检索结果-内蒙古大学图书馆

分子植物育种 2021年第16期19卷 5258-5267页

作者：向美琴王攀蔡兆明长江师范学院现代农业与生物工程学院涪陵408100

生长素在植物生长发育过程中具有多方面的调控作用,生长素受体是生长素信号分子通路的关键组分之一,但目前对大白菜中生长素受体基因相关研究未见报道。本研究在白菜基因组中共鉴定到10个TIR1/AFB (Transport inhibitor response 1/auxi... 详细信息

生长素在植物生长发育过程中具有多方面的调控作用,生长素受体是生长素信号分子通路的关键组分之一,但目前对大白菜中生长素受体基因相关研究未见报道。本研究在白菜基因组中共鉴定到10个TIR1/AFB (Transport inhibitor response 1/auxin signaling F-box protein)生长素受体基因家族成员,在系统进化树上可聚类为6个分支,并依据其与拟南芥TIR1/AFB家族基因的系统发育进化关系命名为BrTIR1/AFBs。基因染色体定位分析结果表明,这10个BrTIR1/AFB基因分于白菜基因组10条染色体中的7条;外显子-内含子结构分析表明,除BrTIR1C以外,其余基因结构均相似;蛋白结构域分析结果表明,全部BrTIR1/AFB蛋白均含有AMN1结构域,而仅BrTIR1、BrAFB1、BrAFB2和BrAFB3蛋白含有F-box结构域;启动子顺式作用元件分析结果表明,BrTIR1/AFBs启动子含有与生长素、脱落酸、水杨酸以及响应逆境胁迫相关的多个顺式作用元件。通过RT-qPCR分析发现BrTIR1/AFB家族基因组织表达水平存在差异,BrAFB1A、BrAFB1B、BrAFB3A、BrAFB4受盐胁迫诱导表达,BrTIR1A、BrTIR1C和BrAFB3B受根肿菌侵染诱导表达。研究结果可为进一步研究白菜生长素受体基因功能及白菜响应生物及非生物逆境胁迫提供依据。

关键词：白菜(Brassica rapa) 生长素受体 TIR1/AFB 基因表达模式逆境胁迫

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落叶松基因挖掘及基因差异表达与杂种优势形成机制探讨

落叶松基因挖掘及基因差异表达与杂种优势形成机制探讨

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作者：许晨璐中国林业科学研究院

学位级别：博士

基因组资源在林木遗传育种中具有重要作用，而落叶松属此类资源匮乏，并因此限制了“基因组学辅助育种”策略在其遗传改良中的应用。杂种优势在落叶松育种领域有着广泛应用，但其分子机理未知。本研究首先应用新一代测序技术（Roche454... 详细信息

