目的:验证脓毒症中特异分化的单核细胞亚群，并筛选及构建用于早期诊断脓毒症的单核细胞差异基因集。方法:选择广东省人民医院2020年6月至2021年3月收治的脓毒症患者，提取外周血单个核细胞（PBMC），应用单细胞测序技术和拟时序分析对单核细胞差异亚群进行验证。利用生物信息学手段分析差异亚群中的基因表达，并筛选出差异基因用于初步构建候选差异基因集。利用数字聚合酶链反应（PCR）技术分别在脓毒症患者PBMC以及脓毒症人髓系白血病单核细胞株（THP-1）模型中对候选差异基因进行验证，并利用韦恩图构建最终的单核细胞差异基因集。使用基因表达数据库（GEO）对差异基因集进行外部数据验证。结果:①细胞注释及拟时序分析结果显示，NEAT1 +CD163 +单核细胞的分化明显区别于其他亚群，并在脓毒症早期就已经出现，是脓毒症病理过程中的特征亚群。②从NEAT1 +CD163 +单核细胞的基因表达中筛选出22个与脓毒症相关的差异基因，经过数字PCR进一步验证后，最终筛选出碱性亮氨酸拉链ATF样转录因子（BATF）、原癌基因JUNB、癌胚抗原相关细胞黏附分子4（CEACAM4）、第9号染色体上95开放阅读框（C9orf95）、G蛋白α亚基15（GNA15）、补体C3A受体1（C3AR1）、转录生长因子β1（TGFB1）、线粒体载体同源物1（MTCH1）8个基因，用于构建最终的单核细胞差异基因集。③外部验证结果显示，由于C9orf95基因在GEO数据库的GSE154918及GSE133822两个数据集中均无数据，因此在验证时将其排除。在GSE154918数据集，单核细胞差异基因集中BATF、JUNB、CEACAM4、GNA15、C3AR1、TGFB1、MTCH1的表达在脓毒症组均较健康对照组明显升高（log 2表达量：BATF为12.78±0.08比11.39±0.35，JUNB为16.88±0.07比16.04±0.03，CEACAM4为14.73±0.08比13.77±0.05，GNA15为13.16±0.06比12.30±0.04，C3AR1为14.62±0.13比12.87±0.05，TGFB1为16.95±0.05比16.57±0.36，MTCH1为14.80±0.02比14.61±0.15，均 P<0.05）；在GSE133822数据集，基因集中BATF、CEACAM4、GNA15、C3AR1的表达在脓毒症组明显高于健康对照组（log 2表达量：BATF为8.66±0.16比7.92±0.14，CEACAM4为9.20±0.16比8.36±0.20，GNA15为10.66±0.18比10.13±0.16，C3AR1为11.49±0.27比10.48±0.16，均 P<0.05），而JUNB、TGFB1、MTCH1的表达在两组人群中差异无统计学意义。基因集差异分析（GSVA）显示，在GSE154918及GSE133822两个数据集中，脓毒症组单核细胞差异基因集的富集分数均显著高于健康对照组（GSE154918：0.38±0.04比-0.44±0.02，GSE133822：0.56±0.02比0.20±0.05，均 P<0.01）。受试者工作特征曲线（ROC曲线）分析显示，单核细胞差异基因集在GSE154918及GSE133822两个数据集中对脓毒症早期诊断的ROC曲线下面积（AUC）及95%可信区间（95% CI）分别为0.993（0.980～1.000）和0.944（0.873～1.000），提示其具有可靠的诊断价值。 结论:通过单细胞测序技术及数字PCR技术筛选得到的BATF、JUNB、CEACAM4、GNA15、C3AR1、TGFB1、MTCH1单核细胞差异基因集对脓毒症患者具有良好的早期诊断效能，或许能够为早期诊断脓毒症提供新思路。

感染是儿童常见的疾病谱，精准、快速的病原体诊断能帮助临床医师有的放矢地进行治疗，改善患儿预后。传统的病原体诊断方法存在耗时长、灵敏度低等缺陷，近些年来二代测序技术不断发展并应用于临床，成为病原学诊断的新方法。其中宏基因二代测序技术应用最多，它可以无偏移地将标本中所有病原体的核酸都检测出来，此技术包括了样本采集、核酸提取、文库制备、高通量测序、生物信息分析和报告解读几个基本步骤。由于整个流程涉及临床、微生物、生物信息多个领域，故对于报告结果的判读需要临床医生结合患者及其他辅助诊断手段仔细斟酌反复求证。临床医生需要了解二代测序的优势和局限性，才能更好地利用这项技术服务于患者。

