检索结果-内蒙古大学图书馆

农业机械学报 2023年第10期54卷 255-265页

作者：王海燕江烨皓黎煊马云龙刘小磊华中农业大学深圳营养与健康研究院深圳518000 中国农业科学院深圳农业基因组研究所深圳518000 华中农业大学信息学院武汉430070 岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心深圳518000 农业农村部智慧养殖技术重点实验室武汉430070 农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室武汉430070

在智慧养殖研究中,基于深度学习的猪只图像实例分割方法,是猪只个体识别、体重估测、行为识别等下游任务的关键。为解决模型训练需要大量的逐像素标注图像,以及大量的人力和时间成本的问题,采用弱监督猪只分割策略,制作弱监督数据集,提... 详细信息

在智慧养殖研究中,基于深度学习的猪只图像实例分割方法,是猪只个体识别、体重估测、行为识别等下游任务的关键。为解决模型训练需要大量的逐像素标注图像,以及大量的人力和时间成本的问题,采用弱监督猪只分割策略,制作弱监督数据集,提出一种新的特征提取骨干网络RdsiNet:首先在ResNet-50残差模块基础上引入第2代可变形卷积,扩大网络感受野;其次,使用空间注意力机制,强化网络对重要特征的权重值;最后引入involution算子,借助其空间特异性和通道共享性,实现加强深层空间信息、将特征映射同语义信息连接的功能。通过消融实验和对比实验证明了RdsiNet对于弱监督数据集的有效性,实验结果表明其在Mask R-CNN模型下分割的mAP_(Semg)达到88.6%,高于ResNet-50、GCNet等一系列骨干网络;在BoxInst模型下mAP_(Semg)达到95.2%,同样高于ResNet-50骨干网络的76.7%。而在分割图像对比中,使用RdsiNet骨干网络的分割模型同样具有更好的分割效果:在图像中猪只堆叠情况下,能更好地分辨猪只个体;使用BoxInst训练的模型,测试图像中掩码具有更高的精细度,这更有利于开展下游分析。

关键词：猪只弱监督实例分割空间注意力机制 involution算子

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基于RPA-CRISPR/Cas12a的MSTN基因编辑猪检测方法的建立及应用

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畜牧兽医学报 2025年

作者：迟顺顺吴丹王楠王婉洁聂雨欣牟玉莲刘志国朱振东李奎青岛农业大学动物科技学院中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心农业农村部畜禽生物组学重点实验室中国农业科学院北京畜牧兽医研究所天津市宁河原种猪场有限责任公司

旨在建立一种基于重组酶聚合酶扩增技术（recombinase polymerase amplification， RPA）和成簇规律间隔短回文重复序列/CRISPR相关蛋白12a（clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 12a，CRISPR/Cas12a）系统的MSTN基因编辑猪检测方法，以满足基因编辑动物研发、育种等过程中核酸检测以及基因型鉴定的需求。本研究构建含有猪MSTN基因突变序列和野生型序列的标准质粒并设计靶向标准质粒的crRNA，基于RPA和CRISPR/Cas12a技术建立荧光报告和胶体金试纸条检测体系，筛选特异性识别标准质粒的crRNA、优化其反应条件并评价其检测灵敏度，最后通过检测猪耳组织样品评价本方法的准确性和稳定性。研究结果表明，该方法能够特异性识别MSTN基因2 bp碱基缺失序列和MSTN基因野生型序列。荧光报告体系最低可检测到4.1×101 copies·μL-1的标准质粒，胶体金试纸条体系最低可检测到4.1×103 copies·μL-1的标准质粒。通过对猪耳组织样本的检测，证明了该检测体系的准确性和可靠性。综上所述，本研究建立的MSTN基因编辑猪RPA-CRISPR/Cas12a检测方法具有操作简便、特异性和灵敏度高的特点，为MSTN基因编辑猪检测提供了重要技术支撑，具有广阔的应用前景。

关键词： MSTN基因编辑猪重组酶聚合酶扩增核酸检测 CRISPR/Cas12a

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转录组揭示禾谷镰刀菌酸碱胁迫条件下的基因表达模式

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微生物学报 2024年第11期64卷 4271-4289页

作者：尚余平王一唯王冠李涵琪李鹏锋郭杰张翠军山西农业大学农学院农业农村部有机旱作农业重点实验室(部省共建)山西晋中030801 中国农业科学院深圳农业基因组研究所岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心广东深圳518120 太原理工大学计算机科学与技术学院山西太原030024