基因组资源在林木遗传育种中具有重要作用，而落叶松属此类资源匮乏，并因此限制了“基因组学辅助育种”策略在其遗传改良中的应用。杂种优势在落叶松育种领域有着广泛应用，但其分子机理未知。本研究首先应用新一代测序技术（Roche454），对我国两个重要落叶松造林树种（华北落叶松和日本落叶松）分别进行转录本、分子标记和miRNA挖掘。在此基础上，利用数字基因表达谱技术（RNA-seq）检测了华北落叶松×日本落叶松杂种与其亲本的基因表达差异，主要研究结果如下： 1.提取华北落叶松和日本落叶松多个基因型、多个组织部位的RNA构建测序文库（cDNA文库），以454GS FLX Titanium平台开展转录组测序。分别获得华北落叶松和日本落叶松约130万条（平均长度345bp）和124万条（平均长度330bp）原始序列，经数据过滤、组装及冗余性评估后，最终分别获得75597条和80246条Unigenes，平均长度分别达466bp和436bp，其中相当一部分Unigenes（＞4000条）具有较长的序列及完整的CDS结构。经与NR数据库比对，多达36222条华北落叶松Unigenes获得功能注释，匹配到24760条蛋白质序列，其中相当一部分蛋白质序列（＞4500条）被较为完整地覆盖；日本落叶松比对结果与此类似，证明本次获得的Unigenes涵盖了大量且完整的落叶松基因。借助功能注释信息，剔除掉Unigenes中非植物序列及rRNA序列，并检索出若干对落叶松育种重要的基因。为后续研究更方便地应用此Unigenes，把Unigenes继续比对到TAIR, Poplar, PFAM, KOG, GO和KEGG等多个数据库，获得了基因名字、已知功能、保守的结构域、直系同源基因、所处的细胞位置、参与的生物过程和具体的代谢途径等信息；注释结果再次肯定了落叶松Unigenes的广覆盖面。 2.共挖掘出1511个华北落叶松SSR标记和1498个日本落叶松SSR标记，其中约2/3的SSR被成功设计出引物。同时挖掘出高置信度SNP标记共计16436个（华北落叶松）和16437个（日本落叶松），并证明大部分落叶松基因属“多样化”进化模式。 3.经与microRNA数据库比对，挖掘出11条落叶松miRNA序列，其中华北落叶松7条，日本落叶松4条，序列长度集中在21bp-22bp。经与其他植物miRNA序列比对，大部分miRNA保守性较强。共检索到37条华北落叶松靶基因序列和30条日本落叶松靶基因序列，其中1/2具有功能注释信息。 4.表达谱研究筛选出了杂交组合间差异表达基因，并划分了表达模式，肯定了“非加性表达”，特别是“超显性表达”在杂种优势形成中的作用。差异表达基因多富集在“细胞外区域”，执行“萜类合成酶活性”、“（碳-氧）裂解酶活性”、“（阳）离子结合”、“水解酶活性”、“转移酶活性”、“氧化还原酶活性”和“β-葡萄糖苷酶活性”等分子功能，富集于“碳水化合物代谢”、“苯丙素代谢”、“植物细胞壁生物合成”、“次生代谢物生物合成”、“蛋白质加工”和“淀粉和蔗糖代谢”等生物过程或代谢通路。

关键词：华北落叶松日本落叶松转录组分子标记 miRNA 基因表达模式杂种优势

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家蚕MicroRNAs及其靶基因的研究

家蚕MicroRNAs及其靶基因的研究

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作者：俞晓敏中国科学院北京基因组研究所

学位级别：博士

MicroRNAs(miRNAs)是一类内源性的具有调节功能的非编码单链小RNA，主要通过转录后水平的基因表达调控，对各种生理生化过程起着重要的调节作用，包括生长发育、新陈代谢、疾病以及其他生物学特征的转变等。为了研究家蚕基因组中的miRNA... 详细信息

MicroRNAs(miRNAs)是一类内源性的具有调节功能的非编码单链小RNA，主要通过转录后水平的基因表达调控，对各种生理生化过程起着重要的调节作用，包括生长发育、新陈代谢、疾病以及其他生物学特征的转变等。为了研究家蚕基因组中的miRNAs及其在家蚕发育过程中的调控机制，我们通过计算预测和克隆方法，鉴定了家蚕基因组中的保守的miRNAs和新的miRNAs，并对miRNAs靶基因进行了预测和功能分类；利用stem-loop RT PCR15个保守的家蚕miRNAs进行表达量检测，分析了一些时期偏好性的miRNAs在家蚕发育过程中可能的功能和调控机制，为进一步研究家蚕miRNAs的功能和调控机制奠定理论基础。\n 利用Srnaloop软件和已知miRNAs的序列和结构特征性筛子，我们一共预测到114个保守的家蚕miRNAs和148个新的miRNAs。然后我们又对14个家蚕发育时期进行了SmallRNAs文库的构建和测序，每个文库随机测序480个克隆，通过鉴定，我们得到了21个保守的miRNAs(包括17个预测的保守miRNAs)和14个新的miRNAs(包括11个预测的新的miRNAs)。分析家蚕保守miRNAs在基因组中的分布，我们发现有6对在昆虫中保守的miRNAs簇，这6对miRNAs簇很可能行使与在其他昆虫中相似的功能。在对克隆到的miRNAs在14个家蚕发育时期分布进行分析，我们发现在家蚕四龄蜕皮期(MLS)miRNAs在种类和数量上都远远多于其他发育时期，暗示miRNAs在家蚕蜕皮期可能起着至关重要的作用。对比克隆的miRNAs序列和预测的miRNAs或相近物种中的同源基因，我们发现有9个miRNAs存在5\'或/和3\'端核苷酸在长度上存在差异，bmo-miR-1084存在三种不同的成熟形式，而它们均来自于同一个前体-S147，这种Dicer不精确和选择性的剪切而导致的miRNAs序列差异很可能使miRNAs获得新的功能。\n 对家蚕基因组中118个保守的miRNAs和克隆到的14个新的miRNAs进行靶基因预测，并对得到的靶基因进行基于Gene Ontology(GO)和KEGG(Kyoto Encyclopedia ofGenes and Genomes)因功能分类，我们发现超过50％的靶基因属于结合蛋白、代谢和细胞过程、酶催化活性相关和细胞相关的基因，大部分参与了氨基酸代谢、糖代谢、信号转导、能量代谢、内分泌、癌症、蛋白质加工和翻译等代谢途径。利用stem-loop RT PCR对15个保守的家蚕miRNAs进行表达量分析，发现其中的8个miRNAs表达量在不同的发育时期变化明显，结合靶基因预测的结果以及家蚕发育阶段的特点，我们筛选并分析了部分miRNAs的靶基因及其在家蚕发育过程中可能的作用机制，为系统的发掘和阐明miRNAs在家蚕发育过程中的调控机制研究提供理论依据。

