新疆两种亚麻籽转录组分析及籽油香气差异基因挖掘

为丰富亚麻籽转录组数据信息,在分子水平上探究不同品种亚麻籽所得亚麻籽油的香气差异原因,本研究选择2 种新疆特色亚麻籽（伊亚-3号和天亚-6号）,通过Illumina高通量测序平台对其进行转录组测序,并通过多种生物信息学方法对数据进行统计分析。结果表明：共获得61 995 756 条高质量的clean reads,将测序数据进行de novo组装得到33 218 个unigene;非冗余蛋白（Non-Redundant Protein,NR）数据库注释发现亚麻籽转录组与麻风树相似序列最高,有17 269 个unigene在直系同源群集（Cluster of Orthologous Group,COG）数据库中注释到,分为细胞过程和信号、信息存储与处理、代谢3 大类22 个分支;两组样品分析显示有1 658 个显著性差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,伊亚-3号相较于天亚-6号亚麻籽样品共有825 个基因上调表达,833 个基因下调表达,将DEGs在基因本体数据库中注释显示,两个品种在生物过程、细胞组分和分子功能3 大类分布。注释到京都基因与基因组百科全书数据库的380 个DEGs,主要富集到脂肪酸代谢等代谢途径,且脂肪酸代谢通路中可注释到17 个DEGs,其中不饱和脂肪酸代谢通路中可注释到8 个DEGs。本研究可为新疆不同品种亚麻籽油的香气差异分析提供理论依据和技术支撑。     

乙酰丙酸对沙门氏菌诱导性耐酸响应

本实验探究了鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）和德尔卑沙门氏菌（S. Derby）在pH值为6.0、5.4的乙酰丙酸、L-乳酸、醋酸和盐酸条件下酸适应后产生的耐酸性。结果表明,酸化剂对沙门氏菌抑菌效果为：乙酰丙酸＞醋酸＞L-乳酸＞盐酸。pH 5.4时,沙门氏菌的诱导耐酸显著高于pH 6.0（P＜0.05）;与其他两种有机酸处理组相比,乙酰丙酸诱导的细菌耐酸性最弱且不同pH值之间差异显著（P＜0.05）。有机酸处理的沙门氏菌细胞内pH值与对照组相比存在差异,其中pH 6.0时乙酰丙酸处理组的鼠伤寒沙门氏菌的细胞内pH值显著高于德尔卑沙门氏菌（P＜0.05）。结果表明沙门氏菌经pH 6.0和pH 5.4的酸适应后会产生耐酸性,而细胞内pH值的变化和诱导耐酸密切相关。     

基于转录组学分析驴油生酮饮食下CT26+结肠癌肿瘤的变化

该研究旨在通过转录组测序技术筛选出驴油生酮饮食（Donkey Oil Ketogeni Diet，DOKD）影响CT26+结肠癌肿瘤生长的相关基因，挖掘对DOKD响应的基因及其代谢通路，为解析驴油生酮饮食抑制肿瘤生长的机制提供依据。该研究选取一致性较好的CT26+结肠癌BALB/c模型小鼠，随机分为2组，每组3个重复，分别饲喂驴油生酮饮食（DOKD）与正常饮食（ND）。饲喂10 d后处死摘取肿瘤组织，测量肿瘤的重量及体积，并利用RNA-Seq技术和生物信息分析方法进行转录组测序及结果分析。DOKD组与ND组小鼠体重无显著差异，肿瘤明显小于ND组。与ND组相比，DOKD组共18个基因差异表达，其中12个DEGs上调，6个DEGs下调。这些DEGs注释到170条GO条目，其中生物过程（BP）类别124条，细胞组成（CC）类别2条，分子功能（MF）类别44条；涉及18条KEGG通路，主要富集在IL-17信号通路、趋化因子信号通路、细胞因子受体相互作用信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等重要通路。此外，该研究通过Western blot进一步研究了TLR4/NF-κB信号通路在在肿瘤中的作用。综上，DOKD对CT26+结肠癌肿瘤有明显抑制作用，该作用可能与IL-17信号通路、趋化因子信号通路、细胞因子受体相互作用信号通路、TNF信号通路等通路密切相关。     

