郭睿
博士 副研究员 硕士生导师
福建农林大学 动物科学学院(蜂学学院)
昆虫及其病原分子生物学,昆虫及其病原组学,昆虫及其病原转基因
科研很酷,但也是条艰难孤独的路。
- 姓名:郭睿
- 目前身份:在职研究人员
- 担任导师情况:硕士生导师
- 学位:博士
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学术头衔:
- 职称:高级-副研究员
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学科领域:
养蜂学
- 研究兴趣:昆虫及其病原分子生物学,昆虫及其病原组学,昆虫及其病原转基因
郭睿,福建农林大学蜂学学院副研究员,研究方向为:蜜蜂对主要病原的胁迫应答机制,蜜蜂主要病原的增殖与侵染机制,非编码RNA介导蜜蜂及其病原互作的分子调控机制,蜜蜂及其病原互作中的表观调控机制,蜜蜂疾病的综合防控技术体系,现为动物科学学院(蜂学学院)蜜蜂保护课题组、蜜蜂-病原互作机制科研创新团队骨干。主持国家自然科学基金青年基金、福建省自然科学基金、福建省教育厅中青年教师教育科研项目、福建农林大学杰出青年学者科研人才项目、农业部授粉昆虫生物学重点实验室开放基金、福建农林大学科技发展专项基金项目等国家级、省部级、市厅级和校级科研项目;参与国家现代农业产业体系建设专项资金项目、国家重点实验室项目、国家自然科学基金面上项目、福建农林大学科技发展专项基金项目和福建农林大学发展基金项目。荣获2017和2018年度福建农林大学青年五四奖章、2013年度博士研究生国家奖学金以及苏州大学2012年度博士优秀奖学金;作为通讯作者或第一作者在《Applied Microbiology and Biotechnology》、《Journal of Invertebrate Pathology》、《Parasitology Research》、《Gene》、《Current Microbiology》、《Insects》、《Apidologie》、《Journal of Apicultural Research》、《微生物学报》、《昆虫学报》和《中国农业科学》等国内外学术刊物上发表论文60余篇;获授权的发明专利3项、新型实用专利2项;1篇学术论文获得第28届世界养蜂大会口头报告资格,4篇学术论文获得第29届世界养蜂大会Poster资格;受邀担任《RNA Biology》、《Current Bioinformatics》和《Journal of Agricultural Science and Technology》等期刊的审稿人。
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【期刊论文】蜜蜂球囊菌的参考转录组de novo组装及SSR分子标记开发
张曌楠, 熊翠玲, 徐细建, 黄枳腱, 郑燕珍, 骆群, 刘敏, 李汶东, 童新宇, 张琦, 梁勤, 郭睿, 陈大福
昆虫学报,2017,60(1):34-44
2017年01月20日
【目的】通过RNA seq技术对纯培养的蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis孢子和球囊菌侵染的蜜蜂幼虫肠道组织进行测序,de novo组装球囊菌的参考转录组,并对其进行功能与代谢通路注释,进而基于该转录组数据开发球囊菌的SSR分子标记。【方法】首先通过差速离心获得活化的球囊菌孢子,配制含1×107孢子/mL的饲料饲喂4, 5和6日龄的意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica幼虫和中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫,通过Illumina HiSeqTM 2500平台同时对上述蜜蜂幼虫肠道及纯化球囊菌孢子进行深度测序,原始数据过滤后通过Trinity软件组装得到unigenes,进而通过BLASTX比对NCBI Nr, Swiss-Prot, KOG和KEGG数据库对unigenes进行功能与代谢通路注释。利用MISA软件对所有unigenes进行SSR搜索,并利用Primer Premier 5软件设计SSR特异性引物,通过PCR对不同来源的球囊菌SSR位点进行扩增。【结果】本研究共获得146 135 308条高质量reads,de novo组装得到42 609个unigenes。BLASTX比对结果显示,29 316个unigenes在上述公共数据库中具有功能和代谢通路注释。注释到法夫酵母Xanthophyllomyces dendrorhous上的unigenes最多,达6 050个。KEGG注释结果显示,unigenes可注释到117个代谢通路,其中富集在核糖体(ribosome)上的unigenes数量最多(529)。所有unigenes中共预测到7 968个SSRs,通过PCR开发出5个球囊菌SSR分子标记。【结论】本研究成功组装球囊菌的参考转录组,并进行了功能与代谢通路注释,可为在分子水平深入研究球囊菌提供重要的参考信息。基于该转录组信息开发的5个SSR分子标记可推动菌株鉴定、基因图谱构建及基因定位等研究。
