一、FUNCTIONAL GENOMICS（论文文献综述）
张闻婷,焦萌,王继华[1]（2021）在《药用植物基因组学研究进展》文中研究说明药用植物代表了最古老的药物形式,在许多国家的传统医学中使用数千年。药用植物是重要的自然资源,发展中国家高达80%的人口主要依赖植物来源的药物,全世界对草药的需求正在逐年递增,预计到2050年将达到5万亿美元,药用植物及其衍生物的大规模生产是不可避免的发展趋势。现代测序技术的飞速发展促进了药用植物基因组学的研究,基于基因组学的跨学科研究以及DNA和RNA、代谢组学和蛋白质组学的高通量数据分析,药用植物在代谢途径/酶、代谢物、基因、基因网络和蛋白质-蛋白质相互作用等研究领域取得突破。结合本团队相关研究工作对药用植物基因组学的最新研究进展进行综述,涉及利用结构基因组学和功能基因组学揭示各种药用植物的基因组序列信息、物种间进化、分子化合物动态变化以及药用成分合成等方面,这些数据为重要药材资源的分子辅助育种、基因组编辑以及对活性化合物化学多样性分子机制的理解提供了重要的理论基础。许多药材的植物化学成分和潜在的健康益处尚未得到研究或仍需要更深入地研究,药用植物的未来充满未知、希望,甚至惊喜。鉴于物种的多样性、环境因素的复杂性以及药用植物的全球分布,结合基因组学加强研究工作以开发新的和改良的药用植物品种势在必行。
林授锴,林海兰,陈璘霞,温丽娟,林顺权[2]（2021）在《园林树木基因组学研究进展》文中认为概述了园林树木基因组测序历史及其进展,列出已进行基因组测序的55种园林树木及文献来源。介绍以获得全基因组序列为目标的结构基因组学和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学的研究内容、基本框架及其在园林树木上的应用进展。最后,对未来园林树木基因组学研究进行了展望。
王鹏,张颖超,管轶男,孔青,郁东兴[3]（2021）在《黄曲霉功能基因组学研究》文中研究说明黄曲霉（Aspergillus flavus）是一种常见的腐生真菌和条件致病菌,其次生代谢产物黄曲霉毒素（Aflatoxin, AFT）具有高度的致癌性和致畸性,严重危及人类和动物健康。近年来,功能基因组学研究发展迅速,在真菌生长发育、挖掘真菌次级代谢产物以及研究包括黄曲霉毒素在内的真菌毒素等方面得到了广泛的应用。功能基因组学在研究黄曲霉与宿主之间的相互作用以及黄曲霉与其他曲霉之间的相互作用方面具有巨大的潜力。然而,黄曲霉功能基因组学受到细胞壁难以破除、耐药性高、筛选标记少、缺陷型菌株构建费力耗时等因素的影响而发展缓慢。概述了黄曲霉的选择标记、遗传转化方法和黄曲霉毒素以及环匹阿尼酸（cyclopiazonic acid, CPA）生物合成的研究进展,并讨论了在提高黄曲霉基因操作效率方面的潜在策略。例如,构建缺乏非同源末端连接（NHEJ）途径的菌株、Cre-loxP重组系统、CRISPR-Cas9等方法,为深入开展黄曲霉遗传学研究提供参考。
胡日查[4]（2021）在《自然发酵乳制品中瑞士乳杆菌群体遗传学和功能基因组学研究》文中进行了进一步梳理瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus）是自然发酵乳中的常见乳酸菌,也是重要发酵剂菌种之一,因其优良的蛋白水解活性,广泛应用于发酵乳制品的生产。系统解析瑞士乳杆菌遗传多样性和潜在进化规律对开发利用瑞士乳杆菌具有重要意义。本研究采用Illumina Hiseq高通量测序平台完成了139株分离自中国和蒙古国自然发酵乳制品的瑞士乳杆菌全基因组测序,结合NCBI已公布的41株全基因组序列,进行群体遗传学和功能基因组学的研究,获得研究结果如下:（1）从基因组水平解析180株瑞士乳杆菌的遗传多样性,构建了由708个基因组成的核心基因组和含12138个基因的泛基因组。基于核心基因序列进行系统发育分析将180株瑞士乳杆菌划分为五个进化分支,其遗传进化具有分离地和分离源相关性,蒙古国酸牛奶和中国酸牦牛奶聚类菌株之间遗传差异较小、进化距离较近,中国新疆酸马奶聚类菌株与之距离较远,遗传差异较大。（2）共鉴定到49796个SNP位点,高频突变区域主要发生在功能基因编码区。鉴定到11个基因在不同分离源聚类菌株中均受到正向选择压力,主要涉及产乳酸、氨基酸转运、碳水化合物代谢、叶酸代谢、细胞壁合成、防御等相关生理功能,中国新疆酸马奶聚类菌株有更多与碳水化合物代谢和蛋白质翻译、核糖体结构及生物合成等生命基本过程相关基因受正向选择压力。（3）从180株瑞士乳杆菌基因组中注释到一种新的胞壁蛋白酶PrtH5,可能与PrtH4源自同一祖先基因;180株瑞士乳杆菌群体中,胞壁蛋白酶基因呈系统发育依赖型分布。（4）基因组与表型关联分析结果表明,60株瑞士乳杆菌平均产酸速率和平均蛋白水解速率与菌株系统发育相关,不同进化分支的菌株表型存在显着差异;胞壁蛋白酶PrtH3的存在与菌株平均产酸速率和平均蛋白水解速率呈正相关。本研究基于全基因组水平探究瑞士乳杆菌遗传多样性,揭示瑞士乳杆菌蛋白水解系统相关基因的潜在遗传规律,通过关联菌株发酵表型,挖掘瑞士乳杆菌遗传进化与菌株发酵表型之间的相关性,为优良菌株的筛选奠定了遗传学基础。
史迪[5]（2021）在《摩洛哥自然发酵乳中乳酸菌多样性及优势菌种比较基因组学分析》文中研究表明世界各地均有极具地域特色的传统发酵食品。在各种发酵食品中,乳酸菌是普遍存在且被广泛研究的细菌种类之一。摩洛哥地处于非洲的西北部,其地形复杂,气候环境多样,由于当地畜牧业比较发达,当地居民有用牛乳、羊乳、骆驼乳为原料制作和食用自然发酵乳的传统。为了获取不同地域、不同来源传统发酵乳制品中乳酸菌资源,解析自然发酵乳的乳酸菌菌群结构和生物多样性,本研究应用纯培养方法和宏基因组PacBio SMRT测序技术,对摩洛哥阿尤恩地区13份自然发酵牛乳和驼乳中的乳酸菌多样性进行分析;并且基于比较基因组学方法,研究摩洛哥自然发酵乳中优势分离株的遗传进化和功能基因组学。主要研究结果如下:1.13份自然发酵乳制品的乳酸菌活菌数在5.89×105～8.33×106 CFU/m L之间。共分离得到247株乳酸菌,鉴定为5个属,11个种,其中Lactococcus lactis为摩洛哥地区自然发酵乳中的最优势菌种,占总分离株的51.82%,其次相对含量较高的有Lactobacillus helveticus和Lactobacillus kefiranofaciens菌种,占比分别为9.74%和9.31%。自然发酵牛乳样品中Lactococcus、Lactobacillus和Streptococcus为优势菌属,占其分离株的45.22%、40.12%和12.11%;自然发酵驼乳样品中Lactococcus、Lactobacillus为优势菌属,占总分离株的64.33%、26.67%,因此自然发酵牛乳与自然发酵驼乳分离得到的乳酸菌在菌属组成上存在一定差异。2.应用PacBio SMRT测序技术对13份自然发酵乳中的乳酸菌多样性进行研究。研究结果表明,鉴定出的细菌被划分为9个门、132个属和246个菌种,Firmicutes和Proteobacteria为该地区自然发酵乳中的最优势菌门,相对含量为68.63%、29.79%;Lactococcus和Lactobacillus是该地区的优势菌属,相对含量为40.89%、17.36%;其次丰度较高的有Streptococcus thermophilus、Lactobacillus helveticus、Lactobacillus kefiranofaciens,相对含量为6.97%、6.72%、4.47%。除上述主要菌种外,还鉴定到一些在个别样品出现的潜在致病菌,如Escherichia fergusonii、Klebsiella oxytoca等菌种。3.基于纯培养和非培养方法研究发现:Lactococcus lactis为摩洛哥地区自然发酵乳中的优势菌种,相对含量为35.06%,因此,在该地区纯培养分离株中选出52株Lactococcus lactis进行重测序,基于基因组学方法解析Lactococcus lactis基因组特征和功能基因特征。结果显示,重测序的52株Lactococcus lactis分离株全部隶属于Lactococcus lactis subsp.lactis,基因组平均长度为2.48±0.18 Mb,平均GC含量为35.13±0.40%。泛基因集共包含9542个基因家族,核心基因集共包含1283个基因。构建系统发育树显示,同一乳源的菌株系统发育关系距离近,出现明显聚类趋势。注释结果显示,自然发酵牛乳和驼乳样品中的分离株特异基因主要参与糖代谢、转录调节、氨基酸代谢,相同地区不同乳源的Lactococcus lactis subsp.lactis基因组功能特征有一定的差异。这可能是由于自然发酵牛乳和驼乳中乳糖含量的不同,导致菌群结构不同,进而向不同方向进行基因进化。本研究通过纯培养分离方法和PacBio SMRT测序技术相结合的方法详细的解析了摩洛哥地区自然发酵牛乳和自然发酵驼乳中的乳酸菌多样性,并基于功能基因组学探究了Lactococcus lactis subsp.lactis的基因组特征和功能基因,为相关乳酸菌资源开发利用提供数据支持。