蜂胶复方产品对心肌肥厚改善机制的转录组学研究

为了利用转录组学研究蜂胶复方产品改善心肌肥厚的机制,以自发性高血压大鼠(SHR)为研究对象,连续给药35d后剖取心脏、测定左心室指数,对药效最佳组和模型组的心肌进行转录组测序,筛选出差异基因(DGEs),并进行GO富集和KEGG代谢通路分析。结果表明:蜂胶复方产品组与模型对照组有1 297个DEGs(91个DEGs上调、1 206个DEGs下调)。KEGG代谢通路结果显示,有410个DEGs可富集到182个代谢通路中,DEGs富集较多的前3个通路与胰岛素信号转导密切相关,分别是PI3K-Akt信号通路、胰岛素信号通路、MAPK信号通路,提示该蜂胶复方产品通过调控与胰岛素信号转导相关的信号通路从而改善SHR的心肌肥厚。     

pmrA影响酸胁迫鼠伤寒沙门氏菌生物膜的形成能力

为探究pmrA基因对酸胁迫鼠伤寒沙门氏菌生物膜形成能力的影响，以鼠伤寒沙门氏菌野生株(WT)和pmrA基因缺失株(ΔpmrA)为研究对象，对其诱导耐酸能力、菌株特性、生物膜形成能力以及影响生物膜形成的内在因素进行研究。结果:pH 5.4胁迫后ΔpmrA的诱导耐酸能力为WT的53.92%；生物膜培养至第4天，经酸胁迫(pH 5.4)后ΔpmrA的生物膜形成量仅为WT的54.68%；经酸胁迫后，ΔpmrA的泳动能力、疏水性分别为WT的35.20%，59.10%；ΔpmrA经酸胁迫后其生物膜代谢活性、胞外多糖和蛋白的生物合成量与未酸胁迫处理相比虽有一定程度升高，但仍显著低于酸胁迫后的WT(P < 0.05)，同时酸胁迫后pmrA基因缺失株生物膜的三维立体结构仍较为分散，且膜内活细胞数量显著低于WT。结论:pmrA基因与鼠伤寒沙门氏菌的耐酸能力及生物膜形成能力密切相关。     

多重PCR技术检测食品中鼠伤寒沙门氏菌3 种毒力基因

该研究建立多重酶链式反应法快速检测鼠伤寒沙门氏菌3 种毒力基因的检测方法。以鼠伤寒沙门氏菌毒力基因mgtC、inva、mogA、sseL、araB 设计合成特异性引物,提取鼠伤寒沙门氏菌的DNA 为扩增模板,通过单重聚合酶链式反应技术（polymerase chain reaction,PCR）验证引物特异性,利用引物特异性、Tm 值等综合因素通过多重聚合酶链式反应技术（multiple polymerase chain reaction,MPCR）检测方法实现沙门氏菌多种毒力基因的检测,并优化MPCR 试验参数,提高检测灵敏性。结果表明,在多对特异性引物中进行MPCR 反应,筛选出mgtC、mogA、araB 3 种毒力基因进行MPCR 反应的特异性强、无交叉污染,且该方法能检测的最低灵敏度为0.0165 ng/μL。成功建立快速检测食品中沙门氏菌3 种毒力基因的方法,该方法检测特异性强、灵敏度高,检测限低。     

