子基础。
罕园园[6](2018)在《树鼩自发性肥胖模型的筛选评价及脂肪转录组差异表达基因筛选探寻》文中研究表明肥胖是跨越世界的主要公共健康问题。全球肥胖患病率以惊人的速度增加。肥胖是心血管疾病,Ⅱ型糖尿病、癌症、骨关节炎和心理障碍的独立性风险因素,因此,迫切需要明确其发病机制并开发有效的治疗方法。对肥胖发病机理研究、药物筛选和评价多是在啮齿类动物上进行的,由于种属关系,啮齿类肥胖动物模型很难真实反映人类肥胖疾病进程。因此,寻找和创制与人类肥胖相似的动物模型备受关注。树鼩是灵长类近亲或低等灵长类动物,在人工繁殖的树鼩种群中,由于饲养中活动限制和饮食结构/行为方式的改变,类似人类肥胖的健康状况改变在树鼩中发生。这种自发性的肥胖在很多方面与人类的肥胖症状和成因相似,可能成为研究人类肥胖的实验动物模型。本研究首先对树鼩种群中的正常体重进行调查,确定树鼩肥胖的判定标准,按此标准挑选各级别代表性树鼩,系统观察和检测不同树鼩的代谢性指标(体重、身长、血糖、HbA1c、TC、TG、HDL、LDL)、脂肪组分差异、主要器官病理以及肠道菌群的改变。结果我们确定了自发性肥胖树鼩的标准和分级,初步将树鼩分为正常(平均值±2倍标准差内)、中度肥胖(平均值+2倍标准~平均值+4倍标准差)和严重肥胖(平均值>4倍标准差)三组,挑选的代表性树鼩之间的体重、血糖、HbA1c、TC、TG、HDL、LDL、脂肪体积均存在显着性差异;中度肥胖和严重肥胖树鼩出现不同程度的多脏器组织的受累和病变,随着肥胖程度的加深,病理变化加重;中度肥胖和重度肥胖树鼩的肠道菌群多样性降低,拟杆菌门/厚壁菌门比例降低。各项指标、脂肪组分差异及病理和肠道菌群的改变,多方面结果证明自发性肥胖树鼩是符合或接近临床肥胖症状的肥胖动物模型。其次,近期研究发现体内脂肪组织不仅仅是单纯的贮存脂肪、能量储存器官,在调节全身脂肪酸动态平衡的过程中还发挥着分泌调节器官的角色,因此为研究脂肪在树鼩自发性肥胖中的分子作用机制,本研究对挑选的代表性树鼩脂肪组织进行了转录组测序,并用加权基因共表达网络分析(WGCNA)的方法进行了树鼩脂肪组织的转录组差异表达基因模块与量化肥胖表型的相关性分析、树鼩脂肪单核苷酸多态性(SNP)和可变剪接(AS)的分析,同时对影响肥胖的促炎症分子树鼩IL-6。结果表明翻译、免疫和信号通路相关的三个模块基因差异性表达并与肥胖表型显着相关,KEGG注释表明“核糖体途径”,“溶酶体/蛋白酶体途径”的基因在肥胖树鼩中高表达,还发现酮酸代谢途径在中度肥胖树鼩中高表达,苯丙氨酸和酪氨酸的分解代谢在严重肥胖树鼩中高表达。通过基因在构建差异表达基因的调控网络中的相互关系,本研究确定了 3个核心基因:翻译相关模块中UBA52,免疫相关模块中的AKT1和信号通路相关模块中的LRRK2。进一步分析发现1187个有GO注释、77个有GO注释和1 080条个有KEGG通路注释的脂肪转录组中的可能与脂肪形成和代谢有关的SNP标记;531个可变剪接发生了差异性表达。IL-6基因的系统分析发现,树鼩的IL-6基因与人类和非人灵长类的关系较之大小鼠更接近,对于受体结合的关键位点非常保守,同时数据库中树鼩IL-6受体和信号传导蛋白的记录进一步表明,树鼩中可能存在相似的信号级联反应。综上,本研究对自发性肥胖树鼩进行了系统的评价,从表型、生理生化指标、脂肪组分改变、主要脏器病理改变和肠道菌群改变上系统地描述和评价了模型,显示自发性肥胖树鼩是符合或接近临床的肥胖动物模型。同时,对脂肪差异基因的筛选和探寻,找到了新的潜在的分子标志物和肥胖靶基因。这些研究对树鼩肥胖模型建立、探索肥胖的病因和发病机制以及为减肥新药及其作用靶点研究有重要意义。
王洪[7](2017)在《棉花腺体形成基因GoPGF的分子作用机理初探》文中研究说明棉花是我国乃至世界范围内的一种重要经济作物,它主要的产品包括纤维、油脂以及蛋白。色素腺体和棉酚是棉花的重要性状,棉酚的存在是棉花抵抗病虫害的重要天然防御机制,但是由于其毒性导致棉籽中高含量的油脂及蛋白不能直接食用。棉花腺体形成基因(Gossypium pigment gland formation,GoPGF)基因位于棉花的第12号染色体上,是一个控制棉花种子和植株腺体有无的关键基因。病毒诱导的基因沉默实验证明抑制GoPGF基因的表达导致腺体不能正常形成。但是该基因在腺体形成中的分子作用机制并不清楚。为了深入研究GoPGF基因在腺体形成中的分子机制、揭示腺体形成与棉酚生物合成的内在分子联系,从而构建腺体形成与棉酚生物合成的调控网络,本研究中我们通过不同腺体性状材料中GoPGF基因的序列分析、酵母双杂交以及CoIP鉴定互作蛋白、以及转基因等,以期探索该基因在控制棉花腺体形成及棉酚合成上的一些分子作用机理以及代谢途径所涉及到的生理生化反应过程等,为棉花低酚棉育种工作提供一些参考。通过本研究取得以下成果:1、通过对不同染色体组棉种的GoPGF氨基酸序列对比以及亲缘关系对比分析发现:有色素腺体的四倍体棉种(AADD)在GoPGF的第282氨基酸位点上A亚组多编码一个丝氨酸(S);种子有色素腺体但其棉酚含量很低的E染色体组棉种在GoPGF的第380个氨基酸位点变为苏氨酸(T);种子无腺体但植株有腺体且子叶腺体延缓形成的G、C染色体组棉种在GoPGF第376个氨基酸位点变为丝氨酸(S),这种从“种子无腺体无棉酚”到“种子有腺体无棉酚”再到“种子有腺体有棉酚”的过程我们认为是一个棉花腺体棉酚不断进化的进程,而这种差异,我们初步推断是由于GoPGF基因编码序列中的某个氨基酸位点的差异所导致的。2、通过酵母双杂交和CoIP筛选到了 GoPGF可能的互作蛋白,这些互作蛋白涵盖了光合作用、糖代谢及ATP合成、代谢及信号转导、催化及胁迫以及激素合成五个类别。