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关键词： 发育迟缓   智力障碍   Trio-WES   单基因变异   CNVs   生物信息学分析   基因突变位点-临床特征关联分析  

摘要： 目的:利用三人家系-全外显子组检测技术(Trio Whole Exome Sequencing,Trio-WES)对140例发育迟缓(Developmental Delay,DD)/智力障碍(Intellectual Disability,ID)的患儿核心家系进行病因学研究及遗传学分析。以致病/可能致病的单基因变异和染色体拷贝数变异(Copy Number Variations,CNVs)分析结果和相应临床特征作为参考,寻找相对高频的致病基因、未报道的突变位点和可能致病的候选基因,明确致病原因,丰富DD/ID的基因谱和表型谱。对阳性突变位点的遗传方式、未报道位点的生信分析和基因突变位点-临床特征的关联性进行分析讨论,进一步明确致病基因突变位点和DD/ID累及不同系统脏器的相关性,提高病因学认知,促进临床医生及研究人员在以数据挖掘和基础科研为导向的对未报道变异进行联合性生信分析和提出更加有效的分子诊断和个体化治疗方案,为其家庭再次生育及产前诊断提供遗传学依据,还能为山西省DD/ID致病基因突变位点及相关表型分布情况的完善提供研究基础,对山西省出生缺陷防控及提高出生人口素质有重要指导意义。方法:收集从2019年到2022年在山西省儿童医院(山西省妇幼保健院)诊断为DD/ID、并已做过核型分析的患儿的临床资料(包括基本信息,临床特征,遗传学资料等);收集患者外周血进行Trio-WES检测和Sanger测序,并通过国家人类遗传资源共享服务平台和智因东方遗传疾病分析云平台对其检测结果进行数据分析;利用Clin Var、HGMD、OMIM、DGV等数据库对Trio-WES检测结果进行变异位点分析,依据ACMG指南评估单基因变异和CNVs的致病性,并通过Pub Med数据库检索相关的报道文献;通过Uniprot、Clustal Omega等分析突变点在不同物种间的保守性,利用SIFT、Poly Phen-2等软件对部分未报道的致病基因突变位点进行蛋白危害性预测,并进一步利用Swiss、Phyre2等软件预测蛋白高级结构改变情况。对检测出的致病基因变异位点及相关临床特征进行关联性分析,并随访具有阳性突变位点患儿的家庭再次生育情况。结果:利用Trio-WES检测140例DD/ID患儿,结果为致病性(Pathogenicity,P)或可能致病性(Likely Pathogenicity,LP)变异的有75例,包括65例单基因变异患者(其中1例为数据回顾性分析后诊断为致病性变异的患者)和10例CNVs患者,总体阳性检出率为53.57%(75/140)。在65例单基因变异患者中,检测出56个致病基因的77个P/LP突变位点,包括数据回顾性分析确定了CUL3基因1个致病性突变位点与DD的相关性,另外致病性基因检出相对高频的是PAH、FOXG1、CTNNB1、POGZ和SHANK3,频率最高的2个基因为PAH和FOXG1。在10例CNVs患者中,检测出11个P/LP的CNVs,包括2个重复,1个纯合缺失和8个杂合缺失,这些CNVs的大小从单个外显子的1.25Kb到大片段的4.79Mb,其中8个CNVs长度小于1Mb和3个CNVs大于1Mb。根据孟德尔遗传方式分类65例单基因变异患者,结果是AD:40例;AR:15例;XD:3例;XR:7例。根据突变位点的来源将77个突变位点进行分类,40个位点为新发(de nove)变异,37个位点为父源/母源性突变,随访得知有11个家系已做产前诊断或体外受精-胚胎移植(In vitro fertilization embryo transfer,IVF-ET)植入前诊断。并且经查询Clin Var等数据库发现这77个突变位点中有37个为未报道的位点,并对IARS1和SPATA5未报道的复合杂合变异位点进行生信分析明确了致病性。对75例患者进行基因突变位点-临床特征关联分析,发现DD/ID合并系统异常的检出率比单纯DD/ID的更高,常累及的系统为神经、肌肉骨骼、头颈部和泌尿生殖等。DD/ID患者除了常见的身材矮小和运动/语言发育迟缓等临床特征外,在检测出阳性的各系统中,还以癫痫、颅脑MRI提示异常、步态异常、肌张力减退和特殊面容等较为常见。此外,在累及的系统中,检测出的P/LP突变位点以AD、XR、AR为遗传方式和P/LP的CNVs较为常见,其中代谢以AR和免疫系统以CNVs最为常见。值得注意的是,经查询OMIM数据库发现,目前ATP8A2和CTBP1致病基因未收录癫痫表型,FRMPD4、SHANK3和UBE3B基因未收录步态异常表型,TBL1XR1基因未收录隐睾表型。结论:本研究Trio-WES在140例DD/ID患者中的检出率为53.57%,包含65例单基因变异和10例CNVs,其中有2例小于10Kb的CNVs能被识