关键词：家蚕发育阶段 microRNAs基因靶基因基因表达模式调控机制

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大豆GmNramp3a基因克隆及表达分析

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分子植物育种 2023年第1期21卷 36-45页

作者：刘颖陈经烨李小豪陈晶晶薛迎斌广东海洋大学滨海农业学院湛江524088 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所农业部热带果树生物学重点实验室国家热带果树种质资源圃湛江5240913广东海洋大学化学与环境学院湛江524088 广东海洋大学化学与环境学院湛江524088

本研究利用RT-PCR技术从大豆中克隆了一个Nramp基因家族成员GmNramp3a,并对其基因序列和蛋白结构、亚细胞定位以及表达模式进行了详细分析。生物信息学分析结果表明,GmNramp3a基因开放阅读框(openreadingframe,ORF)长度为1557bp,由4个... 详细信息

本研究利用RT-PCR技术从大豆中克隆了一个Nramp基因家族成员GmNramp3a,并对其基因序列和蛋白结构、亚细胞定位以及表达模式进行了详细分析。生物信息学分析结果表明,GmNramp3a基因开放阅读框(openreadingframe,ORF)长度为1557bp,由4个外显子组成;GmNramp3a蛋白包含11个跨膜结构域(trans-membrane domain,TMD);进化树分析的结果显示GmNramp3a蛋白和模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的AtNramp2的同源性较高。通过拟南芥原生质体瞬时表达亚细胞定位分析表明,GmNramp3a蛋白主要定位于液泡膜。采用实时荧光定量PCR对GmNramp3a在大豆不同组织部位的表达量进行分析,结果表明GmNramp3a在茎、根、花和叶几个部位都能表达,尤其在茎和花中的表达量较高。本研究结果可为将来深入分析GmNramp3a的生物学功能提供理论基础。

关键词：大豆 GmNramp3a 亚细胞定位基因表达模式

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水稻磷吸收调控若干关键基因的功能研究

水稻磷吸收调控若干关键基因的功能研究

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作者：王创浙江大学

学位级别：博士

虽然土壤中磷含量丰富,但是能被植物直接利用的无机磷含量却很少。全世界大部分土壤环境中,磷是作物产量的一个重要限制因素。为了保证作物的产量,往往需要大量施用磷肥,这不仅增加了农业生产的成本,而且造成水体的富营养化,破环生态环... 详细信息