3、通过将GOPGF转入拟南芥突变体SALK040500和SALK083483(拟南芥的MYC2基因T-DNA插入突变体,其萜类合成的生物过程受阻,因此其萜类化合物含量比野生型明显下降),发现本实验所使用的两个材料,在转基因拟南芥中表现上调的基因有:光反应、光系统相关;细胞壁、细胞壁蛋白合成;次生代谢相关;激素代谢;转录调控相关等。我们着重分析其中光信号调节、以及乙烯、赤霉素、茉莉酸的响应和合成代谢,并推断GoPGF的转入在转录水平上对于倍半萜合成缺陷拟南芥带来的影响,我们通过初步的分析后得知,GoPGF的转入使得赤霉素、茉莉酸刺激响应及其生物合成相关的基因表现上调表达,一方面茉莉酸的生物合成能直接导致茉莉酸-乙烯信号途径所响应的防御基因的表达,另一方面,赤霉素和茉莉酸刺激响基因可能在相应的内源性激素的刺激下表达从而调控某些植物次生代谢物的合成等进程,这或许与倍半萜合成基因功能缺失的互补有关。
苏在兴,高闰飞,李强[8](2017)在《基因差异表达分析方法及其在作物遗传育种中的应用》文中研究指明植物基因的差异表达是细胞形态和功能多样性的根本原因,也是各种生理及病变过程的物质基础.分析基因差异表达是近30年来分子生物学研究的重点,研究方法也从最早的差减杂交、差异显示PCR和cDNA代表性差异分析等,不断地发展到基于测序的表达系列标签和转录组测序技术,其中高通量测序技术的应用,使得分子生物学进入后基因组时代,特别是转录组测序可高效率、大批量地获取差异表达基因.通过基因差异表达分析,可挖掘农作物的优异农艺性状、高品质、抗性以及杂种优势等相关基因,辅助常规育种,提高农作物的品质、产量、抗性等综合性状,并为探究其机理、机制奠定基础.
刘洋,高宝嘉,张斌,陈明叶[9](2016)在《cDNA-SRAP技术在植物基因表达差异分析中的应用》文中研究说明相关序列扩增多态性(SRAP)是基于PCR的新型分子标记系统。文章综述了现今植物基因表达差异分析中的常用方法,并简单介绍了cDNA-SRAP技术的原理、方法、步骤、优点,及其研究现状和前景。该方法具有简单便捷、结果稳定、重复性好、试验成本低的优点,将会成为基因表达研究的有力工具。随着分子标记技术的发展和新技术的出现,不同分子标记和技术的相互结合使用将会在发现新基因、比较植物不同生长发育时期的基因表达、构建植物转录图谱和植物抗逆分子机制研究等方面发挥重要作用。
王琼琼[10](2015)在《茶树稀土和氟铝元素积累特性及基因型差异研究》文中进行了进一步梳理茶树(Camelliasinensis(L.)O.Kuntze)属山茶科山茶属茶亚属茶种植物,茶叶作为一种天然健康饮品,在世界饮料史上具有举足轻重的地位。本研究从种质资源角度着手,研究不同种质茶树中稀土和F及Al元素含量的差异和茶叶中稀土和F及Al吸收的积累特性和引起品种间差异现象的内在机制,并分析了不同茶树修剪高度对其富集的影响,利用转录组技术比较分析积累程度稀土和F及Al元素不同的3个茶树种质间的差异表达基因和代谢路径,这些研究结果对于筛选低吸收富集稀土和F及Al元素的特异性茶树种质具有理论和实践意义。(1)以安溪和武夷山两个不同的自然环境条件下的55个茶树种质种质为材料,采摘其春季、夏季和秋季的一芽三叶鲜叶,采用ICP-MS测定茶叶中稀土和Al含量,用氟离子电极法测定茶叶中F含量,采用spss19.0进行统计和聚类分析,发现不同的茶树种质对稀土和F及Al元素分别有着不同程度的积累,对稀土和F及Al元素的共同富集呈极显着相关关系。不同茶树种质间对稀土和F及Al的吸收在不同季节、不同生境条件下均差异显着,低富集稀土和F及Al元素的种质也能保持相对稳定的遗传积累特性,在季节间亦存在一定的吸收规律。最后从中筛选出得到高、中、低三种不同积累程度F的茶树种质数量分别是:F元素各有4、14、37个,Al的各有4、22、29个,稀土的各有1、19、35个,其中共同低富集吸收稀土和F及Al的品种有T13、T14、TXRC等。筛选结果为后续的品种鉴定和选育低吸收稀土和F及Al茶树品种,生产符合质量安全的茶叶提供依据。(2)通过研究不同修剪高度对茶树中稀土和F及Al含量高低的影响,发现随着茶树修剪高度的降低,稀土和Al含量呈逐渐增加的趋势,20cm修剪高度的茶树中稀土含量(0.36mg/kg)显着高于传统树冠高度60cm(0.12mg/kg),而F含量则在40cm修剪高度时达到最高,成品茶中稀土和F及Al含量大致和定型修剪后的鲜叶一致。在茶叶的品质成分中,儿茶素总量和茶多酚含量随着茶树高度降低而增加。茶树中稀土含量、F和Al含量之间达到了极显着相关,稀土、Al含量与茶叶中的酯型儿茶素也呈显着的正相关,这为阐明茶树种植高度和稀土和F及Al含量在茶树中的积累机制提供科学依据。(3)为进一步研究引起茶树稀土和F及Al含量基因型差异的机制,采用转录组测序技术对3个不同程度吸收稀土和F及Al含量的茶树种质:T15、本山和水仙进行测序共获得16.44 Gb数据量,茶树转录组原始数据经过滤、de novo组装后得到83,357条Unigenes。参考相关数据库进行比对后共有40707条注释结果,分别有 36118,30742,22870,19896,12302,28024 条比对注释到 NR、NT、SwissProt、KEGG、COG、GO、Pfam 8个数据库。通过对注释成功的茶树unigenes进行GO、COG和代谢通路分析,通过GO功能分类,茶树Unigene中有18967条差异被归类到44个功能类别中;所涉及差异表达基因的COG分类结果相关显示关键基因涉及信号转导通路和转录通路;共有4775条成功注释到201个KEGG信号通路中,其中3个样品间差异表达基因最多、最为关键的是植物激素信号转导代谢途径。