转录组相关的自然科学基金申请书摘要

“寒淫”轻重强度致病及转归的转录组与代谢组整合研究白斑病毒感染凡纳滨对虾的高通量转录组测序及分析珍稀濒危药用植物台湾金线莲菌根差异表达的转录组研究白桦雄花早期发育转录组分析及重要基因功能鉴定柑橘不同抗性品种被黄龙病菌侵染后体内转录组变化的比较分析鸡生长轴全转录组SNP关联分析及调控生长的作用机制研究基于转录组测序筛选马铃薯块茎休眠与发芽相关基因及功能鉴定基于转录组数据的芒属植物分子标记挖掘及分子图谱构建基于转录组学的茶树冷驯化诱导抗寒性的分子机制研究利用转录组测序挖掘甘蓝菌核病抗病相关基因苜蓿共生结瘤体系响应重金属铜胁迫的转录组研究坛紫菜应答高温胁迫分子机制的转录组学分析及相关候选基因克隆摘要的编号:30873212项目名称:“寒淫”轻重强度致病及转归的转录组与代谢组整合研究项目类型:面上项目在前期转录组研究搭建的技术平台上，寒证-基因组研究结果发现三羧酸循环（TCA Cycle）通路及相关基因显著表达，这与本课题合作单位之一（上海交大）得到的冷应激的代谢谱特征（TCA Circle通路异常）一致。提示若两个组学整合，可优势互补，在寒邪的研究上出现新突破。本计划设计冷暴露模拟寒淫强度，将大鼠分为6组，其中4个冷冻组分别置于2、-10、-20、-25冷库中，每天6-8小时；中药组-25冷库加每日麻黄附子细辛汤灌胃，各组均连续4-6周。研究从宏观至微观分三个层次：行为、耳络、舌象等寒热纲领性量表评价；寒淫作用随时间、强度动态的转录谱及代谢谱的信息特征；温热药的转录谱、代谢谱网络修复作用。本研究以基因芯片和代谢组学互补技术，整合二者信息，重点定位于TCA代谢通路和与之相匹配基因(SDHC、DLD、IDH3B等)为组学交叉点，深化寒淫致病病因病机的科学内涵。白斑病毒感染凡纳滨对虾的高通量转录组测序及分析申请书摘要转录组即特定组织或细胞在某一功能状态下转录出来的所有RNA的总和，Roche 454高通量测序技术一次运行可以获得上百万个读长片段，平均读长400bp以上，为转录组的测定与定量提供了快速简便的新方法。抗病毒研究的策略之一是抑制宿主细胞中与病毒入侵或复制密切相关的蛋白功能，或者提高宿主细胞中抗病毒相关的免疫蛋白的表达。本项目拟利用Roche 454高通量测序技术，对白斑病毒感染及对照的凡纳滨对虾样品进行转录组测序，研究病毒感染及对照的凡纳滨对虾的mRNA表达谱差异，寻找病毒感染对虾差异表达基因，为筛选对虾抗病毒药物的分子靶标或研制对虾免疫增强药物提供依据，并可望发现一批凡纳滨对虾新基因，这对于我国积极参与国际上对虾基因知识产权的争夺有积极作用，转录组测序数据可供国内相关单位共享，对于加快我国的凡纳滨对虾病害防治和分子遗传育种研究进展有重要意义。申请书主题词凡纳滨对虾；转录组；高通量测序；白斑病毒珍稀濒危药用植物台湾金线莲菌根差异表达的转录组研究申请书摘要兰科菌根属于一种典型的共生体系，对兰科植物的生长繁育和系统进化是必须的。兰科菌根共生分子机制目前仍不清楚，制约了兰科植物资源的合理开发、利用与保护。课题组前期围绕珍稀濒危兰科药用植物台湾金线莲（Anoectochilus formosanus）与瘤菌根菌属真菌AR-18形成的菌根共生体，从细胞学、组织学、生长代谢及生理生化等方面开展了大量研究工作。