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[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
计青青 冯治洋
[目的]本文旨在挖掘土壤微生物宏基因组(environmental DNA,eDNA)中的Ⅱ型聚酮化合物酮基合成酶基因(ketosynthase alpha,KS_α),并依据获得的KS_α基因与化合物结构的关系初步预测其所在基因簇可能合成的Ⅱ型聚酮化合物种类。[方法]利用Ⅱ型聚酮合酶基因KS_α保守区域设计简并引物筛选珠穆朗玛峰及峨眉山土壤宏基因组文库,对筛选得到的KS_α基因片段进行测序,并与已知Ⅱ型聚酮化合物KS_α基因、孢子色素基因的氨基酸序列用邻接法构建系统发生树,以大肠杆菌的fabB基因作为系统发生树的外群。[结果]总共筛选得到28个珠峰文库来源的KS_α基因,11个峨眉山文库来源的KS_α基因。将这些KS_α基因的氨基酸序列与34种编码已知Ⅱ型聚酮化合物KS_α基因和5种聚酮化合物孢子色素KS_α基因的氨基酸序列构建系统发生树,结果显示许多eDNA来源的KS_α基因与已知聚酮化合物的KS_α基因的氨基酸序列相似性较低,并且除在不同Ⅱ型聚酮结构类型对应的KS_α基因分支中均有分布外,有些eDNA来源KS_α基因在系统发生树中形成了独立的一个分支。[结论]利用宏基因组学方法可以获得新的KS_α基因,通过新基因与已知KS_α基因的同源比对,可以预测新基因所合成化合物的新颖性,为新化合物的发现奠定基础。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
孟晓露 高凯 冯治洋
[目的]本文旨在筛选土壤微生物来源的芳香聚酮抗生素。[方法]通过宏基因组学技术,利用基于酮基合成酶基因(KSα)保守序列设计的简并引物筛选土壤宏基因组文库,获得含有芳香聚酮生物合成基因簇的阳性克隆。对阳性克隆质粒测序并通过BLASTx同源比对分析其所包含的芳香聚酮生物合成基因簇。通过接合转移方法将基因簇整合进异源表达宿主白色链霉菌基因组中,培养发酵接合子,利用高效液相色谱技术确定克隆特异性产物并对发酵产物进行抑菌活性检测。[结果]从珠穆朗玛峰土壤宏基因组文库第493号混合文库中扩增得到了1个KSα片段ZF493,蛋白序列分析显示其与酮基合成酶同源,文库筛选得到了含有其对应芳香聚酮生物合成基因簇的阳性克隆cos493。对cos493的测序分析显示其插入片段大小为34 kb,包括酮基合成酶基因(KSα,orf 21)、链长因子基因(KSβ,orf 20)、酰基载体蛋白基因(ACP,orf 19)、环化酶基因(CYC,orf 17和orf 18)、糖基转移酶基因(orf 12)、单加氧酶基因(orf 16)等芳香聚酮合成相关基因。ORF 21与化合物calixanthomycin A聚酮合酶的KSα有67%的相似性,ORF 20与化合物griseorhodin A的KSβ有49%的相似性。通过接合转移使含芳香聚酮合酶基因簇的cos493整合进白色链霉菌宿主基因组中。高效液相色谱分析发酵粗提物发现了2个克隆特异化合物峰,紫外光谱分析显示化合物1在223、296和420 nm处有特征吸收峰,化合物2在214、261和447 nm处有特征吸收峰,特异峰具备芳香聚酮化合物的紫外吸收特征。对发酵粗提物的抑菌活性检测发现,其对金黄色葡萄球菌有抑制作用。[结论]本研究运用基于序列的宏基因组学技术,在链霉菌宿主中表达了来源于土壤微生物的芳香聚酮合酶基因簇并产生了具有抗菌活性的化合物。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
朱迎春 王洋 樊晓盼 马俪珍 王凯丽
【目的】分析鲶鱼肉片贮藏过程中微生物多样性和菌群动态变化,探究天然保鲜剂对鲶鱼肉片菌相及菌落组成的影响。【方法】试验分8组,即新鲜鲶鱼片(CK0);空气包装(air-package,AP)鲶鱼片低温贮藏(4±1)℃第4、7天(AP4和AP7)样品;气调包装(modified atmosphere package,MAP,60%CO_2/40%N_2)鲶鱼片冰温贮藏(-0.7±0.02℃)第10、30天(MAP10和MAP30)样品;添加5%天然保鲜液(由壳聚糖、蜂胶、溶菌酶、Nisin和茶多酚复配而成)M