蜜蜂球囊菌, 参考转录组, RNA seq, 功能与代谢通路注释, SSR
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陈大福, 郭睿, 熊翠玲, 梁勤, 郑燕珍, 徐细建, 黄枳腱, 张曌楠, 张璐, 李汶东, 童新宇, 席伟军
昆虫学报,2017,60(4):401-411
2017年04月20日
【目的】本研究旨在通过趋势分析对胁迫意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称意蜂)幼虫肠道的球囊菌Ascosphaera apis的差异表达基因(DEGs)进行转录组分析。【方法】将纯化的球囊菌孢子配制为1×107孢子/mL的饲料饲喂意蜂3日龄幼虫,利用Illumina HiSeq 2500平台对球囊菌胁迫的意蜂幼虫肠道cDNA进行测序,将过滤得到的有效读段(clean reads)映射(mapping)到核糖体数据库及mapping意蜂参考基因组,最后mapping到本课题组组装并注释的球囊菌参考转录组。利用STEM软件对DEGs进行趋势分析。利用WEGO软件对显著表达模式中的DEGs进行GO富集分析。利用Blastall对显著表达模式中的DEGs进行KEGG代谢通路富集分析。最后,通过对随机选取6个DEGsd的RT-qPCR分析对RNA-seq数据进行验证。【结果】球囊菌胁迫意蜂幼虫肠道样品的Illumina测序共得到球囊菌的25 454 076条原始读段(raw reads),经过滤得到24 909 820条clean reads,Q30均在93.46%以上。趋势分析结果显示,19 893个DEGs聚类为8个表达模式,其中有12 151个DEGs聚类为3个表现为显著上调趋势的表达模式。GO富集分析结果显示,表现上调趋势的DEGs富集在40个GO term,富集基因数最多的为细胞进程(cellular process)(2 601 unigenes),其次为代谢进程(metabolic process)(2 553 unigenes)和细胞(cell)(2 522 unigenes)。KEGG代谢通路富集分析结果显示,上调趋势中的DEGs富集在119个代谢通路上,其中富集基因数最多的是核糖体(ribosome)(213 unigenes),其次为氨基酸生物合成(biosynthesis of amino acids)(154 unigenes)和内质网蛋白加工(protein processing in endoplasmic reticulum)(130 unigenes)。共有48个DEGs富集在MAPK信号通路上,聚类分析结果显示,这些DEGs随着胁迫时间的延长表达水平逐渐增强。RT-qPCR结果显示,6个DEGs的表达水平变化趋势与RNA-seq数据一致,证明了本研究中的转录组数据真实可靠。【结论】本研究为在分子水平揭示球囊菌的致病机理提供了重要信息,也为阐释球囊菌胁迫意蜂幼虫过程中的病原-宿主互作机制奠定了基础。
意大利蜜蜂, 球囊菌, 幼虫肠道, RNA-seq, 转录组, 差异表达基因
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【期刊论文】球囊菌胁迫中华蜜蜂幼虫肠道过程中病原的转录组学研究
郭睿, 陈大福, 黄枳腱, 梁勤, 熊翠玲, 徐细建, 郑燕珍, 张曌楠, 解彦玲, 童新宇, 候志贤, 江亮亮, 刀晨
微生物学报,2017,57(12):1865-1878
2017年05月11日
【目的】本研究利用RNA-seq技术对球囊菌胁迫的中华蜜蜂(中蜂)幼虫肠道进行深度测序,经趋势分析得到差异表达基因(DEG)的显著表达模式,进而对胁迫过程中的球囊菌进行转录组学分析。【方法】利用Illumina HiSeq 2500平台对球囊菌胁迫的中蜂幼虫肠道进行深度测序,将有效读段(clean reads)先映射定位(mapping)核糖体数据库,再mapping中蜂幼虫肠道参考转录组,过滤后的clean reads 进而mapping球囊菌参考转录组。利用STEM软件对胁迫过程中球囊菌的基因表达模式进行趋势分析。利用WEGO软件对显著表达模式中的DEGs进行GO富集分析。利用Blastall对显著表达模式中的DEGs进行KEGG代谢通路(pathway)富集分析。最后,通过RT-qPCR对RNA-seq数据进行验证。【结果】本研究中,经过滤得到球囊菌的41133932条高质量clean reads。22865个DEGs共聚类为8个基因表达模式,其中,16769个DEGs聚类为2个显著上调趋势与2个显著下调趋势。GO富集分析结果表明,显著上调与显著下调趋势中的DEGs富集于40与37个GO term,基因富集数最多的为细胞进程(cellular process)(2486 unigenes)和细胞(cell)(708 unigenes)。KEGG pathway富集分析显示显著上调与显著下调趋势中的DEGs富集在119和112个pathway上,基因富集数量最多的是氨基酸生物合成(biosynthesis of amino acids)(127 unigenes)与核糖体(ribosome)(98 unigenes)。进一步分析表明球囊菌在胁迫中蜂幼虫肠道的过程中通过提高物质合成促进其增殖,而宿主通过抑制球囊菌的蛋白合成抵御病原入侵。共有11个DEGs富集在MAPK信号通路,它们的表达水平随着胁迫时间的延长而逐渐下降,推测中蜂幼虫通过抑制该通路而阻遏球囊菌增殖。RT-qPCR结果显示6个DEGs的表达水平变化趋势与RNA-seq数据一致,证明了本研究中转录组数据的可靠性。【结论】本研究不仅为揭示白垩病过程中的球囊菌-中蜂幼虫互作提供了重要信息,也为阐明不同抗性蜂种的球囊菌抗性差异奠定了基础。
