家蚕cbp基因的表达与幼虫体内类胡萝卜素的水平相关

[目的]调查家蚕幼虫期类胡萝卜素水平的变化及cbp基因的mRNA表达特征。[方法]选取黄茧和绿茧品种家蚕3、4和5龄期幼虫的丝腺,参照Takara Trizol plus试剂说明提取总RNA,根据文献提供的cbp基因序列设计特异引物,采用RT-PCR方法调查不同茧色品种家蚕幼虫不同龄期丝腺中cbp基因mRNA的表达特征和主要组织中类胡萝卜素的水平变化。[结果]cbp基因的mRNA表达,在3和5龄期各品种家蚕均维持一定水平,但在4龄期表达量很低或不表达。同一组织的紫外可见光谱扫描结果显示,4龄期家蚕丝腺类胡萝卜素的含量极低,不同茧色品种cbp基因的mRNA表达也存在差异,绿茧品种仅表达1个缺失第2外显子的转录本,而所有黄色茧品种还可表达1个序列完整的转录本。[结论]家蚕体内类胡萝卜素的水平与cbp基因mRNA表达相关。     

华山松大小蠹谷胱甘肽S-转移酶基因DaGSTe1的克隆与表达

【目的】克隆华山松大小蠹谷胱甘肽S-转移酶基因的全长序列,并对其序列特征及不同发育时期的表达规律进行研究,以揭示谷胱甘肽S-转移酶在华山松大小蠹克服寄主抗性及物质转运过程中的分子调控机制。【方法】采用RT-PCR和RACE克隆华山松大小蠹谷胱甘肽S-转酶基因全长cDNA序列,用实时荧光定量PCR检测该基因在华山松大小蠹幼虫、蛹和雌雄成虫中的表达情况。【结果】获得cDNA全长为973bp的华山松大小蠹谷胱甘肽S-转移酶基因,并命名为DaGSTe1(GenBank登录号:KJ637332),其编码一个由218个氨基酸组成的多肽,分子质量约为23.567ku,理论等电点为7.90。华山松大小蠹DaGSTe1与山松大小蠹DpGSTe1氨基酸序列的相似度最高,达94%。根据对系统发育树的分析推测,DaGSTe1属于Epsilon类谷胱甘肽S-转移酶。DaGSTe1蛋白三维结构包括一个N端结构域和一个C端结构域,其中N端结构域包括典型的4个β片层和3个α螺旋(β1α1β2α2β3β4α3),C端结构域包括5个α螺旋(α4α5α6α7α8)。DaGSTe1基因在华山松大小蠹不同发育期均有表达,其中在雄性成虫中的表达量最大,为幼虫和蛹的8倍,雌性成虫的4倍。【结论】克隆得到了华山松大小蠹谷胱甘肽S-转移酶家族基因DaGSTe1,推测该基因具有降解寄主毒素的作用,而且参与华山松大小蠹雄性特异性激素的转运过程。     

家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因表达及其与茧层率的相关性研究

为研究家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpins)基因Spi1、Spi2与家蚕雌雄丝物质合成差异的关系,应用RT-PCR、实时定量PCR以及Western blot等方法,比较了6个家蚕品种幼虫丝腺中丝氨酸蛋白酶抑制剂基因mRNA和蛋白水平的表达情况,并测定茧层率。结果显示,Spi1基因在家蚕幼虫5龄中后期开始表达,其中在中部丝腺(MSG)和后部丝腺(PSG)中的表达量都比较高,Spi1基因在雄蚕的丝腺及中肠中持续表达时间均比雌蚕长,Spi2在MSG以及头部和体壁有表达;Western blot检测显示,SPI1蛋白在雄性中从4龄眠期就有表达,而雌性只在5龄末期有表达;Spi1基因在雄性丝腺中表达和蛋白质翻译的持续时间均比雌性长;品种之间,菁松雌雄茧层率均较高,与分子水平上其幼虫丝腺中Spi1基因表达量较高、SPI1蛋白的表达显著高于其他品种相一致。表明家蚕丝物质合成效率与Spi基因在mRNA和蛋白水平上的表达量有关。     

灰飞虱保幼激素结合蛋白基因的克隆及表达动态

克隆了灰飞虱的1个保幼激素结合蛋白(JHBP)基因,命名为LstrJHBP(GenBank登录号:JF728808)。该基因全长1 514 bp,开放阅读框编码289个氨基酸,5’和3’UTR区分别为124和522 bp,预测的相对分子质量为32 599,等电点5.47。综合信号肽预测、氨基酸序列比对及聚类分析结果,推测LstrJHBP是一个细胞质JHBP。qRT-PCR测定表明,LstrJHBP在灰飞虱若虫5个龄期及雌雄成虫均有表达,但4龄若虫期显著高于其他龄期,雌雄成虫间没有显著差异。研究结果为进一步明确灰飞虱的发育及变态调控机制奠定了基础。     

