检索结果-内蒙古大学图书馆

生物化学与生物物理进展 2023年第7期50卷 1701-1715页

作者：张彩云邱秦天马彬广华中农业大学信息学院农业生物信息湖北省重点实验室武汉430070

目的耐辐射奇球菌是一种对紫外线、电离、干燥和化学试剂具有较强抗性的极端微生物。然而,该菌在紫外辐照后恢复早期的分子响应还不完全清楚。本文的目的是揭示耐辐射奇球菌在这一阶段的转录组响应。方法本研究采用RNA-seq技术,测定了... 详细信息

目的耐辐射奇球菌是一种对紫外线、电离、干燥和化学试剂具有较强抗性的极端微生物。然而,该菌在紫外辐照后恢复早期的分子响应还不完全清楚。本文的目的是揭示耐辐射奇球菌在这一阶段的转录组响应。方法本研究采用RNA-seq技术,测定了正常和紫外辐照培养条件下耐辐射奇球菌的转录组。为确定关键的差异表达基因及其调控关系,进行了功能富集分析。选取部分关键差异表达基因,进行实时定量PCR实验验证。利用以往研究中的转录组数据,寻找紫外辐照、电离辐射和干燥胁迫条件下公共的差异表达基因。构建了蛋白质-蛋白质相互作用网络;对蛋白质互作网络中的枢纽基因和主要模块进行了鉴定;对这些枢纽基因和模块进行了功能富集分析。结果紫外辐照后的恢复早期,上调基因数量是下调基因数量的2倍以上,且多数与应激反应和DNA修复有关。恢复早期的修复途径主要有单链退火(SSA)途径(涉及基因:ddrA-D)、非同源端连接(NHEJ)途径(涉及基因:ligB、pprA)和核苷酸切除修复(NER)途径(涉及基因:uvrA-C),前两种途径为同源重组(HR)做准备,而NER途径去除紫外线照射带来的嘧啶二聚体。通过比较紫外辐照、电离辐射和干燥胁迫下的转录组数据,发现公共的差异表达基因主要涉及奇球菌属特异性基因和DNA/RNA代谢相关基因。从差异表达基因的蛋白质互作网络中发现了几个重要的枢纽基因和相互作用模块,其功能集中在双链断裂修复、DNA拓扑改变和复制。结论在紫外辐照后的早期恢复阶段,耐辐射奇球菌的多种基因发生了转录组水平的分子响应,并启动了多个修复途径来应对这种胁迫,其中一些修复途径在其他应激条件下同样存在。

关键词：耐辐射奇球菌 RNA-seq 紫外辐照 DNA损伤修复蛋白质-蛋白质相互作用网络

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细菌三维基因组学研究

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科学通报 2019年第17期64卷 1780-1790页

作者：田六王旭婷华康剑马彬广农业生物信息湖北省重点实验室农业微生物国家重点实验室华中农业大学信息学院

作为原核生物,细菌染色体结构的空间组织形式引起了日益广泛的研究兴趣.近年来发展起来的染色体构象捕获和超分辨率显微镜技术,为细菌三维基因组的研究提供了强大的工具.基于染色体构象捕获测序数据,研究人员开发了通用的数据处理流程... 详细信息

作为原核生物,细菌染色体结构的空间组织形式引起了日益广泛的研究兴趣.近年来发展起来的染色体构象捕获和超分辨率显微镜技术,为细菌三维基因组的研究提供了强大的工具.基于染色体构象捕获测序数据,研究人员开发了通用的数据处理流程和染色体三维结构重构软件.目前,已有5个重要的细菌模式物种进行了初步的三维基因组研究,获得了细菌染色体空间组织特征的一些知识,揭示了拟核相关蛋白在细菌三维基因组结构中的重要性,并发现了细菌染色体三维结构与基因转录和细胞周期等过程之间的关联,加深了人们对于细菌三维基因组的认知.本文对近年来细菌三维基因组方面的研究进展进行简要的综述,并指出该领域未来值得关注的一些研究方向.