关键词： 中间偃麦草   普通小麦   杂种后代   选育   原位杂交  

摘要： 中间偃麦草(Thinopyrum intermedium,2n=6x=42,JJJJSt St或EEEESt St)是小麦重要的近缘植物之一,拥有出色的抗病、耐寒、耐旱、耐盐碱等特性,具有很强的环境适应能力。利用远缘杂交将中间偃麦草的优异基因导入普通小麦中,可以创造小麦新的变异类型、扩宽小麦遗传基础、提高小麦各方面的适应能力、改良小麦的品质,是创新小麦育种资源的重要方向之一。本研究综合利用形态学观察以及GISH、FISH、SDS-PAGE等技术,对14个小偃麦衍生系及亲本材料进行农艺性状、染色体核型以及HMW-GS组成等方面的分析,从中筛选出综合性状优良且遗传基础稳定的小偃麦衍生系材料,为其后续的有效利用提供依据。主要结果如下:(1)明确了14个小偃麦种质系的农艺性状特点,其中7个小偃麦衍生系种质W281、W282、W283、W284、W287、W288、W290的田间性状表现良好,可作为优异种质资源用于小麦遗传改良。(2)利用分子细胞遗传学技术,明确小偃麦W277和W279为双体异附加系,并推断二者均附加了1对1St-J外源染色体。二者之间存在FISH带型差异,主要分布在3A、4A、2B、7B等染色体上,由此导致株高、穗长等主要农艺性状不同。因此,说明它们是不同的异附加系。结果表明6个小偃麦W285、W286、W287、W288、W289、W290为小麦-中间偃麦草渐渗系。虽然在GISH中无明显外源信号,但与双亲的FISH核型均存在差异,推测是由于中间偃麦草外源染色体片段的渗入导致。其余6个种质材料W278、W280、W281、W282、W283、W284为1RS·1BL易位系。(3)利用SDS-PAGE分析了不同种质材料的HMW-GS组成,种质W278和W280的HMW-GS组成为(1,14+15,5+10),W277、W279和W281的HMW-GS组成为(1,7+9,2+12)。其中,W278和W280的5个亚基均为优质亚基,可作为携带优质HMW-GS的种质资源应用于小麦育种,改善小麦品质。

关键词： Computational tools   Genomics   Quantitative trait loci   Principal component analysis   Prediction models  

摘要： Recent advances in array-based and sequencing-based technologies have enabled genome-wide profiling of gene expression and various epigenetic markers. Extracting valuable biological information from different omics data types requires the development of new computational and statistical methods. My dissertation centers around developing statistical methods and analyzing diverse omics data types. In this dissertation, we propose several effective and efficient statistical and computational methods to address critical biological problems encountered in distinct genomics fields including spatial transcriptomics, single cell, and bulk RNA-seq studies. In addition, we have conducted two large-scale comprehensive quantitative trait loci (QTL) mapping studies in African Americans from the GENOA study, to carefully examine how inherited genetic variation affects local gene expression and DNA methylation in a population that is under-represented in genetic studies. In Chapter II, we focus on data collected from various spatial transcriptomic technologies and developed a method called SpatialPCA for spatially aware dimension reduction in spatial transcriptomics. SpatialPCA builds upon the probabilistic version of principal component analysis (PCA), incorporates additional localization information as input, and explicitly models the spatial correlation structure across tissue locations using a kernel matrix. SpatialPCA can extract a low-dimensional representation of the spatial transcriptomics data with enriched biological signals and preserved spatial correlation structure, thereby making a large number of computational tools previously developed in single-cell RNA-seq studies available for customized and novel analysis in spatial transcriptomics. We demonstrate the advantages of SpatialPCA through spatial transcriptomics visualization, spatial domain detection, spatial trajectory inference on the tissue, and high-resolution spatial map reconstruction. In Chapter III, we conn