谢亮[6]（2021）在《水稻表观基因组图谱和数据库的构建》文中进行了进一步梳理基因组表观修饰在不改变DNA序列特征的情况下对基因的转录调控起着非常重要的作用。水稻既是重要的经济作物,也是在基因组学领域内除了拟南芥和玉米等广泛研究的模式植物外,研究最多的禾本科植物,但在水稻基因组中尚未绘制出全面的多组织多品系的参考表观基因组图谱。本研究总共通过4个不同组织（幼叶、成熟叶、幼穗和根）和20个不同品系的染色质开放区域信号、DNA甲基化、转录组、组蛋白修饰的表观基因组数据整合分析了全基因组综合表观基因组图谱。这些表观数据注释了大约81.8%的水稻基因组区域,这些注释区域都表现出了不同的表观基因组特征。我们再结合水稻多组织的公共表观基因组数据,构建了迄今为止最全面的水稻表观基因组数据库。本研究具体结果如下:1.通过染色质可及性信号和H3K4me3组蛋白修饰的基因组区段重新确定了3229个水稻的启动子核心调控区间。2.经过染色质状态的富集发现了新的H3K9me2-H3K4me1共存的染色质状态,这一状态富集了Copia类转座子且大部分存在于长的内含子区域中,并探究了它们与表达量之间的关系。3.识别了3895个全基因组范围的增强子类启动子,结果表明它们可能通过染色质相互作用对有交互的基因起到了潜在的增强子功能。4.观察到活跃性和抑制性组蛋白修饰以及预测的调控元件在不同组织中差异很大,而异染色质状态相对稳定。但在不同品系间,活跃的组蛋白修饰相对稳定,而异染色质区域有明显差异,这系统地揭示了组蛋白修饰组织变化和品系之间变化不同的趋势。5.通过比较表观基因组信号,鉴定了一大批籼稻和粳稻差异区域,并且都落在籼稻与粳稻的核心调控区域上,他们都是籼稻与粳稻潜在的功能性差异位点,这很可能直接导致了籼稻与粳稻的表型差异。6.建立了全面的水稻DNA元素百科全书（Rice ENCODE）数据库,全面描述了水稻表观基因组全景,为研究水稻分子育种,亚组比较和表观遗传调控差异提供了重要平台。综上所述,表观基因组图谱的构建不但注释了水稻的全基因组范围的功能元件,还解析了多组织多品系的表观信号变化趋势。水稻表观基因组数据库为水稻研究者提供了分析表观数据的平台,为整个水稻表观基因组研究奠定了数据基础和工具基础。
於江坤[7]（2021）在《宏基因组学解析瘤胃微生物组成和功能特性及外源添加剂调控瘤胃微生物发酵的研究》文中指出反刍动物生产在食品安全防御中起着重要作用,其瘤胃微生物发酵能将人类不可食用的低品质植物木质纤维成分转化为高品质蛋白质食品肉和奶。反刍动物瘤胃微生物主要包括细菌、古菌、真菌和原虫等,是反刍动物瘤胃发酵的基础,因此,调控瘤胃微生物组成,进而改善瘤胃功能是提高反刍动物生产的有效途径。解析复杂瘤胃微生物组成与其功能之间的联系,可为调控瘤胃功能提供更科学合理的方向和目标。本研究利用宏基因组学技术比较不同类型日粮和北美野牛和安格斯肉牛瘤胃微生物组成和功能之间的差异,并鉴定出与改善瘤胃发酵的差异微生物功能高度相关的主要微生物物种。通过百里香酚调节瘤胃微生物组成的体外发酵试验,进一步验证瘤胃微生物组成变化与瘤胃发酵功能之间的联系。主要试验内容和结果如下:第一部分Kraken2方法的建立及在瘤胃微生物物种分析中的应用验证宏基因组学瘤胃微生物物种分析缺乏专用的数据库及方法,因此,本试验首先以NCBI（RefSeq）中细菌和古菌全基因组序列,以及最新的宏基因组组装基因组序列为基础,建立了专用于瘤胃细菌和古菌物种分析的Kraken2数据库。利用新建立的Kraken2数据库及方法对已发表的宏转录组学数据进行了微生物物种分析,所选宏转录组学数据组中,试验动物为低饲料利用率（low feed efficiency,LFE）和高饲料利用率（high feed efficiency,HFE）的安格斯肉牛各6头。比较分析了新建立的Kraken2方法与原Kraken方法在物种分析上的差异。其主要结果如下:（1）Kraken2方法能注释出序列的比例为72.79%±11.01%,远高于Kraken中31.50%±6.74%。表明新建立的Kraken2方法相比原有的Kraken方法能解析更多的序列信息。（2）Kraken2与Kraken细菌组成差异较小,细菌门水平和属水平上优势菌种较为相似。瘤胃梭菌属（Ruminiclostridium）和嗜线虫致病杆菌属（Xenorhabdus）只在Kraken方法中鉴定到,并且嗜线虫致病杆菌属相对丰度在HFE组中显着低于LFE组（FDR<0.15）。细菌Christensenella属（1.08%）和粪杆菌属（Faecalibacterium）（0.27%）只在Kraken2中鉴定到,并且HFE组中粪杆菌属相对丰度显着高于LFE组（FDR<0.15）。（3）在古菌物种组成上,Kraken2与Kraken在各物种水平优势微生物均差异较大。Candidatus Methanomethylophilus（16.02%）只在Kraken方法中鉴定出,而Kraken2则比Kraken多鉴定出多个古菌属,包括热球菌属（Thermococcus）、甲烷球形菌属（Me thanosphaera）等。（4）Kraken或Kraken2方法中,β多样性显示,不同饲料利用率的动物瘤胃细菌或古菌群落结构均差异不显着（P>0.05）。Kraken2方法中不同饲料利用率组古菌群落结构有一定差异趋势（P=0.092）。小结:本试验中新建立的Kraken2数据库及方法,较之前的Kraken方法在古菌物种分析上具有更高的准确度,因此,Kraken2方法更适用于后续宏基因组学物种分析。第二部分宏基因组学反刍动物瘤胃微生物物种和功能解析本试验采用北美野牛与安格斯肉牛各16头,各随机分为两组,每组8头动物,分别饲喂背景日粮和高谷物日粮,采用宏基因组学技术解析不同动物种类和日粮类型对瘤胃微生物组成和功能分类（SEED subsystems）及碳水化合物活性酶（CAZymes）组成的影响。通过不同数据库中相同的序列ID将差异功能（包括差异CAZymes）与瘤胃细菌和古菌进行对应,采用Spearman相关性分析获得与差异微生物功能高度相关的细菌和古菌种类。其主要结果如下:（1）除14个共有的的细菌门,细菌软壁菌门（Tenericutes,0.58%）仅在安格斯肉牛中出现。除纤维菌门（Fibrobacteres）在安格斯肉牛HG组相对丰度差异显着低于BCK组（FDR<0.05）外,其他细菌门相对丰度均无显着差异（FDR>0.05）。在两种动物中,月形单胞菌属（Selenomonas）和八叠球菌属（Sarcina）均分别在HG日粮组和BCK日粮组中相对丰度更高。此外,日粮类型还显着影响安格斯肉牛中包括纤维杆菌属（Fibrobacter）、另枝菌属（Alistipes）等细菌属相对丰度（FDR<0.05）。同饲喂BCK日粮,两种动物瘤胃细菌差异较小,而同饲喂HG日粮,安格斯肉牛奥尔森菌属、脱硫弧菌属、巨型球菌属等细菌属相对丰度显着高于北美野牛（FDR<0.05）。（2）古菌属水平上,除Candidatus Methanomethylophilus（0.17%）仅在北美野牛瘤胃中鉴定到,其他主要古菌属（相对丰度≥0.5%）在不同类型日粮或动物中差异均不显着。种水平上,日粮类型仅影响安格斯肉牛瘤胃methanogenic archaeon ISO4-H5 和 uncultured euryarchaeote 的相对丰度（FDR<0.05）。