关键词：
鲶鱼片 宏基因组学 菌相变化 天然保鲜液
[期刊] 海洋渔业
[作者]
高权新 李云莉 齐占会 岳彦峰 施兆鸿 彭士明 高阳
近年来,随着海水养殖业的迅猛发展,我国沿海水域生态系统遭受了不同程度的污染。选取我国沿海10个典型养殖水域(大连、唐山、蓬莱、连云港、启东、象山、宁德、东山,湛江、陵水),并以美济礁水域作为对照组(无水产养殖活动),采用宏基因组de novo测序方法系统分析了这些水域微生物的多样性,并进行了对比研究。结果发现,我国典型养殖水域微生物多样性与非养殖水域(美济礁)相比差异较大,美济礁水域微生物多样性明显低于各养殖水域;不同的养殖水域之间,微生物的丰度和多样性亦存在较大的差别;厚壁菌门和变形菌门是这些水域丰度最大的门类,其中厚壁菌门中的芽孢杆菌是其优势菌种。研究结果不仅有助于了解中国沿海典型养殖水域微生物的多样性,并可为评估我国海洋生态系统的污染水平提供基础数据。
关键词：
海水养殖 微生物多样性 de novo
[期刊] 西南农业学报
[作者]
陆坚 路卫卫 李伟亮 郭晓敏 杜丽琴 韦宇拓 黄日波
【目的】通过宏基因组技术获取土壤微生物总DNA,运用基因克隆、功能筛选、基因表达等手段挖掘新型β-葡萄糖苷酶,为新型微生物资源的开发利用提供科学依据。【方法】提取高糖土壤宏基因组DNA,构建宏基因组文库;筛选文库并对阳性克隆子亚克隆,获得β-葡萄糖苷酶基因;PCR扩增目的基因,以pSE380为表达载体构建重组质粒,转化至大肠杆菌进行表达;采用镍亲和层析对重组酶纯化,研究其酶学性质。【结果】成功构建约含9.2万个克隆的高糖土壤宏基因组文库,获得一个新型β-葡萄糖苷酶基因unbgl3A。该基因大小为2241 bp,在氨基酸水平上,与Gen Bank数据库中已知β-葡萄糖苷酶的一致性为73%;该酶最适pH为6.0,最适温度为50℃,对对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷(p-NPG)的K_m值为6.45 m M,V_(max)为50μmol/(mg·min)。在15～50℃热处理1 h后仍保留90%以上的酶活力,热稳定性较好,且被多种糖激活。【结论】宏基因组技术是获取新酶有效手段,获得的Unbgl3A具有良好酶学性质,可为进一步挖掘其应用潜力及研究耐热机理奠定基础。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
荣宇凤 王绍琛 卫林 高月皎 吕云斌 冯治洋
[目的]本文旨在研究土壤宏基因组来源的新型四环素破坏酶Tet(64)的耐药机制并分析tet(64)的基因环境，为tet(64)基因的传播及抗生素和佐剂的研发奠定基础。[方法]利用体外生化反应验证Tet(64)降解四环素的功能，通过液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析降解产物，结合序列比对、系统发育树构建、分子对接等生物信息学方法推测Tet(64)中与四环素结合的重要氨基酸残基，解析Tet(64)的耐药机制和tet(64)基因的水平转移风险。[结果]MQ776克隆的序列分析发现tet(64)上游存在IS1插入序列，暗示tet(64)基因具有潜在的水平转移风险。Tet(64)属于黄素依赖型单加氧酶，与首次发现的四环素破坏酶Tet(X)仅有18.93%的序列一致性，与最近发现的一系列土壤来源四环素破坏酶Tet(47)—Tet(56)也只有70%左右的序列一致性。SWISS-MODEL三维建模发现Tet(64)与土壤来源的Tet(50)具有相似的结构，包含1个四环素结合域、1个FAD结合域以及连接上述2个结构域的2个α-螺旋。体外生化试验发现Tet(64)降解四环素后产生了2个特异产物，m/z均为461.0,与Tet(X)催化产物一致。推测反应中四环素C11a位点被羟基化，破坏了C11和C12组成的β-二酮区域，导致四环素不能螯合镁离子而失去抗菌活性。[结论]鉴定了土壤来源的新型四环素破坏酶Tet(64)的四环素降解功能，初步解析了Tet(64)的耐药机制。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
