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摘要:后基因组时代，基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等技术应用日趋广泛，功能注释成为生命科学研究的中心任务，多组学整合分析成为全面解析生物学机理的主要手段。本专刊邀请了国内多组学领域的相关专家学者介绍了基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等领域最新进展和应用成果，收录了相关文章28篇，以供从事多组学研究的科研工作者参考。

摘要:随着新一代测序技术、高分辨质谱技术、多组学整合分析方法及数据库的发展，组学技术正从传统的单一组学向多组学技术发展。以多组学驱动的系统生物学研究将带来生命科学研究的新范式。本文简要概述了基因组学、表观基因组学、转录组学，蛋白质组学及代谢组学的进展，重点介绍多组学技术平台的组成和功能，多组学技术的应用现状及在合成生物学及生物医学等领域的应用前景。

摘要:粪菌移植技术（fecal microbiota transplantation，FMT）是利用健康人群的粪便或经过处理的粪便中的微生物来治疗消化、代谢等系统诸多疾病的一项古老而又新兴的技术。宏基因组、培养组等肠道微生物组前沿研究技术的飞速发展，为粪菌移植治疗疾病提供了强有力的研究和临床实践武器。宏基因组技术可全面揭示健康及疾病状态下肠道微生态的组成及功能变化，而培养组学技术则可以用来分离和鉴定人类肠道中的诸多在常规培养条件下未可培养菌，两项技术联用不仅可以使我们更为深入地理解粪菌移植在临床实践中的因果规律，还将有力推动粪菌移植技术在未来的应用与发展。基于此，本文综述了宏基因组及培养组学技术在粪菌移植中的应用及未来发展趋势。

摘要:随着分子生物技术的不断进步，转录组学技术已广泛应用于生物基因表达水平的研究。近年来，针对微生物转录组学的研究技术也在不断发展。在基因层面上，由片段RNA与微生物样本进行互补验证，发展到直接对全长RNA进行测序得到序列信息；在空间上，由传统群体转录组发展到空间、单细胞以及表观等层面的研究。随着转录组学技术在微生物研究领域中的应用，相应的缺陷也逐渐显现并不断被完善。本文主要是对微生物研究方面传统的和新型的转录组学技术进行了总结归纳，为微生物转录组学研究提供参考。

摘要:癌症是一种机制复杂的异质性疾病，需要有针对性的精准医疗策略。精准医疗的发展离不开基因组学的飞速发展，但基因组学在分子表型分析中具有一定的局限性，蛋白质基因组学应运而生。蛋白质基因组学是蛋白质组学和基因组学的融合学科。文中描述了基因组学分析的局限性，强调了蛋白质基因组学的重要性，旨在从蛋白质基因组的视角重新了解精准肿瘤学。此外，还简要介绍了蛋白质基因组学在精准肿瘤学中的应用，对相关的公共数据项目进行了描述，最后，提出了现阶段需要克服的困难。

摘要:热蛋白质组学分析（thermal proteome profiling，TPP）是细胞热漂移测定（cellular thermal shift assay，CETSA）与定量质谱（quantitative mass spectrometry，MS）的结合，所以也称为MS-CETSA。热蛋白质组学分析通过测量不同加热温度下细胞或细胞裂解物中可溶蛋白的含量来确定整个蛋白质组的稳定性。蛋白质可以在与药物或代谢物等小分子、核酸或其他蛋白质相互作用或在翻译后修饰时改变其热稳定性，而热蛋白质组学分析可以根据有无配体结合蛋白质的热稳定性差异来确定靶蛋白。目前热蛋白质组学分析已成功应用于识别药物的靶点和脱靶点，探究蛋白质-代谢物和蛋白质-蛋白质的相互作用。总体上，国内对这个技术的了解仍然欠缺，对此，文中对热蛋白质组学分析的原理、方法、应用以及优势与局限性进行了综述。

摘要:人类头发是以角蛋白和角蛋白相关蛋白为主要成分的天然纤维，是一种可表征一定时间内机体状态的良好生物学样本。头发易采集、低成本、易于运输和存储等优点使其在毒品、酒精及兴奋剂等的检测中具有独特优势。蛋白质组学是一种在整体水平上研究蛋白表达和调控的新兴技术，在生命科学领域应用广泛。蛋白质组学技术可用于不同人群头发蛋白组成及动态变化研究，在寻找疾病标志物、区分个人特质等方面具有巨大潜力。本文从头发的结构及组成、心理压力下头发的变化以及头发蛋白质组学分析技术的研究进展进行了全面综述，对理解头发蛋白质组学表征人体特征以及指导相关研究具有重要意义。