关键词： Hyper-parameters   Sentiment classifications   Electroencephalogram   Sentiment analysis  

摘要： This research aims to revolutionize electroencephalogram (EEG) analysis by proposing and developing an innovative method for sentiment classification, introducing the groundbreaking "Optimized Chat Generative Pre-training EEG to Sentiment Classification (OGPTSC)." This novel approach harnesses the power of Generative Pre-training (GPT2) as the vocabulary language model while utilizing an intelligent hyper-parameter selection method to fine-tune and optimize the model's performance. Extensive testing is conducted on a widely recognized dataset to evaluate the OGPTSC's prowess, demonstrating its exceptional capabilities in sentiment classification. Notably, this research extends its scrutiny beyond the OGPTSC by applying the same hyper-parameter selection technique to well-established models such as BERT, BART, and Multi-Layer Perceptions, thus enhancing these models' overall reliability and generalizability.A key innovation of this research lies in improving model structure through a comprehensive tuning process. This process dynamically adapts the models' configurations by strategically leveraging classification loss and error during training. As a result, the refined models exhibit unprecedented levels of accuracy and robustness. The outcomes of the experiments vividly portray the superiority of the OGPTSC model over existing approaches that utilized the same dataset and techniques (BERT Model, BART Model, and Multi-Layer Perceptions). The OGPTSC's exceptional performance in sentiment classification firmly establishes it as a groundbreaking solution, surpassing previous benchmarks and setting a new standard in EEG analysis and sentiment ***, the optimized versions of the renowned BERT Model, BART Model, and Multi-Layer Perceptions also showcase remarkable improvements over their predecessors. These enhancements solidify their positions as formidable contenders in the sentiment classification domain, providing researchers and practitioners wit

关键词： 初诊多发性骨髓瘤   FISH检测   mSMART危险分层   预后  

摘要： 目的:探讨初诊多发性骨髓瘤（MM）患者的临床特征、FISH检测结果、m SMART分层与预后的相关性。方法:回顾性分析2018年5月至2022年5月山西省人民医院68例初诊MM患者的临床病历资料,采用荧光原位杂交（FISH）法检测染色体异常,用x2检验比较不同m SMART危险分层与初诊MM患者的基本临床特征的关系,用Kaplan-Meier法绘制MM患者的生存曲线,采用log-rank法比较不同异常染色体的总生存期（OS）之间的相关性,采用COX回归分析影响初诊MM患者预后的危险因素。结果:1.临床特征:68例初诊MM患者中男性38例（55.9%）,女性30例（44.1%）,中位年龄65（40～82）岁;DS分期:Ⅲ期60例,Ⅱ期8例,I期0例;R-ISS分期:Ⅲ期19例,Ⅱ期49例,Ⅰ期0例;按照m SMART 3.0危险分层分组,其中高危组32例,标危组36例。***检测结果:68例初诊MM患者FISH检测结果显示染色体异常者占67.6%（46/68）,其中1q21扩增占30.9%（21/68）、13q14缺失占19.1%（13/68）、p53缺失占8.9%（6/68）、Ig H重排占48.5%（33/68）。3.不同m SMART危险分层患者与临床病理特征相关性:高危组与标危组患者间在DS分期、血红蛋白、乳酸脱氢酶等差异有统计学意义（P<0.05）,但在性别、年龄、M蛋白类型、β2微球蛋白、血清白蛋白、球蛋白、肌酐、M蛋白比例、浆细胞比例等差异无统计学意义（P>0.05）。4.不同FISH检测结果在初诊MM患者中的生存分析:m SMART分层高危组比标危组OS短,差异有统计学意义（P=0.009）;与1q21扩增阴性、p53缺失阴性组相比,1q21扩增阳性组、p53缺失阳性组有更短OS,差异有统计学意义（P=0.039,P<0.001）;IGH重排阳性组、13q14阳性组与阴性组相比无明显统计学差异,（P=0.338,P=0.931）。5.初诊MM患者预后分析:m SMART分层、1q21扩增、p53缺失、血红蛋白、乳酸脱氢酶等是初诊MM患者预后不良的影响因素,p53缺失、乳酸脱氢酶升高是影响MM患者生存的独立危险因素。结论:FISH检测的细胞遗传学异常是影响MM预后的重要因素,p53缺失、乳酸脱氢酶升高是影响MM患者生存的独立危险因素,可以将P53缺失作为MM评估预后以及治疗的靶点,是MM研究的热点方向之一。