赵圣国 王加启 刘开朗 李旦 于萍
利用脲酶保守序列ureC引物和细菌16S rDNA通用引物PCR扩增并测序,揭示奶牛瘤胃尿素分解菌的多样性。提取本研究室前期鉴定的16个脲酶克隆的质粒,利用脲酶保守序列ureC引物和细菌16S rDNA通用引物进行PCR扩增,将PCR产物连接到pMD19-T载体,转化E.coliJM109,挑取阳性克隆测序。利用Blast程序将序列与GenBank和RDP数据库进行比对,并使用Mega 4.0软件构建系统发育树。4个脲酶克隆含有脲酶保守序列ureC,系统发育树分析表明,U1、U5、U13和U15分别属于Firmicutes、ε-Proteobacteria、β-Proteobacteria和A...
[期刊] 华北农学报
[作者]
张曼 羊杏平 徐锦华 刘广 姚协丰 李苹芳
为明确西瓜防御素基因(ClPDF)的结构和功能,采用生物信息学方法对西瓜防御素基因进行了详细的全基因组挖掘和序列分析。结果表明,从西瓜基因组中共获得7个防御素基因,ClPDFs基因编码的氨基酸序列都含有高度保守的8个半胱氨酸、1个甘氨酸、1个丝氨酸和1个芳香族氨基酸残基。分析发现,ClPDFs基因在理化性质上有一定的差异。系统进化分析说明,ClPDFs与拟南芥PDF2基因家族聚为一类。二级结构预测结果说明,所有ClPDFs序列均以不规则卷曲为主要组成元件,在延伸链和α-螺旋组成上存在差异。信号肽和跨膜结构预测结果相似,仅有1条序列无信号肽,1条序列有跨膜区,而其他序列都含有信号肽、无跨膜区。证...
关键词：
西瓜 防御素 基因进化 生物信息学
[期刊] 中国农业科学
[作者]
贾继增 黎裕
种质资源是基因的载体,如何从种质资源中发掘出新的目标基因是21世纪植物育种所面临的最大挑战之一。近年来,随着植物基因组学的迅猛发展,新的基因发掘方法和技术不断涌现,新基因发掘也产生了各种新的思路和策略。笔者在回顾基因发掘历史的基础上,对中国的新基因发掘现状和问题进行了分析,并针对各种基因发掘方法和策略进行了评述,提出了开展新基因发掘的发展方向。
关键词：
基因组学 种质资源 基因发掘
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
张旭 周丽 蔡敏 崔娜欣 庞思 邹国燕 赵志勇 袁泉 黄伟伟 张亚雷
养殖水体中的微生物群落结构及功能组成对养殖生态系统具有重要作用。为了全面系统评估中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)养殖中后期水体微生物群落结构和功能组成，于2022年6―10月逐月监测上海市崇明区中华绒螯蟹养殖池塘内水质指标，同时基于宏基因组学技术分析了养殖期内水体中微生物物种组成及功能结构特征，并探讨了二者与环境因子的关系。结果显示，该养殖池塘在养殖中后期主要超标水质指标为pH、高锰酸盐指数、总磷和总氮。在养殖期水体中，6―8月的微生物群落多样性以及7―8月的微物群落丰富度处于较高水平，优势门为细菌中的变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和病毒中的尾噬菌体门(Uroviricota)，而在属水平上，丰度占比前10的优势属在多组之间均存在显著差异，如7月蓝藻门微囊藻属(Microcystis)细菌和8―10月的有尾噬菌体目(unclassified＿o＿Caudovirales)病毒丰度明显高于其他月份。微生物的主要功能为代谢功能包括能量代谢、全局和概览图、氨基酸代谢等，不同月份的功能组成存在显著差异，尤其是6―7月代谢途径丰度明显高于8―10月，而优势细菌变形菌门、放线菌门和拟杆菌门是上述功能的主要贡献者。环境因子对微生物群落结构和功能组成的影响趋势一致，叶绿素a和pH是影响最显著的环境因子，溶解氧、总磷的影响作用稍弱。在养殖水体中，丰度占比较大的致病菌为肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)、爱德华氏菌(Edwardsiella ictaluri)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。研究结果可为中华绒螯蟹养殖池塘水体微生物群落结构和功能组成研究提供基础数据，并可为养殖水质调控及生态系统构建提供理论依据。