球囊菌, 中华蜜蜂, 幼虫肠道, 趋势分析, 转录组
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陈大福, 郭睿, 熊翠玲, 梁勤, 郑燕珍, 徐细建, 张曌楠, 黄枳腱, 张璐, 王鸿权, 解彦玲, 童新宇
中国农业科学,2017,50(13):2614-2623
2017年07月09日
【目的】白垩病是困扰养蜂生产的顽疾。目前,尚无利用二代测序技术研究中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)幼虫白垩病的报道。本研究利用RNA-seq技术对健康(AcCK)及球囊菌(Ascosphaera apis)胁迫的中蜂4日龄幼虫肠道(AcT)进行深度测序,在转录组水平研究中蜂幼虫在球囊菌胁迫早期的胁迫应答。【方法】通过Illumina HiSeq 2500平台对AcCK和AcT进行双端(PE125)测序,首先对测序数据进行质控和评估,利用edgeR软件进行差异表达基因(DEG)分析,进而对DEGs进行GO富集分析及KEGG代谢通路富集分析,最后,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证测序数据的可靠性。【结果】 AcCK和AcT 的转录组测序共得到188 457 338条原始读段(raw reads), 经过滤得到182 088 448条有效读段(clean reads),两端Q20与Q30均在97.96%和94.97%以上,说明测序数据质量良好;主成分分析(PCA)结果显示第一与第二主成分可分别解释基因表达总体方差的75.8%和10.7%;DEG分析结果显示上调基因与下调基因的数量分别为344和239个;GO富集分析结果显示DEGs共富集在36个GO分类(term)上,其中基因富集数最多的细胞(106 unigenes)、细胞组件(106 unigenes)和代谢进程(104 unigenes);KEGG代谢通路富集分析结果显示上调与下调基因分别富集在72个和45个代谢通路上,其中上调基因富集数最多的是核糖体(72 unigenes)、碳代谢(16 unigenes)和糖酵解(14 unigenes),而下调基因富集数最多的是碳代谢(9 unigenes)、二羧酸代谢(8 unigenes)和氨基酸生物合成(7 unigenes),进一步分析表明中蜂幼虫肠道的部分细胞免疫对球囊菌的胁迫产生应答,而体液免疫不产生应答,宿主的代谢相关基因受到球囊菌的显著抑制。【结论】揭示了中蜂幼虫在球囊菌入侵早期的胁迫应答,为深入解析中蜂幼虫的胁迫应答机制提供了重要信息,也为在分子水平研究关键应答基因打下了基础。
中华蜜蜂, 幼虫肠道, 球囊菌, 转录组, RNA-seq
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【期刊论文】中华蜜蜂幼虫肠道参考转录组的de novo组装及SSR分子标记鉴定
徐细建, 郭睿, 骆群, 熊翠玲, 梁勤, 张串联, 郑燕珍, 张曌楠, 黄枳腱, 张璐, 李汶东, 陈大福
中国农业科学,2017,50(6):1157-1166
2017年03月20日
【目的】利用RNA seq技术对中华蜜蜂Apis cerana cerana(简称中蜂)幼虫肠道参考转录组进行de novo组装,并进行功能及代谢通路注释,进而利用该转录组数据进行中蜂幼虫的SSR分子标记鉴定。【方法】实验室条件下饲养中蜂幼虫,将纯化的球囊菌孢子饲喂3日龄幼虫,剖取4、5和6日龄幼虫肠道,液氮速冻。将健康幼虫肠道与感染蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis(简称球囊菌)的幼虫肠道同时进行Illumina测序。通过对raw reads的过滤得到clean reads,利用Trinity软件组装得到unigenes。通过BLASTx(E-value<10−5)比对NCBI Nr、Swiss-Prot、KOG和KEGG数据库,对unigenes进行功能和代谢通路注释。利用MISA软件对所有unigenes进行SSR搜索,并利用Primer Premier 5软件设计特异性SSR引物,通过常规PCR对来源于北京、辽宁兴城和四川成都的中蜂幼虫肠道样本进行SSR位点鉴定。