关键词：微生物染色体结构超分辨率显微术 Hi-C 系统生物学

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甘蓝型油菜SWEET基因家族鉴定与分析

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分子植物育种 2022年

作者：王静杨植全朱强杨庆勇华中农业大学信息学院作物遗传改良国家重点实验室华中农业大学信息学院农业生物信息学湖北省重点实验室

SWEET蛋白是植物糖转运蛋白，具有调控植物发育和响应环境胁的作用。为了明确甘蓝型油菜(Brassica napus L.) SWEET基因家族的生物学功能，本研究鉴定了半冬性甘蓝型油菜品种‘中双11’以及其二倍体祖先白菜(Brassica rara L.)、甘蓝(Br...

SWEET蛋白是植物糖转运蛋白，具有调控植物发育和响应环境胁的作用。为了明确甘蓝型油菜(Brassica napus L.) SWEET基因家族的生物学功能，本研究鉴定了半冬性甘蓝型油菜品种‘中双11’以及其二倍体祖先白菜(Brassica rara L.)、甘蓝(Brassica oleracea L.) SWEET家族基因，分别获得64个甘蓝型油菜SWEET基因(BnaSWEETs)，34个白菜SWEET基因(BraSWEETs)以及31个甘蓝SWEET基因(BolSWEETs)。系统发育树表明SWEET基因共分为4个亚簇，在同一亚簇中BnaSWEETs基因具有相似的基因结构、保守结构域和基序分布。基因表达模式分析发现，甘蓝型油菜SWEET基因在不同组织中的表达水平具有明显差异。结合单倍型分析，发现BnaSWEET12.2在种子发育过程中高度表达，且携带不同单倍型材料之间含油量具有显著差异，可能促进油菜种子油的积累。这些结果将为进一步研究甘蓝型油菜生长发育和提高种子含油提供坚实的科学依据。

关键词：

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基于全基因组SNP构建甘蓝型油菜指纹图谱

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中国油料作物学报 2022年第5期44卷 966-972页

作者：王升博黄一鸣梁聪园王静杨庆勇华中农业大学信息学院/农业生物信息湖北省重点实验室湖北武汉430070

甘蓝型油菜是世界上重要的油料作物,可用作油料、饲料以及食品等,具有较高的经济价值。为了高效快速地鉴定并区分油菜品种,加强油菜品种管理,本试验利用505份油菜种质的重测序数据进行SNP鉴定,根据杂合率、位点缺失率以及多态性等指标对... 详细信息

甘蓝型油菜是世界上重要的油料作物,可用作油料、饲料以及食品等,具有较高的经济价值。为了高效快速地鉴定并区分油菜品种,加强油菜品种管理,本试验利用505份油菜种质的重测序数据进行SNP鉴定,根据杂合率、位点缺失率以及多态性等指标对SNP集合进行筛选,得到了能够高效鉴定油菜种质的核心SNP位点组合,构建了DNA指纹图谱。该套核心位点组合包括897个位点,其MAF、PIC的平均值分别为0.41、0.474。使用该套SNP位点组合进行品种区分,每两个材料之间的差异位点数目90%为357~508。对核心SNP位点进行精简,最少用17个SNP标记可完全鉴定该套种质。本研究使用高质量的油菜重测序数据,筛选出了897个核心SNP位点,并利用该套核心SNP组合构建了油菜的特征指纹图谱,为油菜遗传多样性分析、品种鉴定以及种质管理提供数据参考。

关键词：甘蓝型油菜群体基因组重测序 SNP DNA指纹图谱

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深度挖掘肝细胞癌中遗传变异对可选择性多聚腺苷酸化的影响

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华中科技大学学报（医学版） 2022年第6期51卷 741-751页

