小峰熊蜂蜂王蛹期发育蛋白质组分析

为了探明小峰熊蜂Bombus hypocrita蜂王蛹期发育蛋白质表达调控方面的特点,揭示其发育的分子机理。采用双向电泳法对小峰熊蜂蜂王蛹期发育进行蛋白质组研究,结果在小峰熊蜂蜂王蛹期的白眼期(A期)、褐眼期(B期)和黑眼期(C期)分别检测到81、80和75个蛋白点,特有蛋白质分别为8个、7个和2个,共有蛋白质为61个,A期到B期有4个蛋白质显著上调,5个显著下调,B期到C期有7个蛋白质显著上调,1个显著下调,A期到C期有10个蛋白质显著上调,有4个显著下调。此外,3个蛋白质是在A、B期表达C期关闭,6个蛋白质A、C期表达,B期关闭,5个蛋白质A期关闭,而B、C期表达。初步表明小峰熊蜂蜂王从蛹期发育到成蜂过程中,不仅需要一些保守蛋白质来调控,而且还需要一些特异蛋白质。     

萱草microRNAs生物信息学及与冷冻相关microRNAs的分析

microRNA是一类长度为16-29nt的非蛋白质编码的内源小分子RNA（sRNA）,在植物生长发育以及逆境胁迫响应等过程中发挥着重要作用。本文利用基于HiSeq原理的sRNA深度测序技术,结合生物信息学方法对萱草根系中已知miRNA的类型、丰度以及部分与冷冻胁迫相关的已知miRNA的功能进行了分析。结果表明,在10℃常温和2-5℃低温条件下萱草根系中分别有14843184和16072575条序列信息,代表14064385和15309725种sRNA片段,且sRNA均呈现正态分布特征;在非编码RNA中转运RNA（tRNA）、核糖体RNA（rRNA）所占比例较大。低温sRNA组中得到注释的sRNA有67411种,共计799994条sRNAff／段;常温NsRNA组中,得到注释的sRNA有66524种,共计1055466条sRNA片段。冷冻胁迫下,萱草通过提高miR393、miR397、miR396的表达量和降4NmiR319的表达量来增强其抗冻性。本研究为后续揭示萱草低温应答蛋白合成的调控机理,筛选抗冻关键调控基因提供了丰富的数据。     

植物microRNA的生物信息学预测与分析

microRNAs(miRNAs)是一类广泛存在于真核生物中调控基因转录后表达的非编码小分子RNA。大量研究表明,miRNA在调节多种生物途径中起着重要的作用,采用生物信息学方法预测与分析miRNA是当前发现和鉴定植物miRNA的重要策略之一。研究内容总结了生物信息学预测植物miRNA及其靶基因的方法策略,阐述了生物信息学在植物miRNA研究中的重要作用,为今后的研究奠定了基础。     

应用生物信息学寻找山羊新的microRNA分子及其实验验证

摘要: microRNA(miRNA)是一类长约22个碱基的非编码RNA分子, 在转录后水平调节基因的表达及其在细胞的增殖、分化、凋亡等过程中起着重要的调控作用。根据miRNA分子具有一定的保守性, 文章将人、小鼠、牛、猪和狗5种哺乳动物已知的miRNA分子与NCBI公布的与山羊具有极高同源性的绵羊基因组序列对比, 获得11条miRNA候选分子, 然后通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)验证, 发现在山羊脑组织中这11条分子均有表达, 肝脏组织中有5条分子表达, 初步确定为山羊新的miRNA分子, 为寻找山羊miRNA提供了新的 思路。     

microRNA与人类疾病关系研究中的生物信息学方法和资源

microRNA(miRNA)是一类基因调控分子,其成熟体长度大约为22个核苷酸,其在转录后水平通过碱基互补配对的方式特异性结合靶mRNA的3端非翻译区来发挥调控功能,造成靶mRNA的翻译抑制或降解。越来越多的研究表明miRNA具有十分重要的分子功能,几乎在所有的生命过程中均扮演着重要角色。因此,和miRNA有关的功能异常就可能和疾病的发生发展有密切关系。生物信息学旨在为解决生命科学问题提供信息学手段,目前已经有多种用于研究miRNA和人类疾病关系的生物信息学方法和网络资源,本文将综述这一主题的现状,并探讨将来的发展趋势。     