(4)为验证转录组测序结果的准确性和找到引起茶树稀土和F及Al含量基因型差异关键基因,应用qRT-PCR技术测定3个不同程度富集稀土和F及Al元素含量的茶树种质间找到的关键差异基因的表达情况,结果表明转录组测序数据的结果真实可靠。另外对挑选出来的6个相关差异基因表达量从3个茶树种质扩大到10个茶树种质进一步验证分析,计算得出相关基因在10个不同茶树种质间的表达差异极显着。通过相关性分析找到与稀土含量相关的基因片段有2个,分别为MTP、bZIP转录因子(r=0.636和0.652),均达到了显着水平;与F含量相关的基因片段为MTP(r=0.675);与Al含量相关的基因片段有2个,分别为 ABC transporter、bZIP 转录因子(r=0.872 和 0.706),ABC transporter 基因与Al含量之间达到了极显着正相关水平。ABC transporter极有可能参与了金属元素吸收富集相关行为的正调控。
二、cDNA代表性差异分析:方法及其应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、cDNA代表性差异分析:方法及其应用(论文提纲范文)
(1)CRISPR介导的基因激活系统的开发及应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
第一章 利用CRISPR/LbCpf1构建高特异性的激活系统 |
前言 |
1.1 材料与方法 |
1.2 实验方法 |
1.3 统计学分析 |
1.4 实验结果 |
1.5 讨论 |
1.6 本章小结 |
第二章 利用CRISPR/CjCas9构建小而高效的激活系统及其应用 |
前言 |
2.1 材料与方法 |
2.2 实验方法 |
2.3 统计学分析 |
2.4 实验结果 |
2.5 讨论 |
2.6 本章小结 |
参考文献 |
攻读学位期间成果 |
致谢 |
(2)基于多组学和生物信息学的淋巴细胞分化发育研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 淋巴细胞发育研究 |
1.1.1 淋巴细胞概述 |
1.1.2 NK细胞发育研究 |
1.1.3 胸腺T细胞发育研究 |
1.2 多组学和生物信息学及其应用 |
1.2.1 多组学概述及相关二代测序技术 |
1.2.2 生物信息学概述 |
1.2.3 多种组学技术和生物信息学在NK细胞研究中的应用 |
1.2.4 多种组学技术和生物信息学在T细胞发育研究中的应用 |
1.3 论文思路和主要工作 |
第二章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 实验样本 |
2.1.2 构建ATAC-seq文库的相关试剂 |
2.1.3 NK细胞分化研究中使用的其他试剂及仪器 |
2.1.4 实验小鼠 |
2.1.5 构建单细胞RNA-seq文库的相关试剂 |
2.1.6 构建单细胞ATAC-seq文库的相关试剂 |
2.1.7 胸腺T细胞发育研究中使用的抗体 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 NK细胞体外培养 |
2.2.2 ATAC-seq文库构建 |
2.2.3 免疫荧光染色 |
2.2.4 RNA分离和real-time PCR |
2.2.5 慢病毒的产生和转导 |
2.2.6 慢病毒载体的构建 |
2.2.7 胸腺细胞分离 |
2.2.8 流式细胞术 |
2.2.9 胸腺细胞之间免疫突触的成像 |
2.2.10 细胞增殖染色 |
2.2.11 单细胞RNA-seq文库构建 |
2.2.12 单细胞ATAC-seq文库构建 |
2.3 ATAC-seq数据分析 |
2.3.1 测序数据预处理 |
2.3.2 数据质量检测 |
2.3.3 差异分析 |
2.3.4 鉴定时期特异性的基因和染色质开放区域 |
2.3.5 转录因子富集分析 |
2.3.6 转录因子“足迹”分析 |
2.3.7 基因模块和蛋白质相互作用分析 |
2.3.8 转录调控网络构建 |
2.4 单细胞数据分析 |
2.4.1 单细胞测序 |
2.4.2 单细胞RNA-seq数据预处理 |
2.4.3 细胞分群和鉴定 |
2.4.4 整合Tabula Muris小鼠胸腺单细胞数据 |
2.4.5 发育路径和假时间分析 |
2.4.6 鉴定动态变化的基因 |
2.4.7 利用SCENIC富集转录因子 |
2.4.8 鉴定转录因子和差异基因的调控关系 |
2.4.9 单细胞ATAC-seq数据分析 |
2.4.10 单细胞RNA-seq和单细胞ATAC-seq整合分析 |
2.4.11 细胞周期分析 |
2.4.12 人和鼠跨物种分析 |
第三章 NK细胞分化的转录调控研究 |
3.1 引言 |
3.1.1 NK细胞相关的免疫疗法 |
3.1.2 体外诱导NK细胞 |
3.1.3 应用染色质可及性研究转录调控网络 |
3.2 研究结果 |
3.2.1 获得NK细胞分化过程中的染色质可及性图谱 |
3.2.2 NK细胞分化过程中染色质开放区域的动态变化 |
3.2.3 调控NK细胞分化的转录因子 |
3.2.4 FOSL2和EGR2调控NK细胞分化相关的基因 |
3.2.5 FOSL2和EGR2影响NK细胞的分化 |
3.2.6 NK细胞分化过程中转录调控网络的动态变化 |
3.3 本章小结 |
第四章 单细胞分辨率下胸腺细胞发育研究 |
4.1 引言 |
4.2 研究结果 |
4.2.1 单细胞转录组图谱描述胸腺中αβ-T细胞的发育 |