同饲喂BCK日粮,北美野牛瘤胃米氏甲烷短杆菌（Methanobrevibacter millerae）、Methanomassiliicoccaceae archaeon DOK和Candidatus Methanomethylophilus alvus相对丰度均显着高于安格斯肉牛（FDR<0.05）,而安格斯肉牛瘤胃中uncultured euryarchaeote相对丰度在BCK或HG日粮条件下均显着高于北美野牛（FDR<0.05）。（3）日粮类型对北美野牛瘤胃微生物SEED subsystems功能影响远小于安格斯肉牛。在北美野牛中,属于level1碳水化合物,辅因子、维生素、辅基和色素和蛋白质代谢中少数level3功能分类等BCK日粮组丰度更高,而属于蛋白质代谢,碳水化合物,和氨基酸及其衍生物等少数level3级别功能在HG日粮组丰度更高。不同于北美野牛,安格斯肉牛主要在HG日粮组有大量level3功能分类丰度显着高于BCK日粮组,这些功能分类主要属于氨基酸及其衍生物,碳水化合物,蛋白质代谢,辅因子、维生素、辅基和色素等level1功能。同饲喂BCK或HG日粮,北美野牛均有更多的level3功能分类丰度显着高于安格斯肉牛。同饲喂BCK日粮,北美野牛瘤胃微生物功能中丰度显着高于安格斯肉牛的level3功能分类主要是属于碳水化合物,氨基酸及其衍生物,以及辅因子、维生素、辅基和色素等,而安格斯肉牛主要是脂肪酸生物合成等功能丰度高于北美野牛。同饲喂HG日粮,在北美野牛中丰度更高的level3功能分类主要属于level1碳水化合物,脂肪酸,脂质和甾体,以及辅因子、维生素、辅基和色素等相关功能,而安格斯肉牛中更丰富的功能主要是蛋白质代谢等功能。（4）日粮类型对北美野牛瘤胃微生物碳水化合物活性酶（CAZymes）和碳水化合物结合模块基因组成影响小于安格斯肉牛,主要体现在安格斯肉牛不同日粮组差异CAZymes和碳水化合物结合模块数目大于北美野牛。两种动物中参与纤维素和半纤维素降解的的糖苷水解酶（GHs）和碳水化合物结合模块（CBMs）均在BCK日粮组更丰富,而参与寡糖降解的CBMs和糖苷水解酶及碳水化合物生成的糖基转移酶（GTs）等均在HG日粮组更丰富。同饲喂BCK日粮,参与半纤维素降解的GH113、CBM61等在北美野牛瘤胃中更丰富,而在安格斯肉牛中更丰富的主要是参与寡糖降解的CBM26、GH24、GH73等。同饲喂HG日粮,北美野牛瘤胃中仍有少数如GH8、GH9等纤维素酶或半纤维素酶,以及少数如CBM6、CBM9等碳水化合物结合模块丰度高于安格斯肉牛,而参与寡糖降解的GH65、GH68和CBM34等在安格斯肉牛丰度更高。（5）本试验对部分微生物进行了一定的功能划分。细菌氨基酸球菌属（Acdaminococcus）、小类杆菌属（Dialister）与甲烷产生相关功能成显着正相关（ρ>0.7,且校正后P<0.001）,而细菌短螺旋体属（Brachyspira）、奥尔森菌属（Olsenella）和巨球型菌属（Megasphaera）与甲烷产生相关功能成显着负相关（p<-0.7,且校正后P<0.001）。细菌另枝菌属（Alistipes）与B族维生素生物合成相对丰度成正相关,细菌Lachnoclostridium属、布劳特氏菌属（Blautia）与氨基酸生物合成相对丰度成正相关。此外,普雷沃氏菌与蛋白质降解相对丰度成正相关。（6）氨基酸球菌属、布劳特氏菌属、Lachnoclostridium属、Roseburia属与参与纤维素或半纤维素降解的碳水化合物结合模块（如CBM1、CBM6、CBM10等）成显着负相关。细菌布劳特氏菌属、Aminipila属与GH45、GH5等纤维素或半纤维素酶成显着负相关。此外,细菌布劳特氏菌属、Anaerostipes属、Lachnoclostridium属、Roseburia属与GH1、GH4等寡糖降解糖苷水解酶成正相关。细菌另枝菌属、布劳特氏菌属、Lachnoclostridium属、Anaerostipes属、Roseburia属与碳水化合物酯酶成正相关。小结:日粮类型对北美野牛瘤胃微生物物种组成和功能特性影响较小,而对安格斯肉牛影响较大。同种日粮北美野牛与安格斯肉牛中瘤胃微生物物种组成和功能特性也有一定差异。结合不同日粮中北美野牛与安格斯肉牛瘤胃微生物在组成和功能特性的差异,北美野牛对粗料日粮的利用中较安格斯肉牛更高效,而北美野牛与安格斯肉牛在高精料日粮中利用模式不同。部分瘤胃微生物物种与影响瘤胃发酵的微生物功能高度相关,调控瘤胃内这些微生物的相对丰度,可有助于改善瘤胃发酵功能。第三部分体外发酵添加百里香酚影响瘤胃发酵功能的研究在第二部分中我们发现细菌布劳特氏菌属、Lachnoclostridium属、Anaerostipes属等细菌与改善瘤胃发酵的微生物功能高度相关。百里香酚是具有抗微生物特性的植物精油的生物活性成分,其可能影响瘤胃微生物组成,并改善瘤胃发酵功能,因此,本试验体外模拟瘤胃发酵,通过外源添加不同浓度（0、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L）百里香酚添加,探究百里香酚添加对瘤胃细菌、古菌和原虫组成,以及胃发酵功能的影响,通过建立瘤胃内各微生物组分变化与发酵产物产量之间的联系,获得与瘤胃发酵功能高度相关的微生物种类。其主要结果如下:（1）中浓度（200 mg/L）或高浓度（400 mg/L）百里香酚添加能显着降低瘤胃甲烷产量（P<0.05）。高浓度百里香酚添加会抑制瘤胃发酵,显着降低（P<0.05）瘤胃发酵总产气量（Total gas production,TGP）和 IVDMD、IVOMD,以及显着提高乙酸/丙酸比值（P<0.05）。中浓度或高浓度百里香酚添加显着降低瘤胃异丁酸和戊酸产量（P<0.05）。（2）百里香酚添加显着影响瘤胃细菌组成,门水平上,中浓度或高浓度百里香酚添加显着降低拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度（P<0.05）,而同时显着升高厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度（P<0.05）。属水平上,中浓度或高浓度百里香酚添加均显着降低普雷沃氏菌属（Prevotella）和Veillonellaceae UCG-001属相对丰度（P<0.05）相对丰度,而显着提高链球菌属（Streptococcus）、假丁酸弧菌属（Pseudobutyrivibrio）等细菌属的相对丰度。（3）百里香酚对瘤胃古菌的影响远小于细菌。种水平上,与对照组相比,中浓度或高浓度百里香酚添加显着降低了 unclassifiedfMethanomassiliicoccaceae的相对丰度（P<0.05）,高浓度百里香酚添加显着提高了unclassified cMethanomicrobia 相对丰度（P<0.05）。（4）百里香酚的瘤胃原虫组分的影响较瘤胃古菌更小。与对照组相比,不同浓度百里香酚添加对瘤胃原虫科水平上或属水平均无显着影响。（5）瘤胃细菌、古菌和原虫微生物相对丰度与瘤胃发酵产物参数之间的Spearman相关性分析显示,细菌乳杆菌属、假丁酸弧菌属、链球菌属、Ruminococcaceae V9D2013 group 属、Ruminococcaceae UCG-002 属、琥珀酸弧菌属、unclassifiedfPrevotellaceae属和脱硫弧菌属,以及瘤胃原虫等毛虫属与甲烷产生和VFA产量等功能具有显着相关性（p>0.70或<-0.70,且FDR<0.005）。小结:200 mg/L百里香酚添加对瘤胃微生物仅影响少数瘤胃微生物组成,可一定程度促进瘤胃发酵,400 mg/L百里香酚添加可影响多数瘤胃微生物的丰度组成,并抑制瘤胃发酵。本试验主要发现部分微生物类型可通过降低瘤胃甲烷产量和提高瘤胃VFA产量,进而改善瘤胃发酵功能。综上所述,本研究主要得出以下结论:1.新建立的瘤胃微生物物种分析数据库及Kraken2方法,不仅从算法优化上大大提高了物种分析效率,同时从数据库改进上提高了物种分析准确度,是更为可靠和高效的宏基因组学物种分析方法。2.日粮类型对北美野牛瘤胃微生物组成和功能特性的影响较小,而对安格斯肉牛影响较大。同种日粮北美野牛和安格斯肉牛瘤胃微生物组成和功能特性也存在一定差异。结合瘤胃微生物物种和功能特性在不同日粮和动物种类中的差异,相较安格斯肉牛,北美野牛对粗料日粮有更高利用率,且两种动物对高精料日粮有不同利用模式。3.外源添加200 mg/L百里香酚能显着降低瘤胃甲烷产量,对瘤胃细菌、古菌和原虫无明显不利影响,且能维持瘤胃正常发酵功能,而高浓度如400 mg/L百里香酚添加则对多数瘤胃微生物及瘤胃发酵有明显抑制作用。4.瘤胃部分微生物物种对瘤胃发酵功能影响较大,适当调控这些瘤胃微生物的丰度,可有助于改善瘤胃发酵功能。