摘要:对磷酸化蛋白质组（phosphoproteome）进行系统深入的研究依赖于高重复性和特异性的磷酸化肽段富集与分离方法。目前发展了多种不同原理的磷酸化肽段富集方法，它们往往具有不同的选择性和特异性，因此，根据不同的研究目的选择最适合的富集方法显得尤为重要。本文综述了基于亲和色谱法（affinity chromatography）、免疫沉淀法（immunoprecipitation）、化学衍生法（chemical derivatization）、色谱法（chromatography）和其他新发展方法的磷酸化肽段富集方法，详细介绍了各自的优缺点及相关的优化与改进策略。此外，还简单介绍了磷酸化肽段富集与预分方法的不同组合的研究进展。

摘要:糖鞘脂（glycosphingolipids，GSLs）广泛存在于各种生物细胞膜的磷脂双分子层中，在维持细胞膜稳定性、调节包括粘附、增殖、凋亡和识别等多种细胞过程方面发挥着重要作用，并参与细胞多种生命活动。除此之外，GSLs与细胞凋亡过程密切相关，肿瘤相关GSLs有望作为恶性肿瘤的诊断标志物和免疫治疗靶点，这些发现对研究细胞凋亡及肿瘤治疗的新方向具有重要意义。因此，本文综述了GSLs介导细胞凋亡及其影响肿瘤细胞发生、发展和转移的最新研究进展，并讨论了GSLs代谢途径及其在肿瘤治疗中的研究现状，以及基于GSLs的靶向治疗策略的发展前景。

摘要:代谢组学（metabolomics）主要是研究生物体、组织、细胞的代谢物组分及检测其动态变化过程，是继基因组和蛋白组学后新兴的一门组学技术。代谢物是细胞调节过程中的最终产物，其水平被视为生物系统对遗传或环境变化的最终反映。通过合适的分析平台，准确定性、定量在复杂的生物中具有化学多样性的次生代谢物是代谢组学的一项重要工作。液相色谱-串联质谱技术（liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS/MS）是代谢物质检测平台最常用的方法，也为植物次生代谢物的广泛应用研究提供了基础。本文主要从植物激素类、叶酸类、黄酮类等次生代谢物方面进行阐述，结合液质联用技术，简要论述不同次生代谢物检测技术的研究进展。

摘要:为了更好地从肠道微生物组中挖掘新的次级代谢产物、了解肠道微生物组编码的抗生素耐药基因和毒力因子情况，本研究基于4 644株人体肠道微生物代表菌的基因组序列，对其编码的次级代谢产物基因簇、抗生素耐药基因和毒力因子进行了预测分析。经antiSMASH预测分析发现，超过60%的代表菌编码至少1个次级代谢产物基因簇，并从8个未可培养菌中发现了8个潜在的新颖次级代谢产物基因簇。人体肠道中的次级代谢产物主要由梭菌纲（Clostridia）、芽孢杆菌纲（Bacilli）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）、拟杆菌纲（Bacteroidia）、放线菌纲（Actinobacteria）和厚壁菌纲（Negativicutes）6类细菌编码的非核糖体多肽合成酶（nonribosomal peptide synthetase，NRPS）、细菌素、芳基多烯类化合物、萜烯、β-丙内酯、NRPS-样蛋白组成。经PathoFact预测分析发现，抗生素耐药基因和毒力因子在代表性菌株中分布广泛，但潜在病原菌编码频率更高。潜在病原菌中编码外膜蛋白、PapC N-端结构域、PapC C-端结构域、肽酶M16失活结构域等分泌型毒素和硝基还原酶家族、AcrB/AcrD/AcrF家族、PLD-样结构域、Cupin结构域、假定溶血素、S24-样肽酶、磷酸转移酶家族、内切核酸酶/外切核酸酶/磷酸酶家族、乙二醛酶/博莱霉素抗性等非分泌型毒素的频率较高。该研究将为进一步从肠道微生物组中挖掘新的微生物天然产物、了解肠道微生物的定殖与感染机制，为肠道微生物相关疾病提供靶向防治策略等奠定基础。

