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Bulked Segregant Analysis(BSA)分析是利用極端性狀個(gè)體混池快速進(jìn)行功能基因挖掘的常用方法,廣泛應(yīng)用在植物基因克隆方面。由百邁客和揚(yáng)州大學(xué)陳學(xué)好教授課題組合作,利用SLAF-BSA策略定位黃瓜耐淹基因,相關(guān)研究成果發(fā)表于Plant Journal。 英文標(biāo)題:The major-effect QTL CsARN6.1 encodes an AAA-ATPase domain-containing protein that is associated with waterlogging stress tolerance through promoting adventitious root formation 文獻(xiàn)PDF全文免費(fèi)下載: http://tour.biocloud.net/article/v1/into/articleDetail/29315927?tour.biocloud.net 中文標(biāo)題:CsARN6.1編碼的AAA-ATPase基因通過促進(jìn)不定根形成增強(qiáng)黃瓜耐水淹性 發(fā)表期刊:the Plant Journal, 2018 影響因子:5.90 實(shí)驗(yàn)流程 實(shí)驗(yàn)過程 1.不定根數(shù)目是數(shù)量性狀且與水淹脅迫耐受力顯著相關(guān) 表型觀察發(fā)現(xiàn),水淹處理7天后,Zaoer-N幼苗下胚軸生長出許多不定根,而Pepino幾乎沒有;通過對(duì)F2群體表型統(tǒng)計(jì),所有子代的不定根數(shù)目表現(xiàn)出正態(tài)分布,這也說明了該性狀為數(shù)量性狀。另外,對(duì)F2群體的949個(gè)個(gè)體進(jìn)行水淹耐受力評(píng)估打分,發(fā)現(xiàn)不定根數(shù)目與水淹耐受力之間呈顯著正相關(guān),皮爾森相關(guān)系數(shù)為0.72(P = 0.05),這表明不定根數(shù)目可以作為衡量水淹耐受力的可靠指標(biāo)。 2、ARN6.1的初定位 利用SLAF-seq的方法對(duì)親本及兩個(gè)極端混池進(jìn)行測(cè)序,親本測(cè)序深度分別為29.18×和22.85×,兩個(gè)混池的深度分別為50.6×和53.72×,以9930為參考基因組,利用△SNP-index和ED的方法計(jì)算顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn),將關(guān)聯(lián)區(qū)域定位在6號(hào)染色體標(biāo)記SLAF_marker_192310和SLAF_marker_192096之間,區(qū)間大小301kb(圖1)。 圖1 BSA定位結(jié)果 3、ARN6.1的精細(xì)定位 利用定位區(qū)間側(cè)翼SLAF標(biāo)記(SLAF_marker_192310和SLAF_marker_192096)上的SNP,分別各開發(fā)KASP標(biāo)記(KASP1和KASP13),并對(duì)2274個(gè)F2子代進(jìn)行分析,結(jié)合基因分型和表型數(shù)據(jù),將ARN6.1定位到61.5kb的區(qū)間(KASP10和KASP11)。為進(jìn)一步縮小區(qū)間,利用KASP10和KASP11對(duì)4417個(gè)F2個(gè)體進(jìn)行分型,得到6個(gè)重組個(gè)體,這6個(gè)重組個(gè)體分別自交得到6個(gè)F2:3家系,然后利用新開發(fā)的5個(gè)dCAPS對(duì)F2:3家系進(jìn)行分型,結(jié)合所有表型數(shù)據(jù),最終將ARN6.1定位在36.1kb的范圍內(nèi)。對(duì)該區(qū)進(jìn)行注釋,共有7個(gè)基因,有趣的是,其中5個(gè)基因都被預(yù)測(cè)為編碼AAA 型的ATP酶家族蛋白。 2個(gè)親本重測(cè)序分析,在36.1kb的區(qū)間內(nèi)開發(fā)到25個(gè)SNP,研究者對(duì)100個(gè)黃瓜自交系的23個(gè)SNP(2個(gè)SNP只存在于Zaoer-N中而被過濾掉)進(jìn)行分型,結(jié)合每個(gè)自交系不定根數(shù)目的表型數(shù)據(jù)進(jìn)行局部關(guān)聯(lián)分析,結(jié)果顯示SNP02與表型有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。對(duì)SNP02分析發(fā)現(xiàn),其位于Csa6G504460的第二外顯子,可能就是引起變異的SNP位點(diǎn)。 4、表達(dá)分析驗(yàn)證Csa6G504460 前期研究中,研究者對(duì)親本Zaoer-N和Pepino幼苗下胚軸在水淹處理后進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析,以上定位區(qū)間內(nèi)的7個(gè)基因只有Csa6G504460在處理組和對(duì)照組間存在差異表達(dá),并且差異表達(dá)只發(fā)生在Zaoer-N中。而后,研究者對(duì)這7個(gè)基因又進(jìn)行qRT-PCR分析,同樣發(fā)現(xiàn)只有Csa6G504460在Zaoer-N的處理組和對(duì)照組間存在差異表達(dá),并且在處理后36h表達(dá)量差異出現(xiàn)峰值。另外,組織特異表達(dá)分析表明Csa6G504460在多個(gè)組織中均有表達(dá),但是在根中的表達(dá)量顯著高于其他組織。因此,從基因表達(dá)角度驗(yàn)證了Csa6G504460(以下命名為CsARN6.1)的真實(shí)性。 