亚硒酸钠促进多形汉逊酵母DL-1合成谷胱甘肽的转录组学分析

为解析Na2SeO3诱导多形汉逊酵母DL-1（Hansenula polymorpha DL-1,HP-DL-1）生物合成谷胱甘肽（glutathione,GSH）的分子机制。通过DTNB法以及Illumina测序平台对比分析不同浓度Na2SeO3对HP-DL-1合成GSH产量的影响及Na2SeO3诱导下GSH高产菌株与出发菌株转录组差异。结果表明：以60 μmol/L Na2SeO3诱导HP-DL-1发酵48 h,酵母总GSH产量达（530.22±9.6）mg/L;与对照组相比,Na2SeO3诱导组共有1 254 个显著性差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,其中630 个DEGs表达上调,624 个DEGs表达下调;依据基因本体（Gene Ontology,GO）和KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）富集,这些差异基因主要集中在细胞周期、有丝分裂、氨基酸生物合成、糖酵解、核糖体组分、甲烷、脂肪、核酸、GSH等多条代谢通路。本研究为分子改造构建高产GSH的酵母工程菌株提供一定参考。     

赤芝多糖对小鼠急性酒精性肝损伤的保护效果和作用机制

目的：探索赤芝多糖对小鼠急性肝损伤的保护效果与作用机制。方法：通过热水浸提法提取赤芝多糖并用傅里叶变换红外光谱进行鉴定；将小鼠随机分为空白组、模型组、赤芝菌丝体多糖（Ganoderma lingzhi mycelial polysaccharides，GLMPS）组（200 mg GLMPS/kg mb）、赤芝子实体多糖（Ganoderma lingzhi fruiting body polysaccharides，GLFPS）组（200?mg GLFPS/kg?mb）和阳性组（300?mg联苯双酯/kg?mb），测定各组小鼠醒酒与醉酒时间、肝脏指数与丙二醛、过氧化氢酶和总超氧化物歧化酶水平；提取实验小鼠肝组织中的RNA，基于转录组技术探索赤芝多糖作用机制并用实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative polymerase chain reaction，qPCR）进行验证。结果表明，赤芝多糖可延长酒精性肝损伤小鼠醉酒时间、缩短醒酒时间、降低肝脏指数；可有效抑制丙二醛含量的升高，提高过氧化氢酶、超氧化物歧化酶的活力；显著改善细胞浊肿及泡沫样病变。GLFPS作用效果优于GLMPS。转录组学分析显示有94?个差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs），基因本体（gene ontology，GO）分析发现这些DEGs主要涉及脂肪酸代谢、一元羧酸代谢、胰岛素样生长因子、谷胱甘肽转移酶活性等，京都基因和基因组数据库（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）富集分析结果表明DEGs主要涉及的通路包括谷胱甘肽代谢、细胞色素P450、视黄醇代谢。对8?个富集到通路上的基因进行实时荧光qPCR验证，结果显示因乙醇作用上调或下调表达的基因在GLMPS组中发生改变，进一步证明了转录组学分析的准确性。结论：赤芝多糖能够有效预防急性酒精肝损伤，其机制可能是通过调节谷胱甘肽代谢、细胞色素P450、视黄醇代谢相关基因的表达。     

牛肉低温贮藏环境中沙门氏菌诱导耐酸响应的存在程度及其产生机制

研究牛肉生产和销售过程中沙门氏菌诱导耐酸响应（acid tolerance response,ATR）的存在程度及其产生机制。探究微酸诱导、双组分基因敲除、低温长期贮藏对沙门氏菌耐酸能力的影响,同时借助λRed同源重组、实时聚合酶链式反应（real-time polymerase chain reaction,real-time PCR）及氨基酸添加实验探索菌株耐酸性产生的内在机理。结果表明,微酸诱导能够显著增强沙门氏菌的耐酸能力（P＜0.05）,并且ATR一旦形成,在牛肉低温贮藏（4 ℃）的过程中至少可以维持7 d,对食品安全有极大危害。牛肉培养基作为微酸的细菌生长介质,在低温下其本身并不能引发沙门氏菌产生ATR,说明低温处理可能是抑制沙门氏菌ATR的重要方法。real-time PCR和氨基酸添加实验表明,沙门氏菌的双组分系统PhoP/PhoQ和PmrA/PmrB均参与酸性环境的感知,并能通过调控精氨酸脱羧和赖氨酸脱羧系统提高菌株的耐酸性,这从氨基酸代谢角度解释了沙门氏菌诱导ATR的产生机制,同时也揭示了食品基质提升微生物耐酸性这一表观现象的内在机理。     