孙宇[8]（2021）在《基于机器学习挖掘益生菌基因组分子标记及构建可视化筛选预测平台》文中认为益生菌因其对宿主产生有益的影响广受消费者的青睐,包括调节宿主的免疫功能和调节肠道菌群等。尽管有部分益生菌菌株已被广泛的使用,但对于更多潜在的益生菌菌株筛选仍不够精准。由于在传统益生菌的开发过程中往往需要较长的实验周期和复杂的实验验证。因此,利用生物信息学方法通过大数据技术快速筛选有效的益生菌并建立可视化预测平台是非常有必要的,本研究首次将机器学习方法应用于益生菌分子标记的挖掘和预测筛选平台的构建。首先,我们选用239株益生菌与412株非益生菌菌株,以全基因组序列的K-mer（2-8-mer）标记为特征,经过特征选择算法F-score和增量特征选择（IFS）技术筛选出了全部菌株基因组中的184个核心特征。使用机器学习支持向量机（SVM）方法构建益生菌预测模型,在10折交叉验证过程中预测准确率达到97.77%,证明了核心K-mer·特征可以作为筛选益生菌基因组潜在的分子标记。进一步,核心特征关联基因的功能注释表明益生效果不是单一基因决定的,而是基因组分子间系统和网络化的协同合作,共标记出239株益生菌中共有的60个核心功能Role。最后,我们从益生菌肠道定植、碳水化合物代谢、抗药性、毒力因子等特性方面再次验证了上述预测模型的可信性。随后,通过提取核心特征中的53个K-mer,我们进一步构建了针对乳杆菌、双歧杆菌及其它益生菌的益生菌分类预测模型,经检测独立测试集预测结果与系统发生进化关系分析验证结果一致,进一步证明核心K-mer在益生菌基因组精准分类筛选中具有稳定的预测性能。最后,我们建立了在线益生菌可视化筛选预测平台iProbiotics,预测平台包含益生菌全基因组序列、分子标记及相关基因、Blast搜索、在线预测模型等工具,为从事益生菌研究的科研人员提供专业的生物信息学服务及参考依据。
李方东[9]（2021）在《茶树转录组组装评估与多组学生物信息平台开发》文中提出茶树是我国最重要的传统经济作物,其叶制成的茶叶是世界上最受欢迎的仅次于水的第一大非酒精饮品,具有巨大的经济、健康和文化价值。近年来,随着高通量转录组测序技术的广泛应用,有力推进了茶树生物学基础研究进程。然而目前大部分组装软件及其分析流程均依据于模式植物的转录组数据设计的,其在非模式植物如茶上的应用存在诸多问题,因此急需开发适宜茶树转录组组装和分析的方法与策略。同时,随着茶树基因组和代谢组数据的增加,亟待构建能够整合大量不同类型组学信息与分析方法的综合数据分析平台。为此,本研究基于茶树基因组学、转录组学、代谢组学等数据资源,借助通用计算机系统、开放的数据库平台架构、高效的数据库存储系统,并结合智能的搜索引擎、友好多样的数据展示方式和简便易用的生物信息分析工具,优化茶树转录组数据组装策略,构建茶树基因组数据库分析平台,以促进茶树生物学大数据的共享和各类组学的挖掘研究。本研究的主要研究结果如下:（1）利用的茶树八个代表性组织的高深度二代转录组测序数据,通过随机抽取数据法进行全组织混合组装模拟,抽取的测序数据量为32 Gb,然后使用五种主流的转录组从头组装软件（SOAPdenovo、Trans-ABy SS、Trinity、Bridger和Bin Packer）分别进行茶树转录本重构组装,利用植物直系同源单拷贝基因库比对、公共数据库注释和转录本表达模式的分析等统计学方法进行评价。结果发现在使用32 Gb模拟测序数据量进行转录组组装时,Bin Packer组装软件和Bridger组装软件的各项评估指标均优于其他三个软件。进一步比较得出,Bridger软件在转录本N50长度、平均序列长度和序列完整性指标上略优于Bin Packer软件,同时组装的完整性也和茶树三代转录组测序相当,说明这两个软件尤其是Bridger可能更加适合茶树转录本的从头组装。（2）通过随机抽取序列进行不同数据量全组织混合和单组织组装,模拟茶树4-84 Gb测序量下使用上一步已评价较适合的Bridger组装软件分别进行组装,然后评估数据量对茶树转录组组装的影响。通过对组装结果基本指标进行统计和BUSCO评价分析得出,当茶树全组织混合组装的数据量为48 Gb时各项指标均较优,说明48Gb是茶树全（多）组织组装的优先选择的测序量。进一步进行单组织和多个组织不同数据量的组转评估得出:1)随着单组织测序数据量的增加,组装出转录本的数量也在增加,同时BUSCO评估的缺失率也在降低。当数据量达到6 Gb时,8个组织中6个组织的组装BUSCO缺失低于20%;继续增加至数据量至9 Gb时,8个组织组装的BUSCO缺失均低于20%,甚至嫩叶样本的完整性超过90%。2)对多个组织进行不同数据量组装时,其变化规律和单组织组装相似;同时两个以上组织的混合组装得到的转录本数量和完整性也优于单个组织的组装。这些结果说明,单组织组装数据量在6至9 Gb时可以获得较好的结果,性价比较高,但继续增加单组织组装的数据量或者进行多个组织混合组装均可提高转录本的数量和组装完整性。（3）本研究通过广泛收集和自主测序,整理并获得了茶树基因组图谱、24种山茶属植物共计97个转录组、代谢组、甲基化组、种质资源及大量生物和非生物胁迫基因表达谱数据,利用基因表达和代谢物分布模式的相关性等建立起各数据之间的联系;通过Mysql数据库存储、网页服务器工具和基于JAVA语言等各类计算扩展包,构建了以茶树基因图谱为框架的茶树基因组数据库平台。平台通过前端HTML5网页设计数据库整体界面,集成高性能的搜索引擎和友好的可视化工具,为用户提供基本的检索和结果的展示,以及批量下载各类丰富的数据信息。通过集成各类生物信息分析工具（如BLAST,GO和KEGG功能聚类,相关性分析,同源基因搜索,ORF搜寻,多态性SSR位点鉴定和引物设计等）,有助于研究者快速检索以及深度挖掘数据库中丰富的组学数据并实现批量数据获取和可视化。以TPIA收集的不同种茶组植物的转录组和基因组数据为应用实例,本研究初步构建了代表性茶组植物的系统发育框架,结果表明,这些茶组植物物种可分为三组,其中栽培茶树聚集在一起并和C.makuanica、C.tachangensis等构成姐妹组,大理茶是该系统进化关系的基部类群。我们进一步检索了茶组植物叶片中儿茶素和咖啡因的代谢积累数据,然后根据物种分类关系将其映射到构建的系统发育关系上。结果表明,茶叶品质相关代谢物（如儿茶素）的含量随着物种进化轨迹而增加,最近分化的茶树积累的儿茶素和咖啡因比古老分支的物种多。这些数据全面揭示了茶组植物茶叶品质相关特征代谢产物的动态演化,为未来茶树功能基因组学研究和育种提供新的见解和重要线索。综上所述,本研究通过对茶树转录组装策略的研究和优化,探索了适宜茶树二代转录组组装的软件和测序量;同时对基因组学等相关组学数据进行广泛收集和分析,构建了茶树目前最全面的基因组数据库平台,为茶树分子生物学研究提供了丰富的数据和理论基础,将有助于推动茶树功能基因组学、进化生物学和群体遗传学等研究以充分发掘利用茶树优质基因资源,进而指导茶树遗传育种和品种改良,进而促进茶产业的可持续发展。