【目的】研究不同pH胁迫条件下禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)的转录组调控机制,分析基因表达水平及差异,探究在酸性或碱性条件下与禾谷镰刀菌细胞抗胁迫反应相关的代谢通路,揭示禾谷镰刀菌如何主动调节细胞内代谢与合成过程,以适应... 详细信息

【目的】研究不同pH胁迫条件下禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)的转录组调控机制,分析基因表达水平及差异,探究在酸性或碱性条件下与禾谷镰刀菌细胞抗胁迫反应相关的代谢通路,揭示禾谷镰刀菌如何主动调节细胞内代谢与合成过程,以适应细胞外pH环境的变化。【方法】在初始pH为4.5、6.5、8.0的PDB培养基中培养禾谷镰刀菌48 h,提取菌株的总RNA,构建cDNA文库。利用转录组测序技术及生物信息学技术鉴定相关差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),进一步分析涉及的代谢通路。采用反转录实时定量PCR (reverse transcription-quantitative PCR, RT-qPCR)对基因表达水平进行验证。【结果】在酸性条件下,共有4 283个DEGs,其中2 032个上调DEGs和2251个下调DEGs;在碱性条件下,共有498个DEGs,其中269个上调基因和229个下调基因。基因本体论(gene ontology, GO)富集分析结果显示,在酸性条件下上调基因显著富集到的GO terms有211个,下调的有72个;碱性条件下上调的GO terms有33个,下调的有40个。京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析结果显示,在酸性条件下上调DEGs显著富集到的通路有22个,下调有32个;在碱性条件下上调通路有8个,下调有13个。膜转运蛋白的表达和糖类化合物的水解等相关基因表达上调以及蛋白质代谢相关基因表达下调,协助禾谷镰刀菌细胞适应外界环境的变化。与此同时,禾谷镰刀菌在酸性和碱性条件下分别通过降低次生代谢和降低氨基酸代谢来维持自身细胞的内环境平衡,从而抵抗细胞外pH胁迫。【结论】在酸性环境中,禾谷镰刀菌通过促进核糖蛋白复合体的产生以及次生代谢来适应细胞外环境的变化;在碱性环境中,禾谷镰刀菌细胞通过氨基酸代谢来响应和感知外界的胁迫。通过对禾谷镰刀菌细胞代谢相关通路分析为禾谷镰刀菌对不同pH环境的响应提供重要的基因表达数据支撑,研究结果有助于理解禾谷镰刀菌的致病机制。

关键词：酸碱胁迫禾谷镰刀菌转录组差异表达基因

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双链RNA对薇甘菊根基因 MmEXPA4 的靶向抑制

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生物安全学报（中英文） 2024年第2期33卷 139-147页

作者：欧正慧王抗抗武强钱万强刘博万方浩青岛农业大学植物医学学院山东青岛266109 岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心农业农村部农业基因数据分析重点实验室中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所广东深圳518120

【目的】结合薇甘菊较强的节节生根能力的生物学特性,研发利用RNAi技术抑制薇甘菊根系生长基因表达的生物防治技术,为进一步开发薇甘菊靶向防控技术奠定基础。【方法】利用同源比对方法,鉴定出调控薇甘菊根系发育的关键基因(MmEXPA4),... 详细信息

【目的】结合薇甘菊较强的节节生根能力的生物学特性,研发利用RNAi技术抑制薇甘菊根系生长基因表达的生物防治技术,为进一步开发薇甘菊靶向防控技术奠定基础。【方法】利用同源比对方法,鉴定出调控薇甘菊根系发育的关键基因(MmEXPA4),体外合成该基因的双链RNA(dsMmEXPA4),利用dsMmEXPA4注射薇甘菊根部,研究其对薇甘菊根系生长的作用。【结果】与对照组相比,dsMmEXPA4处理30 d后,所有不定根的数量、鲜重和最长不定根的长度均显著降低。qRT-PCR检测结果表明,在dsMmEXPA4处理后第4和第5天,MmEXPA4基因的表达量显著下调,沉默效率分别为43.96%和52.11%。此外,通过Fluorescent Stereo Microscope Leica M165 FC发现,被荧光标记的dsMmEXPA4能在根系中测检到较强的绿色荧光信号。【结论】MmEXPA4基因可作为抑制薇甘菊根系发育及快速生长的潜在靶点,为利用RNA干扰技术生物防治薇甘菊提供理论基础。