作者：武肖红余展晖牛晓辉杨彦波龚静华中农业大学信息学院农业生物信息湖北省重点实验室武汉430070

目的通过整合组学和临床信息,深度挖掘肝细胞癌中重要的可选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation,APA)数量性状基因位点(alternative polyadenylation quantitative trait locus,apaQTL),并研究这些重要位点相关的下游靶基因及上游RNA结合蛋白(RNA-binding protein,RBP)。方法从SNP2APA数据库下载泛癌顺式和反式apaQTL数据,用R语言分析肝细胞癌apaQTL的分布特征。根据位置提取apaQTL上下游50 bp范围内的序列,使用STREME进行特征基序富集,进一步结合肝细胞癌临床信息,筛选改变基序和临床预后相关的apaQTL。利用Tomtom挖掘潜在调控APA的上游RBP,并通过ENCODE以及TCGA预后数据分别验证RBP在APA调控和肝细胞癌发生发展中的重要性。将apaQTL和表达数量性状位点(expression quantitative trait locus,eQTL)进行共定位,并结合差异表达和预后分析,筛选影响表达和预后的apaQTL和下游靶基因。结果通过对肝细胞癌apaQTL进行特征分析,发现肝细胞癌顺式apaQTL在其他癌症中广泛出现,而反式apaQTL在肝细胞癌中具有特异性。通过对apaQTL进行基序分析,筛选出20个可以改变多聚腺苷酸化基序的apaQTL。其中rs16742可以生成新的多聚腺苷酸化基序,从而导致赖氨酰-tRNA合成酶(leucyl-tRNA synthetase,LARS)基因的转录本增长。进一步分析表明,rs16742与肝细胞癌的预后相关。通过预测新的apaQTL基序和上游靶基因,并结合外部数据验证,发现RBP聚(RC)结合蛋白2[poly(RC)binding protein 2,PCBP2]参与肝细胞癌APA事件的调控,并与预后相关。进一步分析表明,预后显著的apaQTL rs115865883和rs150628203可能影响PCBP2与转录本的结合。通过apaQTL和eQTL共定位分析,筛选出30个潜在的影响表达和肝细胞癌发生发展的apaQTL和下游靶基因。结论研究发现了一系列功能性肝细胞癌apaQTL及下游靶基因,基于apaQTL相关分析,发现RBP PCBP2可调控肝细胞癌的APA事件及预后。

关键词：肝细胞癌可选择性多聚腺苷酸化遗传变异 RNA结合蛋白

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利用基于直接动力学的轨线面跳跃方法处理非绝热过程

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物理化学学报 2019年第1期35卷 28-48页

作者：彭佳伟谢宇胡德平杜利凯兰峥岗中国科学院青岛生物能源与过程研究所中科院生物基材料重点实验室山东青岛266101 中国科学院大学北京100049 华中农业大学信息学院湖北省农业生物信息学重点实验室武汉430070

势能面交叉引起的非绝热过程广泛存在于光化学和光物理中。对这一过程进行描述是理论化学的重要挑战之一。非绝热过程涉及原子核与电子之间的耦合运动,因此量子化学的基本假设之一"玻恩-奥本海默"近似被打破,所以对其进行描... 详细信息

势能面交叉引起的非绝热过程广泛存在于光化学和光物理中。对这一过程进行描述是理论化学的重要挑战之一。非绝热过程涉及原子核与电子之间的耦合运动,因此量子化学的基本假设之一"玻恩-奥本海默"近似被打破,所以对其进行描述需要发展新的动力学理论方法。在这些方法中,Tully发展的最少轨线面跳跃方法凭借易于程序化、便于计算等优点已经发展成为处理非绝热问题的主要动力学方法之一。其中原子核以经典的方式在单一势能面上进行演化,电子以量子的方式沿着同一轨线进行演化。在整个演化过程中,非绝热跃迁通过轨线在不同势能面间的跃迁来描述,其中跳跃发生的几率与电子的演化有关。如果将该方法与从头算直接动力学相结合,可以在全原子水平上研究实际分子体系的非绝热动力学,给出其激发态寿命、非绝热动力学中分子的主要运动方式、反应通道以及分支比等重要信息。本文旨在讨论最少面跳跃直接动力学方法研究非绝热问题的一些进展,包括动力学基本理论,特别关注将最少面跳跃方法和直接动力学结合的数值实现细节,同时讨论该方法在研究实际体系当中的一些应用,并对轨线面跳跃方法下一步发展的一些方向进行合理的展望。

关键词：非绝热动力学面跳跃动力学直接动力学锥形交叉半经典动力学

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藏绵羊不同毛色皮肤组织miRNA表达谱及靶基因分析

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中国农业科学 2018年第2期51卷 351-362页

作者：吴震洋唐晓惠付玉华王昇章程李京津余梅杜小勇铜仁学院华中农业大学动物科技学院/农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室西藏农牧学院华中农业大学信息学院/农业生物信息湖北省重点实验室

