De novo测序技术在啤酒易感乳杆菌全基因组研究中的应用

本文应用De novo测序技术对一种未经测序的啤酒易感乳杆菌进行全基因组研究,包括全基因组遗传信息的首次获取以及基因功能的生物信息学分析与注释。通过对1株从啤酒中分离获得的乳杆菌基因组DNA进行提取与纯化,构建了符合质量要求的测序文库,并进行了De novo测序;通过对De novo测序数据进行筛选与质量评价,进一步对筛选后的数据进行了De novo组装与结果评价,最后获得乳杆菌全基因组序列;在获得全基因组序列的基础上,对全基因组序列进行基因预测,并对预测基因进行GO基因功能注释、COG基因功能注释与KEGG生物通路注释,获取了该乳杆菌的基因序列与基因功能信息。该乳杆菌全基因组测序数据与组装结果良好,获得的序列中共有1,824个预测基因,其中分别有545、1,303、120条预测基因有相应的GO、COG、KEGG注释。本研究为该啤酒易感乳杆菌功能基因的研究与生物信息学分析提供了基础数据和技术参考。     

银耳芽孢和菌丝的转录组分析

采用RNA-Seq技术对银耳菌丝M1332及其2个单核亲本芽孢Y13、Y32进行转录组测序,通过测序共获得13.16G数据,从头(de novo)拼接后得到16 190个基因(Unigene)。利用NCBI的NR、COG、GO、KEGG等常用数据库对组装的Unigene进行同源性预测:NR数据库中的序列同源性比较表明,55.75%的Unigene比对到金黄银耳,13.35%比对到新型隐球酵母;与COG数据库进行比对得到7 203个Unigene,根据其功能大致可分为25类;有3 921个Unigene在GO数据库中注释到,分为生物学过程、细胞组分和分子功能3大类46个分支。差异表达基因的KEGG富集分析结果表明,差异基因富集在氨基糖和核酸糖的代谢、氨基酸代谢、细胞内噬等代谢通路。     

芒果源植物乳杆菌FMNP01的全基因组测序及序列分析

目的:植物乳杆菌FMNP01是从新鲜热带芒果中分离获得的一株具有较好抗菌活性的乳酸菌。为深入研究其内在抗菌机理,对其进行全基因组测序并解析基因组序列信息。方法:采用高通量测序技术对植物乳杆菌FMNP01进行全基因组测序,采用生物信息学方法对其进行序列组装、基因预测与功能注释,并深入挖掘其细菌素合成相关基因簇信息。结果:通过基因组组装共得到18个重叠群,整个基因组大小为3 313 644 bp,GC含量44.48%。将序列提交至Gen Bank数据库,登陆号为JPSU00000000。在其基因组中发现一段细菌素合成相关基因簇。结论:本研究结果揭示了植物乳杆菌FMNP01抑菌机理,为其功能基因组学研究提供了理论依据。     

产胞外多糖干酪乳杆菌的筛选鉴定及galU基因克隆与分析

乳酸菌胞外多糖具有良好的功能特性。从泡菜中分离乳酸菌,初筛到11株产胞外多糖的乳酸菌。经黏度及EPS产量测定,复筛出1株高产EPS的乳酸菌,其产量为771.97μg/m L。采用CTAB法提取该菌株基因组,测定其16S r RNA序列,在NCBI上进行同源序列比对,建立系统发育树。结果初步确定该菌株为干酪乳杆菌ZJ-4(Lactobacillus casei ZJ-4)。以该菌株基因组为模板,参照干酪乳杆菌BL23(HM162415)的gal U序列设计引物。采用Touch-down PCR扩增得到大约900 bp的gal U序列,经TA克隆、测序,与干酪乳杆菌BL23(HM162415)的gal U序列同源率为98%,表明克隆正确。     

不同降胆固醇能力的植物乳杆菌烯酰-ACP还原酶基因的mRNA表达分析

为了研究烯酰-ACP还原酶基因在不同降胆固醇能力的植物乳杆菌中的m RNA表达水平,通过提取植物乳杆菌M1和UVs29的总RNA,利用RT-PCR方法克隆了2株菌的烯酰-ACP还原酶基因,利用荧光定量PCR方法分析了烯酰-ACP还原酶基因在2株菌中的m RNA表达水平,结果显示:植物乳杆菌UVS29中烯酰-ACP还原酶基因的m RNA表达量高于植物乳杆菌M1,说明烯酰-ACP还原酶的表达量可能会对植物乳杆菌降胆固醇能力产生影响。     