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
李雨 凌乐妍 金鸿浩 李哲 高源 刘蕃 罗辉 叶华
为挖掘我国名优鱼类长吻（鱼危）(Leiocassis longirostris)生长相关基因，本研究运用Illumina高通量测序技术比较分析了快速生长组[平均体质量为(534.02±53.68)g]和缓慢生长组[平均体质量为(108.41±4.96) g]各9尾长吻（鱼危）的脑组织基因表达谱。测序共获得267 404 674个高质量测序片段(clean reads)，通过2种不同生长速率长吻（鱼危）脑组织转录组比较筛选出518个差异表达基因，其中，412个基因表达量上调，106个基因表达量下调。对12个差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证的结果与转录组测序结果一致。GO功能分类显示，大量差异表达基因富集到生长(growth)、生长因子活性(growth factor activity)和激素介导的信号通路(hormone-mediated signaling pathway) GO条目中。KEGG富集分析显示，一些差异表达基因在MAPK信号通路(MAPK signaling pathway)、转化生长因子β信号通路(TGF-beta signaling pathway)、钙离子信号通路(calcium signaling pathway)和神经活性配体–受体相互作用(neuroactiveligand-receptorinteraction)等途径中富集。根据GO功能注释和KEGG富集分析，筛选出gnrh、thr、egr1、fgf18、sst、gipr、cart和crf等基因是调控长吻（鱼危）生长发育的关键候选基因。本研究结果为后续深入研究长吻（鱼危）生长调控机制提供了重要的参考资料。
[期刊] 华北农学报
[作者]
郭静文 史晓蕾 刘茜 赵青松 邸锐 刘兵强 闫龙 王凤敏 张孟臣 赵宝华 杨春燕
通过转录组测序技术挖掘蛋白质合成相关基因,为解析蛋白质合成机制奠定基础。以遗传背景相近但蛋白含量差异较大的大豆高蛋白品系冀HJ117(蛋白质含量52. 99%)及其回交亲本冀豆12(蛋白质含量46. 48%)为研究材料,利用转录组测序技术和生物信息学分析,以期挖掘大豆籽粒蛋白质合成相关基因。通过对转录组数据中冀HJ117和冀豆12差异表达基因的分析筛选,共得到336个差异表达基因,其中冀HJ117较冀豆12有195个上调表达基因,141个下调表达基因。通过GO功能富集分析,发现在分子功能类型中注释的差异基因主要与催化和连接等功能相关; KEGG显著富集分析发现差异表达基因主要富集在蛋白质内质网合成途径中,该途径共筛选到34个差异表达基因,其中33个基因在冀HJ117中表达量较高。从该途径中筛选出9个候选基因,采用荧光定量PCR方法检测其表达量,表达趋势与RNA-Seq检测结果基本一致,证实了RNA-Seq数据的可靠性。RNA-Seq测序结果获得了与蛋白质合成相关基因的基本信息,蛋白质内质网合成途径可能是冀HJ117与冀豆12蛋白质含量产生差异的重要通路。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
马建 王云鹏 韦正乙 孙康泰 邢少辰 王呈琰
【目的】从土壤宏基因组中克隆新的抗草甘膦新基因,并对其功能进行验证,为培育抗除草剂转基因新品种奠定基础。【方法】利用被草甘膦污染的土壤建立宏基因组文库,经筛选从中成功克隆了一个新的具有草甘膦抗性的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)基因(命名为soilA)。构建了Prrn启动子驱动soilA基因的原核表达载体pSYTH-soilA,将其导入大肠杆菌进行原核草甘膦抗性试验,构建了35S启动子驱动soilA基因的植物表达载体pC330E,利用农杆菌介导法转化烟草,并对经PCR和胶体金试纸条鉴定的转基因烟草植株进行草甘膦耐受能力检测。【结果】序列分析表明,所获得的soilA基因长1 34...