摘要:为探究桃儿七（Sinopodophyllum hexandrum）不同叶绿体基因组特征，本研究以桃儿七5个叶绿体基因组为研究对象，借助生物信息学工具进行基因组图谱构建、重复序列分析、密码子偏好分析、反向重复序列区（inverted repeat，IR）/单拷贝区（single-copy，SC）边界分析、基因组序列比较分析及系统发育分析。结果表明：桃儿七5个叶绿体基因组全长为157 203–157 940 bp，为典型的叶绿体四分体结构，共注释出133–137个基因，说明桃儿七叶绿体基因组具有多样性。桃儿七不同叶绿体基因组简单重复序列（simple sequence repeat，SSR）位点不同，单核苷酸A/T占主要优势，散在重复序列包括正向重复、回文重复和反向重复3类。密码子偏好分析显示有效密码子（effective number of codon，ENc）值为51.14–51.17，密码子偏好性弱，GC与GC3s所占比例小于50%，密码子偏向使用A和U碱基并且以A和U碱基结尾。桃儿七5个叶绿体基因组IR/SC边界和基因组序列均比较保守。系统发育分析结果表明桃儿七和北美桃儿七亲缘关系最近。本研究获取了桃儿七5个叶绿体基因组信息与进化关系，为桃儿七资源开发利用与保护、品种鉴定和遗传进化研究奠定了科学基础。

摘要:多花海棠（Malus floribunda Siebold.）是世界范围内广泛栽培的苹果属物种，具有较高的观赏价值和育种意义。对其进行叶绿体基因组比较分析，有利于完善苹果属系统进化以及种质利用的研究内容。基于全基因组测序数据，组装获得一个完整的具有四分体结构的多花海棠叶绿体基因组。该基因组包括大单拷贝区（88 142 bp）、反向重复区B （26 353 bp）、小单拷贝区（19 189 bp）与反向重复区A （26 353 bp），共计160 037 bp。多花海棠叶绿体全基因组共注释到111个基因，包括78个蛋白编码基因、29个tRNA基因和4个rRNA基因。此外，在其基因组中识别到大量的重复序列，与三叶海棠和变叶海棠略有差异。通过计算相对同义密码子使用度，发现其高频密码子共30种，并且密码子具有偏向A/T结尾的使用模式。种间序列比对、边界分析的结果表明，大单拷贝区序列变异较大，8种苹果属植物SC区与IR区扩张收缩情况整体上较为相似。基于叶绿体基因组序列的系统进化分析，将多花海棠、湖北海棠和变叶海棠聚为一类。多花海棠叶绿体基因组的研究可为今后遗传标记开发与种质资源利用等提供数据支持。

摘要:磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxykinase，PEPC）家族蛋白普遍存在各种植物中，在光合碳同化过程中起到重要作用，同时具有多种非光合生物学功能，但PEPC基因在苹果（Malus domestica Borkh.）中尚未研究报道。本研究以苹果新基因组数据为基础，利用生物信息学方法对苹果PEPC家族成员（the members of apple PEPC family，MdPEPC）进行鉴定，并对其在不同组织中的表达谱以及去顶和细胞分裂素噻重氮苯基脲（thidazuron，TDZ）处理后苹果腋芽转录组中的表达模式进行分析，以期探究MdPEPC基因在参与苹果腋芽萌发中的作用。结果表明，苹果MdPEPC家族共有6个成员，分布于6条不同的染色体上，且理化特征较为相似；系统进化树及序列比对分析显示其可分为2个亚组（Group Ⅰ和Group Ⅱ），其中Ⅰ组含4个MdPEPC家族成员，属于植物型PEPCs，而MdPEPC4和MdPEPC5则与拟南芥细菌型AtPPC4聚类到Ⅱ组；共线性分析表明，MdPEPC成员之间不存在串联重复，含7对片段重复；顺式作用元件分析显示，MdPEPC家族成员不仅受光和逆境等影响，还受多种激素综合调控；表达谱显示，除MdPEPC4和MdPEPC5外，其他植物型MdPEPC在不同组织中均有表达。转录组数据分析表明，去顶和TDZ处理后MdPEPC1和MdPEPC3表达量上调，而MdPEPC2则在处理后48 h明显下调表达。综上所述，本研究通过对苹果MdPEPC家族的鉴定和分析，筛选出MdPEPC1、MdPEPC2和MdPEPC3作为调控苹果腋芽萌发的候选基因，以便后期对其进行深入研究。