miRDOA:集数据存储与在线分析于一体的综合型microRNA数据库

miRNA(microRNA)是一类小的非编码RNA,普遍存在于动物、植物等多个物种中,研究表明在原生生物以及病毒中也有miRNA。miRNA在生物的成长、发育、细胞凋亡、神经紊乱、癌症等多个方面都起到至关重要的作用,miRNA还可作为Biomarker应用于癌症等疾病的诊断和治疗。miRDOA (miRNA Database and Online Analysis)数据库存储了二百多个物种的miRNA相关信息,提供了基本的浏览和搜索功能。用户可以通过物种来浏览miRNA相关数据,也可以通过miRNA、靶基因或者序列进行检索。除此之外,miRDOA还提供了在线分析模块,主要对高通量测序数据进行初步分析,在此基础上,添加了靶基因预测、表达谱数据差异分析,以及在线BLAST功能。miRDOA是一个完全免费的开源的数据库网站,并实时更新。     

应用微卫星标记分析野生红光熊蜂蜂王的一妻多夫水平

为了摸清自然条件下红光熊蜂Bombus ignitus Smith的一妻多夫水平,本实验采用B118、B11、B96、B124和B126微卫星位点,对来自5群野生红光熊蜂(A、B、C、D和E)的工蜂和雄蜂样本进行了分析。结果推导出:在A、B、C、D和E群体的工蜂基因型中,来自父本的基因型分别有3、2、3、4和3种,即与母本蜂王交配的雄蜂数量分别是3、2、3、4和3只。表明在自然条件下,红光熊蜂同其他蜜蜂科的蜂种一样,也存在一妻多夫现象,且与蜂王交配的雄蜂数量平均为3只。     

冬小麦小RNA高通量测序及生物信息学分析

东农冬麦1号是我国首例可在黑龙江高寒地区种植的强抗寒冬小麦(Triticum aestivum)品种。鉴于分蘖节的耐寒程度直接影响植株的安全越冬, 且MicroRNAs是一类生物体内普遍存在的非编码内源小分子RNA, 在植物的生长发育和适应胁迫等过程中具有重要作用, 该文基于HiSeq深度测序原理, 对5°C和–10°C胁迫下的东农冬麦1号分蘖节进行测序, 并开展生物信息学分析。结果表明, 在5°C文库中有2 229 955条特有小分子RNA序列, 并检测到35条已知miRNA, 属于30个miRNA家族, 其表达丰度介于1–173 810之间; 在–10°C文库中有3 721 449条特有小分子RNA序列, 并发现29条已知miRNA, 属于24个miRNA家族, 其表达丰度为1–105 868。靶基因预测结果表明, 5°C文库的30个miRNA家族中共预测到53个靶基因。功能分析结果显示, 这些基因主要参与转录调节、新陈代谢、胁迫响应和信号转导等过程。已知小麦miRNA的类型和表达丰度在5°C和–10°C两个文库中均有较大差异。     