【结果】中蜂幼虫肠道的RNA seq共得到35 670 000条reads,de novo组装得到43 557个unigenes,平均长度为898 nt。共有18 225个unigenes可被注释到上述公共蛋白数据库,单独注释到NCBI Nr、Swiss-Prot、KOG和KEGG数据库的unigenes数分别为3 899、443、37和10个。KOG注释结果显示,11 442条unigenes分布于25个基因家族,其中注释到RNA加工和修饰家族的基因数最多,达1 249个。9 679个unigenes的GO分类结果显示,在生物学进程分类中,注释到细胞进程的基因最多,达4 201个,在分子功能和细胞组分类中,注释到结合与细胞的基因数最多,分别为4 935和2900个。4 517个unigenes可注释到KEGG数据库中的216个代谢通路,注释到核糖体的基因数最多,达385个。利用MISA软件,可在7 763个unigenes搜索到13 448个SSR位点,随机选取20对SSR引物对国内3个不同来源的中蜂幼虫肠道样本的SSR位点进行扩增,有6对引物可鉴定出SSR分子标记。【结论】本研究成功组装并注释了中蜂幼虫肠道参考转录组,可为中蜂及其幼虫的分子生物学及组学研究提供重要的参考信息,也可用于补充、丰富和检验东方蜜蜂的参考基因组,基于此转录组数据开发出6个中蜂的SSR分子标记,可应用于中蜂的基因图谱构建、基因多样性分析、基因定位等研究,也说明利用转录组数据开发非模式生物SSRs的方法可行。
RNA seq, 参考转录组, 中华蜜蜂, unigene, SSR
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【期刊论文】意大利蜜蜂工蜂中肠响应Nosema ceranae胁迫的高表达基因分析
郭睿, 刀晨, 熊翠玲, 郑燕珍, 付中民, 耿四海, 陈大福
环境昆虫学报,2018,40(5):1106-1112
2018年09月25日
东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae是专性寄生蜜蜂中肠上皮细胞的单细胞真菌,对意大利蜜蜂(意蜂)具有较强的侵染性。本研究利用 RNA-seq 技术对正常 10 d ( Apis mellifera ligustica control group,AmCK)和N. ceranae胁迫10 d的意蜂工蜂中肠(Apis mellifera ligustica treatment group,AmT)进行测序,共得到160 847 237 100 条原始读段, 过滤后得到 1 066 955 298 条有效读段。主成分分析结果显示 AmCK 与 AmT 测序样品的组内重复性较好, 组间的基因表达模式差异明显。GO 分类结果显示, AmCK与AmT的前100 位高表达基因( HEGs)分别分布于32和33个GO terms, 基因富集数最多的均为代谢进程。KEGG 代谢通路(pathway)富集分析结果显示,AmCK的前100位HEGs富集在21个pathways,基因富集数最多的是内吞作用、信号通路和嘌呤代谢; AmT的前100 位 HEGs 富集在26个pathways,基因富集数最多的是内吞作用、RNA 转运和蛋白质的内质网加工。前100位HEGs的Venn分析结果显示AmCK与AmT的共有HEGs为87个,特有HEGs分别均为13个。研究结果揭示了N. ceranae胁迫意蜂工蜂中肠过程中的基因表达谱信息,也为解析N. ceranae致病的分子机理提供了有益信息和线索。
RNA-seq, 意大利蜜蜂, 中肠, Nosema ceranae, 高表达基因
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Huazhi Chen, Yu Du, Zhiwei Zhu, Cuiling Xiong, Yanzhen Zheng, Dafu Chen, Rui Guo
Data in Brief,2020,29(1):1-4
2020年02月08日
Ascosphaera apis is an obligate fungal pathogen of honeybee larvae that leads to chalkbrood, which causes heavy losses for the apiculture in China and many other countries. In this article, guts of 4-, 5-, 6-day-old Apis mellifera ligustica larvae challenged by A. apis (AmT1, AmT2, AmT3) and normal 4-day-old larval guts (AmCK) were sequenced using next-generation sequencing technology. On average, 29196197, 28690943, 29779715 and 30496725 raw reads were yielded from these four groups; an