岑时[10]（2020）在《不同来源植物乳杆菌的特异性进化规律及遗传背景多样性研究》文中认为植物乳杆菌是一种较为常见的益生菌菌种,在自然界中分布广泛。研究表明,生境来源以及遗传背景会造成微生物的功能基因组学以及表型上的差异,而此前针对植物乳杆菌种内遗传背景多样性与功能基因组学的生境特异性进化规律研究较少。本研究利用比较基因组学以及多元统计方法分析了遗传背景与分离生境对140株植物乳杆菌功能基因组学的影响,同时比较了6株植物乳杆菌在特定生境中的生长能力并进行了基因型-表型关联性分析。主要研究内容如下:首先本研究将140株植物乳杆菌分为四个生境组别,比较了植物乳杆菌基因组大小和GC含量与分离生境间的相关性,发现相较于其他分离来源,果蝇源的植物乳杆菌拥有更为庞大的基因组以及更低的GC含量。将140株植物乳杆菌的核心基因建立系统发育进化树,发现植物乳杆菌可形成5个系统发育进化簇,且不同分离来源植物乳杆菌分布在系统发育进化树上的不同进化簇中,说明植物乳杆菌遗传背景与其分离生境无显着关联。根据ANI分析以及系统发育进化分析可以发现植物乳杆菌可被分为2个亚种。接着利用不同功能基因数据库对植物乳杆菌进行功能注释,并利用多元统计方法分析了植物乳杆菌功能基因组学在不同分离生境与不同遗传背景间的差异。COG注释结果表明,人源和乳源植物乳杆菌COG功能基因组相似,而与其他俩类生境相异（R2=0.031）;果蝇源植物乳杆菌拥有23个特异性COG基因,相较于其他生境组别特异性基因更为丰富。碳水化合物代谢活性酶数据库注释结果表明,人源和果蔬源植物乳杆菌碳水化合物代谢相关基因组成相似,而与其他俩类生境相异（R2=0.031）;果蝇源植物乳杆菌富集了各类碳水化合物代谢相关基因而乳源植物乳杆菌碳水化合物代谢相关基因发生退化。毒力因子数据库注释结果表明,四类生境所分离的植物乳杆菌毒力基因各自相异（R2=0.024）,但果蝇源植物乳杆菌有富集毒力因子的趋势。抗生素抗性基因数据库注释结果表明,果蝇源植物乳杆菌的抗生素抗性基因与其他生境组别具有显着差异（R2=0.036）,且人源植物乳杆菌富集了大量抗生素抗性基因。系统发育进化树上不同进化簇的植物乳杆菌之间功能基因组皆存在着巨大差异,且该差异皆大于由生境所带来的差异。基于此,本研究构建了高准确率的判断植物乳杆菌分离生境的机器学习模型（81%）,说明由生境及遗传背景造成的功能基因的差异具有一定的普适性。最后选择了6株不同生境来源植物乳杆菌,比较了这些菌在特定生境中的生长能力。结果发现在泡菜环境中,植物乳杆菌在32 h内完成了生长周期,且生长过程中果蔬源植物乳杆菌最大生物量显着大于人源植物乳杆菌,但代时无显着差异;最大生物量与特定COG、Cazyme基因相关,而代时则只与C、G两类COG基因相关。在体外肠道模拟发酵液中,不同植物乳杆菌生长能力不同,但与生境无显着关联,而不同植物乳杆菌所引起的菌群结构变化和菌群互作关系的差异则与其生境相关;菌群结构变化受植物乳杆菌Cazyme功能基因组影响最强,受CARD功能基因组影响最弱。相关性分析说明植物乳杆菌遗传背景对其表型具有显着影响,而生境对表型的影响则较为有限。综上,在基因组学层面,植物乳杆菌具有明显的遗传多样性,且植物乳杆菌对分离生境发生了一定程度的功能基因组学特异性进化以适应该生境。在表型层面,不同分离来源植物乳杆菌对不同生境表现出了不同的适应与生长能力,且该生长能力情况与植物乳杆菌自身功能基因组学显着相关,验证了基因组学的分析结果。根据不同遗传背景及生境的植物乳杆菌基因型表型相关性分析结果可以在筛选菌种等方面从基因组的角度给予一定的指导意义,提高未来筛选目标植物乳杆菌的效率,有利于挖掘具有优良益生特性的植物乳杆菌。
二、FUNCTIONAL GENOMICS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、FUNCTIONAL GENOMICS（论文提纲范文）
（1）药用植物基因组学研究进展（论文提纲范文）
| 1 基因组测序研究 |
| 1.1 测序技术概述 |
| 1.2 药用植物数据库 |
| 2 结构基因组学研究 |
| 2.1 遗传作图 |
| 2.2 基因组de novo测序 |
| 2.3 叶绿体和线粒体基因组 |
| 2.4 比较基因组 |
| 3 功能基因组学研究 |
| 3.1 转录组学 |
| 3.2 蛋白质组学 |
| 3.3 代谢组学 |
| 4 展望 |
（2）园林树木基因组学研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 园林树木基因组测序的主要进展 |
| 2 园林树木结构基因组学与功能基因组学 |
| 2.1 结构基因组学 |
| 2.1.1 基因组调查 |
| 2.1.2 基因组测序 |
| 2.1.3 基因组拼接 |
| 2.1.4 基因组组装 |
| 2.1.5 基因组组装质量评估 |
| 2.2 功能基因组学 |
| 2.2.1 基因组注释 |
| 2.2.2 功能基因定位 |
| 2.2.3 候选功能基因分析 |
| 2.2.4 基因功能验证 |
| 3 展望 |
（3）黄曲霉功能基因组学研究（论文提纲范文）
| 1 黄曲霉的功能基因组学策略 |
| 1.1 黄曲霉次生代谢生物合成基因簇(BGCs)的预测 |
| 1.2 黄曲霉基因研究方法 |
| 1.2.1 筛选标记 |
| 1.2.2 黄曲霉转化策略 |
| 2 提高黄曲霉基因操作效率的策略 |
| 2.1 缺陷型菌株非同源末端连接(NHEJ)的基因工程研究 |
| 2.2 使用Cre-loxP重组系统拯救标记基因 |
| 2.3 利用CRISPR-Cas9系统开发基因组编辑方法 |
| 2.4 RNA干扰(RNAi)技术 |
| 3 黄曲霉功能基因组学的潜在应用 |
| 3.1 黄曲霉基因组学用于阐明主要真菌毒素的合成途径和调控 |
| 3.1.1 通过功能基因组学研究黄曲霉毒素的生物合成 |
| 3.1.2 通过功能基因组学研究环匹阿尼酸(CPA)生物合成 |
| 3.2 利用功能基因组学研究黄曲霉与植物的相互作用 |
| 4 展 望 |
（4）自然发酵乳制品中瑞士乳杆菌群体遗传学和功能基因组学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略语表 |
| 1 引言 |
| 1.1 自然发酵乳制品概述 |
| 1.2 乳酸菌简介 |
| 1.3 瑞士乳杆菌概述 |
| 1.3.1 瑞士乳杆菌基因组研究现状 |
| 1.3.2 瑞士乳杆菌蛋白水解系统 |
| 1.4 群体遗传学及其应用 |
| 1.5 功能基因组学 |
| 1.6 立题意义与研究内容 |
| 1.6.1 立题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 菌株来源 |
| 2.1.2 主要材料与试剂 |
| 2.1.3 主要仪器 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 菌株活化 |
| 2.2.2 基因组DNA的提取 |
| 2.2.3 全基因组测序及组装 |
| 2.2.4 功能基因预测及注释 |
| 2.2.5 群体遗传学分析 |
| 2.2.6 发酵试验 |
| 2.2.7 功能基因组学分析 |
| 2.3 统计学检验 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 瑞士乳杆菌基因组特征 |
| 3.1.1 基因组的拼接与组装 |
| 3.1.2 编码基因预测及功能注释 |
| 3.2 泛-核心基因组的构建 |
| 3.3 系统发育树的构建 |
| 3.3.1 不同进化分支遗传多样性分析 |
| 3.3.2 不同分离源聚类菌株遗传差异分析 |
| 3.4 平均核苷酸一致性 |
| 3.5 基因组变异分析 |
| 3.6 核苷酸多样性的计算 |
| 3.7 菌株间SNP距离 |
| 3.8 重组分析 |
| 3.9 选择压力分析 |
| 3.10 发酵指标测定 |
| 3.11 功能基因组学分析 |
| 3.11.1 产酸相关基因 |
| 3.11.2 蛋白水解系统相关基因 |
| 3.11.3 碳水化合物活性酶 |
| 3.12 全基因组关联分析 |
| 4 讨论 |
| 5 结论、主要创新点与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（5）摩洛哥自然发酵乳中乳酸菌多样性及优势菌种比较基因组学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 自然发酵乳资源 |
| 1.1.1 自然发酵乳现状 |
| 1.1.2 摩洛哥地区自然发酵乳资源 |
| 1.1.3 自然发酵乳中的乳酸菌资源 |
| 1.1.4 乳酸菌在发酵乳中的应用 |