摘要:萜烯合成酶（terpene synthase，TPS）能催化不同的前体物质生成不同的萜类化合物，是合成萜类物质的关键酶。为探究杜鹃花TPS基因家族成员在萜类物质代谢过程中的表达模式，本文基于杜鹃花基因组数据库，利用生物信息学方法对杜鹃花TPS基因（TPS）进行家族成员鉴定；通过云锦杜鹃和诺娃杜鹃两种不同种高山杜鹃的转录组测序结果，结合qRT-PCR、顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术，分析两种杜鹃不同发育时期花瓣中TPS家族成员表达水平和代谢物含量变化关系。结果表明，从杜鹃花基因组数据库中共鉴定获得47个RsTPS成员，RsTPS家族成员长度在591-2 634 bp之间，含有3-12个外显子不等，编码196-877个氨基酸；RsTPS家族成员主要分布在叶绿体和细胞质；系统进化分析结果显示RsTPS基因分为5个亚组。通过分析转录组数据得到7个功能注释为TPS的基因家族成员，发现TPS1、TPS10、TPS12和TPS13的表达量在4个时期中呈现出先上升，到盛开期达到顶峰后再下降的趋势。对基因表达量变化与萜类物质含量变化进行相关性分析，发现TPS1、TPS4、TPS9、TPS10、TPS12和TPS13表达量与云锦杜鹃不同时期花瓣中萜类物质含量变化呈显著性正相关，推测这6个基因家族成员可能是参与云锦杜鹃花香调控的关键基因。

摘要:肌醇半乳糖苷合成酶（galactinol synthase，GolS）是棉子糖家族寡糖（raffinose family oligosaccharides，RFOs）生物合成途径中的关键酶，在植物对非生物胁迫的反应中发挥重要作用。然而，关于大豆（Glycine max）GolS基因家族成员的分子结构特征还未见研究报道。本研究在全基因组水平上鉴定了6个大豆GolS基因家族成员，并对其理化性质、染色体定位、进化关系、基因结构、保守基序、二级结构、三级结构、组织特异性表达模式以及盐和干旱胁迫下的表达量进行了分析。结果表明：6个大豆GolS基因不均匀地分布在4条染色体上，6个大豆GolS蛋白的等电点为5.45-6.08，分子量变化范围为37 567.07-38 817.59 Da，氨基酸数量为324-339 aa；亚细胞定位预测结果发现4个蛋白定位在叶绿体上，2个蛋白定位在细胞质。系统进化树分析表明，大豆GolS基因家族成员在进化树中呈现出两两紧邻的现象，在进化上较为保守。6个基因成员含有的外显子数目为3或4。二级结构和三级结构预测表明，该家族所有成员蛋白质的空间结构主要由α螺旋和无规则卷曲结构组成，有较少的β转角结构和延伸链结构。组织特异性表达分析表明，6个GmGolS家族成员在种子、根、根毛、花、茎、豆荚、根瘤和叶中均有不同程度表达。基于qRT-PCR的表达分析显示，盐旱处理后所有GmGolS基因成员表现出不同程度的上调表达，表明这些基因可能与植物的耐盐抗旱响应有关。本研究结果为后续开展大豆GolS基因的功能解析奠定了基础。

摘要:高亲和性K⁺转运蛋白（high-affinity K⁺ transporter，HAK）是植物中最重要的K⁺转运蛋白家族之一，在植物K⁺吸收和转运过程中发挥重要功能。为探究甜菜BvHAK基因家族成员生物学功能及基因表达模式，采用生物信息学手段，预测了蛋白质的理化性质、基因结构、染色体定位、系统进化、保守基序、三维结构、互作网络、启动子顺式作用元件，并通过qRT-PCR分析了盐胁迫下BvHAKs基因在甜菜不同组织中的表达水平。共鉴定出10个甜菜BvHAK基因家族成员，含有8-10个外显子、7-9个内含子；平均氨基酸个数为778.30，平均分子量为88.31 kDa，等电点为5.38-9.41，跨膜区为11-14个。BvHAK4、-5、-7和-13定位在质膜，而其余定位在液泡膜。系统进化分析发现，高等植物HAK可分为5个簇，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ簇，其中Ⅱ簇成员可进一步分为Ⅱa、Ⅱb和Ⅱc等3个亚簇；BvHAK家族成员则分布在前4簇，分别含有1、6、1和2个成员。甜菜BvHAK基因家族主要含有胁迫响应元件、激素响应元件和生长发育响应元件。进一步对BvHAK基因在盐处理下甜菜不同组织中的表达模式分析发现，50和100 mmol/L NaCl不同程度地诱导甜菜地上部和根部BvHAK基因家族成员的表达；高盐（150 mmol/L）则下调了其在地上部的表达水平。这些结果表明，BvHAK基因家族在响应盐胁迫过程中起重要作用。