average of 29540895 clean reads were obtained after quality control. In addition, the mapping ratio of clean reads in treatment and control groups to the Apis mellifera genome were over 97.16%. For more insight please see “Uncovering the immune responses of Apis mellifera ligustica larval gut to Ascosphaera apis infection utilizing transcriptome sequencing” [1]. The raw data were submitted to the National Centre for Biotechnology Information (NCBI) Sequence Read Archive (SRA) database under accession numbers: SRR4084091, SRR4084092, SRR4084095, SRR4084096, SRR4084097, SRR4084098, SRR4084099, SRR4084100, SRR4084101, SRR4084102, SRR4084093, SRR4084094.
western honeybee, Apis mellifera ligustica, Ascosphaera apis, larvae, gut, transcriptome
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【期刊论文】MicroRNA dataset of normal and Nosema ceranae-infected midguts of Apis cerana cerana workers
Yu Du, Dingding Zhou, Huazhi Chen, Cuiling Xiong, Yanzhen Zheng, Dafu Chen, Rui Guo
Data in Brief,2019,26(1):1-6
2019年09月14日
N osema ceranae is a widespread fungal pathogen of honeybees, which is infective to all castes in the colony, including queens, drones and workers. Nosemosis caused by N. ceranae poses a big challenge for apiculture all over the world. In this articleHere, midguts of normal and N. ceranae-infected Apis cerana cerana workers at 7 (10) days post infection (dpi) were sequenced utilizing small RNA sequencing (sRNA-seq). Totally, 150.54 Mb raw reads were produced in this article, and 144.26 Mb high-quality clean reads with a mean ratio of 95.83% were obtained after strict filtering and quality control. For more insight please see “Comparative identification of microRNAs in Apis cerana cerana workers' midguts responding to Nosema ceranae invasion” [1]. Raw data are available in NCBI Sequence Read Archive (SRA) database under the BioProject number PRJNA487111. Our data can be used for investigating differentially expressed microRNAs (miRNAs) and piRNAs and their regulatory roles engaged in A. c. cerana response to N. ceranae infection, and for offering potential candidates for uncovering the molecular mechanisms regulating eastern honeybee-microsporidian interactions.