5、CsARN6.1突變體降低ATP酶活性 基因組和cDNA序列分析顯示,CsARN6.1擁有2個(gè)外顯子,被預(yù)測(cè)為編碼含有511個(gè)氨基酸殘基的AAA-ATPase結(jié)構(gòu)域蛋白,該蛋白中含有一個(gè)coiled-coil結(jié)構(gòu)域(圖2),前期關(guān)聯(lián)到的SNP02即位于該結(jié)構(gòu)域,由于該SNP的突變導(dǎo)致Asp被替換成Gly,Zaoer-N為CsARN6.1^Asp型,表現(xiàn)出較強(qiáng)的ATP酶活性,而Pepino為CsARN6.1^Gly型,幾乎沒有ATP活性。 圖2 AAA-ATPase基因結(jié)構(gòu) 6、轉(zhuǎn)基因驗(yàn)證 為驗(yàn)證CsARN6.1的功能,將CsARN6.1^Asp通過PCR實(shí)驗(yàn)克隆后,轉(zhuǎn)入擬南芥中,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的根長顯著長于對(duì)照,同時(shí),轉(zhuǎn)基因植株上可以明顯觀察到側(cè)根發(fā)育,而對(duì)照組則沒有側(cè)根發(fā)育。為進(jìn)一步驗(yàn)證,研究者將CsARN6.1^Asp轉(zhuǎn)入黃瓜品種Xintaimici(CsARN6.1^Gly型),并經(jīng)多代自交和篩選,獲得單拷貝的純合轉(zhuǎn)基因植株。發(fā)芽后3天,轉(zhuǎn)基因植株的初生根長度顯著長于野生型。水淹處理后,轉(zhuǎn)基因黃瓜下胚軸中CsARN6.1的表達(dá)量顯著高于野生型。處理后7天,轉(zhuǎn)基因黃瓜下胚軸的不定根數(shù)目明顯高于野生型。另外,野生型黃瓜葉片和子葉的萎黃病較轉(zhuǎn)基因黃瓜嚴(yán)重。以上轉(zhuǎn)基因結(jié)果證實(shí)CsARN6.1能夠促進(jìn)不定根形成和黃瓜水淹耐受力。 7、ATP酶活性影響黃瓜不定根形成 前期研究發(fā)現(xiàn),EDTA能夠抑制AAA-ATPase蛋白的ATP酶活性。研究者通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)EDTA處理的CsARN6.1^Asp蛋白的ATP酶活性相對(duì)于對(duì)照降低24%(圖3 a)。隨后,研究者用加入EDTA的水處Zaoer-N幼苗,以檢測(cè)ATP酶活性損耗對(duì)下胚軸不定根的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)EDTA處理后,Zaoer-N沒有了不定根生成能力(圖3 b.c)。 進(jìn)化樹分析顯示,CsARN6.1與擬南芥At2G18190和At3G50930存在較高的同源性(圖3d),而在之前研究中發(fā)現(xiàn),H2O2處理擬南芥后,At2G18190.1和At3G50930.1被顯著誘導(dǎo)表達(dá)。水淹后植物體內(nèi)H2O2積累是普遍的生理響應(yīng)。因而研究者嘗試在水中加入H2O2后處理Zaoer-N幼苗,與無水處理的對(duì)照相比,48h后處理組植株CsARN6.1的表達(dá)量是對(duì)照組的4.3倍,與不加H2O2的水處理的對(duì)照相比,48h后CsARN6.1的表達(dá)量是對(duì)照組的2.1倍(圖3e)。5天后統(tǒng)計(jì)不同處理的材料下胚軸不定根數(shù)目,發(fā)現(xiàn)與不加H2O2的水處理的對(duì)照相比,水中加入H2O2的處理組的不定根數(shù)目增加60%(圖3 f.g)。 圖3 EDTA及H2O2處理對(duì)ATP酶和黃瓜生根的影響 總結(jié) 在該研究中,基因挖掘和功能分析使用了SLAF-seq、BSA分析、重測(cè)序、KASP、RNA-seq、qRT-PCR、PCR克隆等測(cè)序和分子實(shí)驗(yàn)方法 成功分離適應(yīng)水淹的主效基因CsARN6.1,并驗(yàn)證基因功能,解析了黃瓜耐水淹分子機(jī)制。 百邁客云BSA分析工具是一款結(jié)合多年BSA分析項(xiàng)目分析經(jīng)驗(yàn)開發(fā)的包含一鍵式標(biāo)準(zhǔn)化分析和個(gè)性化多樣性分析集成式分析平臺(tái).可以進(jìn)行基本分析和個(gè)性化分析,基本分析內(nèi)容包括:1) 原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入;2) 與參考基因組比對(duì);3) BSA分析;4) 一鍵式生成網(wǎng)頁版結(jié)題報(bào)告。 工具地址: https://international.biocloud.net/zh/software/agriculture/detail/6388C5BF964943B7B4B1DDF4811A1BD2?international.biocloud.net BSA分析,即集群分離分析,它是通過具有相對(duì)性狀的一對(duì)親本雜交,在其任一分離后代群體中,根據(jù)個(gè)體表型(或基因型)的極端差異,選取一定量個(gè)體,將其DNA,RNA,SLAF-seq(百邁客自主研發(fā)的技術(shù))混合,構(gòu)建兩個(gè)基因池(pool).然后將混池測(cè)序數(shù)據(jù)與參考基因組的序列比對(duì),基于檢測(cè)到SNP,InDel等變異類型,尋找兩混池間存在顯著差異標(biāo)記,利用歐氏距離,SNP-index等算法評(píng)估與性狀關(guān)聯(lián)的區(qū)域.并對(duì)區(qū)域內(nèi)的基因進(jìn)行功能注釋和富集分析等等.在基礎(chǔ)上還可以進(jìn)行深入挖掘,如:引物設(shè)計(jì),區(qū)域內(nèi)基因挖掘及標(biāo)記篩選等等! 本文系“百邁客生物”發(fā)布,轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者。...

