鼹科长吻鼩鼹和库氏长吻鼹的首次转录组分析

现生的鼹科动物分布于欧亚大陆和北美大陆,包括54种已知物种。鼹科动物有丰富的生态类型,是研究适应性进化的较好模型。本研究通过二代测序的方法分别获得了长吻鼩鼹和库氏长吻鼹两个物种心脏和肺脏以及脾脏和肺脏的转录组数据。这两个物种分别代表了分布于中国西南部、缅甸北部的没有特化的原始类群鼩鼹亚科以及高度适应地下生活的鼹亚科鼹族。我们首次报道了库氏长吻鼹在中国的分布。通过从头拼接,分别获得长吻鼩鼹和库氏长吻鼹197 092个和225 956个转录本,以及125 427个和94 023个unigene。通过与GenBank中的基因组注释文件比对,得到鼹科物种同源基因家族8 376个,及鼹科鼩鼱科同源基因家族8 114个。差异表达基因中各组织的高表达基因中均找到10个以上组织特异性基因。然而BUSCO分析确定完整单拷贝基因在两个物种中分别为43.0%和56.6%,提示死后mRNA迅速降解并影响转录组拼接。比较两个物种肺部基因的表达差异发现库氏长吻鼹335个相对高表达的基因,其中包括HMGB1、HSPD1、SF3B1、COL3A1、SUMO1和JUNB等,有报道上述基因可能与低氧或高海拔适应有关。     

鼩鼱科内6 个种的阴茎形态学

阴茎形态学特征是研究哺乳动物亲缘关系的有力工具,尤其是在近缘种之间。本试验选取鼩鼱科内的黑齿鼩鼱(Blarinella quadraticauda)、小纹背鼩鼱(Sorex bedfordiae)、大纹背鼩鼱(S. cylindricauda)、云南鼩鼱(S. excelsus)、四川短尾鼩(Anourosorex squamipes)和灰麝鼩(Crocidura attenuata)6 个种共31 号阴茎标本观察其阴茎形态学特征。研究结果表明:这6 个种的阴茎均缺乏阴茎骨;在6 个种的阴茎横切面上,尿道靠近阴茎腹侧面为阴茎海绵体包裹,没有单独的尿道海绵体存在,输精管由阴茎海绵体包裹,在阴茎末端形成两条输精管侧支;黑齿鼩鼱的阴茎具有独特的舌状结构,可作为鉴定黑齿鼩鼱的一个重要特征,鼩鼱属内的小纹背鼩鼱、大纹背鼩鼱和云南鼩鼱的阴茎头界限很难观察到,而黑齿鼩鼱、四川短尾鼩和灰麝鼩的阴茎头则具有明显的界限。     

宁夏兽类两新纪录——川西缺齿鼩和小纹背鼩鼱

<正>川西缺齿鼩(Chodsigoa hypsibia)(De Winton andStyan,1899)和小纹背鼩鼱(Sorexbedfordiae)(Thomas, 1911)同属于劳亚食虫目(Eulipotyphla)鼩鼱科(Soricidae)。缺齿鼩鼱属(Chodsigoa,Kastschenko, 1907)全世界目前已知10个物种(Wilson and Mittermeier, 2018; Chen et al., 2022)，其中川西缺齿鼩为中国特有，     