Apis cerana cerana, Nosema ceranae, Midgut, MicroRNA, Transcriptome
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Huazhi Chen, Yu Du, Cuiling Xiong, Yanzhen Zheng, Dafu Chen, Rui Guo
Data in Brief,2019,26(1):1-5
2019年08月22日
Honeybees are pivotal pollinators of crops and wild flora, and of great importance in supporting critical ecosystem balance. Nosema ceranae, a unicellular fungal parasite that infects midgut epithelial cells of honeybees, can dramatically reduce honeybee population and productivity. Here, midguts of Apis mellifera ligustica workers at 7 d and 10 d post inoculation (dpi) with sucrose solution (Ac7CK and Ac10CK) and midguts at 7 dpi and 10 dpi with sucrose solution containing N. ceranae spores (Ac7T and Ac10T) were sequenced using strand-specific cDNA library construction and next-generation sequencing. A total of 1956129858 raw reads were gained in this article, and after quality control, 1946489304 high-quality clean reads with a mean Q30 of 93.82% were obtained. The rRNA-removed clean reads were then aligned to the reference genome of Apis mellifera with TopHat2. For more insight please see “Genome-wide identification of long non-coding RNAs and their regulatory networks involved in Apis mellifera ligustica response to Nosema ceranae infection” [1]. Raw data were deposited in NCBI Sequence Read Archive (SRA) database under the BioProject number PRJNA406998. These data can be used for comparative analysis to identify differentially expressed coding RNAs and non-coding RNAs involved in host responses to N. ceranae stress, and for investigation of molecular mechanisms regulating N. ceranae-response.
Apis mellifera ligustica, Nosema ceranae, Midgut, Transcriptome
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【期刊论文】意大利蜜蜂工蜂中肠的长链非编码RNA的预测、分析及鉴定
熊翠玲, 耿四海, 王心蕊, 刘思亚, 陈大福, 郑燕珍, 付中民, 杜宇, 王海朋, 陈华枝, 周丁丁, 郭睿
应用昆虫学报,2018,55(6):1034-1044
2018年11月26日
【目的】预测、分析和鉴定意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)工蜂肠道的长链非编码RNA(lncRNA),探究lncRNA的作用。【方法】结合RNA-seq技术和链特异性cDNA建库方法对意蜂工蜂中肠进行深度测序;利用Perl脚本对原始数据进行过滤;联用CPC和CNCI软件对测序数据进行lncRNA预测,并比较lncRNA基因与其邻近的蛋白编码基因的结构特征;通过RT-PCR对随机选取的lncRNA进行鉴定;利用相关生物信息学软件对lncRNA、的上下游基因进行GO分类和KEGG代谢通路富集分析。【结果】意蜂工蜂中肠样品的lncRNA-seq共得到1 956 118 858原始读段,经过滤得到1 946 489 304有效读段,共预测出6 353个lncRNA,它们较蛋白编码基因含有较少的外显子数、较短的转录本长度。通过RT-PCR验证了9个lncRNA的表达。lncRNAs的上下游基因富集在42个GO条目和256条代谢通路,进一步分析结果表明这些lncRNAs参与调控意蜂工蜂中肠的新陈代谢和细胞生命活动等生物学过程。【结论】研究结果丰富了蜜蜂的lncRNA信息,也为阐明lncRNA在意蜂工蜂中肠发育及胁迫响应过程中的作用打下了基础。
意大利蜜蜂, 中肠, lncRNA-seq技术, 长链非编码RNA, 上下游基因
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