摘要:脑胶质瘤（glioma）是中枢神经系统最常见的内在肿瘤，具有发病率高、预后较差等特点。本研究旨在鉴定多形性胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM）和低级别胶质瘤（lower-grade gliomas，LGG）之间的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs），以探讨不同级别胶质瘤的预后影响因素。从NCBI基因表达综合数据库中收集了胶质瘤的单细胞转录组测序数据，其中包括来自3个数据集的共29 097个细胞样本。对于不同分级的人脑胶质瘤进行分析，经过滤得到21 071个细胞，通过基因本体分析、京都基因与基因组百科全书途径分析，从差异表达基因中筛选出70个基因，我们通过查阅文献，聚焦到delta样典型Notch配体3（delta like canonical Notch ligand 3，DLL3）这个基因。基于TCGA的基因表达谱交互分析（gene expression profiling interactive analysis，GEPIA）数据库用于探索LGG和GBM中DLL3基因的表达差异，采用基因表达谱交互式分析和肿瘤免疫学估计资源（tumor immune estimation resource，TIMER）数据库，研究关键基因在不同分级的脑胶质瘤中的表达，预测了与免疫治疗密切相关的生物标志物。cBioPortal数据库用于探索DLL3表达与25个免疫检查点之间的关系。基因集富集分析（gene set enrichment analysis，GSEA）进一步确定了与中心基因相关的途径。最后，在中国胶质瘤基因组图谱（Chinese glioma genome atlas，CGGA）中验证了生物标志物在预后和预测中的疗效。这些结果发现，预后基因与肿瘤增殖和进展有关，通过生物学信息和生存分析，表明这些基因可能作为一种有前途的预后生物标志物，并作为选择治疗策略的新靶点。

摘要:视网膜母细胞瘤（retinoblastoma，RB）是婴幼儿最常见的眼内恶性肿瘤。在RB进展过程中的关键致病因素目前尚不十分清楚。因此，识别与RB进展密切相关的基因能为病情诊断及基因治疗提供重要信息。然而，肿瘤组织具有很强的细胞异质性，不同病理状态下的细胞，其功能及基因表达都可能呈现显著的差异。本研究从公共基因表达数据库（gene expression omnibus，GEO）下载了1例4个月肿瘤患者和1例2年患者的肿瘤及癌旁组织的单细胞转录组测序数据，从单细胞水平解析不同患病时长的RB肿瘤转录图谱，鉴定与RB进展有潜在关联的细胞亚群及基因集。结果显示，肿瘤组织与癌旁组织在单细胞转录图谱上具有整体的一致性，但视锥前体G1期细胞群、G2期细胞群以及小胶质细胞群在肿瘤与癌旁组织中的分布比例存在明显差异。进一步分析了这3种细胞群在RB肿瘤进展过程中的作用。研究发现，在RB肿瘤的早期阶段，视锥前体细胞在G1期异常增殖，随着RB肿瘤的进展，视锥前体G2期细胞比例显著增加。同时，RB进展过程的小胶质细胞群差异分析结果显示，主要参与免疫应答的关键基因包括RPL23、B2M、HLA家族基因。本研究可为RB发病机制及进展研究提供更多新视角和数据资源。

摘要:为防止锈病的传播，培育抗病品种以及减少产量损失，基于山田胶锈菌（Gymnosporangium yamadae）和亚洲胶锈菌（Gymnosporangium asiaticum）吸器阶段的转录组差异分析揭示了胶锈菌侵染寄主植物时的专化性选择机制。对山田胶锈菌和亚洲胶锈菌担孢子侵染寄主时形成的吸器进行转录组测序，分别获得了21 213条和13 015条单基因（unigenes）；从山田胶锈菌和亚洲胶锈菌中分别选择5个基因进行实时荧光定量PCR验证，显示其表达情况与转录组分析结果基本一致，表明转录组分析结果可靠；用Nr、GO、KEGG、KOG等7个数据库进行基因功能注释和富集分析，发现两种胶锈菌的基因主要富集在细胞进程、翻译、代谢相关通路；使用SignalP和TMHMM在线网站以及dbCAN、BLAST、HMMER等软件分析显示山田胶锈菌和亚洲胶锈菌吸器中的候选效应蛋白分别有343个（2.51%）和175个（2.79%），其中分别含有14个和5个蛋白酶，10个和3个脂酶；利用OrthoFinder、BLSAT和KaKs Calculator软件分析了两种胶锈菌的进化关系，在一对一同源基因中，比对率大于82%的基因对被认为处于保守选择，有12.37%的基因对处于正向选择，在亚洲胶锈菌中有5个效应子处于进化选择，其中1个为脂酶。山田胶锈菌和亚洲胶锈菌表达基因富集中没有发现显著差异，表明虽然其种间存在典型的寄主选择性，但吸器所涉及的生物学过程相对保守，而两个物种之间存在较低的蛋白相似性，说明它们受到较大的寄主选择压力而产生了明显的进化分歧，这可能与对寄主的特异性选择机制相关。在吸器阶段，胶锈菌可能可以利用植物的脂质作为能量来源，而效应子的主要目的可能是调控植物的生理进程等而不是直接攻击寄主。