关键词： 非酒精性脂肪肝   全基因组测序   RAB7B   袖状胃切除手术   2型糖尿病   葡萄糖代谢   FBXO2   PI3K-AKT通路  

摘要： 研究目的非酒精性脂肪性肝病(Non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是一种临床上十分常见的疾病,近年来伴随着人们饮食和运动方式改变,这一疾病的发病率成效显明新鲜的上升趋势,在全球范围内,NAFLD的发病率约为25%左右,而在我国该疾病的发病率接近30%。临床上非酒精性脂肪性肝病的发生常常伴随肝脏的脂质积累,随着病程的进展,该疾病可发展为非酒精性脂肪肝肝炎(NASH),肝硬化甚至肝细胞癌(HCC)。然而,目前对于该疾病的治疗仍以控制饮食和运动指导为主。对于该疾病目前并没有有效的药物治疗。由于该疾病早期并无明显的临床症状,患者往往不会选择接收治疗,这使得该疾病早期的相关分子机制研究十分缺乏。减重手术术中患者的肝组织活检是患者NAFLD诊断的金标准。结合2代测序技术,NAFLD早期肝脏脂质积累过程中的更多机制得到了揭示。这一过程中的研究将会极大的帮助该疾病的诊断,治疗和预防。近年来减重手术作为一种治疗肥胖及肥胖相关疾病的重要治疗方式在我国迅速发展。袖状胃切除术(sleeve gastrectomy,SG)是我国目前最主要的减重手术手术方式。从机制上讲,SG可通过机械性限制饮食,改变肠道菌群和胆汁酸代谢,调节胃肠道激素分泌等方式改善葡萄糖稳态和增强胰岛素敏感性来显著缓解NAFLD和2型糖尿病(diabetes mellitustype2,T2DM)。然而,这其中的潜在机制仍然难以捉摸。研究方法和结果在本文中我们基于临床患者肝组织标本的全基因组测序研究了 NAFLD早期脂质积累的分子机制。并结合已有研究揭示了减重手术治疗NAFLD患者胰岛素抵抗的潜在分子学机制。具体结果包括以下两个方面。第一部分非酒精性脂肪性肝病表观遗传学改变研究方法我们对12例临床患者的肝组织标本进行了全基因组测序和基因文库建立。这其中包括6例接收减重手术术中肝组织活检的肝组织标本和6例肝血管瘤肝组织切除瘤旁正常肝组织组织标本。对全基因组测序结果中的mRNA部分进行GO,KEGG和GSEA分析观察早期NAFLD患者表观遗传学宏观变化并筛选目的基因。进一步建立NAFLD小鼠模型和体外细胞模型以验证目的基因在该疾病中的作用及具体分子学机制。研究结果在mRNA测序中共检测到30982个基因,其中649个基因上调,178个基因下调。这其中RAB7B被确定为目的基因。RAB7B是一种小的GTPase,在自噬中起着重要作用。本研究旨在确定RAB7B在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)中的作用。发现RAB7B在NAFLD肝脏中上调,在HepG2细胞和HFD小鼠模型中RAB7B的过度表达抑制了LKB1-AMPKα信号通路,激活了 mTOR-PS6K通路,并诱导了过量的脂质积累。此外,RAB7B的过度表达加剧了 MCD饮食小鼠模型中的炎症和纤维化。从机理上讲,我们使用基于Co-IP的质谱(MS/MS)分析和泛素化实验来证明RAB7B和FBXO22之间的结合关系。RAB7B促进FBXO22向LKB1的募集,并增加LKB1的泛素化。这些结果表明,RAB7B是AMPK通路的一种新的调节因子,可加剧NAFLD的肝脏脂质积聚和炎症反应。第二部分减重手术缓解肝脏胰岛素抵抗的作用及机制研究研究方法我们通过高脂饮食构建小鼠肥胖脂肪肝合并胰岛素抵抗动物模型。对小鼠进行SG手术以观察SG对该疾病的治疗作用。进一步使用蛋白免疫印迹,免疫组化和实时定量PCR检测胰岛素受体泛素化关键蛋白FBXO2的表达量改变。进一步使用尾静脉进行小鼠肝脏内FBXO2特异性过表达。通过组织染色切片,口服糖耐量和胰岛素耐量实验评估小鼠葡萄糖代谢情况。以探究SG通过FBXO2改善胰岛素抵抗促进葡萄糖代谢的作用及分子学机制。研究结果通过组织学和血脂分析评估脂质代谢。通过口服葡萄糖耐量(OGTT)和胰岛素耐量试验(ITT)评估葡萄糖代谢。与假手术组相比,SG组显示肝脏脂质积聚和葡萄糖耐量减少,western blot分析显示AMPK和PI3K-AKT通路被激活。FBXO2是E3泛素连接酶家族成员之一并通过泛素化降解肥胖小鼠的胰岛素受体,破坏葡萄糖稳态。对喂养高脂肪饮食(HFD)16周的小鼠进行SG和假手术。SG术后FBXO2的转录和翻译水平降低。FBXO2肝特异性过表达后,SG后观察到的葡萄糖代谢改善被部分逆转;然而,脂肪肝的缓解并未明显受到FBXO2过表达的影响。这表明减重手术FBXO2的下调是及减重手术缓解胰岛素抵抗的重要分子学机制之一,这一结果补充了减重手术治疗胰岛素抵抗的分子学机制。结论***患者肝脏RAB7B表达增加。***7B可以通过下调LKB1-AMPK信号通路从而激活mTOR,NFκB从而引起脂质积累增加和炎症反应激活。***7B增加可以促进FBXO22和LKB1的特