【目的】藏绵羊又称藏系绵羊,是中国三大粗毛羊品种之一,主要分布在西藏及其毗邻的高寒牧区,如青海、甘肃、四川、云南等地。藏绵羊由于其被毛纤维粗长,毛质细腻且保暖性好,是制造藏式地毯的上好原料。而毛色作为一种重要的经济性状,同... 详细信息

【目的】藏绵羊又称藏系绵羊,是中国三大粗毛羊品种之一,主要分布在西藏及其毗邻的高寒牧区,如青海、甘肃、四川、云南等地。藏绵羊由于其被毛纤维粗长,毛质细腻且保暖性好,是制造藏式地毯的上好原料。而毛色作为一种重要的经济性状,同时制约羊毛的经济价值。然而,目前对于绵羊毛色的分子调控机制尚不明确,以藏绵羊为研究对象,对其不同颜色皮肤组织(黑色和白色)进行转录组测序,旨在探讨miRNA在藏绵羊不同毛色皮肤组织转录后水平中发挥的作用及其可能参与的调控通路。【方法】选取2只具有黑白花毛色的健康藏绵羊,减去体侧被毛使皮肤完全裸露并用75%酒精消毒处理,屠宰后快速切取皮肤组织并保存在组织样品保存液中防止RNA降解,提取RNA后通过miRNA测序和生物信息学分析,获得藏绵羊不同毛色(黑色和白色)皮肤组织miRNA表达谱,筛选组织差异表达miRNA并预测相关靶基因。通过靶基因分析,获得与调控藏绵羊毛色性状可能相关的信号通路。【结果】黑色和白色皮肤组织共获得85.76兆条原始读长,经过滤后得到85.08兆条clean reads;共鉴定出334个已知的miRNA和59个新的miRNA;从中获得23个差异表达miRNA,其中14个差异表达miRNA在白色皮肤组织中表达显著上调,9个表达下调。miR-2284b和miR-744仅在藏绵羊白色皮肤中表达,而miR-23b、miR-411a-5p、miR-30c、miR-423-3p和miR-324-5p则仅在藏绵羊黑色皮肤中表达,但表达量相对较低。表达量最高的miRNA为miR-10a,而倍数差异最大的为miR-23b。其中,miR-10a可参与调节多种信号通路,其作用涉及增殖、分化、凋亡、细胞粘附等各个方面,目前并无调控绵羊毛色方面的相关报道,但其功能及作用机制的研究仍在不断扩展。miR-23b则与Wnt、Notch等信号通路有关,这些信号通路中的部分基因也和黑色素的生成有密切关系。结合倍数差异和miRNA表达量分析,miR-411a-5p、miR103和miR-200b可能也和毛色调控密切相关。本研究共预测出981个靶基因可能参与毛色调控,多数基因和WNT信号通路、MAPK通路、EDNRB信号通路及黑素原生成通路(melanogenesis pathway)相关,其中黑素原生成通路显示和WNT信号通路、KIT信号通路及EDNRB信号通路相互关联。黑素原生成通路显示藏绵羊不同毛色可能最终通过MITF基因调控下游的TYR基因(酪氨酸酶基因)影响黑色素的合成。同时,筛选7个差异表达miRNA进行定量验证,结果表明,5个miRNA在黑色皮肤组织中上调表达,2个miRNA在白色组织中上调表达,定量结果与测序结果一致。【结论】获得了藏绵羊皮肤组织miRNA表达谱,并通过生物信息学分析得到可能和调控毛色性状相关的miRNA和信号通路。这些结果表明,藏绵羊毛色性状可能受到多种miRNA的调控并涉及多个信号通路,这有助于更进一步了解毛色转录后水平的调控过程,并对进一步的功能验证奠定基础。

关键词：藏绵羊皮肤组织高通量测序 miRNA

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基于水稻种粒高光谱的品质性状预测方法

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华中农业大学学报 2023年第3期42卷 211-219页