隨著高通量測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn),測(cè)序數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長,各類公共數(shù)據(jù)規(guī)模日益龐大,公共數(shù)據(jù)整合分析已逐漸成為很多研究中的一項(xiàng)重要分析手段。利用公共數(shù)據(jù)一方面可以降低研究成本,另一方面可以補(bǔ)充一些受限于研究者研究背景與技術(shù)水平而難以自主檢測(cè)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。截至目前,高通量測(cè)序數(shù)據(jù)庫SRA數(shù)據(jù)庫已收錄超過10Pbase的NGS數(shù)據(jù),但是由于公共數(shù)據(jù)整合分析過程中下載、存儲(chǔ)和分析各個(gè)環(huán)節(jié)都存在較高的技術(shù)門檻,導(dǎo)致研究者對(duì)公共數(shù)據(jù)的利用不充分。對(duì)于這些問題百邁客已經(jīng)提供了非常成熟的解決方案,一鍵式導(dǎo)入即可完成數(shù)據(jù)的下載和存儲(chǔ),輔以平臺(tái)上多達(dá)25個(gè)高度集成化的分析流程,可視化界面助您輕松搞定分析難題。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬有志老師課題組的徐兆師研究員等研究人員在百邁客云平臺(tái)結(jié)合公共數(shù)據(jù)完成擬南芥抗病性研究,成果于2018年1月22日發(fā)表在《Frontiers in Plant Science》上,影響因子4.298。 摘要 Bax抑制劑-1(BI-1)是真核生物中進(jìn)化保守的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER),定位細(xì)胞死亡抑制因子。 BI-1抑制生物和非生物脅迫的能力在擬南芥中得到了充分研究,而小麥中BI-1的功能在很大程度上是未知的。在這項(xiàng)研究中,將禾谷鐮刀菌(Fg)處理的小麥進(jìn)行RNA-seq分析,然后分離小麥BI-1基因TaBI-1.1。通過水楊酸(SA)處理誘導(dǎo)TaBI-1.1表達(dá),并通過脫落酸(ABA)處理誘導(dǎo)TaBI-1.1的下調(diào)。基于β-葡糖醛酸糖苷酶(GUS)染色,TaBI-1.1在成熟葉和根中表達(dá),但不在下胚軸或幼葉中表達(dá)。 TaBI-1.1在擬南芥中的組成型表達(dá)增強(qiáng)了其對(duì)丁香假單胞菌病毒(Pst)DC3000感染的抗性并誘導(dǎo)SA相關(guān)基因表達(dá)。此外,TaBI-1.1轉(zhuǎn)基因擬南芥顯示出由高濃度SA引起的損害的減輕,并降低了對(duì)ABA的敏感性。與表型一致,35S :: TaBI-1.1和Col-0植物的RNA-seq分析顯示TaBI-1.1參與生物脅迫。這些結(jié)果表明,TaBI-1.1正向調(diào)節(jié)SA信號(hào)并在對(duì)生物脅迫的響應(yīng)中起重要作用。此外,TaBI-1.1與水通道蛋白TaPIP1相互作用,并且它們都定位于ER膜(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜)。此外,研究人員證明了SA處理后TaPIP1上調(diào),并且TaPIP1轉(zhuǎn)基因擬南芥增強(qiáng)了對(duì)Pst DC3000感染的抗性。由此表明,在ER膜上TaBI-1.1和TaPIP1之間的相互作用可能發(fā)生在對(duì)SA信號(hào)和防御反應(yīng)的響應(yīng)中。 使用擬南芥Columbia-0(Col-0)作為TaBI-1.1過表達(dá)的背景, 突變體atbi1-2從擬南芥生物資源中心(ABRC)獲得。 從栽培的小麥品種小白麥擴(kuò)增TaBI-1.1和TaPIP1的cDNA, 將PCR產(chǎn)物克隆到pLB載體中,使用DNAMAN 6.0軟件進(jìn)行氨基酸序列同一性比較。 RNA-Seq Analysis 收集來自4周齡Col-0和轉(zhuǎn)基因系35S :: TaBI-1.1的葉片用于RNA-seq分析,使用HiSeq 2500平臺(tái)測(cè)序。測(cè)序數(shù)據(jù)與TAIR 10擬南芥參考基因組比對(duì)。使用TopHat和Cufflink軟件包進(jìn)行mRNAseq數(shù)據(jù)分析以及DEG的鑒定和分析。通過GOseq軟件進(jìn)行差異表達(dá)基因的GO富集分析。根據(jù)KEGG數(shù)據(jù)庫通路進(jìn)行KEGG富集分析,尋找差異表達(dá)基因的富集通路。在百邁客云平臺(tái)(BMKCloud)完成小麥Fg處理的RNA-seq數(shù)據(jù)下載和分析, SRA數(shù)據(jù)庫(登錄號(hào):PRJNA289545)。 其他實(shí)驗(yàn):1.qRT-PCR分析;2.轉(zhuǎn)基因擬南芥植株在脅迫處理下的應(yīng)答及性狀評(píng)價(jià);3.β-葡糖醛酸糖苷酶(GUS)活性測(cè)定;4.細(xì)菌接種和細(xì)菌生長的監(jiān)測(cè);5.酵母雙雜交系統(tǒng);6.Pull-Down assay(免疫沉淀法);7.亞細(xì)胞定位測(cè)定;8.ELISA Assay(酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)) 分析結(jié)果 1.通過qRT-PCR和β-葡糖醛酸糖苷酶(GUS)染色確定TaBI-1.1的表達(dá)模式 研究人員分析了來自Fg處理的小麥RNA-seq數(shù)據(jù),以研究植物防御信號(hào)通路。從RNA-seq分析中分離出前10個(gè)差異表達(dá)基因。在這10個(gè)基因中鑒定了兩個(gè)小麥BI-1基因:TRIAE_CS42_U_TGACv1_644608_AA2140670和TRIAE_CS42_6BS_TGACv1_515717_AA1671980。 TRIAE_CS42_6BS_TGACv1_515717_AA1671980在之前的研究中被命名為TaBI-1。在小麥Ensembl數(shù)據(jù)庫中僅篩選出三種BI-1基因:TaBI-1,TRIAE_CS42_U_TGACv1_644608_AA2140670和TRIAE_CS42_6AS_TGACv1_488014_AA1573990。在兩個(gè)差異表達(dá)的BI-1基因中, TaBI-1.1的差異最大。根據(jù)氨基酸比對(duì),TaBI-1.1與TaBI-1同一性達(dá)到99.19%。與對(duì)照相比,F(xiàn)g處理對(duì)TaBI-1.1的表達(dá)水平上調(diào)24倍。許多關(guān)于AtBI-1的研究已經(jīng)證實(shí)AtBI-1在植物中對(duì)生物和非生物脅迫的抗性中起關(guān)鍵作用。 TaBI-1.1蛋白的序列與AtBI-1有69.88%的同一性,表明該序列在BI-1家族中基本保守。使用qRT-PCR監(jiān)測(cè)TaBI-1.1的表達(dá)模式以確定TaBI-1.1在生物和非生物脅迫中可能的作用。TaBI-1.1的表達(dá)在響應(yīng)SA處理時(shí)顯著上調(diào),在響應(yīng)ABA處理時(shí)下調(diào)。 SA處理48小時(shí)后TaBI-1.1表達(dá)達(dá)到8倍高峰(圖1A)。 響應(yīng)ABA處理的下調(diào)水平在8小時(shí)達(dá)到初始水平的約1/5(圖1C)。 響應(yīng)NaCl處理,表達(dá)水平在4小時(shí)后下降,在2小時(shí)稍微增加并且在8小時(shí)后回到其初始水平(圖1B)。 研究者創(chuàng)建了含有1.7kb TaBI-1.1啟動(dòng)子并生成轉(zhuǎn)基因擬南芥的PBI :: GUS融合構(gòu)建體,以研究TaBI-1.1的空間表達(dá)模式。使用GUS染色測(cè)定組織GUS活性。在成熟葉和根中有TaBI-1.1表達(dá),但在下胚軸和幼葉中觀察不到(圖1D)。還檢測(cè)了各種小麥組織中的TaBI-1.1表達(dá)水平,包括根,莖,葉和小穗,結(jié)果表明TaBI-1.1的表達(dá)在這些小麥組織中普遍存在,而且在葉中最高,在小穗中最低(圖1I)。在SA和NaCl處理之后,成熟葉中的表達(dá)與對(duì)照相比增加,并且SA處理的表達(dá)更高。當(dāng)SA和NaCl處理時(shí),在下胚軸中也檢測(cè)到表達(dá)(圖1E,F(xiàn))。在ABA處理的植物的葉子中檢測(cè)到較弱的表達(dá)(圖1G)。通過qRT-PCR進(jìn)一步證實(shí)GUS表達(dá)水平(圖1H)。以上結(jié)果表明,TaBI-1.1在各種脅迫下均有表達(dá)。 圖1. 通過qRT-PCR和GUS染色評(píng)估TaBI-1.1的相應(yīng)表達(dá)模式 2.TaBI-1.1的表達(dá)增強(qiáng)了擬南芥對(duì)Pst DC3000感染的抗性 經(jīng)過Fg和SA處理后表達(dá)上調(diào),假設(shè)TaBI-1.1可能參與生物脅迫反應(yīng)。研究人員在擬南芥中異位表達(dá)TaBI-1.1,在花椰菜花葉病毒(CaMV)35S啟動(dòng)子的控制下驗(yàn)證這一假設(shè)。選擇兩個(gè)TaBI-1.1表達(dá)水平相對(duì)較高的純合株系3和7(35S :: TaBI-1.1#1和35S :: TaBI-1.1#2)用于進(jìn)一步分析(圖2A)。將atbi1-2,Col-0和兩個(gè)轉(zhuǎn)基因品系的四周齡葉子進(jìn)行Pst DC3000感染或10mM MgCl 2處理(模擬物)。在模擬實(shí)驗(yàn)中,在用10mM MgCl 2處理3天后,在atbi1-2,Col-0和兩個(gè)轉(zhuǎn)基因品系的葉中沒有觀察到明顯差異(圖2B)。在用600nm(OD600)0.002的光密度接種Pst DC3000,3天后在這些葉中檢測(cè)到疾病癥狀。 atbi1-2突變體表現(xiàn)出的癥狀較嚴(yán)重,因?yàn)閹缀跛械娜~片都表現(xiàn)出嚴(yán)重的萎黃和壞死,而兩種轉(zhuǎn)基因品系表現(xiàn)出比atbi1-2和Col-0更輕微的疾病癥狀。轉(zhuǎn)基因植物的一小部分葉子是綠色的,沒有表現(xiàn)出萎黃和壞死。 Col-0葉中疾病癥狀的程度介于atbi1-2和兩個(gè)轉(zhuǎn)基因品系之間(圖2C)。在接種Pst DC3000或10mM...