贵州六盘水发现褐腹长尾鼩鼱滇西亚种（Episoriculus caudatus umbrinus）

在贵州省六盘水市杨梅乡慕尼克村,利用陷阱法捕捉到褐腹长尾鼩鼱滇西亚种（Episoriculus caudatus umbrinus）雌性2号。本次采集的标本体型较小,头体长分别为57.2 mm和50.4 mm,尾长（53.2 mm和46.7 mm）略短于头体长。尾部背腹色差较小,腹面略呈现褐色。后足长分别为11.9 mm和12.4 mm。颅全长17.28 mm和17.23 mm,上颌骨较宽（5.02 mm和4.96 mm）与腭齿长（7.72 mm和7.56 mm）之比为65.31%。上门齿1枚,上单尖齿4枚,第1单尖齿和第2单尖齿大小近似,明显大于第3单尖齿,第4单尖齿微小,着生于第3单尖齿和前臼齿缝隙内侧。上颌1枚前臼齿,3枚臼齿,第3枚臼齿小。利用已报道的长尾亚洲鼩属检索表进行检索,鉴定上述采集物种为褐腹长尾鼩鼱滇西亚种。基于Cyt b基因全序列（1 140 bp）,采集标本与长尾亚洲鼩属中的褐腹长尾鼩鼱滇西亚种遗传距离最近,在0.030 ~ 0.062之间。系统发生树也显示,2号标本与褐腹长尾鼩鼱滇西亚种构成一个单系进化分支,进一步证实本次采集2号标本是褐腹长尾鼩鼱滇西亚种。     

基于RNA-Seq高通量测序技术的牦牛卵巢转录组研究:进一步完善牦牛基因结构及挖掘与繁殖相关新基因

RNA-Seq作为近年来新发展起来的高通量转录组测序技术,为大规模转录组学研究提供了一种全新的且更为有效的方法.目前该技术已广泛应用于转录组学中多方面的研究,尤其近年来,该技术在进一步完善基因结构信息及挖掘新转录本及新基因方面的功能也逐渐受到关注.本研究以牦牛卵巢组织作为研究对象,应用RNA-Seq技术对其进行高通量转录组测序分析,经测序后得到了一个包含26826516条过滤后测序读数,4828772880 bp的卵巢测序文库,比对分析显示,有16992条牦牛基因发生表达,其中3734条基因存在不同类型的可变剪接.功能分析表明,这些表达基因涉及多种GO分类及KEGG通路.进一步分析转录组数据发现,共有7340个基因的5′或3′端在原有基因组的位置基础上发生了延伸,同时还发现了6321个新转录本,定位回基因组预测显示,外显子数量为1~84个,其中2267个新转录本预测具有编码蛋白的能力.比对分析显示,共有1200~4993条新转录本分别与Nt数据库、Nr数据库及SwissProt数据库中的基因比对上,其中与牛相似性基因最多(41.4%),其次为野牦牛(33.0%)、绵羊(6.3%)、人类(2.8%)及小鼠(1.6%)等其他物种.进一步对新转录本进行GO分类注释,结果显示,与繁殖发育相关的GO分类占有较大比例,其中繁殖类别(reproduction)所涉及的新转录本最多.本研究结果为描绘牦牛卵巢正常转录组图谱及进一步探析牦牛繁殖性能提供了基础,同时证实RNA-Seq高通量转录组技术在完善基因结构及挖掘新转录本及新基因方面的具有强大的优势,为进一步完善牦牛基因组结构信息及挖掘潜在的新基因提供了丰富数据.     

不同海拔饲育的麦洼牦牛肺脏组织转录组学分析

为了探讨牦牛适应高海拔低氧环境的基因表达特征与规律,对在高海拔（3 560 m）和低海拔地区（478 m）饲育4个月的2.5~3岁健康雄性麦洼牦牛肺组织进行转录组测序。转录组测序采用Illumina高通量测序平台(HiSeqTM2500/4000)进行,并以qRT-PCR验证差异表达基因的表达量。结果显示,高海拔组牦牛肺脏转录组平均每个测序样本得到约5.76亿条Clean Reads,低海拔组牦牛中得到约6.10亿条Clean Reads,比对到参考基因组上的Reads数分别占91.74%和91.28%以上,共发现了2 047个新转录本。低海拔组与高海拔组牦牛肺脏组织之间共有199个差异表达基因,其中含89个差异上调表达基因和110个差异下调表达基因。所得差异表达基因富集在297个GO条目和146个KEGG通路中,包含62个低氧适应相关的GO条目和35个低氧适应相关代谢通路。其中低氧适应相关GO条目在生物过程、细胞组成和分子功能三种类别中占比最多的分别为细胞粘附、蛋白复合物和钙离子结合。低氧适应相关KEGG通路中占比最多的为肿瘤坏死因子(TNF)信号通路,其次为低氧诱导因子1(HIF-1)信号通路。qRT-PCR验证结果显示,Ⅱ类人类白细胞抗原α链(HLA-DOA、HLA-DRA)、补体因子 (C2)和甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶1（MASP1）基因的表达量变化与转录组测序结果相符。本研究为全局和深入理解牦牛肺组织转录本表达对高海拔低氧的响应提供了有价值的切入点。     