摘要:本研究旨在利用生物信息学方法构建经铜诱导的ATP7B基因敲除HepG2细胞系的转录调控网络。探讨关键转录因子在肝豆状核变性发生、发展中的潜在作用机制。收集公共基因表达数据库（gene expression omnibus，GEO）中包含野生型、ATP7B基因敲除型、铜诱导的野生型和铜诱导的ATP7B基因敲除型HepG2细胞系数据。筛选由铜诱导产生的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs）后进行基因本体论（gene ontology，GO）、京都基因和基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）富集分析。基于蛋白相互作用网络，识别疾病关键基因和功能模块，并对关键功能模块中的基因进行富集分析。最后，构建转录调控网络，筛选核心转录因子。共筛选出1 034个差异表达基因，其中上调525个，下调509个。上、下调关键功能模块分别包括了3 785个和3 931个基因。关键功能模块中的基因主要定位于细胞-基质连接、染色体、剪接复合体、核糖体等区域，共同参与了mRNA加工、组蛋白修饰、RNA剪切、DNA代谢调节、蛋白磷酸化等生物学过程，且与转录共调控活性、DNA转录因子结合、泛素样蛋白连接酶结合等分子功能相关。KEGG分析表明功能模块中的基因显著富集的通路包括乙型肝炎、有丝分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路、细胞衰老和凋亡、神经营养信号通路和神经变性途径等。肝豆状核变性转录调控网络包括11个差异表达转录因子和96个差异表达基因，其中U2AF1、NFRKB、FUS、MAX、SRSF1、CEBPA和RXRA为核心差异表达转录因子。该研究为肝豆状核变性转录调控相关分子的生物学功能研究提供了重要的参考依据。

摘要:葡萄在生长过程中，常常暴露在光照不足的环境条件下，弱光严重影响葡萄的正常生长发育。为了探究弱光胁迫对葡萄生理生化的影响，本研究以‘鄞红’葡萄幼苗为试验对象，对其在不同弱光强度胁迫下（CK、T1、T2、T3和T4，胁迫强度逐渐增大）各种生理指标变化及部分处理组的转录组进行分析。结果表明，低强度弱光胁迫对葡萄光合作用以及生理生化的影响并不显著；随着胁迫强度的增大，葡萄叶片表皮层、栅栏组织、海绵组织变薄，海绵组织和栅栏组织细胞间隙变大，过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活性逐渐下降，同时可溶性蛋白含量下降，游离脯氨酸含量上升。在遮光率为80%的胁迫下，葡萄光合作用以及其他生理生化各指标均发生显著变化。RNA-seq数据显示CK和T2、CK和T4、T2和T4的差异表达基因分别为13 913、13 293和14 943个，大部分差异代谢通路均与植物的抗逆响应密切相关；多个抗逆信号通路的基因表达发生变化，包括JA/MYC2途径、MAPK信号途径。此外多酚氧化酶、硫氧还蛋白等多个抗氧化相关基因以及光敏色素相关基因的表达也发生变化，以上结果表明，在弱光胁迫下，‘鄞红’葡萄可能通过调整活性氧清除剂的表达水平，以维持体内活性氧的平衡状态，同时通过调整光合色素和光反应结构蛋白的表达水平，以维持体内光合作用的平衡与正常运作。本研究将为葡萄耐弱光生理响应机制的探究、抗弱光葡萄品种的选育及设施栽培条件的优化提供理论与技术支持。

摘要:本研究旨在探究急性低氧对大鼠尿液蛋白质组造成的影响。在该项研究中，大鼠被放置于模拟海拔5 000 m高原环境的低氧舱内24 h。在低氧后0、12、24 h收集尿液样本，并使用液相色谱-串联质谱技术（LC-MS/MS）对尿蛋白进行分析。与低氧0 h相比，低氧12 h组共鉴定到144个差异蛋白，低氧24 h组共鉴定到129个差异蛋白。功能分析显示，差异蛋白参与了一系列与低氧应激有关的生物学通路，如抗氧化应激、糖酵解、补体和凝血级联反应等。研究结果表明，尿液蛋白质组可以反映急性低氧刺激后的显著变化。这些发现可能提供了一种判断机体缺氧状态的方法，有助于辅助检测缺氧状态。