4.2.2 单细胞ATAC-seq揭示新的与胸腺细胞发育相关的转录因子 |
4.2.3 Ly6d和CD2可以作为分选DP细胞各个亚群的新的表面marker |
4.2.4 DPbla细胞在细胞周期中发育为DPre细胞 |
4.2.5 DP细胞亚群之间的差异与胸腺T细胞发育相关 |
4.2.6 胸腺细胞充当CD8相关胸腺选择的抗原呈递细胞 |
4.2.7 物种特异性转录因子在人鼠胸腺细胞发育中调控跨物种的转录差异 |
4.3 本章小结 |
4.4 本章研究中使用的简称 |
第五章 总结与讨论 |
5.1 NK细胞分化的转录调控研究 |
5.2 单细胞分辨率下胸腺细胞发育研究 |
参考文献 |
附录一 ATAC-seq接头序列信息 |
附录二 ATAC-seq测序质量 |
附录三 单细胞ATAC-seq接头序列信息 |
附录四 本研究中使用的其他试剂、耗材及仪器 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(3)差异表达基因分离方法在食用菌中的应用进展(论文提纲范文)
1 mRNA差异显示技术 |
1.1 mRNA差异显示技术原理及优缺点 |
1.2 mRNA差异显示技术在食用菌中的应用 |
2 代表性差异分析 |
2.1 代表性差异分析原理及优缺点 |
2.2 代表性差异分析在食用菌中的应用 |
3 抑制性消减杂交技术 |
3.1 抑制性消减杂交技术的原理及优缺点 |
3.2 抑制性消减杂交技术的应用 |
4 基因表达序列分析 |
4.1 基因表达序列分析的原理及优缺点 |
4.2 基因表达序列分析在食用菌中的应用 |
5 食用菌基因表达差异研究动态 |
(4)昆虫RNA干扰的影响因子及其作用机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 基因干扰与小片段RNA |
1.2 昆虫RNAI及其效率影响因素 |
1.2.1 昆虫的RNAi敏感性 |
1.2.2 递送方式对昆虫RNAi效率的影响 |
1.2.3 靶标基因对昆虫RNAi效率的影响 |
1.2.4 dsRNA分子对昆虫RNAi效率的影响 |
1.2.5 昆虫RNAi效率影响因素的研究展望 |
1.3 影响昆虫RNAi效率的潜在机制 |
1.3.1 dsRNA稳定性 |
1.3.1.1 核酸酶 |
1.3.1.2 生理pH值 |
1.3.2 dsRNA的细胞吸收 |
1.3.2.1 SID跨膜蛋白家族 |
1.3.2.2 内吞作用 |
1.3.2.3 内体逃逸 |
1.3.2.4 载脂蛋白 |
1.3.3 RNAi核心机制 |
1.3.3.1 基因拷贝数 |
1.3.3.2 上调和表达量的不足 |
1.3.3.3 RNAi通路之间的重叠 |
1.3.3.4 RNAi的病毒抑制子 |
1.3.3.5 昆虫RNAi核心机制研究展望 |
1.3.4 系统性RNAi |
1.3.4.1 扩增机制 |
1.3.4.2 信号扩散机制 |
1.4 提高昆虫RNA效率的方法 |
1.4.1 转基因 |
1.4.2 基因载体 |
1.5 本研究的目的及意义 |
第二章 体内dsRNA的降解与昆虫RNAi效率的种间差异分析 |
2.1 材料和方法 |
2.1.1 供试昆虫与饲养 |
2.1.2 主要试剂和仪器设备 |
2.1.3 昆虫总RNA的提取和反转录合成cDNA |
2.1.4 PCR扩增、克隆和测序 |
2.1.5 生物信息学分析 |
2.1.6 dsRNA |
2.1.7 试虫dsRNA处理 |
2.1.8 定量PCR |
2.1.9 昆虫血腔中dsRNA变化的动态监测 |
2.1.10 昆虫血淋巴液或中肠液对dsRNA降解能力的体外测定 |
2.1.11 统计分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 斜纹夜蛾,东亚飞蝗,美洲大蠊和大麦虫的RNAi效率差异 |
2.2.2 活体昆虫血淋巴内dsRNA动态的监测方法 |
2.2.3 活体注射后血淋巴中dsRNA的动态变化 |
2.2.4 喂食后昆虫血淋巴中dsRNA的动态变化 |
2.2.5 dsRNA在昆虫血淋巴内的降解情况 |
2.2.6 dsRNA在昆虫中肠液内的降解情况 |
2.3 讨论 |
第三章 不同长度dsRNA影响赤拟谷盗RNAi效率的原因分析 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 供试昆虫与饲养 |
3.1.2 主要试剂和仪器设备 |
3.1.3 昆虫总RNA的提取和反转录合成cDNA |
3.1.4 PCR扩增、克隆和测序 |
3.1.5 dsRNA |
3.1.6 注射RNAi |
3.1.7 体外RNAi实验 |
3.1.8 dsRNA含量检测方法 |
3.1.9 dsRNA中肠积累实验 |
3.1.10 dsRNA在中肠匀浆液中的孵育实验 |
3.1.11 体内监测血淋巴中dsRNA动态 |
3.1.12 统计分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 不同长度dsRNA介导的活体RNAi效率 |
3.2.2 不同长度dsRNA介导产生的体外组织RNAi效率 |
3.2.3 赤拟谷盗中肠中不同长度dsRNA的累积效应 |
3.2.4 赤拟谷盗中肠匀浆液降解不同长度dsRNA能力 |
3.2.5 不同长度的注射dsRNA注射后在体内血淋巴内的含量动态 |
3.3 讨论 |
第四章 基因自调控对赤拟谷盗RNAi的作用研究 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 供试昆虫与饲养 |