花椒窄吉丁转录组及化学感受相关基因的分析

【目的】建立花椒窄吉丁 Agrilus zanthoxylumi 转录组数据库,挖掘其基因组数据。【方法】采用高通量测序平台Illumina NovaSeq6000对花椒窄吉丁成虫不同组织(触角、头、胸、腹、足、翅)进行转录组测序、序列组装,使用BLAST软件将花椒窄吉丁unigenes序列与公共数据库进行比对,BLAST同源性搜索的方法从中筛选出与其化学感受相关的基因,并与其他已研究发表的鞘翅目昆虫化学感受相关基因的核酸序列比对,进行系统发育分析。利用RPKM值对这些基因在花椒窄吉丁成虫不同组织中的表达量进行分析。【结果】经测序及序列拼接后共得到80 320条unigenes和 169 398 条contigs,其G+C比例分别是37.63%和39.18%,平均长度分别为828.75和1 084.33 bp;unigenes长度主要分布在200~400 bp的共有37 374条,占全部unigenes的46.53%。在NR数据库中注释的与花椒窄吉丁转录组相似基因所属物种分布为赤拟谷盗 Tribolium castaneum 所占比例26.80%,其后依次是小家鼠 Mus musculus (13.87%),蛀犀金龟 Oryctes borbonicus (5.26%),山松甲虫 Dendroctonus ponderosae (4.10%),黑蚁 Lasius niger (2.36%),其他物种所占比例是47.61%。在GO数据库中比对到27 488个unigenes,可分为分子功能、细胞组分和生物学进程三大类共59个过程;利用KOG数据库功能注释分为25类,注释到unigenes 最多功能类别的是普通功能,共 4 666个,最少的是与细胞移动相关,共40个;将80 320个unigenes映射到KEGG数据库中,21 104条unigens注释到代谢通路35个,占26.27%,注释最多的代谢途径是转录途径,共涉及到2 037条unigenes。从NR数据库中共注释到8个气味受体(odorant receptor, OR)基因、7个离子型受体(ionotropic receptor, IR)基因和6个味觉受体(gustatory receptor, GR)基因,各组织中的基因表达量分析发现,这3类化学感受相关基因在成虫触角中的表达量显著高于其他组织中的表达量,雌、雄触角中表达量差异最显著的为 AzanOR 1,而在雌、雄成虫足中这3类化学感受相关基因表达量没有差异。【结论】本研究首次获得了花椒窄吉丁转录组数据,为进一步研究花椒窄吉丁的基因功能奠定了分子基础。     

中国东北地区鼩鼱科动物分类与分布

在大兴安岭山脉呼中地区、塔河地区和呼伦湖地区,小兴安岭山脉萝北地区,长白山山脉横道河子地区、三道关地区、牡丹峰地区、凤凰山地区和新宾地区,对我国东北地区鼩鼱科动物进行调查。共获得686号标本,首先利用形态特征描述和形态测量进行形态学物种鉴定,然后利用mt DNA Cyt b基因全序列构建系统发生树,使用ABGD软件进行分子生物学物种鉴定,形态学和分子生物学物种鉴定结果一致。证实东北地区鼩鼱科动物包括麝鼩属2种:大麝鼩(Crocidura lasiura)和山东小麝鼩(C. shantungensis);鼩鼱属9种:大鼩鼱(Sorex mirabilis)、中鼩鼱(S. caecutiens)、远东鼩鼱(S. isodon)、苔原鼩鼱(S. tundrensis)、长爪鼩鼱(S. unguiculatus)、栗齿鼩鼱(S. daphaenodon)、细鼩鼱(S. gracillimus)、扁颅鼩鼱(S. roboratus)和姬鼩鼱(S. minutissimus)。调查发现大麝鼩和山东小麝鼩同域分布,且更临近人类生活区。在我国东北地区,中鼩鼱、细鼩鼱和远东鼩鼱种群数量与分布范围较大,其它物种种群数量明显小于这3个物种;大鼩鼱和扁颅鼩鼱分布数量较小,苔原鼩鼱仅在呼伦湖地区被采集到,在此地与姬鼩鼱同域分布。栗齿鼩鼱仅在大兴安岭地区捕获到。文中测量各物种标本的外形(体重、头体长、尾长、尾长/头体长、后足长、耳长),及头骨(颅全长、颅基长、基长、脑颅宽、脑颅高、眶间宽、上齿列长、下齿列长、腭前部宽、腭后部宽),通过照片展示了鼩鼱属9个物种的颅骨形态特征,并给出每一物种的鉴别特征,作为东北地区鼩鼱科物种形态分类依据。     