高通量測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn),使全世界產(chǎn)出的測(cè)序數(shù)據(jù)出現(xiàn)了爆炸式增長,這些數(shù)據(jù)存放在或大或小的數(shù)據(jù)庫中,區(qū)域性的大數(shù)據(jù)庫包括NCBI、ENA/EBI、DDBJ等,今天我們重點(diǎn)給大家介紹下NCBI的SRA數(shù)據(jù)庫。  

Part 1?|?SRA數(shù)據(jù)庫介紹

SRA(Sequence Read Archive)是NCBI中專門用于存放原始高通量測(cè)序數(shù)據(jù)的一個(gè)子庫,收錄了各種二代、三代測(cè)序儀產(chǎn)生的數(shù)據(jù),與ENA/EBI、DDBJ間共享原始測(cè)序數(shù)據(jù)。

INSDC(International Nucleotide Sequence Database Collaboration)成員間共享測(cè)序數(shù)據(jù)

有過數(shù)據(jù)上傳經(jīng)歷的童鞋應(yīng)該對(duì)SRA并不陌生,上傳數(shù)據(jù)前我們一般要?jiǎng)?chuàng)建BioProject、BioSample,用于詳細(xì)說明項(xiàng)目信息、樣品信息;并通過SRA的Experiment、RUN描述建庫測(cè)序相關(guān)信息,如建庫類型、測(cè)序儀器、單雙端等;下圖概括出了幾者之間的關(guān)系。

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/docs/submitmeta/

SRA上傳和檢索數(shù)據(jù)時(shí),我們會(huì)遇到各種各樣的編號(hào),這些編號(hào)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系通過下表我們可以理清。項(xiàng)目和樣品信息首先會(huì)存放在BioProject和BioSample數(shù)據(jù)庫中,得到類似PRJNA和SAMN的編號(hào);在SRA數(shù)據(jù)庫中也會(huì)對(duì)項(xiàng)目和樣品進(jìn)行編號(hào),分別以SRP和SRS作為前綴,并與BioProject和BioSample中對(duì)應(yīng);其余SR開頭的編號(hào)都屬于SRA數(shù)據(jù)庫。

SRA數(shù)據(jù)庫中各種編號(hào)對(duì)應(yīng)表

SRA數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的是高度壓縮后的sra格式數(shù)據(jù),截止到目前,SRA中已經(jīng)累計(jì)存儲(chǔ)了超過20P堿基數(shù)據(jù),而且每年仍在以極快的速度增長。

SRA數(shù)據(jù)量增長圖(縱坐標(biāo)代表sra格式文件大小,單位TB;橫坐標(biāo)代表年;藍(lán)線代表總數(shù)據(jù)量)

Part 2?|?SRA數(shù)據(jù)庫中疾病相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

在SRA數(shù)據(jù)庫的愿景中,除了進(jìn)行原始測(cè)序數(shù)據(jù)的保存之外,還有一個(gè)目的就是希望這些數(shù)據(jù)可以被再次利用,得出新的發(fā)現(xiàn)。但是目前這些數(shù)據(jù)就像宇宙中無法被探測(cè)的暗物質(zhì),無人問津。

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/docs/

既然已經(jīng)有如此多的公共數(shù)據(jù),我們應(yīng)該充分挖掘,不僅可以產(chǎn)出新發(fā)現(xiàn),也可以有效降低科研成本。俗話說的好,知己知彼,百戰(zhàn)不殆。要想充分利用這些公共數(shù)據(jù),我們首先需要對(duì)這些數(shù)據(jù)有更加深刻的認(rèn)識(shí),于是我們針對(duì)熱點(diǎn)研究疾病,統(tǒng)計(jì)了不同測(cè)序類型的數(shù)據(jù)量,以及項(xiàng)目數(shù)和樣品數(shù),想了解其他疾病數(shù)據(jù)量情況的童鞋可以文末留言,我們統(tǒng)計(jì)好之后發(fā)送給您。

熱點(diǎn)研究疾病數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(單位:Gbase)

熱點(diǎn)癌癥數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(單位:Gbase)

Part 3 |?公共數(shù)據(jù)使用策略

如此多的數(shù)據(jù),該怎樣去利用,我們整理了一些思路,供大家參考。 策略一:數(shù)據(jù)整合,增大樣本量 以研究疾病相關(guān)基因表達(dá)為例,可以整合多個(gè)項(xiàng)目中的RNA-Seq數(shù)據(jù)(也可以結(jié)合自己的數(shù)據(jù),增大樣本量),計(jì)算基因表達(dá)量,并篩選疾病組織和正常組織間差異表達(dá)的基因; 再針對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行共表達(dá)分析,獲得共表達(dá)基因集;然后進(jìn)一步對(duì)這些基因的功能、所屬通路進(jìn)行分析,從而更完整的描述出疾病發(fā)生的機(jī)理。 策略二:多種疾病間橫向比較 以研究肺癌患者中S100A4基因的差異表達(dá)為例,通過下載其他類型癌癥如:胸腺癌、惡性間皮瘤的RNA-Seq數(shù)據(jù),并分析該基因在這兩種癌癥中的差異表達(dá)情況,如果與肺癌中有相同的差異表達(dá)趨勢(shì),則可以增強(qiáng)我們結(jié)論的說服力。 策略三:不同水平間橫向比較 分析不同水平的數(shù)據(jù),如:細(xì)胞水平、組織水平、動(dòng)物模型上目標(biāo)基因的差異表達(dá)情況,增強(qiáng)分析結(jié)論的說服力。 策略四:不同類型數(shù)據(jù)間聯(lián)合分析 我們只自測(cè)了mRNA數(shù)據(jù),但是想了解miRNA對(duì)于mRNA的調(diào)控,那我們可以下載對(duì)應(yīng)疾病的miRNA類型的數(shù)據(jù),通過兩者的聯(lián)合分析,更深入的了解疾病發(fā)生的機(jī)理。

Part 4 |?結(jié)語

公共數(shù)據(jù)使用看似很困難,需要下載、轉(zhuǎn)換格式、生信分析,目前百邁客云(www.dustyhill.net)已經(jīng)集成了SRA數(shù)據(jù)檢索、下載、轉(zhuǎn)換和分析,我們錄制了一個(gè)短視頻,展示了如何通過簡單的鼠標(biāo)點(diǎn)擊高效完成以上所有工作,詳情:http://live.biocloud.net/open/course/10  

百邁客微生物宏基因組云平臺(tái)正式上線啦!專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)精心打造出操作簡單、運(yùn)行快速、分析豐富的微生物宏基因組云平臺(tái)。充分滿足您的個(gè)性化需求,讓您秒變生信高級(jí)分析工程師! 微云特點(diǎn): 省時(shí)省力:極短分析時(shí)間,節(jié)省中間溝通環(huán)節(jié),余留更多的精力用于數(shù)據(jù)分析。 操作簡單:分析平臺(tái)以簡單式操作為原則,保證快速上手進(jìn)行個(gè)性化信息挖掘。 專業(yè)可靠:專業(yè)的百邁客云+微生物信息開發(fā)團(tuán)隊(duì)精心研發(fā),做到分析更專業(yè)。 分析全面:20+基本分析內(nèi)容,全面上線,多角度多參數(shù)分析。   微生物宏基因組云平臺(tái)功能簡介: 基本分析支持用戶自定義參數(shù)進(jìn)行分析??勺远x宏基因組基本分析的主要參數(shù),包括“綜合選項(xiàng)”、“原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入”、“數(shù)據(jù)質(zhì)控過濾”,“基本參數(shù)設(shè)置”、“環(huán)境因子設(shè)置”、“樣品分組信息”等六個(gè)參數(shù)模塊 ,填寫并確認(rèn)參數(shù)信息后點(diǎn)擊“提交”即可運(yùn)行該項(xiàng)目基本分析,可在“總覽/我的項(xiàng)目”或 “總覽/我的任務(wù)”中查看。 微云平臺(tái)界面展示: 結(jié)題報(bào)告圖例模板: [gallery size="large" ids="3610,3611,3612,3613,3614,3615,3616,3617,3618,3619,3620"] 歡迎點(diǎn)擊下方按鈕,預(yù)約申請(qǐng)?bào)w驗(yàn)!       加入百邁客微生物云交流平臺(tái)(QQ群:439540040)參加免費(fèi)培訓(xùn),12h在線答疑。    ...