关键词： 医学遗传学  

ISBN: (纸本)9787312054044

摘要： 本书基本涵盖了医学遗传学的所有经典知识，主要包含医学遗传学的科学基础及临床应用、人类基因组、核酸结构与功能、DNA分析、染色体、配子发生等内容。书中还包含人类基因组计划的最新信息，一些新的分子遗传和染色体分析技术，选择在线遗传数据库的建议及最容易、最有效地应用它们的方法等内容。此外，书中还附有自测题、临床实际案例等。

关键词： 扩展多能性   人多能干细胞   表观调控   代谢重构   双向嵌合能力  

摘要： 在哺乳动物的早期胚胎发育不同阶段存在两种不同的细胞类型:多能性(Pluripotency)细胞与全能性(Totipotency)细胞。全能性细胞具有发育为包括胚胎和胚胎外组织在内的整个胚胎的发育潜力;而多能性细胞仅能形成由大多数器官组成的胚胎谱系。两种细胞对应不同的发育时期:在胚胎发育的第一个谱系分化即产生内细胞团和胚外滋养层期间,全能性细胞逐渐失去全能性并转化为多能性。相比多能性状态下建立的胚胎干细胞(ESC)系,更早期的多能性状态一直是科学家们努力探索的方向。2017年邓宏魁教授研究团队通过小分子化合物筛选建立了一种名为“LCDM”的培养体系,可以将传统的小鼠和人类多能性胚胎干细胞培养成为具有“扩展多能性”的干细胞(EPSC),获得的EPSC具有双向嵌合能力,可以产生胚胎组织和包括卵黄囊和胎盘在内的胚外组织。但该体系是基于饲养层细胞建立的,引入了较多的不确定成分,一方面对后续可能的临床应用造成巨大干扰,另一方面也限制了EPSC转化过程中的具体分子机制及其分子特征的研究。由此,本论文试图优化并建立一种无饲养层细胞的“扩展多能性”干细胞培养体系,并在此基础上进一步探究EPSC转化过程中的表观遗传修饰与细胞能量代谢调控机制。本论文首先建立了一种无饲养层细胞的EPSC(即ffEPSC)转化与培养体系,并且在分子特征、嵌合能力、转录组水平上综合评估并确定了ffEPSC的扩展多能性。我们的结果显示,ffEPSC相较于传统的ESC具有更高的胚胎植入前基因的表达和更低的胚胎植入后基因表达;同时人类合子基因组激活基因也在ffEPSC中显著上调;人类内源性逆转录病毒HERVK在ffEPSC中被显著激活。本论文通过单细胞注射入小鼠8-cell胚胎的嵌合实验与畸胎瘤形成实验验证ffEPSC的胚胎与胚胎外谱系双向贡献能力,结果显示ffEPSC在体内无论在嵌合胚胎的囊胚阶段还是E13.5阶段均能发育为表达相应谱系特征标记蛋白的胚胎与胚胎外谱系细胞;自发分化也证明其具有胚胎与胚胎外谱系双向贡献能力;并通过将ffEPSC定向诱导分化至神经前体细胞及胰腺β细胞证明了其体外的多谱系定向分化潜能。本论文进一步探索了ffEPSC的表观遗传和代谢特征。多种组蛋白修饰的比较分析显示,相较于ESC,ffEPSC具有更高的整体H3K27me3修饰水平。但是,在ffEPSC转化过程中,H3K27me3甲基转移酶抑制剂GSK126的加入可以加快ffEPSC的转化进程。进一步的测序分析显示,虽然整体H3K27me3水平在ffEPSC更高,但是ffEPSC中位于编码基因区域的H3K27me3水平却明显低于ESC;尤其是在BMP4位点的H3K27me3在ffEPSC中显著降低,伴随着BMP4的活跃转录。这与BMP4的添加可以促进PSC从Primed状态向Na(?)ve多能性转变的报道一致;我们的结果也显示BMP4的加入可以促进ESC向ffEPSC转化的进程。另外,本论文通过转录组数据分析及Seahorse实验证明ffEPSC和ESC相比发生了代谢重构,具体体现为具有更低的糖酵解水平;进而发现,若对ffEPSC的糖酵解过程进行干扰,对细胞的状态有有利影响,即在ffEPSC培养过程中加入糖酵解抑制剂可以促进ffEPSC的维持。综上,本论文首先建立了一个无需饲养层细胞的培养体系来获得人的ffEPSC,这种细胞具有典型的胚内胚外嵌合的扩展多能性;同时,我们进一步探讨了ffEPSC转换和维持过程中的表观遗传和能量代谢特征及动态,证明了H3K27me3以及糖酵解在扩展多能性转换和维持的重要意义;通过相关的小分子抑制剂,我们进一步优化了ffEPSC的转换和培养体系。我们的研究对扩展多能性细胞的分子调控机制研究和进一步转化应用提供了可能,同时也为不同多能性状态之间的转化过渡提供了新的见解。