作者：赵爽宋京燕陈国兴宋鹏冯慧杨万能华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室武汉430070 华中农业大学信息学院/农业生物信息湖北省重点实验室武汉430070

为探究作物种子品质性状无损检测方法,以100份水稻核心种质资源为试验材料,基于近红外高光谱相机采集水稻种粒的透射、反射光谱数据并提取光谱参数,水稻种粒脱壳后使用近红外谷物分析仪测定米粒品质;以水稻种粒光谱参数为自变量、米粒... 详细信息

为探究作物种子品质性状无损检测方法,以100份水稻核心种质资源为试验材料,基于近红外高光谱相机采集水稻种粒的透射、反射光谱数据并提取光谱参数,水稻种粒脱壳后使用近红外谷物分析仪测定米粒品质;以水稻种粒光谱参数为自变量、米粒品质指标为因变量,建立米粒品质预测模型。结果显示,使用单一光谱建模时,透射光谱建模效果优于反射光谱建模效果;结合透射-反射特征光谱集合建模可使粗蛋白预测模型R2从0.74提高至0.91,可使直链淀粉预测模型R2从0.40提高至0.69,可使水分预测模型R2从0.53提高至0.68。结果表明,使用水稻种粒光谱参数可无损预测稻米品质,同时利用透射、反射光谱可提升建模效果。

关键词：水稻稻米品质无损检测高光谱预测模型

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CTCF在介导三维基因组形成及调控基因表达中的研究进展

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遗传 2021年第9期43卷 816-821页

作者：周聪周强伟成盛李国亮华中农业大学信息学院农业生物信息学湖北省重点实验室农业大数据湖北省工程技术研究中心三维基因组学研究中心武汉430070

真核细胞间期的染色质在细胞核中经过复杂的盘曲折叠,形成高级拓扑结构,这样的染色质结构空间组织对基因表达有重要影响。CTCF(CCCTC-binding factor)作为关键的染色质高级结构架构蛋白,对三维基因组结构的形成起到了重要作用。CTCF还... 详细信息

真核细胞间期的染色质在细胞核中经过复杂的盘曲折叠,形成高级拓扑结构,这样的染色质结构空间组织对基因表达有重要影响。CTCF(CCCTC-binding factor)作为关键的染色质高级结构架构蛋白,对三维基因组结构的形成起到了重要作用。CTCF还可以与基因组内大量的绝缘子结合,影响染色质远程交互,实现对增强子和基因转录调控的绝缘效应。本文主要对近期美国圣裘德儿童研究医院Chunliang Li团队对于CTCF完全降解后发现染色质可及性发生变化的研究结果,上海交通大学系统生物医学研究院吴强团队、美国加州路德维希癌症研究所任兵团队对于CTCF结合位点充当绝缘子作用机制的最新结果进行部分点评及讨论。

关键词： CTCF 绝缘子三维基因组基因表达调控

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甘蓝型油菜MAGIC群体结构分析

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中国油料作物学报 2017年第6期39卷 746-753页

作者：罗开周金枝杨植全杨庆勇周永明华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室湖北武汉430070 华中农业大学信息学院农业生物信息湖北省重点实验室湖北武汉430070

MAGIC(multi-parent advanced generation inter-cross)群体是新一代遗传作图及育种群体。为了探究异源四倍体甘蓝型油菜的MAGIC群体的结构,利用60对SSR引物分析包括554个株系的甘蓝型油菜MAGIC群体的遗传多样性和遗传距离。60对SSR共... 详细信息

MAGIC(multi-parent advanced generation inter-cross)群体是新一代遗传作图及育种群体。为了探究异源四倍体甘蓝型油菜的MAGIC群体的结构,利用60对SSR引物分析包括554个株系的甘蓝型油菜MAGIC群体的遗传多样性和遗传距离。60对SSR共检测到261个位点,平均4.35个位点/对,多态性信息量平均为0.48。用STRUCTURE 2.3.4进行群体结构分析,显示MAGIC群体可划分为2个亚群,其中303个株系归属亚群1,234个株系归属亚群2,剩下的17个株系无特定亚群归属,属混合亚群。研究结果表明该群体具有较高的遗传多样性。

关键词：甘蓝型油菜 MAGIC群体群体结构遗传多样性

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