虽然土壤中磷含量丰富,但是能被植物直接利用的无机磷含量却很少。全世界大部分土壤环境中,磷是作物产量的一个重要限制因素。为了保证作物的产量,往往需要大量施用磷肥,这不仅增加了农业生产的成本,而且造成水体的富营养化,破环生态环境。因此,研究作物的磷信号调控网络,遗传改良培养磷高效的作物,具有重要现实意义。本研究利用反向遗传学研究方法,对SPX基因家族、OsPH02和紫色酸性磷酸酶等多个水稻磷信号网络的关键基因进行了克隆与功能分析。在酵母中,多个含有SPX结构域的基因被证明参与了磷吸收和信号调控。通过生物信息学分析发现,植物中含SPX结构域的基因可以分为4个亚家族,其中水稻的第二亚家族成员中,***2,OsSPX3,OsOPX5和OsSPX6都显著的受到缺磷诱导表达。超表达OsSPXl降低了植株对磷的吸收,而通过RNAi的OsSPX1抑制表达后,转基因植株磷的吸收增加。osSPX1转基因材料中缺磷诱导表达基因的分析表明,OsSPX1是一个缺磷信号的抑制因子,对其他基因受缺磷诱导的过程起到负向调控作用。在OsSPX1/OsPHR2双超表达材料中,OsSPX1一方面能有效的抑制OsSPX1对水稻磷信号相关基因的调控,另一方面OsSPX1又是受到OsPHR2的调控。因此,OsSPX1可能是通过反馈抑制机制限制OsPHR2的功能。 SPX结构域第三亚家族基因OsPSS1,OsPSS2和OsPSS3表达不同程度受到缺磷抑制。其中OsPSS1只在根中受到到缺磷抑制,而OsPSS2和OsPSS3在地下和地上部分都受到缺磷抑制。对OsPSS1,OsPSS2和OsPSS3基因的突变体分析发现,OsPss1突变体植株的整体磷含量显著增加,而OsPsS2和OsPSS3突变体植株磷含量没有变化。因此,OsPSS1负调控了水稻对磷的吸收与积累。在OsPSS1的5’UTR区域,我们发现存在一个miR827结合位点。miR827在缺磷处理的根和叶中都显著受到诱导表达。超表达miR827后,OsPSS1的表达受到显著的抑制,同时,植株的地上和地下磷含量升高,说明miR827是通过对OsPSS1的调控参与植物缺磷信号的。对OsPHR2超表达植株的分析发现,miR827表达显著升高而OsPss1受到抑制,因此***827和OsPss1可能组成了一条植物磷信号调控的新途径。除了对SPX结构域相关基因的研究,本研究还克隆了OsPH02基因。与拟南芥中一致,OsPH02的突变体表现出严重的磷中毒表型。为了研究该基因的调控机制,我们利用酵母双杂交体系,筛选到多个OsPH02的相互作用蛋白,其中包含两个同源的硫氧还蛋白(OsTRX h2a和OsTRX h4).对这些基因的功能研究,将大大提高我们对植物缺磷信号调控网络的了解。此外,我们还对缺磷信号调控网络的终端反应基因紫色酸性磷酸酶基因家族进行了系统的研究。通过对这些基因表达和启动子的研究,我们发现至少有10个酸性磷酸酶基因直接受到OsPHR2的调控。同时,对以上研究得到的一系列磷过量积累造成的中毒材料中,我们分析了酸性磷酸酶的表达和活性,结果表明这些材料中的酸性磷酸酶都有不同程度的诱导,但是其模式又存在差异,说明酸性磷酸酶是受到不同的信号通路共同调控的。在对以上一系列基因研究的基础上,加深了我们对水稻磷吸收及信号调控网络的认识,为水稻的磷高效育种提供了理论依据和基因资源。

关键词： miR827 OsPHO2 OsPHR2 TOS17插入突变体 SPX结构域基因表达模式基因家族超表达磷超积累水稻缺磷信号调控

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食管鳞状细胞癌差异表达基因及其临床意义

食管鳞状细胞癌差异表达基因及其临床意义

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作者：李进东郑州大学

学位级别：博士

1.目的: 　　食管鳞状细胞癌是世界范围内常见的恶性肿瘤之一。由于缺乏敏感、特异的早期诊断手段,多数食管癌患者首次确诊时已属中晚期,尽管包括手术、化疗及放射治疗等在内的多学科综合治疗手段近年来取得了明显... 详细信息