隨著高通量測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn),測(cè)序數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長,各類公共數(shù)據(jù)規(guī)模日益龐大,公共數(shù)據(jù)整合分析已逐漸成為很多研究中的一項(xiàng)重要分析手段。利用公共數(shù)據(jù)一方面可以降低研究成本,另一方面可以補(bǔ)充一些受限于研究者研究背景與技術(shù)水平而難以自主檢測(cè)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。截至目前,高通量測(cè)序數(shù)據(jù)庫SRA數(shù)據(jù)庫已收錄超過10Pbase的NGS數(shù)據(jù),但是由于公共數(shù)據(jù)整合分析過程中下載、存儲(chǔ)和分析各個(gè)環(huán)節(jié)都存在較高的技術(shù)門檻,導(dǎo)致研究者對(duì)公共數(shù)據(jù)的利用不充分。對(duì)于這些問題百邁客已經(jīng)提供了非常成熟的解決方案,一鍵式導(dǎo)入即可完成數(shù)據(jù)的下載和存儲(chǔ),輔以平臺(tái)上多達(dá)25個(gè)高度集成化的分析流程,可視化界面助您輕松搞定分析難題。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬有志老師課題組的徐兆師研究員等研究人員在百邁客云平臺(tái)結(jié)合公共數(shù)據(jù)完成擬南芥抗病性研究,成果于2018年1月22日發(fā)表在《Frontiers in Plant Science》上,影響因子4.298。 摘要 Bax抑制劑-1(BI-1)是真核生物中進(jìn)化保守的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER),定位細(xì)胞死亡抑制因子。 BI-1抑制生物和非生物脅迫的能力在擬南芥中得到了充分研究,而小麥中BI-1的功能在很大程度上是未知的。在這項(xiàng)研究中,將禾谷鐮刀菌(Fg)處理的小麥進(jìn)行RNA-seq分析,然后分離小麥BI-1基因TaBI-1.1。通過水楊酸(SA)處理誘導(dǎo)TaBI-1.1表達(dá),并通過脫落酸(ABA)處理誘導(dǎo)TaBI-1.1的下調(diào)?;讦?葡糖醛酸糖苷酶(GUS)染色,TaBI-1.1在成熟葉和根中表達(dá),但不在下胚軸或幼葉中表達(dá)。 TaBI-1.1在擬南芥中的組成型表達(dá)增強(qiáng)了其對(duì)丁香假單胞菌病毒(Pst)DC3000感染的抗性并誘導(dǎo)SA相關(guān)基因表達(dá)。此外,TaBI-1.1轉(zhuǎn)基因擬南芥顯示出由高濃度SA引起的損害的減輕,并降低了對(duì)ABA的敏感性。與表型一致,35S :: TaBI-1.1和Col-0植物的RNA-seq分析顯示TaBI-1.1參與生物脅迫。這些結(jié)果表明,TaBI-1.1正向調(diào)節(jié)SA信號(hào)并在對(duì)生物脅迫的響應(yīng)中起重要作用。此外,TaBI-1.1與水通道蛋白TaPIP1相互作用,并且它們都定位于ER膜(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜)。此外,研究人員證明了SA處理后TaPIP1上調(diào),并且TaPIP1轉(zhuǎn)基因擬南芥增強(qiáng)了對(duì)Pst DC3000感染的抗性。由此表明,在ER膜上TaBI-1.1和TaPIP1之間的相互作用可能發(fā)生在對(duì)SA信號(hào)和防御反應(yīng)的響應(yīng)中。 材料和方法 使用擬南芥Columbia-0(Col-0)作為TaBI-1.1過表達(dá)的背景, 突變體atbi1-2從擬南芥生物資源中心(ABRC)獲得。 從栽培的小麥品種小白麥擴(kuò)增TaBI-1.1和TaPIP1的cDNA, 將PCR產(chǎn)物克隆到pLB載體中,使用DNAMAN 6.0軟件進(jìn)行氨基酸序列同一性比較。 RNA-Seq Analysis 收集來自4周齡Col-0和轉(zhuǎn)基因系35S :: TaBI-1.1的葉片用于RNA-seq分析,使用HiSeq 2500平臺(tái)測(cè)序。測(cè)序數(shù)據(jù)與TAIR 10擬南芥參考基因組比對(duì)。使用TopHat和Cufflink軟件包進(jìn)行mRNAseq數(shù)據(jù)分析以及DEG的鑒定和分析。通過GOseq軟件進(jìn)行差異表達(dá)基因的GO富集分析。根據(jù)KEGG數(shù)據(jù)庫通路進(jìn)行KEGG富集分析,尋找差異表達(dá)基因的富集通路。在百邁客云平臺(tái)(BMKCloud)完成小麥Fg處理的RNA-seq數(shù)據(jù)下載和分析, SRA數(shù)據(jù)庫(登錄號(hào):PRJNA289545)。 其他實(shí)驗(yàn):1.qRT-PCR分析;2.轉(zhuǎn)基因擬南芥植株在脅迫處理下的應(yīng)答及性狀評(píng)價(jià);3.β-葡糖醛酸糖苷酶(GUS)活性測(cè)定;4.細(xì)菌接種和細(xì)菌生長的監(jiān)測(cè);5.酵母雙雜交系統(tǒng);6.Pull-Down assay(免疫沉淀法);7.亞細(xì)胞定位測(cè)定;8.ELISA Assay(酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)) 分析結(jié)果 1.通過qRT-PCR和β-葡糖醛酸糖苷酶(GUS)染色確定TaBI-1.1的表達(dá)模式 研究人員分析了來自Fg處理的小麥RNA-seq數(shù)據(jù),以研究植物防御信號(hào)通路。從RNA-seq分析中分離出前10個(gè)差異表達(dá)基因。在這10個(gè)基因中鑒定了兩個(gè)小麥BI-1基因:TRIAE_CS42_U_TGACv1_644608_AA2140670和TRIAE_CS42_6BS_TGACv1_515717_AA1671980。 TRIAE_CS42_6BS_TGACv1_515717_AA1671980在之前的研究中被命名為TaBI-1。在小麥Ensembl數(shù)據(jù)庫中僅篩選出三種BI-1基因:TaBI-1,TRIAE_CS42_U_TGACv1_644608_AA2140670和TRIAE_CS42_6AS_TGACv1_488014_AA1573990。在兩個(gè)差異表達(dá)的BI-1基因中, TaBI-1.1的差異最大。根據(jù)氨基酸比對(duì),TaBI-1.1與TaBI-1同一性達(dá)到99.19%。與對(duì)照相比,F(xiàn)g處理對(duì)TaBI-1.1的表達(dá)水平上調(diào)24倍。許多關(guān)于AtBI-1的研究已經(jīng)證實(shí)AtBI-1在植物中對(duì)生物和非生物脅迫的抗性中起關(guān)鍵作用。 TaBI-1.1蛋白的序列與AtBI-1有69.88%的同一性,表明該序列在BI-1家族中基本保守。使用qRT-PCR監(jiān)測(cè)TaBI-1.1的表達(dá)模式以確定TaBI-1.1在生物和非生物脅迫中可能的作用。TaBI-1.1的表達(dá)在響應(yīng)SA處理時(shí)顯著上調(diào),在響應(yīng)ABA處理時(shí)下調(diào)。 SA處理48小時(shí)后TaBI-1.1表達(dá)達(dá)到8倍高峰(圖1A)。 響應(yīng)ABA處理的下調(diào)水平在8小時(shí)達(dá)到初始水平的約1/5(圖1C)。 響應(yīng)NaCl處理,表達(dá)水平在4小時(shí)后下降,在2小時(shí)稍微增加并且在8小時(shí)后回到其初始水平(圖1B)。 研究者創(chuàng)建了含有1.7kb TaBI-1.1啟動(dòng)子并生成轉(zhuǎn)基因擬南芥的PBI :: GUS融合構(gòu)建體,以研究TaBI-1.1的空間表達(dá)模式。使用GUS染色測(cè)定組織GUS活性。在成熟葉和根中有TaBI-1.1表達(dá),但在下胚軸和幼葉中觀察不到(圖1D)。還檢測(cè)了各種小麥組織中的TaBI-1.1表達(dá)水平,包括根,莖,葉和小穗,結(jié)果表明TaBI-1.1的表達(dá)在這些小麥組織中普遍存在,而且在葉中最高,在小穗中最低(圖1I)。在SA和NaCl處理之后,成熟葉中的表達(dá)與對(duì)照相比增加,并且SA處理的表達(dá)更高。當(dāng)SA和NaCl處理時(shí),在下胚軸中也檢測(cè)到表達(dá)(圖1E,F(xiàn))。在ABA處理的植物的葉子中檢測(cè)到較弱的表達(dá)(圖1G)。通過qRT-PCR進(jìn)一步證實(shí)GUS表達(dá)水平(圖1H)。以上結(jié)果表明,TaBI-1.1在各種脅迫下均有表達(dá)。 圖1. 通過qRT-PCR和GUS染色評(píng)估TaBI-1.1的相應(yīng)表達(dá)模式 2.TaBI-1.1的表達(dá)增強(qiáng)了擬南芥對(duì)Pst DC3000感染的抗性 經(jīng)過Fg和SA處理后表達(dá)上調(diào),假設(shè)TaBI-1.1可能參與生物脅迫反應(yīng)。研究人員在擬南芥中異位表達(dá)TaBI-1.1,在花椰菜花葉病毒(CaMV)35S啟動(dòng)子的控制下驗(yàn)證這一假設(shè)。選擇兩個(gè)TaBI-1.1表達(dá)水平相對(duì)較高的純合株系3和7(35S :: TaBI-1.1#1和35S :: TaBI-1.1#2)用于進(jìn)一步分析(圖2A)。將atbi1-2,Col-0和兩個(gè)轉(zhuǎn)基因品系的四周齡葉子進(jìn)行Pst DC3000感染或10mM...