假眼小绿叶蝉微卫星位点的生物信息学分析

【目的】为开发假眼小绿叶蝉Empoasca vitis分子标记,采用高通量测序技术对假眼小绿叶蝉DNA进行了测序与分析。【方法】本研究基于Illumina Hi Seq测序技术,构建了PE文库(~400bp),对获得的测序数据利用生物信息学分析手段完成全基因组扫描,并进一步使用MISA分析鉴定基因组序列中出现的微卫星序列(SSR)。针对微卫星序列共设计10对引物,并使用3步法进行引物多态性筛选。【结果】共计检测Scaffold数量为183 194条,其中包含SSR的Scaffold共计1 545条,共计筛选出1 569个SSR位点。在假眼小绿叶蝉的微卫星中,共包括87种重复基元类型,二核苷酸与三核苷酸重复序列为主要重复类型,分别占SSRs总数的70.26%和27.84%;二核苷酸重复基元CA/TG和三核苷酸重复基元AAT/ATT是优势重复基元,分别占SSRs总数的33.96%和5.86%。在设计的10对引物中,5对具有多态性,在8个假眼小绿叶蝉个体中共发现16个等位基因。【结论】结果说明假眼小绿叶蝉SSR位点在多态性方面具有极大的可开发性,具有多态性的SSR位点可对假眼小绿叶蝉种群间的分化,种群间的扩散机理和途径及影响因素等问题提供分子视角。     

意大利蜂多王群的组建及蜂王产卵力的观察

采用生物诱导和环境诱导相结合的技术方法,成功组建多只蜂王在同一产卵区内自由活动、正常产卵的多王群,并且实现了多王同巢越冬,修订了“人工组成的同巢多王群,多只蜂王只能相处几个月”的传统观念。通过对多王群蜂王产卵力的观察发现,经生物诱导处理的单只蜂王的产卵力与未经处理蜂王的产卵力相比无显著差异;而3王群和5王群蜂王的产卵力分别是单只蜂王产卵力的222.94%和367.09%。最后,对多王群在蜜蜂生物学的理论研究和养蜂生产应用中的意义进行了讨论。
     

西方蜜蜂和兰州熊蜂在设施桃园的访花偏好性比较

【目的】为了比较西方蜜蜂 Apis mellifera 和兰州熊蜂 Bombus lantschouensis 在设施桃园内对不同时期桃花的访花偏好性、以及这种偏好性与花粉活力和采集花粉花蜜之间的关系。【方法】记录2种蜂在温室桃园内访问早期花、中期花和晚期花的比例,测定桃花不同时期的花粉活力以及2种蜂携带的花粉活力,观察2种蜂采集花蜜和采集花粉的成功率,统计2种蜂访花过程中桃花所处的枝条数及植株数。【结果】桃花不同时期的花粉活力差异显著,早期花花药未开裂,花粉未释放,中期花花粉活力（58.3%）显著高于晚期花花粉活力（34.2%）（P<0.01）;西方蜜蜂更加偏好访问中期花,对中期花的访问率高达75.3%,显著高于兰州熊蜂对中期花的访问率（49.2%）（P<0.01）;西方蜜蜂携带的花粉活力（92.1%）显著高于兰州熊蜂携带的花粉活力（72.9%）,但是西方蜜蜂采集花粉和采集花蜜的成功率均低于兰州熊蜂（P<0.01）;在访问一定数量的桃花过程中,兰州熊蜂在设施桃园内访问的枝条数和植株数较多,分布范围较广（P<0.01）。【结论】和兰州熊蜂相比,西方蜜蜂对活力花粉的辨别能力更强,更加偏好访问花粉活力较高的花朵,这种偏好性导致其采集花粉花蜜的成功率降低。     

Expressed sequence tag analysis of the diapausing queen of the bumblebee Bombus ignitus

We constructed a full‐length cDNA library from diapausing queens of the bumblebee Bombus ignitus. A total of 480 randomly selected clones was sequenced by single‐run 5′‐end sequencing. Of these, there were 437 high quality clones, 23 poor quality clones and 20 read‐fail clones. Each high quality clone sequence was searched against a public protein database. The most frequently found matching genes were ribosomal proteins (12.5%), p10 (3.58%), cytochrome P450 monooxygenase (3.13%) and sensory appendage protein (2.9%). Sequence similarity analysis between bumblebees and other insect species showed that 72 out of 437 (16.5%) bumblebee expressed sequence tags (EST) matched sequences of Apis mellifera, with matches to Drosophila melanogaster (6.6%), Caenorhabditis briggsae (6.2%), Lysiphlebus testaceipes (4.8%), Periplaneta americana (3.7%) and Anopheles gambiae (3.4%) following, suggesting that sequence similarity of bumblebee EST is closest to that of A. mellifera. Functional classification of EST based on Gene Ontology showed that most genes found by sequencing are associated with physiological processes in the bumblebee. The results of sequencing and analysis of our 437 cDNA demonstrated that high‐throughput EST sequencing and data analysis are powerful means for identifying novel genes and for expression profiling. Our bumblebee EST collection could be a useful platform for further studies of gene expression in diapausing bumblebees.     