关键词： 玉米苗期   耐盐基因   遗传学   分子机制  

摘要： 玉米是重要的粮饲兼用作物之一，也是我国种植面积最大的作物，盐胁迫导致玉米大量减产，严重制约了玉米产业的发展。因此，解析玉米耐盐的遗传学分子机制，培育耐盐玉米新品种，可极大促进玉米产业发展。为此，本研究通过对540份具有广泛变异的玉米自交系进行耐盐性鉴定，筛选耐盐、盐敏感自交系，构建耐盐遗传群体，进行耐盐相关性状的QTL定位，发掘耐盐基因并进行功能解析，探索玉米耐盐的遗传学基础及分子机制，为耐盐玉米新品种培育提供新的思路。主要的研究结果如下：　　（1）对540份玉米自交系在田间盐环境下进行耐盐性鉴定及筛选，筛选鉴定出耐盐自交系3个：NX487、NX388、AS5，盐敏感自交系1个：NX420;对4个自交系的幼苗进行150mM NaCl处理，进一步确认其耐盐性。耐盐自交系在盐胁迫后，其株高、生物量(鲜重)显著高于盐敏感自交系，叶片中Na+含量显著低于盐敏感自交系;4个自交系叶片中Ca2+含量没有显著差异;耐盐自交系AS5叶片K+含量显著高于盐敏感自交系NX420，说明AS5可能与NX487、NX388存在不同的耐盐机制。　　（2）利用转录组测序对4个玉米自交系NX487、NX388、AS5、NX420在盐胁迫下进行转录组分析，4个自交系在150mM NaCl(Salt)、水(Control)处理14d后，分别取同一部位叶片进行转录组分析，NX487、NX388、AS5、NX420在两种处理中分别获得851、1506、3507、2760个差异基因，对这些差异基因进行GO、KEGG分析显示，4个自交系均显著富集到阳离子结合活性、淀粉和蔗糖代谢过程、渗透调节过程，这些结果说明在盐逆境下，阳离子结合过程、淀粉和蔗糖代谢过程、渗透调节过程在玉米耐盐机制中起到了关键的调控作用。　　（3）为研究玉米耐盐的遗传学基础，将三个耐盐自交系分别与盐敏感自交系杂交，构建了三个遗传群体：SA(NX487×NX420)、SB(NX388×NX420)、SC(AS5×NX420)。利用重测序、BSA对SA遗传群体进行分析，在玉米10条染色体上共获得8,577,164个高质量SNP，对这些SNP进行△SNP-index(阈值设为1%)、ED(欧式距离)(Top20)分析，最终获得4个与盐逆境高度相关的SNP，分别位于2号、3号染色体，其中三个SNP位于2号染色体22,245,763-22,245,757区段内，包含一个基因Zm00001d002774，1个SNP位于3号染色体220,055,214-220,062,437区段内，包含一个基因Zm00001d044133，功能注释表明这两个基因为未知功能蛋白，将其分别命名为：ZmBSN1(Zm00001d002774)、ZmBSN2(Zm00001d044133)。　　