1.目的: 　　食管鳞状细胞癌是世界范围内常见的恶性肿瘤之一。由于缺乏敏感、特异的早期诊断手段,多数食管癌患者首次确诊时已属中晚期,尽管包括手术、化疗及放射治疗等在内的多学科综合治疗手段近年来取得了明显的进步,中晚期食管鳞状细胞癌患者的预后依然很差,5年生存率仅为约10％,而早期食管癌术后5年生存率超过92.6%。因此,开发能用于食管癌早期诊断的分子生物学工具和方法,对于食管癌预后的根本性改善具有重要意义。近年来国内外学者对食管癌早期诊断的分子标志物做了大量有益的研究,但是食管癌发生的机制尚未阐明,食管癌特异性基因和抗原也尚未发现。癌的发生是一个复杂的多阶段的生物过程,其中就包括基因表达谱的改变。了解食管鳞状细胞癌的基因表达模式和食管鳞状细胞癌发生的重要机制将有助于我们开发能够用于食管癌诊断、预后预测以及治疗的工具,进而改善预后。目前,已开展了一些研究去发现和鉴定与其发生或转移相关的基因。然而,到目前而至,尚缺乏对这些基因表达谱进行全面的生物信息学分析,而对基因表达谱进行生物信息学分析将有助于我们洞悉食管鳞状细胞的发生和转移的分子机制,也将有助于我们开发能够早期诊断食管癌、早期检测食管癌复发和转移的分子标记物。 　　本研究首先采用DNA芯片技术对食管鳞状细胞癌组织及正常食管粘膜上皮组织全基因组基因表达情况进行分析,旨在揭示食管鳞状细胞癌患者癌组织和正常食管粘膜上皮组织间差异表达的基因谱,同时采用生物信息分析技术推断这些差异表达的基因在食管鳞状细胞癌的发生、发展中的作用;进而,我们从前期研究发现的在食管鳞状细胞癌中表达明显上调的基因中选取CASG3B、IL24,表达明显下调的基因中选取SPINK8和CAB39L,应用Western-blot方法和免疫组织化学SP法检测它们在食管鳞状细胞癌组织中的表达,探讨它们与食管鳞状细胞癌侵袭、转移的相关性。 　　 2.资料与方法 　　 2.1患者和样品 　　 45例人食管鳞癌组织标本均来源于河南省肿瘤医院2008年7月-2008年11月手术切除的食管鳞状细胞癌患者。其中,男性31例,女性14例。年龄47-75岁,平均年龄为62.4岁。有淋巴结转移27例,无淋巴结转移18例。均在河南省肿瘤医院接受外科治疗。术前所有患者均签署知情同意书。术前均未接受放化疗。该研究计划方案经过郑州大学医学伦理学术委员会批准。所有食管鳞状细胞癌的诊断均得到至少两个有经验的病理医师出具的组织学诊断。依据UICC第7版TNM分期系统进行食管癌分期。 　　原发肿瘤组织和正常食管粘膜上皮组织(距肿瘤边缘大于5cm),在离体后立即置入RNALater液中保存,并移入-80℃深低温冰箱中保存。 　　 2.2 RNA提取和基因芯片分析 　　首先,对其中4例患者原发肿瘤组织和正常食管粘膜上皮组织进行基因芯片分析。 　　采用TRIzol试剂,按照厂家建议的步骤进行全RNA提取;然后,使用分光光度计进行定量;cRNA的扩增和生物素标记使用Illumina Total PrepRNA扩增试剂盒进行(Ambion,Austin,TX,USA);过夜反应,使cDNA在体转录为cRNA,cRNA产物经biotin-11-dUTP标记;cRNA产量采用分光光度计定量;然后,提取500ng标记的cRNA在包含48000探针的人RefV3珠链芯片(Illumina,SanDiego,CA,USA)上,55℃过夜进行杂交:随后使用浓度为1μg/ml的streptavidin-Cy3(Amersham Biosciences,Piscataway,NJ)染色进行显像;采用Illumina公司的the Sentrix BeadChip and BeadStation芯片分析系统进行基因表达分析。杂交、标记、染色、背景噪音及每条芯片上“看家”基因表达的基础水平的质量标准均经过验证。对芯片探针扫描后采用Illumina公司的BeadStudio软件进行图像分析。 　　 2.3差异表达基因的生物信息学分析 　　从BeadStudio上获得的原始丰度数据输入到GeneSpring GX11.0(AgilentTechnologies,Santa Clara,CA,USA)上接受进一步分析。采用配对t检验以获得在癌组织和正常食管上皮组织差异表达水平不少于2倍的探针集合(P＜0.01)。进行平均距离法分层聚类分析,基于所有基因的经Log值转换的信号强度值,采用Pearson中心距离度量作为衡量每个配对样本中基因表达模式相似性的手段。使用G