近年來,學(xué)術(shù)圈掀起一陣?yán)顺薄畛烁咄繙y(cè)序的快車,多組學(xué)輔助研究科學(xué)問題。隨著測(cè)序分析技術(shù)和服務(wù)流程日趨成熟,如何更高效更便捷地獲取數(shù)據(jù),成為群雄逐鹿的賽場。 在這個(gè)風(fēng)起“云”涌的時(shí)代,百邁客云一夫當(dāng)先,于2014年5月開始開放試用。百邁客云集結(jié)可視化數(shù)據(jù)分析APP、個(gè)性化分析小工具、文獻(xiàn)檢索、公共數(shù)據(jù)庫、培訓(xùn)視頻,是科研工作者項(xiàng)目管理一站式平臺(tái)。歷經(jīng)4年的打磨,百邁客云以快速、全面、透明的姿態(tài)再次起航。 ?快速 近期,云分析12個(gè)轉(zhuǎn)錄組樣本最快可在12小時(shí)左右交付結(jié)果。 根據(jù)百邁客研發(fā)團(tuán)隊(duì)最新公布的項(xiàng)目實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出,12個(gè)水稻有參轉(zhuǎn)錄組共81.1G數(shù)據(jù)量,在專業(yè)版賬號(hào)中最快可以12小時(shí)58分交付結(jié)果。無參轉(zhuǎn)錄組分析數(shù)據(jù)表明,在生產(chǎn)賬號(hào)中,山雀(36G)和蚱蜢(62G)最快可在1天16小時(shí)完成分析。 百邁客轉(zhuǎn)錄調(diào)控三大產(chǎn)品云分析極速周期:   產(chǎn)品 云分析極速周期 有參轉(zhuǎn)錄組 12h/12個(gè)樣品 miRNA 12h/12個(gè)樣品 無參轉(zhuǎn)錄組 4d/12個(gè)樣品 全面 1、標(biāo)準(zhǔn)分析APP+個(gè)性化分析+72款免費(fèi)小工具 標(biāo)準(zhǔn)分析功能可一鍵式操作獲得結(jié)題報(bào)告,個(gè)性化分析功能可自定義參數(shù)方案,并支持界面式數(shù)據(jù)挖掘。小工具可覆蓋各種組學(xué)分析,圖形化操作界面和高效的運(yùn)算能力讓使用更簡便、分析更快速、參數(shù)更透明。 目前百邁客云已經(jīng)上線多款A(yù)PP,轉(zhuǎn)錄調(diào)控的真核有(無)參轉(zhuǎn)錄組、小RNA 、lncRNA已在云上穩(wěn)定運(yùn)行,結(jié)果可實(shí)現(xiàn)交互,后續(xù)還將擴(kuò)展到更多的產(chǎn)品! 標(biāo)準(zhǔn)分析 個(gè)性化分析 免費(fèi)小工具 數(shù)據(jù)質(zhì)控 基因檢索 熱圖 文庫質(zhì)量評(píng)估 韋恩圖 韋恩圖 參考基因組比對(duì)/轉(zhuǎn)錄本組裝 聚類熱圖 注釋分類圖 表達(dá)量分析 蛋白互作網(wǎng)絡(luò) 箱線圖 基因結(jié)構(gòu)分析(SNP、INDEL、AS、CDS、SSR、新基因) WGCNA 散點(diǎn)圖 相關(guān)性分析 轉(zhuǎn)錄因子預(yù)測(cè) FASTA文件提取、合并、切分、統(tǒng)計(jì) 差異基因篩選 目標(biāo)基因集篩選及繪圖 ...