目的:对一个来自山西省长治市的遗传性痉挛性截瘫（hereditary spastic paraplegia，HSP）家系的SPAST基因新变异进行分析，进一步研究该变异基因型与临床表型的关系，明确该家系患者的致病性原因。方法:2019年10月在长治医学院附属和平医院神经内科门诊收集一个HSP家系，抽取先证者及其他8名成员的外周静脉血各2 ml，提取血标本中的基因组DNA，应用二代测序技术（next generation sequencing，NGS）对先证者的痉挛性截瘫相关疾病的基因进行初步筛选，利用HGMD、1000G、OMIM等数据库及PolyPhen2、SIFT等软件对可疑变异进行生物信息学分析。然后利用多重连接依赖性探针扩增（multiplex ligation-dependent probe amplification，MLPA）技术进一步筛选NGS检测后仍为阴性的患者的总缺失/重复变异，并对可疑致病性变异位点进行家系内Sanger测序验证以便明确变异位点在该家系内的共分离情况。最后，参考最新版美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）的序列变异解读指南，对变异位点进行详细分析以明确致病性。结果:该HSP家系共4代47名成员，有10例患者，发病年龄在2~44岁之间。先证者的女儿仅查体可见双侧巴宾斯基征阳性，余患者在此基础上均表现为轻重不一的双下肢痉挛、无力。通过NGS检测技术筛出了2个可疑变异，即SPAST基因c.1057_1058insCC（p.Leu354HisfsTer11）移码变异和DCTN1 基因c.2213A>G（p.Gln738Arg）错义变异。利用Sanger测序对家系进行验证，结果提示该家系受影响的患病成员（先证者的父亲、弟弟、儿子、女儿）均检测到SPAST基因c.1057_1058insCC（p.Leu354HisfsTer11）移码变异，未受影响的正常成员（先证者的妻子、母亲、妹妹、弟媳）均未检测到该变异。而该家系未受影响的正常成员先证者的母亲检测到DCTN1 基因c.2213A>G（p.Gln738Arg）错义变异，余7名成员均未检测到该变异。另外，MLPA结果提示未发现受检者基因存在大片段变异。结论:该HSP家系临床特征和基因结果均高度符合单纯型遗传性痉挛性截瘫4型（SPG4），遗传模式呈常染色体显性遗传。SPAST基因c.1057_1058insCC（p.Leu354HisfsTer11）移码变异在该SPG4家系成员中存在共分离，是该HSP-SPG4家系患者的致病性原因，且为新发现的变异位点。

目的 探究不同生态类型菘蓝Isatis tinctoria表型差异和特异位点扩增片段测序(specific-locus amplified fragment sequencing,SLAF-seq)分子标记.方法 以25个不同生态类型菘蓝为研究对象,利用SLAF-seq技术开发SLAF标签,再结合菘蓝叶片叶表观特征的田间观测,分析不同生态类型菘蓝植株表观差异.结果 测序后各样品所获得的读长总量各不相同,测序质量值Q30为95.66％～96.60％,GC比例为38.13％～41.37％.共开发535 105个菘蓝SLAF标签,多态性SLAF标签有34 412个,共得到63 002个群体单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)标记.测序分析结果与叶表观特征调查结果相结合,可以将25个不同生态类型菘蓝分为5类,分别为倒卵圆形无缺刻皱缩叶、倒卵圆形缺刻皱缩叶、倒卵圆形无缺刻平坦叶、倒卵圆形缺刻平坦叶、披针形无缺刻平坦叶.结论 为后期进一步研究不同类型菘蓝的基因来源和遗传进化提供参考,为菘蓝种质分类、品种鉴定和分子辅助育种提供借鉴.