不同来源植物乳杆菌基因组的比较分析

目的 对分离自母乳、婴儿肠道的植物乳杆菌进行全基因组测序,分析菌株间亲缘关系和细菌素合成相关基因。方法 本研究采用Illumina高通量测序平台对不同来源的植物乳杆菌进行全基因组测序,质控过滤后的数据经Unicycler组装获得基因组精细图,通过比对COG、CAZy数据库对功能基因进注释,并借助BAGEL4等生物信息学分析工具鉴别植物乳杆菌素合成相关的基因簇,分析不同来源植物乳杆菌的益生潜力。结果 本研究5株植物乳杆菌基因组平均GC含量为44 %,母乳源植物乳杆菌基因数量多于婴儿肠道源菌株。进化树和ANI分析结果显示,分离所得菌株具有较高的同源性,相同来源的菌株更倾向于聚类到一个分支。功能注释结果显示,母乳源菌株与肠道源菌株相比拥有更多编码碳水化合物代谢的基因,且拥有完整的产植物乳杆菌素基因簇。结论 植物乳杆菌基因组GC含量、功能基因数目及产细菌素基因簇结构等与分离源有一定的关联,母乳源植物乳杆菌更适于作为潜在益生菌的候选菌株,本研究为益生菌的益生潜力研究提供了遗传学基础。     

一株耐受蛋清蛋白的鸡蛋腐败菌S菌株的分离鉴定及其De novo测序分析

本实验采用传统微生物培养法从鸡蛋中分离出一株革兰氏阳性腐败菌S菌株,经形态学观察、生理生化分析及16S rDNA序列比对,对其进行了鉴定,并构建系统发育树。采用抑菌圈法及存活率试验探究该菌株对蛋清环境的耐受性,并基于Illumina HiSeq测序平台对该菌株的全基因组进行了De novo测序,获得基因组框架图。结果表明,该菌株生理生化反应特征与皮生球菌属相似,且16S rDNA序列与Dermacoccus abyssi(登录号AY894323)的同源性高达99%,鉴定为深渊皮生球菌(Dermacoccus abyssi)。该菌株在含有蛋清或溶菌酶的试管中能生长,在添加了蛋清或溶菌酶的孔径中没有抑菌圈产生。对蛋白编码基因的功能注释结果显示,细菌参与膜转运、离子结合、氨基酸和碳水化合物代谢及能量转换相关的基因丰富,推测其在鸡蛋中可能通过调节相关基因来耐受蛋清抑菌环境。该菌株对蛋清及溶菌酶的耐受性,为其在鸡蛋中的存活提供了有利条件。     

植物乳杆菌活的非可培养状态的初步研究

利用16S rDNA序列分析法测得实验室保藏的乳酸菌的16S rDNA序列,并与基因库中基因序列进行同源性比较,经鉴定此菌为植物乳杆菌.并研究了植物乳杆菌进入活的非可培养状态(Viable but Non-cuhurable,VBNC)的诱导条件和复苏条件.结果显示,在诱导条件为MRS液体培养基、pH5.5～6.2、温度-20℃和有氧环境时,植物乳杆菌在12d之后进入了VBNC状态;复苏条件为添加有6％吐温-80的MRS液体培养基和普通MRS液体培养基分别在48h和96h之内可以使VBNC的植物乳杆菌复苏.     

嗜酸乳杆菌CICC 6074全基因组信息和高温、高盐胁迫下的转录组学分析

通过益生菌在高温、高盐条件下的转录组分析，揭示菌体细胞在类似环境下的生理反应情况及相关机制。采用三代测序及生物信息学分析方法测定并拼接完成嗜酸乳杆菌 CICC 6074的全基因草图。将生长对数期的嗜酸乳杆菌细胞在高温、高盐条件下耐受后，提取总RNA，在Illumina HiSeq×Ten PE150平台上进行RNA测序，转录组学分析方法分析基因表达差异。结果表明，嗜酸乳杆菌CICC 6074的基因组为一条长1 992 024 bp的双链环状DNA分子，不含质粒序列，GC含量为34.71%，共预测出1 864个基因。在高温胁迫组，共检测到513个有显著性差异，显著上调305个，显著下调208个；在高盐胁迫组中共检测到161个有显著性差异，显著上调81个，显著下调80个。功能富集分析结果表明，在高温胁迫时，嗜酸乳杆菌可能通过增强有机酸的代谢和转录翻译调控过程来提升细胞对环境的适应性；而在高盐胁迫时，主要通过增强糖醇类代谢和增强膜运输来提升生存能力。     