[期刊] 中国水产科学
[作者]
杨爱馥 周遵春 高杉 孙红娟 潘泳嘉 陈仲 董颖
为了寻找仿刺参(Apostichopus japonicus)养殖期间的"化皮病"关键调控基因,并分析这些基因所参与的信号通路,对本课题组前期已获得的仿刺参"化皮"I期(早期)、II期(中期)和III期(后期)3个阶段的病变及其同一个体正常体壁组织之间的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)进行进一步分析。主成分分析(principal component analysis,PCA)结果显示,"化皮"II期病变组织与正常组织之间的差异最小,"化皮"I期与III期表达关系比较接近,"化皮"II期是一个"转折期"。KEGG富集分析结果显示,补体与凝血级联(Complement and coagulation cascades)通路和细胞外基质受体(ECM-receptor interaction)通路在"化皮"3个阶段都显著改变。通过构建"化皮"过程关键差异表达基因调控网络,发现Ig GFc-binding protein(Fc GBP)基因和Tenascin(TN)蛋白家族基因在"化皮"不同阶段参与到发生显著变化的信号通路。q RT-PCR验证结果显示,5个DEGs在仿刺参"化皮"不同阶段表达趋势与RNA-Seq结果一致,皮尔逊相关系数r值为0.7714。"化皮"过程关键调控基因的筛选将为抗逆品种选育以及"化皮病"的防控提供科学依据。
关键词：
仿刺参 化皮 差异表达基因 调控网络
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
洪文娟 郝兆祥 刘康佳 罗华 毕润霞 苑兆和 宗世祥 王君
【目的】利用cDNA文库筛选的石榴SSR多态性标记数量有限,为进一步推动石榴遗传多样性分析、遗传图谱构建、品种鉴定等研究,有必要系统开发高效稳定的分子标记位点。【方法】本研究根据已发表的石榴基因组测序数据利用MISA软件对1～6核苷酸重复的SSR位点进行了查找,分析了不同类型SSR位点的序列特征,进而设计引物并检测了引物的有效性和多态性。【结果】(1)石榴基因组中共检测到146 445个SSR位点,其中以单核苷酸重复型SSR最多(占51.95%),六核苷酸重复型最少(仅占0.38%);SSR序列以A/T碱基占主导,具有偏向性。(2)石榴基因组SSR序列长度变化范围为10～252 bp,平均长度15.48 bp。不同长度重复单元类型的SSR序列长度存在丰富变异,呈现随着重复次数增多,SSR序列丰度减少的趋势。(3)根据不同类型SSR位点设计并合成引物140对,其中119对在12份石榴种质中可扩增出有效条带,41对可产生多态性条带,PIC值在0.007～0.566之间;从中筛选出多态性较高、稳定性好的引物15对,共检测到等位基因44个,平均每个SSR位点检测到2.933 3个等位基因。【结论】利用石榴全基因组序列可实现SSR标记的大规模开发,并可鉴定出大量适用于石榴遗传多样性分析、遗传图谱构建、品种鉴定等研究的SSR引物。相关研究为石榴的遗传育种研究提供了丰富的SSR序列信息和标记资源。
关键词：
石榴 基因组 SSR 标记开发 多态性
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