| 1.2 自然发酵乳中细菌多样性的研究 |
| 1.2.1 基于传统纯培养方法研究自然发酵乳中细菌多样性 |
| 1.2.2 基于非培养技术研究自然发酵乳中细菌多样性 |
| 1.3 比较基因组学在乳酸菌中的应用 |
| 1.3.1 比较基因组学 |
| 1.3.2 比较基因组学研究现状 |
| 1.3.3 乳酸乳球菌乳酸亚种的比较基因组学研究现状 |
| 1.4 研究内容及意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 材料 |
| 2.1.1 试验样品来源 |
| 2.1.2 试验菌株 |
| 2.1.3 参考菌株 |
| 2.1.4 试验试剂 |
| 2.1.5 仪器设备 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 样品采集及保存 |
| 2.2.2 自然发酵乳中乳酸菌分离及鉴定 |
| 2.2.3 自然发酵乳中多样性分析 |
| 2.2.4 自然发酵乳中优势菌种比较基因组学分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 摩洛哥自然发酵乳中乳酸菌的分离鉴定结果 |
| 3.1.1 自然发酵乳中乳酸菌活菌计数结果 |
| 3.1.2 自然发酵乳中乳酸菌分离结果 |
| 3.1.3 自然发酵乳中乳酸菌16S r RNA鉴定结果 |
| 3.2 摩洛哥自然发酵乳中细菌多样性分析结果 |
| 3.2.1 自然发酵乳中细菌丰度及多样性分析 |
| 3.2.2 自然发酵乳中的β多样性分析 |
| 3.2.3 自然发酵乳中的细菌构成分析 |
| 3.2.4 自然发酵乳中细菌相对含量差异分析 |
| 3.2.5 自然发酵乳中核心微生物分析 |
| 3.2.6 自然发酵乳中OTU水平菌群结构分析 |
| 3.2.7 自然发酵乳中主要细菌相关性分析 |
| 3.2.8 自然发酵乳中LDA Effect Size分析 |
| 3.3 优势菌种乳酸乳球菌乳酸亚种基因组分析 |
| 3.3.1 基因组基本信息 |
| 3.3.2 核苷酸多样性分析 |
| 3.3.3 基因组预测及注释分析 |
| 3.3.4 泛-核心基因集及宿主特异性基因分析 |
| 3.3.5 系统发育分析及特异基因比较 |
| 3.3.6 功能基因组学 |
| 4 讨论 |
| 4.1 自然发酵乳中乳酸菌的分离鉴定分析 |
| 4.2 自然发酵乳中细菌多样性分析 |
| 4.3 Lactococcus lactis subsp. lactis比较基因组学分析 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（6）水稻表观基因组图谱和数据库的构建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 1.前言 |
| 1.1 表观遗传 |
| 1.2 DNA甲基化 |
| 1.3 组蛋白修饰 |
| 1.4 染色质开放区域 |
| 1.5 染色质状态的注释研究 |
| 1.6 关于表观基因组学的二代测序技术 |
| 1.7 人类和模式动物的ENCODE计划 |
| 1.8 植物的功能基因组计划 |
| 1.9 水稻的表观基因组学研究进展 |
| 1.10 本研究的目的和意义 |
| 2.水稻表观基因组图谱的构建 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料和方法 |
| 2.2.1 材料的生成 |
| 2.2.2 分析路线 |
| 2.2.3 ChIP-seq和FAIRE-seq分析方法 |
| 2.2.4 RNA-seq分析方法 |
| 2.2.5 DNA甲基化分析方法 |
| 2.2.6 ChIP-reChIP数据的分析方法 |
| 2.2.7 染色质状态的表征和基因组学特征的分型 |
| 2.2.8 DMR(DNA甲基化差异区域)分析 |
| 2.2.9 转座因子富集分析 |
| 2.2.10 启动子周围区域的组蛋白组合分析 |
| 2.2.11 组织间染色质状态转换频率分析 |
| 2.2.12 染色质状态切换中的DNA甲基化变化 |
| 2.2.13 组织间组蛋白修饰的差异分析 |
| 2.2.14 特征性组蛋白修饰标记与组织中基因表达转录之间的关系 |
| 2.2.15 组织特异性组蛋白修饰分析 |
| 2.2.16 候选增强子分析 |
| 2.2.17 20个水稻品种表观基因组特征分析的动态 |
| 2.2.18 遗传变异对20个品种表观基因组特征的影响分析 |
| 2.2.19 图形的可视化 |
| 2.3 结果和分析 |
| 2.3.1 水稻数据的可重复性研究 |
| 2.3.2 水稻全基因组表观数据特性的概括 |
| 2.3.3 水稻全基因组染色质状态的注释及其特征 |
| 2.3.4 利用染色质特征细化定义水稻的启动子区域 |
| 2.3.5 水稻组织间表观基因组的动态变化 |
| 2.3.6 顺式调控元件分析 |
| 2.3.7 20个水稻品系间的表观信号差异 |
| 2.4 讨论 |
| 3.水稻表观基因组数据库的构建 |
| 3.1 前言 |
| 3.1.1 水稻表观数据库构建的意义 |
| 3.2 材料和方法 |
| 3.2.1 水稻的表观数据搜集 |
| 3.2.2 数据库运作模式的选择 |
| 3.2.3 数据库的数据结构组成 |
| 3.3 结果和分析 |
| 3.3.1 数据库的组蛋白修饰检索 |
| 3.3.2 数据库的转录组检索 |
| 3.3.3 数据库的开放染色质区域检索 |
| 3.3.4 数据库的DNA交互信息检索 |
| 3.3.5 数据库的染色质状态检索 |
| 3.3.6 数据库的DNA甲基化检索 |
| 3.3.7 数据库的基因组浏览器组成 |
| 3.3.8 数据库表观数据的展示 |
| 3.3.9 与其他植物表观数据库数据的比较 |
| 3.4 讨论 |
| 4.小结与展望 |
| 4.1 单一组织水稻染色质图谱和新的染色质状态 |
| 4.2 组织间组蛋白修饰和染色质状态变化图谱 |
| 4.3 水稻全基因组范围调控元件的识别 |
| 4.4 水稻多品系表观基因组图谱 |
| 4.5 水稻表观基因组数据库 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录Ⅰ 附表 |
| 附录Ⅱ 附图 |
| 附录Ⅲ eChIP实验方法 |
| 附录Ⅳ 作者简介附录 |
| 致谢 |
（7）宏基因组学解析瘤胃微生物组成和功能特性及外源添加剂调控瘤胃微生物发酵的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1 前言 |
| 2 反刍动物瘤胃微生物组成与功能 |
| 2.1 瘤胃细菌 |
| 2.2 瘤胃古菌 |
| 2.3 瘤胃原虫 |
| 2.4 瘤胃真菌 |
| 2.5 动物类型及日粮对瘤胃微生物组成的影响 |
| 2.5.1 动物类型对瘤胃细菌组成的影响 |
| 2.5.2 日粮对瘤胃细菌组成的影响 |
| 2.5.3 动物类型对瘤胃古菌组成的影响 |
| 2.5.4 日粮对瘤胃古菌的影响 |
| 2.6 瘤胃微生物对反刍动物生产的重要性 |
| 2.6.1 瘤胃微生物影响饲料利用率 |
| 2.6.2 瘤胃微生物与CAZymes |
| 2.6.2.1 纤维素酶 |
| 2.6.2.2 半纤维素酶 |
| 2.6.2.3 果胶酶 |
| 2.6.3 瘤胃微生物与甲烷排放 |
| 3 研究瘤胃微生物的分子生物学方法 |
| 3.1 宏分类组学 |
| 3.2 宏基因组学 |
| 3.3 宏转录组学 |
| 3.4 代谢组学 |
| 3.5 组学技术在瘤胃微生物研究中的展望 |
| 4 植物提取物调控瘤胃微生物的研究进展 |
| 4.1 皂甙在瘤胃微生物调控中的应用 |
| 4.2 单宁在瘤胃微生物调控中的应用 |
| 4.3 植物精油在瘤胃微生物调控中的应用 |
| 4.4 植物提取物调控瘤胃微生物的研究展望 |
| 5 研究的目的及意义 |
| 6 研究内容 |
| 7 技术路线 |
| 第二章 Kraken2方法的建立及其应用验证 |