摘要:2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）是一种在全球范围内广泛存在的代谢性疾病，不及时治疗可能会引发众多危及生命的并发症。肝脏代谢在糖尿病发生发展的过程中扮演着至关重要的角色。目前已有报道中药知母用于缓解胰岛素抵抗及糖尿病，但其能否缓解糖尿病中肝脏代谢的异常仍有待深入研究。因此，提取了高脂饮食和化学药物链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱导的2型糖尿病大鼠模型、知母提取物处理的2型糖尿病大鼠模型、高脂饮食大鼠模型以及正常饮食大鼠对照组的肝脏蛋白，通过基于质谱的定量蛋白质组学串联质量标签（tandem mass tag，TMT）标记技术获得定量蛋白质组数据。利用生物信息学软件对各组数据进行层次聚类分析及主成分分析，并以P<0.05，差异倍数（fold change）>1.5作为阈值标准进行火山图分析，发现知母提取物治疗组相较未治疗组与正常对照组更接近，表明肝脏组织定量蛋白质组数据能够反映知母提取物对2型糖尿病大鼠模型的治疗效果。筛选获得了表达水平与知母提取物治疗密切相关的关键蛋白簇。利用在线网站分析蛋白簇的GO功能与KEGG通路，发现知母缓解2型糖尿病模型大鼠肝脏脂肪酸代谢异常可能与关键蛋白Ndufa6和Prkar2b的表达水平回调有关。

摘要:泛素化是一种动态可逆的蛋白质翻译后修饰，泛素分子在泛素激活酶、泛素结合酶和泛素连接酶的级联酶促反应催化下共价连接到底物蛋白上。去泛素化酶将泛素分子从底物上移除，动态可逆地调控泛素化修饰，在成熟泛素的生成、泛素链的移除与修剪、游离泛素链的回收等过程中发挥着关键的调控作用。本文的研究对象是酵母中泛素特异性蛋白酶（ubiquitin specific protease，USP）家族成员Ubp14，负责回收细胞内游离的泛素链。本研究定量比较了酵母细胞中Ubp14缺失对全蛋白质组的影响，进而找出其潜在的调控通路和分子功能。首先，通过同源重组技术构建了ubp14Δ菌株，发现其生长速度低于野生型酵母。利用稳定同位素氨基酸代谢标记技术结合深度覆盖的蛋白质组学分析技术，系统比较了ubp14Δ菌株相对于野生型菌株的差异蛋白，共计鉴定3 685个蛋白，通过统计学分析筛选得到109个差异蛋白。基因本体论分析发现，Ubp14缺失引起的差异蛋白主要参与了包括氨基酸代谢、氧化还原和热应激等生物学过程。本研究为深入探究去泛素化酶Ubp14的生物学功能，进而深刻理解游离泛素的稳态平衡与生物学过程调控提供了高可信的蛋白质组学数据信息。

摘要:甲氨蝶呤是常见的免疫抑制剂，曾被大剂量用于治疗癌症，近年来其被小剂量用于治疗类风湿性关节炎。文中尝试研究甲氨蝶呤对大鼠尿蛋白质组的影响。大鼠口服甲氨蝶呤构造用药模型，再收集大鼠10 h内的尿液，并且采用液相色谱串联质谱（liquid chromatography tandem mass spectrometry，LC-MS/MS）分析大鼠的尿蛋白。总共鉴定到31个差异蛋白，其中7个蛋白与甲氨蝶呤药物作用和类风湿性关节炎症状有关。部分大鼠的生物学过程反映了甲氨蝶呤对机体谷胱甘肽代谢以及对JAK/STAT信号通路的影响。结果显示，尿蛋白具有反映甲氨蝶呤对大鼠机体影响的能力。对单个大鼠个体差异蛋白的分析体现出不同个体对该药物的反应有较大差异。