（4）遗传群体SA的亲本NX487、NX420，在150mM NaCl处理0h、24h、48h、72h后，对ZmBSN1在根、叶中进行转录水平的表达分析，处理24h后在亲本NX420叶片中ZmBSN1的相对表达量为4.87倍，在根中未观察到明显变化;而在亲本NX487中没有发现显著变化。亲本中ZmBSN1的CDS序列分析显示，两个亲本间存在明显的等位变异，推测ZmBSN1在两个亲本的相对表达量的差异可能由这些等位变异引起。利用基因编辑技术获得2个独立的编辑突变体：ZmBSN1Crispr-1、ZmBSN1Crispr-2，在150mM NaCl胁迫14d后，两个突变体的株高显著低于野生型植株，叶片中Na+含量显著高于野生型。亚细胞定位结果显示，ZmBSN1为核胞质定位的蛋白，在玉米幼苗茎、叶组织的维管束细胞、厚壁细胞其转录水平高表达;通过转录组、共表达分析，结果表明，ZmBSN1参与过氧化氢代谢过程。盐逆境下，ZmBSN1可能通过参与过氧化氢代谢过程调控玉米叶片Na+积累。　　（5）利用重测序、BSA对遗传群体SC进行分析，共获得6,516,331个高质量的SNP，分布在玉米的10条染色体上，对这些SNP进行△SNP-index（阈值为Top1%）、ED（欧式距离)(阈值为Top1%）分析，最终获得106个高度相关的SNP，根据这些SNP位点关联到77个基因，这些基因分别与亲本AS5、NX420转录组分析中的差异基因进行交集，获得两个候选基因Zm00001d053925、Zm00001d037181，在亲本中转录水平的表达分析显示，盐胁迫48h后，Zm00001d053925在亲本AS5叶片中相对表达量为48.99倍，显著高于敏感亲本，而Zm00001d037181在根、叶中相对表达量没有明显上升，因此我们将Zm00001d053925作为候选基因，并命名为ZmBTS1。通过三维结构预测发现该蛋白具有5个跨膜结构域，与已知的离子转运蛋白结构相似，因此

关键词： 表观遗传学  

ISBN: (纸本)9787030737892

摘要： 表观遗传学极大地拓宽了人们对于遗传信息流动的认知，是后基因组时代生命科学领域研究的前沿和热点。本书作者均为国内外表观遗传学研究领域一线科研工作者，内容涵盖了表观遗传学的所有重大主题和技术应用：第1～31章梳理了表观遗传的基础知识和概念，纳入了表观遗传领域…新的前沿内容，如环形RNA、lncRNA、NamiRNA、RNA修饰，以及染色质高级结构等；第32～42章为表观遗传在重要生命过程中的应用，包括早期胚胎发育、肿瘤发生发展等重要生理及病理过程；第43～63章为表观遗传核心技术和全新理论解读与应用展望，为研究者提供了详尽的操作方法。