家蚕滞育激素受体基因的克隆及在多化性和二化性品种间的表达差异

为探究无滞育多化性家蚕品种‘MF'体外注射滞育激素(DH)后不能产下滞育卵这一现象是否与DH诱导的下游信号通路受阻有关,丰富鳞翅目昆虫的滞育发生机理,本研究从滞育激素信号接受器——滞育激素受体(DHR)人手,从该家蚕‘MF'品种中克隆了DHR基因的全长cDNA,结构分析表明该基因编码的蛋白质与其他家蚕品种存在差异。运用半定量RT-PCR及qRT-PCR技术检测滞育激素受体基因在不同家蚕品种蛹期的血液和卵巢以及同一家蚕品种‘MF'5龄幼虫的不同组织(血液、头部、脂肪体、丝腺、中肠及卵巢)中的表达水平。结果表明:DHR在家蚕‘MF'品种幼虫的5个组织中都有表达,在血液和卵巢组织中表达较高;另外该基因的表达水平在不同化性家蚕品种存在差异,即使在同为无滞育多化性的2个品种间也存在显著差异,在‘MF'品种中的表达水平明显低于‘尼斯塔里'。推测滞育激素受体的表达量不足可能与‘MF'品种蛹期注射滞育激素不能产生滞育卵有一定的关联。     

茶树CsSMT基因的克隆、原核表达及植物超表达载体构建

为了发掘利用茶树(Camellia sinensis)富硒关键酶硒代半胱氨酸甲基转移酶(Selenocysteine methyltransferase,SMT)基因Cs SMT,基于宁州2号转录组测序结果,通过RACE克隆该基因的c DNA全长,并通过原核表达和蛋白质印迹(Western blotting)验证该基因,然后构建超表达载体,转化至根癌农杆菌。结果表明:该基因c DNA全长为1277 bp,开放阅读框(Open reading frame,ORF)为1 050 bp,与NCBI公布的茶树该基因ORF序列有8个点突变,且缺少GTCGTC序列。Cs SMT基因编码349个氨基酸,其氨基酸序列与毛果杨、野生大豆、黄芪的SMT以及川桑的同型半胱氨酸-S-甲基转移酶2(Homocysteine-S-methyltransferase 2,HMT2)的氨基酸序列有较高的相似性。目标蛋白分子量约38 k Da,为水溶性蛋白,与预测结果相符。成功构建Cs SMT基因的超表达载体,并获得携带Cs SMT的农杆菌菌株。     

昆虫激素对家蚕血淋巴和体壁酚氧化酶活性及其基因表达水平的影响

[目的]研究外源昆虫激素对家蚕酚氧化酶活性及其基因表达水平的影响,明确昆虫激素对酚氧化酶的调控作用,为深入解析家蚕酚氧化酶的功能及基因表达调控机制提供参考依据.[方法]对五龄第3d发育良好的家蚕幼虫注射蜕皮激素20E和保幼激素JH,以注射等量0.1%二甲基亚砜(DMSO)为对照,分别在注射3、6、12和24 h后解剖家蚕幼虫采集血淋巴和体壁,检测分析家蚕酚氧化酶活性及其基因表达的变化情况.[结果]注射外源JH和20E均能促进家蚕血淋巴酚氧化酶原基因PPO1和PPO2的表达,有效增加酚氧化酶活性.家蚕血淋巴PPO1和PPO2基因对JH和20E的响应时间存在一定差异,其中,经JH处理后2个酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2)仅在处理6和12 h时显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)上调表达;而经20E处理后PPO1和PPO2基因从3 h开始一直持续到12 h均呈上调表达趋势.JH和20E对家蚕体壁PPO1和PPO2基因的影响恰好相反,具体表现为:JH能有效抑制家蚕体壁PPO1和PPO2基因的表达,降低酚氧化酶活性;20E则促进家蚕体壁PPO1基因上调表达,但不影响PPO2基因表达.[结论]家蚕酚氧化酶原基因PPO1和PPO2表达受JH和20E的调控,且激素对酚氧化酶原基因表达水平的影响与其酶活性变化规律一致,提示酚氧化酶不仅参与昆虫激素的代谢,还与激素协同调控家蚕的蜕皮变态.     