氨苄西林胁迫下阪崎克罗诺杆菌维持连续休眠态的转录组学分析

阪崎克罗诺杆菌是奶粉中常见的食源致病菌,在压力胁迫下会进入连续休眠态。该研究通过转录组测序技术分析氨苄西林压力胁迫下形成的连续休眠态菌的基因表达变化差异,共筛选出220个显著上调基因和416个显著下调基因;并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。结果表明,与代谢活性、运动能力（鞭毛合成）、细胞分裂相关基因表达整体显著下调;与药物外排泵、细胞形态改变相关的部分基因表达显著上调;GO富集分析结果还提示严谨反应、毒素抗毒素系统（TAS）相关基因表达显著上调,TAS可能通过调控下游mRNA和NAD+促进连续休眠态的形成。因此,在氨苄西林胁迫下严谨反应可能通过级联调节激活TAS表达,从而促进连续休眠态形成。在该状态下,阪崎克罗诺杆菌通过降低代谢活性、减弱运动能力、抑制细胞分裂,同时改变细胞形态,并增强药物外排能力,从而维持连续休眠态。研究结果为防控压力胁迫下产生的连续休眠态阪崎克罗诺杆菌奠定了理论基础。     

基于iTRAQ蛋白组技术的沙门氏菌抗酸性机理的研究

目的:以鼠伤寒沙门氏菌CGMCC 1.1190为对象,研究其经柠檬酸反复胁迫处理诱导的抗酸性机理。方法:CGMCC 1.1190在经柠檬酸调节到pH为2.5的TSB培养基中胁迫处理并转接12次培养后,获得的抗酸性菌株。采用iTRAQ技术对CGMCC 1.1190抗酸性菌株的蛋白组进行分析,通过GO功能注释和富集对差异蛋白进行聚类分析,以及KEGG注释和富集对差异蛋白参与的通路进行联合分析。结果:iTRAQ技术结果显示CGMCC 1.1190抗酸性菌株共2373个蛋白,其中195个差异蛋白中,95个显著下调蛋白和100个显著上调蛋白。GO分析和KEGG分析结果显示CGMCC 1.1190抗酸性菌株高表达应激蛋白相关基因;高表达细胞膜相关蛋白可促进CGMCC 1.1190菌体细胞膜的完整性;高表达鞭毛相关蛋白可增强CGMCC 1.1190菌体的运动能力并促进保护性生物被膜的形成;高表达双组分系统相关蛋白来响应酸信号,通过调控酸激蛋白的产生增强CGMCC 1.1190菌体的抗酸性;低表达ABC转运系统相关蛋白来降低细胞膜对H+的通透性,达到保护菌体的作用;高表达能量代谢途径相关蛋白为CGMCC 1.1190菌体应对酸胁迫提供能量。结论:CGMCC 1.1190在经pH为2.5的柠檬酸胁迫后,能通过蛋白水平的表达变化启动一系列应答机制并生存下来,通过合成一些蛋白质来增强CGMCC 1.1190的抗酸性。     

The Acetic Acid Tolerance Response induces cross-protection to salt stress in Salmonella typhimurium

Salmonella typhimurium induces an Acid Tolerance Response (ATR) upon exposure to mildly acidic conditions in order to protect itself against severe acid shock. This response can also induce cross-protection to other stresses such as heat and salt. We investigated whether both the acetic acid induced and lactic acid induced ATR in S. typhimurium provided cross-protection to a salt stress at 20 degrees C. Acid-adapted cells were challenged with both a sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl) shock and their ability to survive ascertained. Acetic acid adaptation provided cells with protection against both NaCl and KCl stress. However, lactic acid adaptation did not protect against either osmotic stressor and rendered cells hypersensitive to NaCl. These results have implications for the food industry where hurdle technology means multiple sub-lethal stresses such as mild pH and low salt are commonly used in the preservation of products.     