[目的]将已获得的中华蜜蜂Apis cerana cerana转录组纳米孔长读段数据比对到东方蜜蜂A.cerana参考基因组,进行注释基因的结构优化,鉴定未注释的新基因和新转录本并进行功能注释以及预测其SSR位点、完整ORF和转录因子(transcription factor,TF)家族及成员的分析验证,完善现有的东方蜜蜂参考基因组序列和功能注释.[方法]基于已获得的高质量的接种蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis的中华蜜蜂工蜂4,5和6日龄幼虫肠道转录组纳米孔测序数据,使用gffcompare软件将已鉴定到的全长转录本比对到东方蜜蜂参考基因组以优化已注释基因的结构;采用gffcompare软件鉴定参考基因组上未注释的新基因和新转录本,再通过比对Nr,KOG,eggNOG,GO和KEGG数据库进行功能注释;使用MISA,TransDecoder v3.0.0和animalTFDB 2.0软件分别预测SSR位点、完整ORF和TF家族及成员.[结果]共对东方蜜蜂参考基因组上已注释的4 648个基因结构进行了优化,对1 336个基因同时延长了 5'UTR和3'UTR,分别延长了 1 688个基因的5'UTR和1 624个基因的3'UTR;共鉴定到2 148个新基因,其中分别有818,298,587,359和333个新基因可注释到Nr,KOG,eggNOG,GO和KEGG数据库;共鉴定到35 432条新转录本,其中分别有30 974,21 222,29 025,19 852和9 214条新转录本可注释到上述5个数据库;共发掘出22 541个SSR位点,其中单、双、三和六碱基重复的SSR数量分别为12 078,7 140,2 825和43个,混合SSR的数量为2 964个,分布频率最高的类型是单碱基重复(153.37个/Mb);共预测到58个TF家族及1 611个成员;共预测出28 775个完整ORF,其中编码长度分布在100～200个氨基酸的ORF(38.99％)最多.[结论]研究结果优化了东方蜜蜂参考基因组上已注释基因的结构,并补充了参考基因组上未注释的新基因、新转录本、SSR、完整ORF及TF.

[目的]通过纳米孔(nanopore)测序技术组装和注释中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂幼虫肠道高质量全长转录组.[方法]采用Nanopore PromethION系统对蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis接种的中华蜜蜂工蜂3日龄幼虫后的4,5和6日龄幼虫肠道(分别为AcT4,AcT5和AcT6)进行转录组测序,鉴定全长转录本序列;将前期未接种蜜蜂球囊菌中华蜜蜂工蜂4,5和6日龄幼虫肠道转录组纳米孔测序数据中鉴定到的全长转录本与上述鉴定到的全长转录本混合后滤除冗余全长转录本;将鉴定到的非冗余全长转录本比对Nr,KOG,eggNOG和GO数据库进行注释.采用CPC,CNCI,CPAT和Pfam 4种方法预测长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA).[结果]AcT4,AcT5 和 AcT6 分别测得 14 474 634,10 461 827 和 11 890 978 条原始读段(raw reads),分别包含11 898 582,8 630 186和9 091 035条全长转录本,去冗余后分别鉴定到27 815,21 781和20 004条非冗余全长转录本,N50长度分别为1 900,1 961和2 294 bp,平均长度分别为1 534,1 584和1 792 bp,最长读段长度分别为10 855,10 837和10 887 bp.鉴定到40 562条去非冗余全长转录本,分别有35 415,24 646,34 054和23 053条转录本可分别注释到Nr,KOG,eggNOG和GO数据库.在Nr数据库中注释全长转录本数目和占比最高的物种是东方蜜蜂A.cerana(20 310条,57.35％),其次为西方蜜蜂4.mellifera(4 686条转录本,占13.23％)、大蜜蜂A.dorsata(2 536条转录本,占7.16％)和小蜜蜂A.florea(2 079条转录本,占5.87％).非冗余全长转录本可注释到eggNOG数据库中的未知功能及翻译后修饰、蛋白质更新和分子伴侣等25个功能分类、KOG数据库中的仅一般功能预测和信号转导机制等25个功能分类、GO数据库中生物学进程、细胞组分和分子功能三大类中的50个功能条目以及KEGG数据库中核糖体和RNA转运等196条通路.共鉴定到2 301条高可信度lncRNA,涉及正义链lncRNA、反义链lncRNA、内含子lncRNA和基因间区lncRNA 4种类型.[结论]成功构建和注释了中华蜜蜂工蜂幼虫肠道的首个全长转录组,为中华蜜蜂和东方蜜蜂A.cerana其他亚种的分子生物学及组学研究提供了高质量参考背景和关键基础.