4.1.2 主要试剂和仪器设备 |
4.1.3 赤拟谷盗总RNA、蛋白的提取和反转录合成cDNA |
4.1.4 PCR扩增、克隆和测序 |
4.1.5 dsRNA合成 |
4.1.6 dsRNA注射 |
4.1.7 qPCR |
4.1.8 Western blotting |
4.1.9 表型记录 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 注射dsRNA对不同类型靶基因mRNA表达量的影响 |
4.2.2 注射dsRNA后对相关靶基因编码蛋白表达水平的变化分析 |
4.2.3 注射dsRNA后试虫的表型水平的变化分析反应 |
4.2.4 转录因子基因在dsRNA注射后的mRNA表达水平的动态响应 |
4.3 讨论 |
第五章 纳米材料对二化螟RNAi效率的影响及其机制分析 |
5.1 材料和方法 |
5.1.1 供试昆虫与饲养 |
5.1.2 主要试剂和仪器设备 |
5.1.3 昆虫总RNA的提取和反转录合成cDNA |
5.1.4 PCR扩增、克隆和测序 |
5.1.5 dsRNA |
5.1.6 NP-dsRNA纳米粒子以及试虫的喂食处理 |
5.1.7 靶基因表达量的qPCR分析 |
5.1.8 dsRNA的含量检测方法 |
5.1.9 中肠匀浆液对NP-dsRNA在中肠匀浆液中dsRNA的孵育降解实验 |
5.1.10 NP-DsRNA处理后DsRNA在中肠中的积累实验 |
5.1.11 体内监测喂食NP-DsRNA后血淋巴dsRNA含量动态 |
5.1.12 统计分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 NP-dsRNA复合体的制备 |
5.2.2 NP-dsRNA复合体介导的基因沉默效应 |
5.2.3 NP-dsRNA复合体介导的幼虫致死效应 |
5.2.4 NP-dsRNA在中肠匀浆液中的稳定性 |
5.2.5 NP-dsRNA介导的二化螟中肠NP-dsRNA的累积效应 |
5.2.6 喂食NP-dsRNA后dsRNA在二化螟体内的含量动态 |
5.3 讨论 |
全文总结 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文和参加的学术会议 |
致谢 |
(5)偏肿革裥菌在木质环境下转录组分析与关键基因挖掘(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 木质素的组成及生物降解 |
1.2.1 木质素的组成 |
1.2.2 木质素的生物降解 |
1.3 木材白腐菌 |
1.3.1 白腐菌的生物学背景 |
1.3.2 白腐菌应用与研究现状 |
1.3.3 偏肿革裥菌(Lenzites gibbosa)及其研究现状 |
1.4 白腐菌降解木质素酶系统 |
1.4.1 漆酶及其降解机制 |
1.4.2 LiPs及其降解机制 |
1.4.3 MnPs及其降解机制 |
1.4.4 其他木质素降解酶 |
1.5 高通量测序及生物信息学 |
1.5.1 转录组学 |
1.5.2 加权基因共表达网络分析 |
1.6 研究的目的与意义 |
2 偏肿革裥菌在不同木质纤维基质下木质素降解酶的活性规律 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 供试菌种 |
2.1.2 供试木质纤维基质 |
2.1.3 主要试剂与仪器 |
2.1.4 培养基 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 培养方法 |
2.2.2 MnP酶活测定方法 |
2.2.3 漆酶活性测定方法 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 三种木质纤维基质对MnP活性的影响 |
2.3.2 三种木质纤维基质对漆酶活性的影响 |
2.4 小结与讨论 |
3 木质和非木质条件下偏肿革裥菌转录组构建与分析 |
3.1 试验材料 |
3.1.1 供试菌株及木屑 |
3.1.2 主要试剂与仪器 |
3.1.3 培养基 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 菌丝培养及处理 |
3.2.2 偏肿革裥菌总RNA提取及其质量鉴定 |
3.2.3 文库构建及上机测序 |
3.2.4 生物信息学分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 总RNA提取与质量检测 |
3.3.2 原始测序数据及其质量控制 |
3.3.3 转录组数据与参考基因组序列比对 |
3.3.4 转录组文库质量评估 |
3.3.5 SNP/InDel分析 |
3.3.6 可变剪接事件预测 |
3.3.7 基因结构优化分析 |
3.3.8 新基因分析 |
3.3.9 基因表达量分析 |
3.3.10 差异表达分析 |
3.3.11 差异表达基因功能注释和富集分析 |
3.4 小结与讨论 |
4 基因共表达网络和模块构建及核心基因筛选 |
4.1 数据来源 |
4.2 分析方法 |
4.2.1 检测离群样本及基因 |
4.2.2 WGCNA方法构建共表达网络 |
4.2.3 WGCNA模块的检测和识别 |
4.2.4 基因表达量与外部性状关联分析 |
4.2.5 目标模块中枢纽基因筛选 |
4.2.6 枢纽基因的富集分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 数据稳定性检测及关键参数确定 |