| 1 前言 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 动物试验及样品采集 |
| 2.2 RNA提取与测序 |
| 2.3 数据分析流程设置 |
| 2.4 统计学分析 |
| 3 结果 |
| 3.1 Kraken2与Kraken方法宏转录组学物种注释结果比较 |
| 3.2 微生物α及β多样性在Kraken和Kraken2方法中的差异 |
| 4 讨论 |
| 5 小结 |
| 第三章 宏基因组学反刍动物瘤胃微生物物种和功能解析 |
| 1 前言 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 动物试验及样品采集 |
| 2.2 DNA提取及宏基因组测序 |
| 2.3 宏基因组数据分析 |
| 2.3.1 宏基因组物种组成分析 |
| 2.3.2 北美野牛和安格斯肉牛宏基因组学功能分析 |
| 2.4 瘤胃微生物物种组成与差异功能关联分析 |
| 2.5 统计学分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 北美野牛和安格斯肉牛宏基因组学数据总体统计 |
| 3.2 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃细菌和古菌生物多样性分析 |
| 3.2.1 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃细菌和古菌α多样性分析 |
| 3.2.2 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃细菌和古菌β多样性分析 |
| 3.3 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃微生物组成分析 |
| 3.3.1 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃微生物域水平组成 |
| 3.3.2 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃细菌组成 |
| 3.3.2.1 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃细菌门水平组成 |
| 3.3.2.2 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃细菌属水平组成 |
| 3.3.3 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃古菌组成分析 |
| 3.3.3.1 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃古菌门水平和科水平组成 |
| 3.3.3.2 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃古菌属水平和种水平组成 |
| 3.4 北美野牛和安格斯肉牛瘤胃微生物功能分析 |
| 3.4.1 瘤胃微生物SEED subsystems功能分析 |
| 3.4.2 瘤胃微生物功能基因中CAZymes组成分析 |
| 3.4.2.1 瘤胃微生物GHs功能基因组成 |
| 3.4.2.2 瘤胃微生物CBMs功能基因组成 |
| 3.4.2.3 瘤胃微生物AAs、CEs和PLs功能基因组成 |
| 3.4.2.4 瘤胃微生物GTs功能基因组成 |
| 3.5 瘤胃微生物物种组成与差异功能之间的相关性分析 |
| 3.5.1 瘤胃微生物组成与SEED subsystems差异功能相关性分析 |
| 3.5.2 瘤胃微生物丰度组成与差异CAZymes之间的相关性分析 |
| 4 讨论 |
| 4.1 日粮及动物类型对瘤胃细菌和古菌生物多样性的影响 |
| 4.2 日粮类型及动物类型对瘤胃细菌和古菌组成的影响 |
| 4.2.1 日粮类型对瘤胃微生物细菌和古菌组成结构的影响 |
| 4.2.2 动物类型对瘤胃微生物细菌和古菌组成结构的影响 |
| 4.3 日粮类型及动物类型对瘤胃微生物功能结构的影响 |
| 4.3.1 日粮类型对瘤胃微生物SEED subsystems功能组成的影响 |
| 4.3.2 动物类型对瘤胃微生物SEED subsystems功能组成的影响 |
| 4.3.3 日粮类型对瘤胃微生物CAZymes组成的影响 |
| 4.3.4 不同动物类型瘤胃微生物CAZymes组成的差异 |
| 4.3.5 瘤胃微生物物种组成与功能之间的联系 |
| 5 小结 |
| 第四章 百里香酚对瘤胃发酵、甲烷排放和瘤胃微生物的影响 |
| 1 前言 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验动物及瘤胃液采集 |
| 2.2 瘤胃体外发酵试验 |
| 2.3 瘤胃体外发酵后指标测定 |
| 2.4 扩增子测序分析瘤胃微生物组成 |
| 2.4.1 总DNA提取及扩增子测序 |
| 2.4.2 扩增子测序数据分析流程 |
| 2.5 瘤胃微生物组成与瘤胃发酵产物相关性分析 |
| 2.6 统计分析 |
| 3 结果分析 |
| 3.1 瘤胃pH、总产气量、甲烷产量、NH3-N浓度及物质消化率 |
| 3.2 瘤胃挥发性脂肪酸含量 |
| 3.3 百里香酚添加对体外发酵瘤胃微生物的影响 |
| 3.3.1 百里香酚添加瘤胃微生物Alpha及Beta多样性的影响 |
| 3.3.1.1 百里香酚添加对瘤胃细菌、古菌和原虫Alpha多样性的影响 |
| 3.3.1.2 百里香酚添加对瘤胃细菌、古菌和原虫Beta多样性的影响 |
| 3.3.2 百里香酚添加瘤胃微生物组成的影响 |
| 3.3.2.1 百里香酚添加瘤胃细菌组成的影响 |
| 3.3.2.2 百里香酚添加瘤胃古菌组成的影响 |
| 3.3.2.3 百里香酚添加瘤胃原虫组成的影响 |
| 3.3.3 瘤胃微生物组分与瘤胃发酵产物相关性分析 |
| 4 讨论 |
| 4.1 外源添加剂对瘤胃发酵功能的影响 |
| 4.2 外源添加剂对瘤胃微生物的影响 |
| 4.3 瘤胃微生物组分对瘤胃发酵功能的影响 |
| 5 小结 |
| 第五章 总体讨论和结语 |
| 1 总体讨论 |
| 2 主要结论 |
| 3 创新点 |
| 4 研究不足之处及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 在读期间论文发表情况 |
| 致谢 |
（8）基于机器学习挖掘益生菌基因组分子标记及构建可视化筛选预测平台（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 益生菌 |
| 1.1.1 益生菌的发展历史 |
| 1.1.2 益生菌的益生功能及机制研究进展 |
| 1.1.3 益生菌菌株确定的研究方法 |
| 1.2 益生菌的大数据功能基因组学研究进展 |
| 1.2.1 乳杆菌属益生菌多组学研究 |
| 1.2.2 双歧杆菌属益生菌多组学研究 |
| 1.2.3 其他种属益生菌多组学研究 |
| 1.3 机器学习方法在生物学中的应用 |
| 1.4 本研究的结构安排 |
| 第二章 数据与方法 |
| 2.1 数据来源 |
| 2.2 基因组序列特征编码 |
| 2.2.1 特征编码 |
| 2.3 核心特征筛选 |
| 2.3.1 特征优化算法 |
| 2.3.2 增量特征选择 |
| 2.4 功能基因的预测和注释 |
| 2.4.1 比较基因组学 |
| 2.4.2 功能基因组学 |
| 2.5 机器学习算法及Web-server实现 |
| 2.5.1 支持向量机(SVM)机器学习模型 |
| 2.5.2 益生菌可视化筛选预测平台搭建 |
| 第三章 益生菌全基因组K-mer序列特征分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 菌株选择 |
| 3.2.1 益生菌与非益生菌全基因组序列特性分析 |