关键词：食管鳞状细胞癌分子标记物基因表达模式

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豆科中TCP domain基因功能的研究以及百脉根kw突变体的遗传分析

豆科中TCP domain基因功能的研究以及百脉根kw突变体的遗传分析

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作者：田朝霞中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）

学位级别：博士

本文以两种豆科植物大豆(Glycine max.)和百脉根(Lotus japonicus)为主要研究对象,探讨豆科植物中TCP domain基因的生物学功能。本课题组在大豆中克隆了Socyc1A、Socyc1B和Socyc2等几个TCP domain基因片段。序列分析表明,它们都具备TCP... 详细信息

本文以两种豆科植物大豆(Glycine max.)和百脉根(Lotus japonicus)为主要研究对象,探讨豆科植物中TCP domain基因的生物学功能。本课题组在大豆中克隆了Socyc1A、Socyc1B和Socyc2等几个TCP domain基因片段。序列分析表明,它们都具备TCP保守结构域和R区,属于TCP domain基因家族中Cyc/Tb1亚家族。RNA原位杂交实验表明:无论在侧花序还是顶花序,Socyc1A和Socyc2基因,在花原基刚起始时,在花背部有短暂的表达。当花芽原基完全从花序上分离后,Socyc1B在花原基的背部表达,最后集中于背部的花瓣和花芽基部的背侧。大豆花发育过程中,背腹轴向的早期建立依赖于Socyc1A和Socyc2基因的表达,而后期的维持依赖于Socyc1B基因的表达。Socyc1B基因的表达模式与金鱼草中Cyc的表达模式十分类似。所以,尽管豆科与玄参科亲缘关系较远,大豆和金鱼草还是有着共同的遗传机制控制着花的不对称性发育。但是,在大豆中,TCP domain基因的功能并不完全与金鱼草中的Cyc基因和Dich基因相同。Socyc2基因在顶花序中的表达不仅出现在花原基的背部,同时也出现在顶花序分生组织上与花原基相邻的一侧。这表明,Socyc2基因除了在早期建立花原基的背腹轴向外,还可能与花原基从花序的起始甚至与花序的结构有关。 Ljcyc3,Ljcyc5基因是豆科模式植物百脉根中的TCP dmain基因,属于Cyc/Tb1亚家族。原位杂交表明,Ljcyc5在次级花序(I2)的基部表达,这与任何已知的TCP dmain基因的表达模式都不同。利用Ljcyc3,Ljcyc5的反义工程质粒对野生型百脉根进行遗传转化,分别获得了来自18块愈伤组织的56株T0代植株(Ljcyc3反义工程质粒),以及来自27块愈伤组织的86棵T0代植株(Ljcyc5反义工程质粒)。T0代植株GUS染色表明,两种反义工程质粒都已经获得了有外源基因插入的转基因植株。进一步的遗传分析在进行之中。为深入研究豆科植物花发育的分子机理,我们构建了百脉根的花发育突变体库,得到了一类翼瓣龙骨瓣化的突变体(kw1,kw2,kw3)。进一步的细胞学和遗传学分析表明,kw1、kw3的翼瓣无论在花瓣形态还是在表皮细胞形态上都与龙骨瓣非常相似;kw1是单基因的隐性突变,并与kw2是等位突变。kw1与百脉根Ljcyc2反义转基因植株杂交的F1出现了翼瓣龙骨瓣化的表型,这表明决定百脉根侧部花瓣(翼瓣)属性基因Kw与决定花不对称性发育的TCP结构域基因之间有相互作用。