4.3.2 WGCNA网络构建和基因共表达模块聚类 |
4.3.3 WGCNA网络模块的关联度 |
4.3.4 与酶活数据联合分析与识别关键模块 |
4.3.5 hub genes的筛选 |
4.4 小结与讨论 |
5 偏肿革裥菌降解木质素关键基因表达特性分析 |
5.1 试验材料 |
5.1.1 供试菌种 |
5.1.2 供试木质纤维基质 |
5.1.3 主要试剂与仪器 |
5.1.4 培养基 |
5.2 试验方法 |
5.2.1 培养方法 |
5.2.2 总RNA提取及检测 |
5.2.3 反转录合成第一链cDNA |
5.2.4 引物设计 |
5.2.5 荧光定量PCR检测 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 总RNA检测 |
5.3.2 qPCR扩增效率及引物特异性检测 |
5.3.3 木屑处理对11个木质素降解酶基因表达的影响 |
5.3.4 秸秆和稻草处理对11个木质素降解酶基因表达的影响 |
5.4 小结与讨论 |
6 偏肿革裥菌降解木质素关键基因的克隆与分析 |
6.1 试验材料 |
6.1.1 供试菌种 |
6.1.2 主要试剂与仪器 |
6.2 试验方法 |
6.2.1 菌丝获取 |
6.2.2 总RNA提取 |
6.2.3 第一链cDNA合成 |
6.2.4 目的基因CDS克隆 |
6.2.5 PCR产物胶回收 |
6.2.6 PCR产物连接、转化 |
6.2.7 菌落PCR鉴定 |
6.2.8 克隆基因的生物信息学分析 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 RNA质量检测 |
6.3.2 基因mnp10s(VP), laccase D, cyp450的CDS克隆结果 |
6.3.3 mnp10s(VP)、laccase D、cyp450-up1基因分析 |
6.4 小结与讨论 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(6)树鼩自发性肥胖模型的筛选评价及脂肪转录组差异表达基因筛选探寻(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
1 肥胖 |
2 肥胖病因学进展 |
3 动物模型 |
4 现有的技术手段 |
5 肥胖相关脏器 |
第一章 树鼩自发性肥胖模型的筛选评价 |
引言 |
1 材料和方法 |
1.1 实验动物及饲养 |
1.2 实验试剂 |
1.3 实验设备 |
1.4 实验方法 |
2 结果 |
2.1 树鼩自发性肥胖表型初步筛查 |
2.2 不同年龄段的肥胖表型比较 |
2.3 肥胖指标(体重、Lee’s指数) |
2.4 脂肪成分 |
2.5 生理生化(血脂生化) |
2.6 血糖 |
2.7 组织病理检测差异 |
2.8 肠道菌群特征 |
3 讨论 |
3.1 树鼩肥胖的分级 |
3.2 树鼩肥胖的病理特征 |
3.3 树鼩脂肪组分检测及线性回归曲线的建立 |
3.4 肥胖中的肠道菌群特征 |
第二章 脂肪转录组差异表达基因筛选探寻 |
引言 |
1 材料和方法 |
1.1 实验动物及饲养 |
1.2 实验试剂 |
1.3 实验设备 |
1.4 实验方法 |
2 结果 |
2.1 三个分组动物的检测结果描述 |
2.2 差异基因 |
2.3 WGCNA |
2.4 功能模块富集分析 |
2.5 蛋白互作分析 |
3 讨论 |
3.1 树鼩自发性肥胖的转录组差异基因注释 |
3.2 潜在的靶基因在肥胖中作用机制的分析 |
第三章 脂肪基因的SNP和可变转录分析 |
引言 |
1. 材料和方法 |
1.1 实验动物及饲养 |
1.2 实验试剂 |
1.3 实验设备 |
1.4 实验方法 |
2. 结果 |
2.1 脂肪组织转录组SNP检测和分析 |
2.2 脂肪组织可变剪接检测和分析可变剪接的含义 |
3. 讨论 |
第四章 肥胖相关重要基因的特征描述和分析 |
引言 |
1. 材料和方法 |
1.1 实验动物及饲养 |
1.2 实验试剂 |
1.3 实验设备 |
1.4 实验方法 |
2. 结果 |
2.1 树鼩IL-6的特征 |
2.2 树鼩FTO基因特征 |
3. 讨论 |
结论和创新点 |
参考文献 |
附录一 英文缩略语表 |
附录二 其它主要试剂配制 |
致谢 |
作者简历 |
(7)棉花腺体形成基因GoPGF的分子作用机理初探(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要缩略词表 |
第一部分 文献综述 |
第一章 棉花腺体及拟南芥次生代谢的研究进展 |
1 棉花腺体及棉酚 |
1.1 棉花腺体及棉酚 |
1.2 棉酚合成途径的研究 |
1.3 腺体及棉酚的差异多样性 |
1.4 棉花腺体的遗传和分子机理研究 |
1.5 棉花腺体形成基因GoPGF |
1.6 不同棉种间棉酚及腺体的差异 |
2 拟南芥次生代谢的研究进展 |
2.1 拟南芥次生代谢调控转录因子 |
2.2 MYC2及拟南芥次生代谢调控 |
第二章 转录组测序技术的发展及其应用 |
1 转录组测序技术的发展 |
1.1 第一代测序技术 |
1.2 第二代测序技术 |
1.3 第三代测序技术 |
2 转录组学与转录组测序技术 |
2.1 转录组学 |
2.2 转录组的研究方法 |
本研究的目的及意义 |
第二部分 研究报告 |
第三章 GOPGF基因的分子作用机理研究 |
1 材料与方法 |
1.1 不同材料间GOPGF基因的序列差异分析 |
1.1.1 棉种材料的准备 |
1.1.2 样品DNA的提取 |