| 3.3 益生菌基因组中核心特征分析 |
| 3.3.1 构建K-mer矩阵 |
| 3.3.2 利用特征优化算法筛选核心特征集 |
| 3.3.3 核心特征集能够进一步提高益生菌预测成功率 |
| 3.3.4 核心特征富集分析以及位置分析 |
| 3.4 核心特征与基因功能注释 |
| 3.4.1 益生菌基因与核心特征富集分析 |
| 3.4.2 益生菌基因组比较基因组学分析 |
| 3.4.3 益生菌基因组中核心功能序列分析 |
| 3.5 益生菌功能特点的核心特征序列偏好分析 |
| 3.5.1 胃肠道存活率相关基因中特征富集分析 |
| 3.5.2 P-feature富集基因的碳水化合物酶代谢能力 |
| 3.5.3 抗生素抗性基因中P-feature与N-feature富集情况分析 |
| 3.5.4 毒力因子相关基因中P-feature与N-feature富集情况分析 |
| 第四章 益生菌可视化精准预测平台 |
| 4.1 益生菌预测的机器学习模型建立 |
| 4.2 益生菌分类预测机器学习模型 |
| 4.2.1 益生菌分类预测模型建立 |
| 4.2.2 乳杆菌与双歧杆菌预测结果 |
| 4.3 益生菌可视化筛选预测平台构建 |
| 4.4 益生菌基因组序列预测 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（9）茶树转录组组装评估与多组学生物信息平台开发（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 茶树概述 |
| 1.2 转录组测序 |
| 1.2.1 转录组测序技术 |
| 1.2.2 转录组组装研究进展 |
| 1.3 茶树转录组的研究进展 |
| 1.4 植物基因组数据库研究现状 |
| 1.4.1 植物基因组数据库 |
| 1.4.2 茶树数据库建设现状 |
| 1.5 研究目的及意义 |
| 1.6 技术路线 |
| 第二章 茶树转录组组装 |
| 引言 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 数据的获取 |
| 2.1.2 茶树转录组组装方法 |
| 2.2 研究结果 |
| 2.2.1 茶树转录组组装最优化工具研究 |
| 2.2.2 茶树转录组组装最优化数据量研究 |
| 2.3 小结与讨论 |
| 第三章 茶树基因组生物信息学平台的构建与应用 |
| 引言 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 数据材料 |
| 3.1.2 方法 |
| 3.2 研究结果 |
| 3.2.1 茶树基因组注释优化 |
| 3.2.2 茶树基因组数据库的构建 |
| 3.2.3 生物信息学分析工具集成与应用 |
| 3.2.4 利用TPIA数据研究茶组植物的化学进化模式 |
| 3.3 小结与讨论 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 创新点 |
| 4.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 附图 |
| 附录B 附表 |
| 作者简介 |
（10）不同来源植物乳杆菌的特异性进化规律及遗传背景多样性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 植物乳杆菌研究进展 |
| 1.1.1 植物乳杆菌概述及其益生功能 |
| 1.1.2 植物乳杆菌基因组概述 |
| 1.2 微生物遗传背景多样性研究进展 |
| 1.2.1 微生物遗传背景多样性及其基因组学研究 |
| 1.2.2 微生物不同遗传背景功能基因组学差异 |
| 1.3 不同生境来源微生物差异研究进展 |
| 1.3.1 不同生境来源微生物基因组学差异 |
| 1.3.2 不同生境来源微生物表型差异 |
| 1.4 立题意义 |
| 1.5 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 主要实验试剂 |
| 2.1.2 菌株 |
| 2.2 主要仪器与设备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 直系同源基因及系统发育进化树构建及ANI分析 |
| 2.3.2 功能数据库注释 |
| 2.3.3 机器学习模型建立 |
| 2.3.4 菌株活化 |
| 2.3.5 菌株在特定生境中生长能力的测定 |
| 2.4 数据处理 |
| 2.4.1 统计学方法 |
| 2.4.2 机器学习模型性能度量指标 |
| 2.4.3 生长动力学参数计算 |
| 第三章 结果与讨论 |
| 3.1 植物乳杆菌比较基因组分析 |
| 3.1.1 植物乳杆菌基因组大小与GC含量分析 |
| 3.1.2 植物乳杆菌核心基因组分析 |
| 3.1.3 植物乳杆菌ANI分析 |
| 3.2 植物乳杆菌功能基因组分析 |
| 3.2.1 COG数据库功能注释分析 |
| 3.2.2 Cazyme基因分布 |
| 3.2.3 安全性相关基因分布 |
| 3.2.3.1 毒力因子分析 |
| 3.2.3.2 生物胺代谢相关基因 |
| 3.2.3.3 抗生素抗性相关基因分布 |
| 3.2.4 利用机器学习模型探究功能基因分布规律 |
| 3.2.4.1 基于COG基因的机器学习模型构建 |
| 3.2.4.2 基于Cazyme基因的机器学习模型构建 |
| 3.2.4.3 基于VF基因的机器学习模型构建 |
| 3.2.4.4 基于AR基因的机器学习模型构建 |
| 3.2.4.5 判定生境机器学习模型的优化 |
| 3.2.4.6 判定生境及进化簇的机器学习模型验证 |
| 3.3 植物乳杆菌在不同生境中生长的基因型-表型关联分析 |
| 3.3.1 植物乳杆菌在泡菜溶液中的生长表型-基因型关联分析 |
| 3.3.1.1 植物乳杆菌在泡菜溶液中生长曲线及其生长动力学分析 |
| 3.3.1.2 植物乳杆菌在泡菜溶液中的生长动力学参数与其基因型相关性分析 |
| 3.3.2 植物乳杆菌在模拟肠道发酵液中的生长表型-基因型关联分析 |
| 3.3.2.1 植物乳杆菌在模拟肠道发酵液中的相对丰度变化 |
| 3.3.2.2 植物乳杆菌对模拟肠道发酵液微生态的影响 |
| 3.3.2.3 植物乳杆菌影响微生态的能力与其基因型关联性分析 |
| 主要结论及展望 |
| 主要结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 Ⅰ |
| 附录 Ⅱ:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
四、FUNCTIONAL GENOMICS（论文参考文献）
- [1]药用植物基因组学研究进展[J]. 张闻婷,焦萌,王继华. 广东农业科学, 2021(12)
- [2]园林树木基因组学研究进展[J]. 林授锴,林海兰,陈璘霞,温丽娟,林顺权. 莆田学院学报, 2021(05)
- [3]黄曲霉功能基因组学研究[J]. 王鹏,张颖超,管轶男,孔青,郁东兴. 微生物学杂志, 2021(05)
- [4]自然发酵乳制品中瑞士乳杆菌群体遗传学和功能基因组学研究[D]. 胡日查. 内蒙古农业大学, 2021(01)
- [5]摩洛哥自然发酵乳中乳酸菌多样性及优势菌种比较基因组学分析[D]. 史迪. 内蒙古农业大学, 2021(02)
- [6]水稻表观基因组图谱和数据库的构建[D]. 谢亮. 华中农业大学, 2021(02)
- [7]宏基因组学解析瘤胃微生物组成和功能特性及外源添加剂调控瘤胃微生物发酵的研究[D]. 於江坤. 华中农业大学, 2021
- [8]基于机器学习挖掘益生菌基因组分子标记及构建可视化筛选预测平台[D]. 孙宇. 内蒙古大学, 2021(12)
- [9]茶树转录组组装评估与多组学生物信息平台开发[D]. 李方东. 安徽农业大学, 2021(01)
- [10]不同来源植物乳杆菌的特异性进化规律及遗传背景多样性研究[D]. 岑时. 江南大学, 2020(01)