关键词：大豆(Glycine max.) 百脉根(Lotus joponicus) TCP-domain基因基因表达模式突变体

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基于DNA微阵列基因表达谱数据的癌症检测研究

基于DNA微阵列基因表达谱数据的癌症检测研究

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作者：卢新国湖南大学

学位级别：博士

癌症治疗面临的重大挑战是如何针对病原上各自独特的癌症类型制定具体的治疗方法,以达到最大疗效的同时降低药物的副作用。因此,癌症检测或癌症分类成为癌症治疗的中心环节。一直以来,癌症检测主要基于肿瘤的形态表观,但这种检测方式有... 详细信息

癌症治疗面临的重大挑战是如何针对病原上各自独特的癌症类型制定具体的治疗方法,以达到最大疗效的同时降低药物的副作用。因此,癌症检测或癌症分类成为癌症治疗的中心环节。一直以来,癌症检测主要基于肿瘤的形态表观,但这种检测方式有很大的局限性,因为具有相似组织病理学表观的肿瘤可能表现出很不相同的临床发展过程,或者对同种治疗呈现出不同反应。近年来,DNA微阵列技术的发展产生了海量的基因表达谱数据,为寻找基因之间表达调控的复杂关系网络,研究功能基因组和癌症检测提供依据。目前,利用基因表达谱进行癌症检测成为癌症研究的重点之一。但是基因表达谱数据具有高维性,高噪声,高冗余,数据分布不均衡等特点,对基因数据分析方法提出了更高要求,对基于DNA微阵列基因表达谱的癌症检测带来了挑战。本论文从基因表达谱数据的分析着手,以挖掘基因表达模式和癌症检测研究为主要目标,研究癌症检测中基因表达数据的预处理、特征基因的选取、癌症组基因表达模式的分析以及建立合适的基因诊断模型的问题。本文的主要工作归纳如下; 第一,针对基因表达数据的特点,提出一种基于CMST聚类方法的分步的特征基因选择方法,然后,在分步的特征基因选择方法中引入“Gap Statistic”理论,以确定特征基因数目,提出一种自适应的特征基因的选择方法,弥补目前的特征基因选择算法中缺乏较好的基因数目预置机制的不足。第二,利用主分量分析方法(PCA)和独立分量分析方法(ICA)挖掘基因表达谱中隐含的基因表达模式,揭示癌症中基因的调控机制,通过抽样来选取特征基因子集以减少噪声对PCAP和ICAP的影响,并且根据基因子集中隐含模式的相似性来重构基因表达,提出一种基于隐含变量模型的癌症检测算法。第三,利用癌症组基因表达存在的局部特征相关性的生物病理特点,提出DNA微阵列基因表达谱中癌症组关联空间的概念,抽取不同癌症组基于关联空间的基因特征模式,研究与癌症组相关联的基因表达模式在癌症组中的表达以及调控,并提出适合癌症组相关联的基因表达模式的癌症预测算法,有效缓解基因数据集中“维数灾难”的问题。第四,由于不同的特征选择方法采用不同的搜索机制和评价策略,挑选出的特征基因偏向癌症特征的不同方面,因此不同方法选择的特征基因明显不同,导致分类器的识别结果不稳定。针对癌症组基因数据和基因组数据构建一组具有互补性分类器,提出一种组合分类算法提高癌症分类算法的泛化性能。第五,从基因之间的协同表达来分析基因数据,研究具有可解释的基因表达模式。在显现模式的提取中增加虚拟样本以挖掘具有更高辨识能力的显现模式,并在候选分割点选择策略中通过高斯分布来模拟分割点的分布,提高分割点选择的可靠性,然后提出两种基于显现模式的癌症检测算法。

关键词： DNA微阵列基因表达谱癌症检测特征基因基因调控基因表达模式

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基于转录组测序的苦荞FtGLT鉴定与表达分析

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分子植物育种 2021年第17期19卷 5662-5668页