在此基础上，本项目拟以该菌根共生体为材料，通过数字表达谱分析，以454 GS FLX测序获得的未接种根全转录组数据为参比，明确菌根共生差异基因表达特征和网络；采用定量PCR和RNA原位杂交分析目标基因在菌根形成过程中的时空表达特征和作用位点，为揭示兰科菌根共生分子机制奠定基础，进而为兰科药用植物资源可持续发展提供理论指导。白桦雄花早期发育转录组分析及重要基因功能鉴定负责人：刘雪梅 参与人：刘雪梅, 宋福南, 戴超, 邢磊, 刘瀛, 张妍, 孙丰宾, 官民晓金额：23万 申请时间：2011 学科代码：树木生长发育(C160501) 项目批准号：31100449申请单位：东北林业大学 研究类型：基础研究摘要白桦（Betula platyphylla Suk.）与模式树种杨树（雌雄异株）不同，为雌雄同株，是研究单性花发育机制的理想材料。其雌雄花特异着生于枝条的不同部位，雌雄花均为轮次不全的不完全花，同年生的雌雄花存在严重的花期不遇现象，且雄花发育中途暂停，进行越冬休眠。本项目以白桦早期发育阶段的正常雄花和雄花突变体为试材，利用RNA sequencing技术分析白桦雄花早期发育的转录组及差异表达基因，并通过拟南芥突变体和转基因拟南芥方法对重要的基因进行功能分析。本项目将初步阐明白桦雄花早期发育中的基因调控网络及代谢途径，这将从分子水平上了解白桦雄花早期发育机制，对植物单性雄花发育的分子机理和生物化学研究有着非常重要的科学意义。柑橘不同抗性品种被黄龙病菌侵染后体内转录组变化的比较分析负责人：蒋军喜 参与人：蒋军喜, 刘冰, 谢科峰, 刘乔丽, 周泽科, 龙珑金额：56万 申请时间：2011 学科代码：植物细菌病害(C140103) 项目批准号：31160358申请单位：江西农业大学 研究类型：基础研究关键词：柑橘黄龙病；亚洲韧皮部杆菌；基因芯片；转录组；抗病性差异柑橘黄龙病是世界柑橘生产上最具毁灭性的病害，也是我国包括江西柑橘产区在内的最重要的病害之一。近年来,国内外对柑橘黄龙病进行了大量的病原检测鉴定和遗传变异性研究，但涉及黄龙病发生机理的研究很少。在项目前期开展柑橘不同品种田间调查和室内抗性鉴定而获得高抗、中抗和高感品种的基础上，本申请拟采用目前基因表达研究中广泛使用和具有独特优势的高通量基因芯片表达技术，开展不同抗性柑橘品种被黄龙病菌侵染后体内转录组变化的比较分析，通过比较分析，将发现与特定抗感反应相连的、其转录水平发生显著变化的基因，这些基因将被定义为决定各自抗感表型的抗病或感病基因。本项目的完成将从转录水平上为不同抗性柑橘品种对黄龙病的抗性差异提出一个合理的解释，同时，对阐明柑橘抗黄龙病的分子机制，指导柑橘黄龙病抗性的合理利用和品种抗性的遗传改良具有重要的理论意义和实践价值。鸡生长轴全转录组SNP关联分析及调控生长的作用机制研究负责人：聂庆华 参与人：聂庆华, 张细权, 梁少东, 许继国, 张成广, 胡永胜, 张伟, 何小梅金额：60万 申请时间：2011 学科代码：家禽遗传育种学(C170103) 项目批准号：31172200申请单位：华南农业大学 研究类型：基础研究摘要：众所周知，神经内分泌生长轴在调控家鸡生长过程中发挥着重要作用。