棉花是世界上最重要的經(jīng)濟(jì)作物之一,在2018年5月8日中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所所長李付廣研究員、武漢大學(xué)朱玉賢院士、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所杜雄明研究員、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所所長黃三文研究員、林濤博士與北京百邁客生物科技有限公司關(guān)于亞洲棉的合作成果發(fā)表在Nature Genetics上,論文題目為“Resequencing of 243 diploid cotton accessions based on an updated A genome identifies the genetic basis of key agronomic traits”。該研究以全新亞洲棉基因組為基礎(chǔ),增加遺傳進(jìn)化和GWAS研究,對(duì)棉的品質(zhì)、產(chǎn)量、抗病等重要農(nóng)藝性狀進(jìn)行研究。其中朱玉賢院士與李付廣研究員為通訊作者,杜雄明研究員為第一作者。 以下為文獻(xiàn)詳細(xì)解讀: 英文題目:Sequencing of 243 diploid cotton accessions based on an updated A genome identifies the genetic basis of key agronomic traits. 中文題目:以更新的亞洲棉A基因組為基礎(chǔ)的243份二倍體棉花的重要農(nóng)藝性狀的研究 1. 摘要: 亞洲棉(Gossypium arboreum)和草棉(Gossypium herbaceum)的祖先是現(xiàn)代栽培異源四倍體棉花A亞基因組的供體。本研究中通過整合了不同的技術(shù),提升了亞洲棉的基因組組裝水平;同時(shí)對(duì)243株二倍體棉花(亞洲棉和草棉)進(jìn)行全基因組重測(cè)序分析,繪制基因組變異圖譜,并發(fā)現(xiàn)亞洲棉和草棉(A)與雷蒙德氏棉(D)同時(shí)進(jìn)行了分化;單獨(dú)的對(duì)亞洲棉分析表明亞洲棉起源于中國南部,隨后被引入長江和黃河地區(qū),大多數(shù)具有馴化相關(guān)特性的種質(zhì)都經(jīng)歷了地理隔離;通過亞洲棉的全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS),鑒定了亞洲棉11個(gè)重要農(nóng)藝性狀的98個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn),GaKASIII的非同義替換(半胱氨酸/精氨酸替換)使得棉籽中的脂肪酸組成(C16:0和C16:1)發(fā)生了變化;棉花枯萎病抗性與GaGSTF9基因的表達(dá)激活相關(guān)。本研究對(duì)理解棉花A亞基因組的進(jìn)化具有重要的意義。 2. 研究背景: 棉花是世界上最重要的商業(yè)作物之一,同時(shí)也是研究植物多倍化的有價(jià)值的資源。亞洲棉最可能在馬達(dá)加斯加或印度河流域文明(巴基斯坦摩亨佐達(dá)羅)開始馴化,隨后分散到非洲和亞洲一些地區(qū)。亞洲棉最初在1000多年前作為觀賞植物引入中國。當(dāng)?shù)胤降霓r(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)和人類選擇影響的過程中,中國的Gossypium arboreum形成了獨(dú)特的地理種群,稱之為“sinense...

今天,百邁客9周歲啦! 9年來,我們不斷創(chuàng)新、持續(xù)發(fā)展…從幾人的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)到如今500多名員工的龐大隊(duì)伍;從簡單的實(shí)驗(yàn)設(shè)施到如今國際領(lǐng)先的分子實(shí)驗(yàn)平臺(tái);從單一的科研、測(cè)序服務(wù)到如今多層次、多選擇的高通量測(cè)序平臺(tái)以及面向生物大數(shù)據(jù)分析的開放云平臺(tái)。 9年來,我們碩果累累…先后在《Nature Genetics》、《Nature Communications》、《PNAS》、《Nature》、《Plant Cell》等國際頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文上千篇,SCI物種論文達(dá)100多種,影響因子累計(jì)3000+,此外獲得國家授權(quán)發(fā)明專利23項(xiàng)和150余項(xiàng)軟件著作,多項(xiàng)經(jīng)營指標(biāo)連續(xù)多年保持100%以上增長率。 一路走來,是各位新老朋友的信任與支持,堅(jiān)定了我們陪伴您探索世界的信念!值此,百邁客9周年之際,感恩回饋新老朋友!即日起至6月30日,免費(fèi)、優(yōu)惠、折上折送不停! 掃下方二維碼參與活動(dòng),更有幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤精美禮品哦~ 一等獎(jiǎng)10名: 100元生信圖書大禮包一個(gè) 二等獎(jiǎng)30名:精品水杯一個(gè) 三等獎(jiǎng)50名:便利貼粘貼板一個(gè)     [button size='medium' style='' text='立即免費(fèi)申請(qǐng)' icon='' icon_color='' link='http://host.convertlab.com/page/2001404886074145149/5ccca19211d746f88faa3b6fce4ebc33' target='_self' color='' hover_color='' border_color='' hover_border_color='' background_color='' hover_background_color='' font_style='' font_weight='' text_align='' margin='']   百邁客與您一同 借助基因科技力量,為世界探索新可能!     ...