1.2 GOPGF互作蛋白的筛选 |
1.2.1 CoIP、WB及蛋白鉴定分析 |
1.2.2 酵母双杂交筛选互作蛋白 |
1.3 GoPGF基因功能互补研究 |
1.3.1 突变体材料的获得 |
1.3.2 RNA的提取及质量检测 |
1.3.3 cDNA文库的构建及检测 |
1.3.4 Illumina HiSeq 2000测序 |
1.3.5 实时荧光定量PCR分析 |
1.3.6 Southern Blot |
1.3.7 转录组分析流程 |
2 结果与分析 |
2.1 不同材料间GoPGF基因的差异分析 |
2.1.1 基因序列比对 |
2.1.2 基因进化树分析 |
2.2 GOPGF互作蛋白的筛选 |
2.2.1 酵母筛库结果 |
2.2.2 WB预检测和CoIP银染 |
2.2.3 质谱分析 |
2.3 GOPGF基因功能互补研究 |
2.3.1 突变体材料的转基因及定量PCR验证 |
2.3.2 突变体材料的Southern Blot验证分析 |
2.3.3 测序RNA样品的提取与检测 |
2.3.4 原始读段的分类 |
2.3.5 差异表达基因的筛选 |
2.3.6 差异表达基因的比较分析和聚类分析 |
2.3.7 差异表达基因的功能富集分析 |
2.3.8 差异表达基因的功能分类 |
全文结论 |
创新点 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
(8)基因差异表达分析方法及其在作物遗传育种中的应用(论文提纲范文)
1 基因差异表达的研究方法 |
1.1 基因差异表达分析方法 |
1.1.1 差减杂交 (subtractive hybridization, SH) |
1.1.2 mRNA差异显示逆转录PCR (differential display of reverse transcriptional PCR, DDRT-PCR) |
1.1.3 cDNA代表性差异分析 (cDNA-RDA) |
1.1.4 表达系列标签 (serial analysis of gene expression, SAGE) |
1.1.5 抑制差减杂交 (suppression subtractive hybridization, SSH) |
1.1.6 cDNA限制性片段长度多态性分析 (cDNA-AFLP) |
1.1.7 基因芯片 (DNA Chips) 技术 |
1.1.8 半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR |
1.1.9 转录组测序 (RNA-Seq) 技术 |
1.1.1 0 基因编辑技术 |
1.2 基因差异表达方法的特点比较 |
2 基因差异表达分析在作物遗传育种上的应用 |
2.1 挖掘重要农艺性状相关基因 |
2.2 挖掘重要品质性状相关基因 |
2.3 挖掘耐逆相关基因 |
2.4 挖掘与作物杂种优势相关的基因 |
3 结语与展望 |
(9)cDNA-SRAP技术在植物基因表达差异分析中的应用(论文提纲范文)
1 植物基因表达差异分析中常用方法 |
2 SRAP标记技术简介 |
2.1 SRAP的基本原理与引物设计 |
2.2 SRAP-PCR扩增 |
2.3 扩增产物检测与片段测序 |
3 cDNA-SRAP技术在植物基因差异表达分析上的应用 |
4 展望 |
(10)茶树稀土和氟铝元素积累特性及基因型差异研究(论文提纲范文)
缩写词 |
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1 茶树种质资源筛选在国内外的研究现状 |
1.1 国外的研究现状 |
1.2 国内的研究现状 |
1.3 福建乌龙茶种质资源的研究现状 |
2 茶树中一些特异性元素(稀土和F及Al)的研究现状 |
2.1 稀土和F及Al对健康的影响 |
2.2 稀土和F及Al元素积累吸收机制 |
2.2.1 生理生化吸收机制 |
2.2.2 分子遗传学吸收机制 |
2.3 不同程度积累稀土和F及Al元素的茶树种质筛选 |
2.3.1 不同程度积累稀土茶树种质筛选 |
2.3.2 不同程度积累F和Al茶树种质筛选 |
3 转录组测序技术在茶树中的应用 |
4 本研究的意义 |
5 本研究的主要内容和技术路线 |
5.1 主要研究内容 |
5.2 本研究的主要技术路线 |
第二章 不同基因型茶树稀土和氟铝元素的积累特性 |
1 材料和方法 |
1.1 材料 |
1.2 仪器和方法 |
1.2.1 样品的制备方法 |
1.2.2 样品中稀土和F及Al含量测定方法 |
1.2.3 生物富集系数的计算方法 |
1.3 数据处理与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 土壤中的稀土和F及Al含量 |
2.2 不同茶树种质间稀土和F及A1含量总体分布情况 |
2.2.1 稀土含量在不同茶树种质间的总体分布情况 |
2.2.2 F和Al含量在不同茶树种质间的总体分布情况 |
2.3 同一茶树种质不同季节的稀土和F及Al含量比较分析 |
2.3.1 同一茶树种质不同季节的稀土含量比较分析 |
2.3.2 同一茶树种质不同季节的F含量比较分析 |
2.3.3 同一茶树种质不同季节的Al含量比较分析 |
2.4 同一茶树种质不同生境下的稀土和F及Al含量比较分析 |
2.5 茶树鲜叶的稀土和F及Al吸收的相关性 |
2.6 茶树种质间稀土和F及Al含量的聚类分析 |
2.6.1 茶树种质间稀土含量的聚类分析 |
2.6.2 茶树种质间F含量的聚类分析 |
2.6.3 茶树种质间Al含量的聚类分析 |