β-氨基丁酸诱导烟草抗碱初步研究

为探究外源BABA对提高烟草抵抗碱胁迫能力的机理。以云烟87为材料,从抗氧化系统,离子平衡和基因表达等方面来研究不同浓度BABA对碱胁迫下烟草幼苗的调节作用。结果表明:外源施加0.2mmol/L和0.5mmol/L BABA能促进碱胁迫下烟草幼苗根长和鲜重的增加;提高GSH、ASA、叶绿素和类胡萝卜素含量,降低脯氨酸和H₂O₂含量;增强超氧化物歧化酶、抗坏血酸还原酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性;降低烟草丙二醛含量和相对电导率来减轻碱胁迫对细胞膜损伤,提高有机酸含量缓解高pH毒害;降低Na+吸收,提高K+吸收来降低离子毒害。相对定量PCR表明:BABA可以诱导NtCaM和ABC转运蛋白家族基因表达来调节信号传导和物质转运;诱导GSH1和PROX1表达上调,促进GSH合成和脯氨酸代谢。以上结果表明:BABA诱导烟草抗碱是从抗氧化系统、有机酸合成、离子转运和基因表达等多方面综合作用的结果。      

Short communication: Global transcriptome analysis of Lactococcus lactis ssp. lactis in response to gradient freezing

Lactic acid bacteria are often preserved as starter cultures by freezing to extend shelf stability as well as maintain cell viability and acidification activity. Previous studies showed that the endocyte extracted from gradient-freezing pretreated cells could act as lyoprotectant in the lyophilization process of Lactococcus lactis ssp. lactis. In this study, the molecular mechanisms of L. lactis in response to gradient freezing exposure are described using high-throughput sequencing. Nineteen of 56 genes were upregulated after gradient freezing, whereas 37 genes were downregulated. Further validation results of quantitative real-time PCR experiments were consistent with the RNA sequencing. Gene Ontology (http://www.geneontology.org/) enrichment and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG; https://www.genome.jp/kegg/) pathway were used to analyze the differentially expressed genes. Several pathways, such as glutathione metabolism, ATP-binding cassette transport, metabolism of cell wall and cell membrane components, and stress response-related pathways, were affected by gradient freezing. Six genes relevant to freezing stress response were selected for quantitative real-time PCR, including 3 upregulated genes (hisK, eutD, dukA) and 3 downregulated genes (als, yedF, pepN). The Gene Ontology enrichment and KEGG pathway analyses showed these genes may influence stress response-related pathways, improving the survival of the L. lactis under freezing stress. The identification of these genes deepened an understanding about their response under freezing stress, helping us find potential genes or pathways related to gradient freezing for further research on lyoprotectants.     

基于转录组学分析耐高糖酿酒酵母耐受脱氢乙酸钠胁迫的分子机制

该研究采用0.3 g/L脱氢乙酸钠处理处于对数生长期的耐高糖酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）BH1,以未处理组为对照,通过核糖核酸测序（RNA-Seq）技术对其进行测序及分析,并探究其耐受脱氢乙酸钠的分子机制。结果表明,与对照组相比,处理组有723个差异表达基因,其中表达上调基因253个,表达下调基因470个;通过基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析发现,上调基因集中在核糖体、氨基酸的合成与代谢、碳代谢、氧化磷酸化和糖酵解等代谢途径中,会导致蛋白合成与能量代谢受阻;下调基因集中在泛素依赖的蛋白水解途径和三磷酸腺苷（ATP）结合盒（ABC）转运体,有助于酵母水解受损蛋白和排出胞内脱氢乙酸钠;另外还有一组与铁离子稳态相关的差异表达基因（FIT2、FIT3、LOS1、SIT1、ARN1、TIS11、ISU1）显著上调,表明脱氢乙酸钠可能引起了酵母细胞内铁的缺乏。