Enteric dysbiosis-linked gut barrier disruption triggers?early renal injury induced by chronic high salt feeding?in mice ? 發(fā)表雜志:Experimental & Molecular Medicine 影響因子:5.063 PMID:28857085   前言 高血壓的患病率不斷增加,正在成為世界范圍內(nèi)的主要公共衛(wèi)生問題,但是高血壓的發(fā)病機(jī)制還不完全清楚。 腎損傷和功能障礙可能是導(dǎo)致血壓升高的主要原因之一,一些證據(jù)表明 鹽攝取能夠上調(diào)細(xì)胞因子的表達(dá)并增加腎臟損傷,但高鹽(HS)攝入與腎損傷發(fā)展之間的關(guān)系尚不清楚。本文研究人員用HS水喂養(yǎng)小鼠持續(xù)8周,并研究由此產(chǎn)生的腸道病理生理變化及其對(duì)早期腎臟異常的影響。   材料和方法 使用6至8周齡的雄性特異性無病原體C57BL / 6小鼠。根據(jù)處理方法分為:對(duì)照組(飲用水),HS實(shí)驗(yàn)組(飲用水+ NaCl,8周),抗生素實(shí)驗(yàn)組(飲用水+ NaCl+多粘菌素B+新霉素,8周)。 分析內(nèi)容如下:1.微生物分析;2.組織分析;3.基因表達(dá)分析,RNA-Seq使用百邁客BioMarker Technologies(Beijing,China)Illumina HiSeq 2500平臺(tái);4.蛋白質(zhì)表達(dá)和生化分析;5.FD-4滲透性實(shí)驗(yàn);6.糞便微生物群移植(FMT);7.統(tǒng)計(jì)分析   分析結(jié)果 1.慢性高鹽攝入導(dǎo)致腸道生態(tài)失調(diào) 首先,研究人員檢查HS攝入是否會(huì)影響腸道細(xì)菌。慢性HS喂養(yǎng)后,盲腸中的總細(xì)菌負(fù)荷略有下降,但無顯著變化(圖1a)。慢性HS喂養(yǎng)后,回腸上皮(圖1b)和結(jié)腸腔內(nèi)(圖1b)的細(xì)菌負(fù)荷也降低。慢性HS處理顯著降低厚壁菌門和提高擬桿菌的水平,這表明細(xì)菌組合物在HS攝入后發(fā)生改變。 圖1. 慢性高鹽喂養(yǎng)減少腸內(nèi)的細(xì)菌負(fù)荷 為了研究HS攝入如何影響腸道微環(huán)境,研究人員將HS組的細(xì)菌組成與對(duì)照組相比,在HS處理后,盲腸中Actinobacteria,F(xiàn)irmicutes和Bacteroidetes在門水平和Actinobacteria以及Clostridia和Bacteroidia的百分比顯著不同。unweighted uniFrac分析結(jié)果顯示HS和對(duì)照組分別聚集(圖2b)。進(jìn)一步分析顯示,HS和對(duì)照組在回腸粘液層分別聚集(圖2c),而對(duì)照組和HS組形成兩個(gè)聚類,分離趨勢(shì)明顯在結(jié)腸粘液層(圖2d)。研究結(jié)果表明,慢性HS喂養(yǎng)可能導(dǎo)致腸道生態(tài)失調(diào),細(xì)菌計(jì)數(shù)和微環(huán)境組成的變化也證明了這一點(diǎn)。 圖2. 慢性高鹽喂養(yǎng)引起腸道生態(tài)失調(diào) 2.慢性高鹽喂養(yǎng)導(dǎo)致消化道反應(yīng)受損的腸道異常 腸道生態(tài)失調(diào)通常與腸道病理生理學(xué)的改變有關(guān),研究人員檢查了慢性HS喂養(yǎng)對(duì)腸道變化的影響。在對(duì)照組和HS-喂養(yǎng)組小鼠的回腸和結(jié)腸上皮細(xì)胞形態(tài)沒有差異(圖3a)。此外,通過TUNEL和ki67染色鑒定的相似數(shù)量凋亡和增殖細(xì)胞表明,慢性HS喂養(yǎng)不影響腸道中的細(xì)胞死亡(圖3a)。然而,研究人員發(fā)現(xiàn)炎癥標(biāo)志物表達(dá)被慢性HS攝入顯著改變。特別是,Ccl4,Ccl5和Ifn-γ在HS小鼠的回腸中表現(xiàn)出更高的mRNA水平(圖3b)。 IFN-γ免疫組織化學(xué)在回腸中的結(jié)果證實(shí)了基因表達(dá)數(shù)據(jù)(圖3c)。由于TLR家族蛋白和Nf-κB是參與病原體相關(guān)免疫應(yīng)答的主要分子,進(jìn)一步評(píng)估TLR家族和Nf-κB基因表達(dá),發(fā)現(xiàn)TLR2,TLR3和TLR5mRNA水平在回腸中趨于更高(圖3d)。同時(shí),HS處理后IRF7,GATA3和NFKB2的表達(dá)顯著上調(diào)(圖3e)。此外,HS喂養(yǎng)后白細(xì)胞中CD38的表達(dá)在回腸中升高(圖3f)。然后通過RNA測(cè)序進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析,并比較涉及“細(xì)胞因子 - 細(xì)胞因子受體相互作用”,“ NF-κB信號(hào)通路“和”Toll樣受體信號(hào)通路“。在回腸和結(jié)腸中,兩組之間許多基因的表達(dá)是不同的。總的來說,這些數(shù)據(jù)表明慢性HS攝入導(dǎo)致腸炎癥反應(yīng)中斷。 圖3. 慢性高鹽喂養(yǎng)與腸道炎癥反應(yīng)中斷有關(guān) 3.慢性高鹽攝入導(dǎo)致腸屏障功能喪失并促進(jìn)細(xì)菌易位進(jìn)入腎臟 腸道免疫反應(yīng)受損始終與腸道屏障功能障礙有關(guān),研究人員研究了HS的攝入如何影響腸道屏障功能。HS攝入顯著降低了tjp-1,tjp-2,claudin-1,claudin-7和claudin-8基因的表達(dá)(圖4a)。 此外,與對(duì)照小鼠相比,HS攝入后,回腸和結(jié)腸中屏障形成的緊密連接ZO-1蛋白水平和結(jié)腸中的Occludin蛋白水平顯示出較低的趨勢(shì)(圖4c和d)。 另一方面,在HS喂養(yǎng)回腸和結(jié)腸后,成孔緊密連接蛋白Claudin-2蛋白水平顯著較高(圖4c和d)。這些數(shù)據(jù)清楚地表明腸道腸道屏障被慢性HS攝入所破壞。 腸道通透性增加可能導(dǎo)致腸道細(xì)菌或細(xì)菌產(chǎn)物易位至腸外組織。通過使用16s PCR來識(shí)別細(xì)菌DNA,檢測(cè)到腎臟,肝臟和脾臟中的細(xì)菌移位。有趣的是,慢性HS攝入特異性促進(jìn)了細(xì)菌移位進(jìn)入腎臟,但不能進(jìn)入肝臟或脾臟(圖4e)。進(jìn)一步分析了腎細(xì)菌,發(fā)現(xiàn)與基于LEfSe測(cè)量的對(duì)照相比,屬于腸道細(xì)菌的桿菌被發(fā)現(xiàn)在HS處理的腎中富集(圖4f)。特別是,與對(duì)照動(dòng)物的腎臟相比,在HS喂養(yǎng)的腎臟中,芽孢桿菌和Planomicrobium的水平分別增加2.6倍和8.7倍。這些結(jié)果表明慢性HS攝入可以促進(jìn)某些細(xì)菌的易位。該數(shù)據(jù)清楚地表明HS喂養(yǎng)與腸道屏障破壞和腸道細(xì)菌易位進(jìn)入腎臟有關(guān)。 圖4. 慢性高鹽喂養(yǎng)導(dǎo)致腸道屏障功能障礙并促進(jìn)細(xì)菌移位進(jìn)入腎臟 4.慢性高鹽喂養(yǎng)相關(guān)的腸屏障破壞和腎損傷取決于腸道微生物群 為了進(jìn)一步闡明HS攝入后腸道生態(tài)失調(diào)和腎損傷之間的關(guān)系,給小鼠喂養(yǎng)多粘菌素B和新霉素??股亟o藥確實(shí)恢復(fù)了HS飼喂誘導(dǎo)的回腸Ifn-γ過表達(dá),通過糞便白蛋白和FD-4滲透監(jiān)測(cè)腸道泄漏,以及通過血漿內(nèi)毒素水平和腎臟16s / 18s比率監(jiān)測(cè)的細(xì)菌移位,通過尿和血漿Na +濃度測(cè)量,抗生素不改變鈉負(fù)荷(圖5a)。雖然8周HS喂養(yǎng)并未引起纖維化等進(jìn)展性腎損傷,但由col1a1 mRNA水平監(jiān)測(cè)(圖5b),HS喂養(yǎng)增加了血漿肌酐水平。更重要的是,與對(duì)照組小鼠相比,HS-喂養(yǎng)小鼠腎功能障礙的主要標(biāo)志物尿白蛋白/肌酐比率顯著增加,抗生素治療幾乎可以完全恢復(fù)腎功能(圖5d)。另外,TUNEL染色顯示抗生素施用可以降低HS誘導(dǎo)的凋亡細(xì)胞的升高(圖5e和f)??傊?,該數(shù)據(jù)表明,抗生素治療能夠改善腸道滲漏和HS喂養(yǎng)引起的早期腎損傷。 圖5. 抗生素改善慢性高鹽喂養(yǎng)引起的早期腎損傷 5.慢性高鹽喂養(yǎng)引起的收縮壓升高取決于腸道微生物群 慢性HS喂養(yǎng)可能導(dǎo)致動(dòng)脈壓升高,并且研究人員還檢測(cè)到抗生素如何影響這種進(jìn)展。 如圖6所示,雖然HS處理的小鼠的DBP和平均血壓沒有增加,但是慢性HS喂養(yǎng)后SBP明顯升高。...

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