Sex ratio variation in the bumblebee Bombus terrestris

Patterns of sex allocation in bumblebees have been enigmaticand difficult to interpret in either a Fisherian context orin a kin-selection perspective. We gathered data on severalhundred laboratory-reared colonies of the bumblebee Bombus terrestrisand analyzed sex allocation as a function of diapause durationand a series of variables describing colony development. Ouranalyses addressed both sex allocation patterns across differentcohorts of laboratory colonies reared at different times andsex allocation patterns across individual colonies within thesecohorts. We used path analysis to test a hypothetical modellinking a sequence of colony-development variables to the crucialreproductive parameters at the end of the colony life cycle.We show that (1) population-wide patterns of sex allocationshow equal investment in the sexes and are thus consistent withqueen control, but not with worker control. (2) A significantpart of the colony-level and cohort-specific variation in sexallocation is related to the hibernation conditions of foundingqueens: Queens with longer than average winter diapause producelarger cohorts of first and second brood workers, switch tohaploid eggs early, and produce colonies that raise mostly malesand few new queens and vice versa. (3) Colony-level sex allocationis significantly related to the time span between the switchpoint (date of first haploid egg laid by the queen) and thecompetition point (date of first haploid egg laid by one ofthe workers): the longer this period, the more male biased thesex ratio. (4) The breeding constraints of an annual life cycle,the short reproductive season, and the presumably high premiumon early produced males imply that bumblebee workers have norealistic options to capitalize on their relatedness asymmetrytoward the different kinds of reproductive brood by biasingthe sex ratio.     

全基因组测序与生物信息学分析在细菌耐药性研究中的应用

随着耐药细菌的大量出现及广泛传播,细菌耐药性成为全球备受关注的问题。耐药细菌的特征如耐药基因、毒力因子、质粒分型等以及不同菌株间亲缘关系对于细菌耐药性流行病学及分子生物学的研究有着十分重要的意义。但是传统的技术手段如聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)和脉冲场凝胶电泳(Pulsed field gel electrophoresis,PFGE)等得到的结果不够全面且精确度低,对于现有的研究存在很大的局限性。全基因组测序技术(Whole genome sequencing,WGS)和生物信息学分析(Bioinformatics analysis)由于能够快速详尽地得到耐药细菌的特征,也能更加精细地判断不同菌株间的进化关系,逐渐成为更加有效的技术手段,为耐药性研究提供了有效的帮助。因此,文中系统地介绍全基因组测序分析流程中的各个步骤,主要包括文库构建、平台测序以及后期数据分析三大方面的不同方法和其相应的特点,期望相关研究人员对此能够有更全面的了解,并得到一定的帮助。     

Commercial high-throughput sequencing and its applications in DNA analysis

DNA sequences can be used for the analysis of genetic variation and gene function. The high-throughput sequencing techniques that have been developed over the past three years can read as many as one billion bases per run, and are far less expensive than the traditional Sanger sequencing method. Therefore, the high-throughput sequencing has been applied extensively to genomic analyses, such as screening for mutations, construction of genomic methylation maps, and the study of DNA-protein interactions. Although they have only been available for a short period, high-throughput sequencing techniques are profoundly affecting many of the life sciences, and are opening out new potential avenues of research. With the highly-developed commercial high-throughput sequencing platforms, each laboratory has the opportunity to explore this research field. Therefore, in this paper, we have focused on commercially-popular high-throughput sequencing techniques and the ways in which they have been applied over the past three years.