3 讨论和展望 |
3.1 不同茶树种质间稀土和F及Al含量 |
3.2 稀土和F及Al含量在茶树中的季节性变化规律 |
3.3 高、中、低吸收稀土和F及Al茶树种质的生物学特性 |
第三章 修剪高度对铁观音稀土和氟铝积累及茶叶品质的影响 |
1 材料和方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
1.2.1 修剪方法 |
1.2.2 样品的制备 |
1.2.3 检测方法 |
1.3 数据分析 |
2 结果与分析 |
2.1 茶树不同修剪高度的稀土和F及Al含量差异分析 |
2.1.1 茶树不同修剪高度的稀土含量差异分析 |
2.1.2 茶树不同修剪高度的F含量差异分析 |
2.1.3 茶树不同修剪高度的铝含量差异分析 |
2.2 茶树不同修剪高度的品质成分差异分析 |
2.2.1 茶树不同修剪高度常规理化成分含量差异分析 |
2.2.2 茶树不同修剪高度儿茶素总量及其组分含量差异分析 |
2.2.3 不同修剪高度成品茶的品质成分差异分析 |
2.3 茶树不同修剪高度鲜叶制成成品茶的感官审评结果 |
2.4 茶叶中稀土和F及Al含量和品质成分相关性分析 |
3 讨论 |
第四章 稀土和氟铝差异积累的不同基因型茶树转录组分析 |
1 材料与方法 |
1.1 植物材料 |
1.2 主要试剂与仪器 |
1.3 茶树总RNA的提取和检测 |
1.4 转录组测序 |
1.5 数据分析流程 |
1.6 表达丰度计算及分析方法 |
1.7 差异基因注释和富集分析 |
2 结果与分析 |
2.1 茶树总RNA提取质量分析结果 |
2.2 测序量结果统计与评估 |
2.2.1 测序结果检查 |
2.2.2 组装结果统计 |
2.2.3 测序随机性分析 |
2.2.4 测序饱和度分析结果 |
2.3 茶树转录组数据的基本分析 |
2.3.1 Unigene注释和匹配度分析结果 |
2.3.2 茶树Unigene功能注释 |
2.3.3 Unigene功能注释匹配的物种分布 |
2.4 茶树Unigene的结构分析 |
2.4.1 ORF预测 |
2.4.2 SSR分析 |
2.4.3 SNP分析 |
2.5 差异基因表达统计分析、聚类和注释 |
2.5.1 不同茶树种质间差异基因筛选统计分析 |
2.5.2 不同茶树种质间差异表达基因GO分类富集分析 |
2.5.3 不同茶树种质间差异表达基因COG分类富集分析 |
2.5.4 不同茶树种质间差异表达基因代谢通路富集分析 |
3 讨论 |
第五章 茶树稀土和氟铝积累差异基因筛选及qRT-PCR验证 |
1 材料和方法 |
1.1 材料 |
1.2 主要试剂与仪器 |
1.3 茶树总RNA的提取及检测和cDNA的合成 |
1.3.1 茶树总RNA的提取及检测 |
1.3.2 cDNA第一条链的合成 |
1.4 荧光定量PCR |
1.4.1 差异表达基因引物设计合成 |
1.4.2 qRT-PCR的反应体系和反应程序 |
1.4.3 标准曲线的制定 |
1.4.4 目的基因和内参基因的实时qRT-PCR |
1.5稀土和F及A1的检测 |
1.6 基因相对表达量与稀土和F及Al含量的相关性分析 |
2 结果与分析 |
2.1 RNA提取和cDNA合成的质量分析 |
2.1.1 T01、T02、T03样品RNA提取和cDNA合成的质量分析 |
2.1.2 10不同茶树品种样品RNA提取和cDNA合成的质量分析 |
2.2 内参基因和目的基因标准曲线分析 |
2.3 3个不同茶树种质间15个基因qRT-PCR表达量差异 |
2.4 10个不同茶树种质的稀土和F及Al含量 |
2.5 10个不同茶树种质间6个基因表达量差异 |
2.6 6个基因相对表达量与稀土F和Al元素含量的相关性分析 |
3 讨论 |
3.1 植物激素信号转导系统 |
3.2 转运蛋白基因 |
3.3 抗逆相关转录因子 |
3.4 谷胱甘肽代谢途径 |
第六章 总结与展望 |
1 结论 |
2 创新点 |
3 展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
四、cDNA代表性差异分析:方法及其应用(论文参考文献)
- [1]CRISPR介导的基因激活系统的开发及应用[D]. 张鑫. 南方医科大学, 2021
- [2]基于多组学和生物信息学的淋巴细胞分化发育研究[D]. 李坤. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]差异表达基因分离方法在食用菌中的应用进展[J]. 史红鸽,魏银初,班新河,申进文. 农业科技通讯, 2020(04)
- [4]昆虫RNA干扰的影响因子及其作用机理研究[D]. 王康旭. 南京农业大学, 2019(08)
- [5]偏肿革裥菌在木质环境下转录组分析与关键基因挖掘[D]. 赵清泉. 东北林业大学, 2019(01)
- [6]树鼩自发性肥胖模型的筛选评价及脂肪转录组差异表达基因筛选探寻[D]. 罕园园. 北京协和医学院, 2018(02)
- [7]棉花腺体形成基因GoPGF的分子作用机理初探[D]. 王洪. 南京农业大学, 2017(05)
- [8]基因差异表达分析方法及其在作物遗传育种中的应用[J]. 苏在兴,高闰飞,李强. 江苏师范大学学报(自然科学版), 2017(01)
- [9]cDNA-SRAP技术在植物基因表达差异分析中的应用[J]. 刘洋,高宝嘉,张斌,陈明叶. 河北林果研究, 2016(02)
- [10]茶树稀土和氟铝元素积累特性及基因型差异研究[D]. 王琼琼. 福建农林大学, 2015(01)