小纹背鼩鼱肥满度的研究

对从四川和云南野外捕获的小纹背鼩鼱标本肥满度进行研究。结果表明,雌雄小纹背鼩鼱肥满度之间总体上无显著差异;不同年龄组间肥满度差异显著,未成年个体肥满度明显高于成年个体和老年个体;而不同地区和不同季节的小纹背鼩鼱的肥满度也呈现显著差异。     

河南信阳发现台湾灰麝鼩北大核心CSCD

于2013年和2018年在河南信阳新县与浉河共采集到3号鼩鼱成年个体标本,基于齿色特征初步鉴定为劳亚食虫目鼩鼱科麝鼩属(Crocidura)物种。对所采3号标本的Cyt b基因进行PCR扩增和测序,测序结果与GenBank数据库进行比对,并通过构建系统发育关系树进一步明确所采3只标本的分类地位。根据标本形态、头骨特征,结合分子生物学证据,确定该物种为台湾灰麝鼩(C.tanakae),为河南哺乳动物分布新记录种。标本现存于郑州大学生物多样性与生态学研究所(编号分别为IBE20131005、IBE2018100501和IBE2018100502)。     

基于转录组的葡萄花翅小卷蛾三类解毒酶基因家族分析

【目的】葡萄花翅小卷蛾是我国重要的检疫性害虫,一旦入侵我国,将会对我国葡萄产业和林果业生产造成严重损失,国外主要使用化学农药防治该虫。开展葡萄花翅小卷蛾转录组测序及体内细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,CYP)、羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)和谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)三大解毒系的表达谱分析,可为葡萄花翅小卷蛾抗药性监测与抗药性治理研究提供依据。【方法】本研究利用BGISEQ-500平台对葡萄花翅小卷蛾进行转录组测序,通过从头组装获得unigene。【结果】经数据组装并去冗余后共获得44360条unigene;通过与多个公共数据库进行同源比对,共注释了28065条unigene,通过Nr数据库注释的unigene数量最多(26388条,59.49%),显示与棉铃虫的unigene同源性最高(24.11%)。基于基因序列分析表明,葡萄花翅小卷蛾有91条P450基因、31条CarE基因和22条GST基因。系统发育分析发现,葡萄花翅小卷蛾的P450基因主要集中在clade 3和clade 42个分支,与鳞翅目近源种的CYP基因聚集在一起;CarE主要包括外源化合物解毒相关的酯酶及脂质转运和代谢酯酶;GST基因聚类主要包含Delta、Omega、Epsilon、Theta和Microsomal等亚家族。【结论】本研究获得葡萄花翅小卷蛾转录组信息,鉴定了与葡萄花翅小卷蛾代谢抗性相关的基因,可为葡萄花翅小卷蛾杀虫剂和寄主植物的适应性机制研究提供数据和参考。     

Expression profiling of abundant genes in pulmonary and cardiac muscle tissues of Tibetan Antelope (Pantholops hodgsonii)

The Tibetan Antelope (TA), which has lived at high altitude for millions of years, was selected as the model species of high hypoxia-tolerant adaptation. Here we constructed two cDNA libraries from lung and cardiac muscle tissues, obtained EST sequences from the libraries, and acquired extensive expression data related energy metabolism genes. Comparative analyses of synonymous (Ks) and nonsynonymous (Ka) substitution rates of nucleus-encoded mitochondrial unigenes among different species revealed that many antelope genes have undergone rapid evolution. Surfactant-associated protein A (SP-A) and surfactant-associated protein B (SP-B) genes in the AT lineage experienced accelerated evolution compared to goat and sheep, and these two genes are highly expressed in the lung tissue. This study suggests that many specific genes of lung and cardiac muscle tissues showed unique expression profiles and may undergo fast adaptive evolution in TA. These data provide useful information for studying on molecular adaptation to high-altitude in humans as well as other mammals.     