关键词：薇甘菊双链RNA 入侵杂草 MmEXPA4 抑制植株生长

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畜禽种质资源的创新与利用研究进展

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中国农业科技导报 2023年第4期25卷 14-22页

作者：郭梓沣黄雷李奎中国农业科学院深圳农业基因组研究所岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心农业农村部畜禽生物组学重点实验室广东深圳518124

畜禽种质资源是种质创新的基础,自主培育具有优良性状并能够稳定遗传的良种品系,对提高我国畜牧业在国际市场的核心竞争力、增加农民收入、实现畜牧业可持续发展意义重大。畜禽种质资源的创新是通过现代生物育种手段进行种质特性的优化... 详细信息

畜禽种质资源是种质创新的基础,自主培育具有优良性状并能够稳定遗传的良种品系,对提高我国畜牧业在国际市场的核心竞争力、增加农民收入、实现畜牧业可持续发展意义重大。畜禽种质资源的创新是通过现代生物育种手段进行种质特性的优化,使繁育后代保存更多亲本优良性状的遗传信息,增强畜禽产品的经济价值。畜禽种质资源的利用主要是以肉、奶、蛋等畜禽产品的形式供应人类营养和生产需求。我国的种质资源蕴藏量十分丰富,但在种质资源的创新和利用上仍然存在很多问题。综述了目前畜禽种质资源保护和利用的基本情况及存在的问题,阐述了畜禽新种质资源的育种建议,并对畜禽新种质资源的育种目标、育种注意事项和产业发展进行展望,以期为畜禽良种的培育和各类畜禽种质的合理利用提供参考。

关键词：畜禽种质资源创新利用

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预扩增qPCR技术检测少量猪早期胚胎细胞基因表达的研究

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畜牧兽医学报 2024年第12期55卷 5567-5574页

作者：晏超刘永刚谢浩彭翠婷张才用赵玉兰齐霖陈指龙唐中林中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所深圳518000 云南农业大学动物科学技术学院昆明650201 佛山鲲鹏现代农业研究院佛山528225 岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心深圳518000 农业农村部畜禽生物组学重点实验室深圳518000

旨在比较3种qPCR方法检测少量猪早期胚胎细胞多能性和组蛋白乙酰化修饰相关基因的动态表达情况。本研究收集不同时期(1-细胞、2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑葚胚和囊胚)猪孤雌激活胚胎,利用常规RT-qPCR、cDNA预扩增qPCR和样本直接预扩增q... 详细信息

旨在比较3种qPCR方法检测少量猪早期胚胎细胞多能性和组蛋白乙酰化修饰相关基因的动态表达情况。本研究收集不同时期(1-细胞、2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑葚胚和囊胚)猪孤雌激活胚胎,利用常规RT-qPCR、cDNA预扩增qPCR和样本直接预扩增qPCR检测微量胚胎细胞多能性和组蛋白乙酰化修饰相关基因的表达情况。结果显示,预扩增qPCR具有稳定的扩增曲线,熔解曲线呈现稳定单峰,而常规RT-qPCR检测的扩增曲线循环阈值在35以上,熔解曲线呈现多峰;胚胎细胞直接预扩增后的样品稀释20000倍仍能检测目的基因的表达,且能稳定检测单个胚胎细胞的基因表达情况;多能性和组蛋白乙酰化修饰相关基因在猪孤雌激活早期胚胎发育过程中呈现先升高后降低的表达趋势,在基因组激活阶段的表达水平最高。综上表明,样本直接预扩增qPCR的检测灵敏性和准确性更高,且操作相对简单、成本较低,适用于微量胚胎细胞的基因表达检测,可为研究早期胚胎发育机制提供方法参考。

关键词：预扩增 qPCR 猪早期胚胎微量细胞基因表达

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莲草直胸跳甲热激蛋白90基因的分子特征、表达模式及对温度胁迫的响应

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植物保护 2023年第2期49卷 279-287页

作者：梁晓翠武强靳继苏裴怡铭郭建英万方浩中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室北京100193 中国农业科学院深圳农业基因组研究所岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心农业农村部农业基因数据分析重点实验室深圳518120

莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila是世界性入侵杂草空心莲子草Alternanthera philoxeroides的专食性天敌,冬季低温和夏季高温会影响其种群数量从而降低防控效果。为进一步探讨莲草直胸跳甲对温度胁迫适应性的分子生态机制,本研究对其... 详细信息

莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila是世界性入侵杂草空心莲子草Alternanthera philoxeroides的专食性天敌,冬季低温和夏季高温会影响其种群数量从而降低防控效果。为进一步探讨莲草直胸跳甲对温度胁迫适应性的分子生态机制,本研究对其热激蛋白90(AhHSP90)进行了蛋白结构、磷酸化修饰及系统发育等生物信息学分析,并采用荧光定量PCR检测了AhHSP 90基因的时空表达动态及不同温度胁迫后的表达。RT-qPCR结果显示,AhHSP 90在莲草直胸跳甲整个生活史及雌成虫各组织中均有表达;高温(30、35和40℃)、低温(-5、0、5、10、15和20℃)胁迫2 h后,AhHSP 90在高温40℃下表达显著升高,但在其他温度下无显著差异。根据对AhHSP 90分子特征、表达模式以及对温度胁迫的响应等方面的综合分析,推测其可能在莲草直胸跳甲发育及抵抗高温过程中发挥着重要的作用。

关键词：莲草直胸跳甲空心莲子草热激蛋白90 表达模式温度胁迫

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植物雌雄异株性别决定研究进展

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生物多样性 2022年第3期30卷 132-143页

作者：彭丹武志强岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心农业农村部农业基因数据分析重点实验室中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所广东深圳518124 佛山鲲鹏现代农业研究院广东佛山528200

植物中雌雄性别分化是一种进化的性状。雌雄异株在多个开花植物谱系中独立演化,但各个支系的性染色体状态、性别决定区域与性别决定基因不尽相同。多样的植物性染色体和性别决定系统为研究植物性别相关基因的形成机制、性别决定区域和... 详细信息

植物中雌雄性别分化是一种进化的性状。雌雄异株在多个开花植物谱系中独立演化,但各个支系的性染色体状态、性别决定区域与性别决定基因不尽相同。多样的植物性染色体和性别决定系统为研究植物性别相关基因的形成机制、性别决定区域和性染色体进化提供了极好的机会。随着测序技术的进步和分析方法的提高,近年来越来越多物种性别决定的相关分子机制得到解析,并将理论成果应用于提升经济效益与城市环境等实际问题中。本文将从目前的研究现状和方法,性别决定单、双基因模型的建立,植物性染色体进化过程等方面进行总结,对未来植物性别决定的研究提出四点建议:(1)研究方向逐步从基因研究扩展到调控途径研究;(2)从单一物种转向相关科属比较研究;(3)改进现有性别决定基因模型或探索新模型和性别模式物种;(4)加强性别鉴定技术在实际生产中的研发工作。同时探讨性别决定理论研究未来在农业生产、园艺绿化种植中幼苗性别鉴别筛选等方面的应用前景。

关键词：雌雄异株性别决定性染色体重组抑制双基因模型

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薇甘菊光能利用及叶绿素合成在不同光照强度下的响应

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中国农业科学 2022年第12期55卷 2347-2359页

作者：金梦娇刘博王抗抗张广忠钱万强万方浩青岛农业大学植物医学学院中国农业科学院深圳农业基因组研究所/岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心/农业农村部农业基因数据分析重点实验室

【目的】光是植物进行光合作用的重要生态因素之一，光合色素对光的捕获和利用影响植物的生长发育进程，进而影响其在自然生态系统中的生存和适合度。明确薇甘菊（Mikania micrantha）光合生理特征与叶绿素生物合成途径的基因表达对不... 详细信息