梯棱羊肚菌子实体转录组测序及解析

对羊肚菌成熟子实体的转录组进行高通量测序,并对得到的unigene进行基因本体论富集分析、真核生物直系同源聚类分析和代谢通路分析。经组装,共得到14?637?条unigene,其中8?495?个unigene得到了功能注释;利用基因本体论富集分析、真核生物直系同源功能分类将注释unigene划分分别为58?个和25?个功能类别,涉及物质合成与代谢、呼吸与能量代谢、信号传导等诸多生理生化过程。在此基础之上,通过对羊肚菌采后生理涉及的unigene进行深入分析,发现大量参与呼吸代谢、碳水化合物代谢、组织软化、氧化褐变等相关途径的关键基因。研究结果为羊肚菌采后品质变化机制的研究、贮藏保鲜技术的开发提供了一定的理论基础。     

转Cry1Ab/Cry1Ac基因大米粉饲喂印度谷螟后的比较转录组分析（网络首发、推荐阅读）

转Cry1Ab/Cry1Ac基因作物可以有效防治害虫。以世界性的储粮害虫印度谷螟Plodia interpunctella (Hübener)为研究对象,借助高通量测序法研究试虫中与Bt毒蛋白密切相关的基因,以期初步揭示转Bt稻谷的杀虫作用机制。结果表明,在对印度谷螟非胁迫种群和转Bt基因大米粉胁迫种群分别进行转录组测序,经De novo组装后共得到37 246个Unigene,其中有23 310个Unigene获得注释。随后,通过比较分析上述两种品系试虫基因表达量,共筛选出34 466条显著差异表达的基因,其中在胁迫品系中有15 741条基因表达量显著上调,另有18 725条基因表达量显著下调。一方面大大扩充了针对该物种的基因信息,另一方面为转基因稻谷抗印度谷螟的相关机理研究提供了新思路。     

巴夫杜氏藻不同生长时期的转录组分析

巴夫杜氏藻(Dunaliella parva)是一类独特的耐盐绿藻,富含多种生物活性物质,具有宝贵的工业应用价值.随着转录组测序技术的广泛应用,越来越多的藻类功能基因被发掘.然而,巴夫杜氏藻在不同生长时期的转录组测序仍见未报道,这极大限制了该藻株生长发育机制的深入研究.该研究综合运用形态学、组学及生物信息学技术,对生长...     

酱香大曲中链霉菌菌株FBKL4.005全基因组测序及序列分析

链霉菌FBKL4.005是本课题组前期从酱香大曲中分离得到的1 株耐高温菌株,能够在37～55?℃的范围内生长代谢,为了能够更深入地探究该菌株在酿酒过程中的代谢机理和功能性作用,完成大曲极端微生物开发应用,对于菌株的序列信息进行解析是最为全面高效的方式。本研究采用Illumina HiSeq 2000测序平台对菌株FBKL4.005进行全基因组测序,共得到67?771?429?个reads,2.47?G的数据量,通过对测序数据进行拼接,得到69?个contigs,菌株整个基因组大小为9?454?406?bp,GC含量为73.03%,经过滤处理后得到7.33?Mb的有效数据量及7?946?个注释基因,并通过GO、COG、KEGG、NR、TCDB数据库的比对分析,完成菌株基因组预测与基本功能的注释,获得的基因注释信息为今后深入开展酱香大曲中耐高温特性链霉菌类群代谢途径及机理的研究提供了理论支持。     