本项目在前期工作基础上，对生长轴重要组织开展RNA测序和全转录组SNP关联研究：首先选取生长性能差异明显的隐性白洛克肉鸡和清远麻鸡分别构建两尾样本的RNA池，对下丘脑、垂体、肝脏和肌肉等生长轴重要组织开展RNA测序研究（miRNA测序和转录组测序），结合RNA测序常规分析重点筛查表达差异的miRNA、基因和转录组SNP，并通过定制SNP芯片对具备详细生长记录的参考家系群体和商业群体开展全转录组SNP关联研究，最后利用RNAi、荧光报告载体等对以上结果开展功能验证试验。本项目旨在鉴定显著影响家鸡生长的miRNA、新基因（转录本）及转录组SNP，阐明它们之间的互作网络关系及调控生长的作用机制，以最终揭示家鸡生长性状的遗传基础和分子调控作用通路，本项目对家鸡生长性能的遗传改良乃至肉鸡产业优质高效可持续发展有积极意义。基于转录组测序筛选马铃薯块茎休眠与发芽相关基因及功能鉴定负责人：司怀军 参与人：司怀军, 张宁, 姜寒玉, 文义凯, 马骢毓, 尤佳, 刘金芝, 瞿韵金额：56万 申请时间：2011 学科代码：薯类作物种质资源与遗传育种(C130407) 项目批准号：31160298申请单位：甘肃农业大学 研究类型：应用基础研究关键词：马铃薯；块茎；休眠；发芽；转录组马铃薯块茎的休眠和发芽对于马铃薯栽培、贮藏保鲜和加工工业等具有十分重要的意义。本研究将以马铃薯栽培品种的块茎为研究对象，采用高通量的转录组测序方法（RNA sequencing）进行马铃薯块茎休眠与发芽过程的转录组测序和对比分析，建立基因表达的转录谱。经生物信息学和GenBank数据库检索分析获得差异片段ESTs可能的基因结构和功能，筛选出块茎休眠和发芽相关基因。利用DNA末端快速扩增技术（RACE）克隆候选基因的全长cDNA，然后通过基因表达谱分析、转基因超量表达和抑制表达（RNAi）进行候选基因的功能验证，最终获得马铃薯块茎休眠和发芽相关基因，从而明确马铃薯块茎休眠和发芽的分子机理，为马铃薯块茎休眠和发芽的分子调控以及功能基因组学的研究提供理论基础。基于转录组数据的芒属植物分子标记挖掘及分子图谱构建负责人：刁英 参与人：刁英, 罗涛, 郑兴飞, 赵玲玲, 胡小虎, 胡珲金额：10万 申请时间：2011 学科代码：草种质资源与育种(C170202) 项目批准号：31101758申请单位：武汉大学 研究类型：应用基础研究芒属植物俗称芒草，为禾本科的C4类多年生高大草本，主要分布东亚、东南亚和太平洋群岛等地区。芒属植物具有生物质产量高、地下根状茎发达、抗逆性强、适应性广等特点，可用于造纸、饲料、水土保持和生态修复等。近年来，芒属植物更作为一种具有重要开发利用前景的能源作物而倍受关注，可用于火力发电或生产燃料乙醇。因此，开展芒草的分子育种工作具有重要的理论和应用意义。在本实验室的前期研究中，通过高通量的RNA-Seq测序技术已经获得了芒属5种植物共计10Gb的转录组数据，在此基础上本项目提出：采用生物信息学方法从这些数据中挖掘批量的SSR和SNP标记，构建我国特有芒属植物南荻分子图谱，进而将其与近缘种属进行比较分析。从而厘清芒属植物种间及其与禾本科其它植物间的亲缘关系，揭示芒属植物基因组的基本结构和组成规律，为后续的基因定位、基因克隆和分子标记辅助育种奠定基础。基于转录组学的茶树冷驯化诱导抗寒性的分子机制研究负责人：王新超 参与人：王新超, 杨亚军, 马春雷, 刘守安, 周天山, 马建强, 曹红利金额：61万 申请时间：2011 学科代码：茶学(C161104) 项目批准号：31170650申请单位：中国农业科学院茶叶研究所 研究类型：应用基础研究关键词：茶树；冷驯化；抗寒；转录组学；RNA-seq摘要低温是影响茶树正常生长的重要限制性环境因素之一。