作者：石桃雄汪燕梁成刚关志秀韦春玉付全兰黄娟贵州师范大学生命科学学院荞麦产业技术研究中心贵阳550001

植物糖类转运蛋白家族中GLT(Glucose transporter)是介导葡萄糖跨膜运输的重要载体。开展苦荞葡萄糖转运蛋白(FtGLT)的生物信息学研究,可为进一步探索FtGLT调控生长发育与产量形成提供科学参考。通过基因注释与序列比对分析,在苦荞转录... 详细信息

植物糖类转运蛋白家族中GLT(Glucose transporter)是介导葡萄糖跨膜运输的重要载体。开展苦荞葡萄糖转运蛋白(FtGLT)的生物信息学研究,可为进一步探索FtGLT调控生长发育与产量形成提供科学参考。通过基因注释与序列比对分析,在苦荞转录组测序数据库中筛选到6个GLT同源基因。FtGLT序列在2167~9707 bp间,编码94~558个氨基酸残基。FtGLT蛋白间序列的一致性达到43.44%,说明苦荞FtGLT蛋白序列相对保守。除FtPinG68303.01外,其余5个FtGLT蛋白可能位于内质网。结构分析发现,苦荞FtGLT蛋白具有数量不等的跨膜结构域,这与其结构中α-螺旋数量密切相关。基于转录组测序,鉴定到3个FtGLT显著差异表达基因,均在出苗后15 d高表达,其余3个基因表达量在5、10和15 d变化较小,推测不同FtGLT基因在茎发育过程中的功能可能存在差异。相关性分析发现,FtPinG68303.01与FtPinG50279.01呈极显著负相关;FtPinG83070.01与FtPinG89831.01和FtPinG72784.01,FtPinG89831.01与FtPinG72784.01呈极显著或显著正相关,这可为进一步研究苦荞FtGLT相互间的功能及其调控葡萄糖运输的分子机制提供依据。

关键词：苦荞糖转运体葡萄糖转运蛋白基因表达模式

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松墨天牛NCOA7基因的克隆及分析

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西南农业学报 2017年第10期30卷 2256-2262页

作者：刘琪司陈敬祥林同广州市林业和园林有害生物防治检疫管理办公室广东广州510060 华南农业大学林学与风景园林学院广东广州510642

【目的】本文探究了松墨天牛核受体共激活因子7基因的功能和作用方式。【方法】采用cDNA末端快速扩增(RACE)方法获得了松墨天牛NCOA7基因的cDNA全长序列,命名为MaNCOA7(GenBank登录号:KU240004);通过RT-qPCR分析得出松墨天牛MaNCOA7基... 详细信息

【目的】本文探究了松墨天牛核受体共激活因子7基因的功能和作用方式。【方法】采用cDNA末端快速扩增(RACE)方法获得了松墨天牛NCOA7基因的cDNA全长序列,命名为MaNCOA7(GenBank登录号:KU240004);通过RT-qPCR分析得出松墨天牛MaNCOA7基因在卵、幼虫、蛹、成虫4个虫态、幼虫脂肪体等6个组织和成虫鞘翅等10个部位的表达模式。【结果】MaNCOA7基因的cDNA序列全长为3345 bp,其中开放阅读框(ORF)长2970 bp,编码989个氨基酸,由此推测的蛋白分子质量为111 220.4ku,等电点为5.11。MaNCOA7的氨基酸序列与赤拟谷盗相似性最高,为83.6%,与赤拟谷盗处在系统发育树的同一个分支上;没有信号肽和跨膜区,属于亲水性氨基酸,含有丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、酪氨酸(Tyr)磷酸化位点数分别为62、21、11个。MaNCOA7基因在幼虫虫态表达量最高,在卵虫态表达量最低;在幼虫6个组织中均有表达,且有显著差异(P<0.05),其中在幼虫脂肪体中表达量最高,在幼虫马氏管中表达量最低;在成虫10个部位中均有表达,且有显著差异(P<0.05),其中在成虫鞘翅的表达量最高,在成虫马氏管的表达量最低。【结论】推测MaNCOA7基因在松墨天牛幼虫脂肪体中参与调控某些代谢过程或组织器官的生理功能,并可能参与了松墨天牛羽化过程中鞘翅和前胸背板的骨化过程。

关键词：松墨天牛核受体共激活因子7 基因克隆 RT-qPCR 基因表达模式

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