核桃(Juglans regia L.)维生素E代谢相关基因jrVTE3的克隆与分析

核桃(Juglans regia L.)坚果是重要的天然维生素E源.在维生素E合成代谢中,2-甲基-6-叶绿基-1,4-苯醌甲基转移酶(MPBQMTase)催化2-甲基-6-植基-1,4-苯醌(MPBQ)向2,3-二甲基-5-植基-1,4-苯醌(DMPBQ)的合成,是γ-生育酚和α-生育酚生物合成过程中的关键酶.本研究以‘香玲’核桃开花后90d的胚组织为材料,利用RACE技术克隆了核桃MPBQMT的cDNA.序列分析表明,得到的cDNA全长1280 bp,有1020 bp的开放阅读框(ORF),编码340个氨基酸,将其命名为jrVTE3.序列同源性比较显示,jrVTE3基因与毛果杨MPBQ/MSBQ甲基转移酶基因以及蓖麻、葡萄、大豆的内膜包装蛋白基因有同源性较高;其ORF编码的多肽序列与橡胶、莴苣、毛果杨的MPBQ/MSBQ转移酶及葡萄、蓖麻的内膜包装蛋白有较高的同源性.jrVTE3编码的多肽序列中,有15个氨基酸可能为蛋白激酶磷酸化位点,多肽序列二级结构中有α-螺旋、无规则卷曲.在多肽序列中,有一个低成分复杂性区域和一个跨膜区段,还有一个第一类S-腺苷甲硫氮酸甲基转移酶(AdoMet-MTases,Class Ⅰ)的保守域,这些序列结构体现了甲基转移酶结构的特点.这些结果对进一步研究核桃坚果仁中维生素E的合成的调控机制及核桃品质的遗传改良具有参考意义.     

家蚕BmYki-1基因鉴定与表达特征

【目的】Hippo信号通路中的核心激酶通过磷酸化作用于转录共激活因子Yki来调控下游基因的表达,在控制器官大小、细胞增殖与凋亡等方面起关键作用。家蚕(Bombyx mori)作为鳞翅目模式昆虫,对其Hippo通路研究较少。论文旨在通过鉴定家蚕BmYki-1并对其序列信息和表达特征进行分析,为进一步研究中肠中Hippo信号通路提供基础,更好地了解Hippo信号通路在肠道稳态维持及组织损伤修复方面的调控机制。【方法】利用NCBI数据库及家蚕基因组数据库等相关信息,以哺乳动物和果蝇的Yki蛋白序列为依据,对家蚕Yki基因的同源序列进行鉴定;以家蚕大造品系为研究材料,利用PCR和cDNA末端快速克隆技术克隆获得家蚕BmYki两种可变剪切体的全长序列BmYki-1和BmYki-2,并基于生物信息学方法对两种剪切体的基因序列特征及蛋白结构特征进行分析;重点对BmYki-1在家蚕中肠组织中的功能进行探索;利用半定量PCR检测家蚕L5D3不同组织及中肠各个龄期BmYki-1表达情况;构建BmYki-1过表达载体并转染家蚕胚胎细胞系对其进行亚细胞定位分析;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测用博来霉素损伤的家蚕中肠中BmYki-1的表达情况。【结果】家蚕中存在两种可变剪切形式的BmYki,分别为BmYki-1和BmYki-2,在家蚕基因组数据库中对应的注释号分别为BGIBMGA0082-TA和BGIBMGA0081-TA,其开放阅读框(ORF)分别为1 329和1 227 bp,分别编码442和408个氨基酸,其蛋白质分子量分别为48和44.1 kD,等电点分别为5.18和5.50,在139-171、220-252氨基酸处均各有1个WW结构域。多物种进化树表明,家蚕BmYki-1与同为鳞翅目的昆虫脐橙螟的亲缘关系最近,与鞘翅目、膜翅目昆虫较近,与双翅目昆虫较远,而与脊椎动物的亲缘关系最远。结果显示BmYki-1在家蚕中肠和丝腺中特异表达,中肠不同龄期表达谱分析结构显示表达量从2眠开始上调,在5龄的前中期表达水平较高。亚细胞定位试验表明BmYki-1蛋白在家蚕胚胎细胞系中主要存在于细胞核中,但在细胞质中也有分布。与对照相比,用博来霉素损伤的家蚕中肠中BmYki-1的表达量显著上调。【结论】获得了BmYki-1全长序列及时空表达特征,亚细胞定位BmYki-1蛋白主要在细胞核中,推测其在家蚕中肠细胞生长发育及损伤修复中起重要作用。     