应用拉曼光谱对比分析德式乳杆菌保加利亚亚种ND02及其VBNC态细胞成分

采用扫描电子显微镜、单细胞拉曼光谱技术对比分析德氏乳杆菌保加利亚亚种ND02（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus ND02）正常及其非可培养态（viable but non-culturable，VBNC）细胞的表观形态和细胞内部大分子化合物的变化。扫描电子显微镜结果显示，与正常细胞相比，德氏乳杆菌保加利亚亚种ND02的VBNC态细胞变短、变粗，且细胞表面发生褶皱；VBNC态细胞的拉曼光谱与正常细胞差异显著，主要集中在1 673、1 650、1 459、1 030、1 005 cm－1等处的12 个峰，主要反映细胞内蛋白质、核酸等生物大分子变化，结果表明德氏乳杆菌保加利亚亚种ND02在诱导进入VBNC态时可能通过调整核酸、脂类和蛋白质适应不利环境的影响；研究结果也证实拉曼光谱技术可以在单细胞水平上对德氏乳杆菌保加利亚亚种ND02及其VBNC态细胞内大分子物质进行无损、无标记检测分析。     

基于比较转录组学的多花黄精黄酮类化合物合成基因表达分析

为了解药用植物多花黄精Polygonatum cyrtonema Hua.中黄酮类化合物的生物合成途径,为黄精属植物黄酮类化合物的代谢与调控的分子机制研究提供数据,利用二代高通量测序技术,对分别培养了 3个月和9个月的多花黄精组培苗根茎进行比较转录组学研究.结果显示,经序列组装与功能注释,多花黄精根茎的转录组数据经拼接...     

弱后酸化保加利亚乳杆菌KLDS1.1011的筛选及其全基因组注释研究

为了研究影响保加利亚乳杆菌后酸化的关键基因,为酸奶发酵剂的开发提供分子水平的理论基础。本实验以实验室现有的8株保加利亚乳杆菌作为出发菌株,通过对其生长性能以及对酸敏感性筛选出KLDS1.0207、KLDS1.0205、KLDS1.1001、KLDS1.1011产酸差异性明显的4株保加利亚乳杆菌,通过对4株保加利亚乳杆菌单菌株发酵乳的凝乳时间、滴定酸度、乳糖消耗进行检测,分析得到菌株KLDS1.1011后酸化能力最弱。通过Illumina HiSeq与Illumina MiSeq测序平台对菌株菌株KLDS1.1011进行基因组测序,得到KLDS1.1011基因组全长1887491 bp,平均G+C含量为39.83%,基因组中共预测出2098个CDS,其总长度为1622760 bp,编码区域总长度占全基因组比例85.97%,编码基因的平均长度为773 bp;利用同源聚类分析方式比较保加利亚乳杆菌KLDS1.1011和KLDS1.0207基因组,发现两者有1631个共有基因,KLDS1.1011有353个特有基因,KLDS1.0207有320个特有基因,进而通过对特有基因进行KEGG通路的注释以及后酸化相关通路的分析得到6个与后酸化相关的基因,1.1011_GM000805、1.1011_GM002068、1.1011_GM000803、1.1011_GM000804四个基因是关于生物膜的形成,菌株的物质转运、1.1011_GM000260基因属于丙酮酸代谢通路,是乳酸生成过程的重要通路、1.1011_GM000194基因是蛋白水解的关键酶基因。在基因水平上为菌株KLDS1.1011较弱的后酸化特性提供了重要的理论依据。     

贵州烟草上一株PVY坏死株系全序列测定与分析

2007年从贵州省贵定烟区采集一株呈典型马铃薯Y病毒坏死株系(Potato virus Y vein necrosis strain,PVYN)的烟草病毒病样,经PVY鉴别寄主枸杞(Lycium barbarum L.)单斑分离纯化后,于枯斑三生烟(Samsun NN)株上保存,得到PVY分离物Guiding-3。以GenBank中已有的PVY全序列为基础,设计了3对PVY特异引物。通过总RNA提取、RT-PCR及序列测定,发现所测得的PVY分离物Guiding-3全长基因组序列(NCBI登录号为HM590405)包括9 699个碱基,整条序列仅包含一个由9 186个碱基组成的开放读码框(ORF),编码一条包含3 061个氨基酸的多聚蛋白。利用MEGA软件对所测得的PVY全序列与GenBank中已有的PVY全序列进行系统进化分析,发现Guiding-3分离物的序列与PVYN、PVYNTN、PVYN:O、PVYO、PVYNNP株系的一致性分别为98%、97%、94%、92%、85%,在已有的PVY株系中,Guiding-3分离物与PVYN株系具有较高的进化亲缘关系。另外,还对PVY的分子变异进行了初步讨论。