叉角厉蝽触角转录组及嗅觉相关基因分析

叉角厉蝽Eocanthecona furcellata是一种在生物防治方面有重要作用和潜力的捕食性天敌昆虫,触角是昆虫进行信息交换的重要器官,而嗅觉相关基因则是调控天敌昆虫捕食行为的重要分子基础。为获得叉角厉蝽触角转录组数据库,挖掘叉角厉蝽嗅觉相关基因,本研究利用Illumina高通量测序平台对叉角厉蝽雌雄成虫与5龄若虫触角进行转录组测序。成功构建了叉角厉蝽触角转录组,获得了67 843条unigenes,N50长度为2 300 bp。与七大公共数据库比对注释到27 686条unigenes,其中NR数据库注释最多(33.33%),且与茶翅蝽Halyomorpha halys相似度最高(64.20%)。14 258条注释到GO数据库中,分为生物过程、细胞组分和分子功能3个大类42个亚类;KEGG代谢途径分析表明,7 703条形成282条代谢通路,其中被注释在信号传导通路中的unigenes最多(11.50%)。进一步基因注释分析,鉴定得到134个候选嗅觉相关基因,32个化学感应蛋白基因(Chemosensory protein genes,CSP),10个气味结合蛋白基因(Odorant binding protein genes,OBP),21个气味受体基因(Gustatory receptor genes,GR),48个嗅觉受体基因(Olfactory receptor genes,OR),17个离子型受体基因(Ionotropic receptor genes,IR),6个感觉神经元膜蛋白基因(Sensory neuron membrane protein genes,SNMP)。通过比较叉角厉蝽5龄若虫、雌雄成虫触角转录组,共筛选出7 324个差异表达基因,分析发现5龄若虫与成虫间的差异表达基因较多,雌雄成虫之间差异表达基因较少;利用FPKM值对OBP与CSP基因进行表达量分析发现,大部分OBP与CSP的表达量在雌雄间差异不大,而若虫与成虫相比基因表达量差异较大,除少部分基因在5龄若虫中高表达外,其余大部分基因均在雌雄成虫间高表达。本研究获得了叉角厉蝽触角转录组数据,并鉴定出候选嗅觉相关基因,结果为进一步研究叉角厉蝽的嗅觉感受机制及昆虫化学生态奠定分子基础。     

紫鸭跖草根组织应答铜胁迫的转录组分析

紫鸭跖草是一种高耐铜的超积累植物,本研究首次应用RNA-Seq技术对其转录组进行分析。通过全长转录组分析组装了紫鸭跖草耐铜相关候选基因,通过转录组分析,共获得82 471条N50长度为2 299 bp的高质量unigene,为紫鸭跖草的进一步研究提供了丰富的数据。对照组(CK)、300 μmol/L胁迫组(CT1)和1 000 μmol/L胁迫组(CT2)的测序数据已保存在NCBI的SRA数据库中,登录号为SAMN11265427。CT1相比于CK,共有5 028条unigene在根组织中有显著性差异表达,约占全部unigene的6.10%,其中富集上调和下调的基因分别为3 138和1 890条;CT2相比于CT1,根中共有6 813个unigene富集差异表达,占所有unigene的8.26%。其中富集上调和下调的基因分别为2 555和4 258。随机选取10个基因进行qRT-PCR荧光定量分析,结果与Illumina测序数据一致,验证了基因数据差异表达的有效性。上述实验从分子水平上为研究铜胁迫下铜耐受的分子机制提供了理论依据。