春性甘蓝型油菜杂交种由于发育期较长,极大地限制了该油菜在高寒地区的推广.为了从春性特早熟甘蓝型油菜中筛选出苗期和蕾期差异表达的基因,该研究以春性特早熟甘蓝型油菜为材料,利用cDNA?AFLP技术筛选出1个春性特早熟甘蓝型油菜苗期特异表达的基因片段,并采用RACE技术成功分离克隆了该基因,命名为BnFY34.通过对该基因的测序和生物信息学分析,发现该基因序列大小为455 bp,包含完整的开放阅读框(ORF),编码一个由71个氨基酸残基组成的蛋白,推测的蛋白质分子量为8.04 kD,理论等电点为10.25,其三级结构中含有3个α螺旋,不含β折叠.同时,将BnFY34基因与甘蓝型油菜基因组序列进行比对,结果显示BnFY34基因位于C4染色体上,由3个外显子和2个内含子组成.另外,通过对该基因与其他植物同源基因的亲缘关系进行了分析,结果表明BnFY34基因与芸薹属植物属于同一亚族,并且与甘蓝型油菜中已报到的未诠释基因XM 013837282.1的相似度达100%,其功能有待进一步研究.该研究结果对春油菜产量和品质的早熟转基因育种具有重要意义.

脓毒血症是一种严重威胁生命的感染,精准、快速的病原学诊断可帮助临床医师优化抗菌药物的使用.目前,基于病原菌培养的方法仍是脓毒血症病原学诊断的主要手段,但具有耗时长、灵敏度低等不可忽视的缺点.近年来出现了一些不依赖培养的病原学诊断方法,其中基于聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)的方法已发展较为成熟.但PCR只能检测已知的特定病原体,临床定量PCR仅用于检测病毒及少数细菌,脓毒血症中的病原体PCR多仅为定性检测.目前,二代测序技术不断成熟并用于临床,成为病原学诊断的有力手段.与血培养等传统病原学检测方法相比,其具有快速、非选择性、可定量或半定量分析的优点.现阶段二代测序仍存在公认判读标准缺乏、测序结果与治疗关系不明确、耐药基因检测困难等不足,亦缺乏较大规模的二代测序与传统诊断方法比较验证的研究结果,尚有待更高级的循证医学证据支持.

含有3～5个碱基重复单元的STR基因座是法医学常用遗传标记,主要表现为长度多态性,可用于个体识别及亲权鉴定[1-2].其中,根据STR基因座核心序列结构的重复情况,可以分为简单重复结构、复合重复结构及复杂重复结构[3]. 常用的毛细管电泳检测平台主要根据等位基因片段长度的大小及荧光素标记技术对STR基因座各等位基因进行读取和分析,检测方便且成本低,但无法获取内部序列结构信息[3-4].目前,随着二代测序技术的快速发展及成本的大幅下降,基于二代测序技术对STR基因座进行分析已成为研究热点[5-6]. 本研究主要采用美国Thermo Fisher Scientific公司推出的基于Ion PGMTM Torrent平台的Early Access STR Kit v1对湖南地区24名汉族无关个体进行24个常染色体STR基因座和A me loge nin基因座的分型检测,探讨二代测序技术进行STR基因座检测分析的可行性.

高通量测序技术的发展为研究者深入探索微生物世界提供可能.随着以Pacific BioSciences(PacBio)公司的单分子实时测序(Single molecule real time sequencing,SMRT)为代表的第三代测序(Third generation sequencing,TGS)技术逐渐发展成熟,微生物研究方法正面临又一次新的变革.SMRT测序技术凭借其特殊建库方式(SMRTbell)和超长的测序读长等特点,为微生物16S rRNA基因全长测序提供新的选择.同时,为组装完整可靠的宏基因组和微生物全基因组提供新方法.随着PacBio测序平台的成本大幅下降,SMRT测序技术的PacBio系列平台开始逐渐被应用于微生物16S rRNA基因测序、宏基因组测序和全基因组测序研究中.综述了SMRT测序技术的技术原理和特点及其在微生物16S rRNA基因全长测序、宏基因组测序等方面的应用,并分析了目前SMRT测序技术在微生物各方面研究中的优势和存在的问题,提出基于SMRT测序技术获得的长片段在后期分析中存在的问题.SMRT测序技术将越来越多地引入到微生物研究中,期望为将要选择使用SMRT测序技术研究微生物的研究人员提供一定参考.