在课题组前期研究工作的基础上，本项目引入转录组学的研究策略，从研究不同冷驯化阶段茶树基因表达的差异入手，提取不同驯化阶段（未驯化、通过驯化和脱驯化）样品的总RNA，进行RNA-seq测序和深度的生物信息学分析，系统研究冷驯化不同阶段茶树的转录组变化，通过比较不同样品的转录组数据，找出与茶树冷驯化（抗寒）有关的基因，构建相关基因的调控网络，分析冷驯化过程中相关基因在茶树诱导抗寒性形成中的作用，揭示茶树抗寒的分子机理，将茶树抗寒性机制的研究深入到分子水平。这不仅有助于揭示茶树抗寒的最本质机制，丰富茶树抗寒性理论，为今后研究如何提高茶树的抗寒性，减轻冻害对茶叶生产的影响和茶树抗寒育种以及利用基因工程等手段调控茶树抗寒性提供理论支撑，而且还可以利用本研究的测序结果，开发与抗寒有关的分子标记，为今后利用分子标记进行茶树育种抗寒性早期鉴定提供研究基础。利用转录组测序挖掘甘蓝菌核病抗病相关基因负责人：钱伟 参与人：钱伟, 汪承刚, 于景印, 梅家琴, 李勤菲, 钱论文金额：61万 申请时间：2011 学科代码：油菜及其他油料作物种质资源与遗传育种(C130405) 项目批准号：31171585申请单位：西南大学 研究类型：基础研究关键词：甘蓝，菌核病，转录谱，数量性状位点菌核病是危害油菜生产的一种主要病害。然而，自然界中匮乏高抗菌核病油菜资源，致使油菜菌核病的相关研究和抗病育种受到很大局限。我们前期从油菜近缘种中鉴定出了高抗菌核病的野生甘蓝，构建了抗、感分离的F2无性系群体，并进行了2年的抗性鉴定，定位了抗性QTL。本研究拟从该群体中，挑选抗、感材料，取接种前、后菌斑周围组织的RNA进行表达谱测序，寻找感病和抗病材料表达差异的序列，参考已获得的甘蓝基因组序列，克隆抗病相关基因，开发抗病基因的功能标记，并进行QTL精细定位，对落在QTL区域的抗病相关基因进行功能验证。该研究对于揭示菌核病的抗性机制，以及转移甘蓝抗性基因到甘蓝型油菜，开展油菜抗菌核病的分子设计育种具有重要的理论和实践意义。苜蓿共生结瘤体系响应重金属铜胁迫的转录组研究负责人：丑敏霞 参与人：丑敏霞, 李哲斐, 傅晶, 史鹏, 梁建强, 姜小倩, 柳思思金额：62万 申请时间：2011 学科代码：草种质资源与育种(C170202) 项目批准号：31172252申请单位：西北农林科技大学摘要：以具有西部地域特征的、重金属抗性的天蓝苜蓿（Medicago lupulina L.）-苜蓿中华根瘤菌（Sinorhizobium meliloti CCNWSX0020）共生固氮体系为模式，应用最新发展起来的RNA-Seq 技术分别对铜离子胁迫和非胁迫条件下接种根瘤菌后天蓝苜蓿根组织中的转录本测序，通过与苜蓿全基因组的比较，分析天蓝苜蓿共生结瘤体系在铜离子胁迫和非胁迫两种生长条件下相关基因的转录表达水平及基因转录体的结构，寻找新转录本和新外显子；分析基因转录体的可变剪接种类和数量并通过qPCR验证，推测天蓝苜蓿中可变剪接的可能发生机制；分析两种培养条件下的差异表达基因并进行GO功能富集分析和KEGG代谢途径分析，从而于转录组水平上系统研究铜离子影响