【目的】光是植物进行光合作用的重要生态因素之一，光合色素对光的捕获和利用影响植物的生长发育进程，进而影响其在自然生态系统中的生存和适合度。明确薇甘菊（Mikania micrantha）光合生理特征与叶绿素生物合成途径的基因表达对不同光照强度的响应，以及薇甘菊光合能量与叶绿素转化的相互关系，为解析薇甘菊“快速生长”提供生理生态学证据。【方法】以薇甘菊为研究对象，采用乙醇浸提法测定不同光照强度（0、20%、40%、100%）下各光合色素含量，分析其叶绿素a和b比值（Chl a/b）的变化规律，比较不同光合途径代表植物（C3、C4和CAM）光合特性；利用微量法和蒽酮比色法分别测定上述光照强度下薇甘菊叶片组织中ATP和淀粉含量；构建不同光照强度下薇甘菊cDNA文库并开展转录组测序；利用OrthoFinder、Blastp、HISAT2、StringTie和R包等生物信息学软件分析不同光照强度变化下薇甘菊叶绿素合成和捕光复合体（LHC）基因表达模式，阐述叶绿素合成途径相关基因表达变化规律。【结果】在100%的光照强度下，薇甘菊叶绿素b和类胡萝卜素含量以及Chl a/b与C4植物玉米相近，并且薇甘菊和玉米叶片中Chl a/b显著高于C3（水稻和番茄）和CAM（芦荟）植物。不同光照强度下的薇甘菊叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量变化不显著，但Chl a/b呈现出随光照强度增加而显著增加的趋势；40%和100%光照强度下，薇甘菊叶片中ATP含量变化幅度较小，而淀粉含量随光照强度上升显著升高；当光照强度为0时淀粉含量急剧下降，此时ATP含量呈现升高趋势；薇甘菊叶绿素生物合成中HEMA、CHLH、CRD1和CAO基因家族的基因表达量受光诱导调控，高光照强度下捕光复合体（LHC）基因的表达量较高。【结论】不同光照强度下薇甘菊叶片可能通过调节叶绿素a和b的合成，调控淀粉和ATP的相互转化，奠定了薇甘菊较高光合速率和较强光适应能力的基础。

关键词：薇甘菊光合色素特征 ATP含量淀粉储存不同光环境的响应基因表达调控

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橘小实蝇离子型受体基因家族的全基因组注释及分析

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昆虫学报 2025年第1期68卷 36-48页

作者：杨明寰王齐严善春刘伟王桂荣东北林业大学林学院森林生态系统可持续经营教育部重点实验室哈尔滨150040 中国农业科学院(深圳)农业基因组研究所岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心农业农村部合成生物重点实验室深圳518120

【目的】离子型受体(ionotropic receptors,IRs)在昆虫的嗅觉、味觉、温度和湿度感受等方面起到重要的作用。本研究结合转录组数据在全基因组水平上对橘小实蝇Bactrocera dorsalis离子型受体基因家族进行鉴定,为进一步研究橘小实蝇离子... 详细信息

【目的】离子型受体(ionotropic receptors,IRs)在昆虫的嗅觉、味觉、温度和湿度感受等方面起到重要的作用。本研究结合转录组数据在全基因组水平上对橘小实蝇Bactrocera dorsalis离子型受体基因家族进行鉴定,为进一步研究橘小实蝇离子型受体基因功能提供理论基础。【方法】利用隐马尔可夫模型、多序列比对、基因结构域分析和系统发育分析在橘小实蝇全基因组中鉴定IR基因。利用TBtools对IR基因家族进行染色体定位、基因全长结构、蛋白保守基序和共线性分析,并通过EasyCodeML计算进化压。利用Hisat2及Stringtie软件计算分析橘小实蝇IR基因在外周神经组织(触角、口器、前足、中足、后足和生殖器)中的表达模式,并利用qPCR进行验证。【结果】在橘小实蝇全基因组中共鉴定获得39个候选IR基因,全部位于常染色体上,其中26个IR基因获得了转录组支持的CDS全长结构;全长IR基因共享2~8个相同的蛋白保守基序,说明其结构的保守性;28个候选IR基因与果实蝇属Bactrocera其他实蝇的IR基因存在共线性关系,其中1个IR基因受到强烈的负选择;17个候选IR共线性基因在橘小实蝇外周神经组织中表达,其中10个IR基因仅表达于触角,2个IR基因仅表达于口器,1个IR基因仅表达于产卵器。另外,1个IR基因仅在触角和雄性生殖器中表达,1个IR基因除产卵器不表达其余组织都表达,2个IR基因在所有外周神经组织中都表达,另有6个IR基因存在雌雄表达差异,其他11个候选IR基因在外周神经组织中无表达。【结论】本研究利用基因组和转录组数据对橘小实蝇离子型受体基因家族进行了系统鉴定,并对该基因家族成员的结构特征、进化关系和表达模式进行了分析,为进一步研究橘小实蝇离子型受体基因的功能提供了理论基础。

关键词：橘小实蝇离子型受体全基因组鉴定基因特征系统发育进化

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