摘要:旨在了解性别因素对绵羊毛性状的影响。以周岁雄性和雌性中国美利奴羊（军垦型）为研究对象，利用液相色谱-串联质谱联用技术和数据非依赖性采集策略的定量蛋白质组学技术筛选皮肤组织差异表达蛋白，并对筛选获得的差异蛋白进行基因本体（gene ontology，GO）功能注释、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）代谢通路和蛋白互作分析。结果显示，共计筛选获得差异表达蛋白674种，其中，280种蛋白表达上调，394种蛋白表达下调；通过进一步分析发现，与皮肤毛囊发育及羊毛表型相关的差异蛋白有43种，上调差异蛋白30种，下调差异蛋白13种。GO注释结果显示，在分子功能方面，差异蛋白在氧结合、硫酸软骨素结合、亚铁血红素结合、谷胱甘肽过氧化物酶活性和转运活性等37个过程显著富集；在生物过程方面，差异蛋白在细胞氧化解毒作用、肌肉收缩调节、Notch信号通路、钙离子跨膜转运和谷胱甘肽新陈代谢等120个过程显著富集；在细胞组分方面，主要富集在肥大细胞颗粒、细胞核、肌质网状组织和内质网等31个过程。KEGG通路结果表明，这些差异蛋白涉及16条信号通路，其中，MAPK、P53信号通路和羊毛生长发育密切相关。蛋白质网络互作结果显示，COL1A1蛋白与MMP2、SPARC、THBS1等差异表达蛋白联系较为紧密，其可能在羊毛生长发育过程中发挥着关键作用。本研究为揭示不同性别绵羊毛性状的分子机制积累了基础数据。

摘要:稳定性同位素¹³C标记实验是分析细胞代谢流的一种重要手段，主要通过质谱检测胞内代谢物中¹³C标记的同位素分布，并作为胞内代谢流计算时的约束条件，进而通过代谢流分析算法得到相应代谢网络中的通量分布。然而在自然界中，并非只有C元素存在天然稳定性同位素¹³C，其他元素如O元素也有其天然稳定性同位素¹⁷O、¹⁸O等，这使得质谱方法所测得的同位素分布中会夹杂除¹³C标记之外的其他元素的同位素信息，特别是分子中含有较多其他元素的分子，这将导致很大的实验误差，因此需要在进行代谢流计算前进行质谱数据的矫正。本研究提出了一种基于Python语言的天然同位素修正矩阵的构建方法，用于修正同位素分布测量值中由于天然同位素分布引起的测定误差。文中提出的基本修正矩阵幂方法用于构建各元素修正矩阵，结构简单、易于编码实现，可直接应用于¹³C代谢流分析软件数据前处理。将该修正方法应用于¹³C标记的黑曲霉（Aspergillus niger）胞内代谢流分析，结果表明本研究提出的方法准确有效，为准确获取微生物胞内代谢流分析提供了可靠的数据修正方法。

摘要:为了探讨茶树黄化变异和高茶氨酸形成机理，文中选用‘福云6号’和高茶氨酸茶树新品系‘福黄2号’为试验材料，利用超微电镜、广泛靶向代谢组学、靶向代谢组学和转录组学联合分析了茶树黄化变异的相关色素、代谢组及转录组数据。结果表明，通过靶向测定主要生化成分，共鉴定到5种儿茶素、可可碱和咖啡碱，以及20种游离氨基酸，包括茶氨酸、谷氨酰胺、精氨酸和谷氨酸等，其中，‘福黄2号’的氨基酸含量显著高于‘福云6号’，茶氨酸含量高达57.37 mg/g。叶片的超微结构显示，‘福黄2号’叶绿体细胞结构模糊，基粒片层大部分排列散乱、间隙大，类囊体呈丝状。色素测定显示，叶绿素a和叶绿素b、类胡萝卜素、类黄酮等色素含量显著下降，叶绿素酶（chlorophyllase，CLH）、9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶（9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase，NCED）、类黄酮3β-羟化酶（flavonoid 3β-hydroxylase，F3H）和类黄酮3'，5'-羟化酶（flavonoid 3'，5'-hydroxylase，F3'5'H）等相关关键调控基因发生显著变化。与‘福云6号’相比，‘福黄2号’中共鉴定出138个差异代谢物（significantly changed metabolites，SCMs）和658个差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs），KEGG富集分析表明，SCMs和DEGs显著富集到与氨基酸生物合成、谷胱甘肽代谢以及三羧酸循环等途径。‘福黄2号’黄化表型可能是光合作用蛋白、叶绿素代谢基因和叶绿素含量的缺乏所致。高茶氨酸的积累可能由于黄化叶中低氮消耗，以及碳骨架的缺乏，氨基和氮资源被更有效地储存，使得氨基酸合成通路中的代谢物及相关基因表达上调，茶氨酸成为黄化叶中显著积累的含氮化合物。