玉米邻甲基转移酶基因bx12-ZaC546的克隆及其生物信息学分析

邻甲基转移酶是与玉米抗虫性密切相关的苯并噁嗪类化合物生物合成中的关键酶之一,由bx12基因编码。为深入研究bx12基因的表达与调控机理,该研究从我国玉米自交系ZaC546中克隆出了含有目的基因bx12的目标DNA片段Zm3325-ZaC546。测序结果证明:从ZaC546基因组中分离的目标DNA序列长度为1 010bp,含有完整的开放阅读框(ORF)。与玉米基因组数据库上的参考序列相比,目标DNA序列在其ORF的内部,从起始密码子的第1个碱基开始,下游第204个碱基位置上存在1个碱基突变,由G突变为A,遗传密码由AAG变为AAA,但氨基酸不变,都编码赖氨酸(Lysine,K)。虽然,目标DNA序列在其ORF的下游,第883个碱基G发生缺失,第905个碱基由T突变为C,但因这2个突变位于ORF的下游,并不影响目的基因的编码活性。目标DNA序列Zm3325-ZaC546与参考序列的一致性为99.70%,阅读框序列的一致性为99.87%;而由目的基因编码的蛋白质氨基酸序列与参考序列的一致性为100%。生物信息学分析结果表明:本研究中克隆的基因所编码的邻甲基转移酶蛋白属于邻甲基转移酶基因超级家族2。该酶是一种多功能酶,具有2个大的结构域,一个位于N-末端一侧,具有甲基转移酶蛋白二聚化功能;另一个位于C-末端一侧,具有甲基转移酶功能和邻甲基转移酶功能。     

穴盘规格和苗龄对塑料大棚菜豆性状及产量的影响

本试验以菜豆品种先行者为试材,采用32孔、50孔两种规格穴盘,设置10、15、20、25 d等4个苗龄段,通过研究不同穴盘规格和苗龄对菜豆性状及产量的影响,筛选出适合菜豆育苗的穴盘规格和适宜的苗龄。结果表明：穴盘育苗的营养面积增大,菜豆产量随之增加,25 d苗龄条件下,32孔穴盘的前期产量和总产量均显著高于50孔穴盘;随着苗龄的增长,菜豆的前期产量和总产量呈增加趋势,其中25 d苗龄的产量显著高于其他苗龄。综合上述各项指标,菜豆育苗阶段,10 d苗龄可选用32孔、50孔穴盘,15 d以上秧苗选用32孔穴盘为宜。     

不同基因型小麦苗期耐低氮性评价及筛选

氮素作为重要的营养元素,限制着小麦的生长发育和经济产量,筛选和培育耐低氮小麦品种是提高氮素利用率、降低生产成本的有效途径。以118份不同基因型小麦为材料,在低氮(0.1 mmol·L^-1)和正常氮(5 mmol·L^-1)条件下苗期水培,测定根干重、茎叶干重、根冠比、植株干重、最大根长、初生根数和二级初生根数等相关指标,采用模糊隶属函数法、主成分分析以及聚类分析法综合评价小麦品种的耐低氮性。结果表明,在低氮胁迫下小麦幼苗的根干重、根冠比和初生根数目显著提高,茎叶干重、植株干重和最大根长不同程度的降低,7个苗期性状指标在两个氮水平下均存在显著性差异。主成分分析提取3个主成分,贡献率分别为 43.575%、22.904%和17.873%,累积贡献率达 84.351%。以耐低氮性综合评价D值进行聚类分析,将118份小麦品种划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出3份耐低氮型小麦（齐大195、金丰7183和天民198）和2份强耐低氮型小麦（山农0917和鲁麦8号）。不同小麦品种的耐低氮机制不同,研究结果为小麦耐低氮品种的选育提供理论依据和材料基础。     

Segregation of form, color, movement, and depth: anatomy, physiology, and perception

Anatomical and physiological observations in monkeys indicate that the primate visual system consists of several separate and independent subdivisions that analyze different aspects of the same retinal image: cells in cortical visual areas 1 and 2 and higher visual areas are segregated into three interdigitating subdivisions that differ in their selectivity for color, stereopsis, movement, and orientation. The pathways selective for form and color seem to be derived mainly from the parvocellular geniculate subdivisions, the depth- and movement-selective components from the magnocellular. At lower levels, in the retina and in the geniculate, cells in these two subdivisions differ in their color selectivity, contrast sensitivity, temporal properties, and spatial resolution. These major differences in the properties of cells at lower levels in each of the subdivisions led to the prediction that different visual functions, such as color, depth, movement, and form perception, should exhibit corresponding differences. Human perceptual experiments are remarkably consistent with these predictions. Moreover, perceptual experiments can be designed to ask which subdivisions of the system are responsible for particular visual abilities, such as figure/ground discrimination or perception of depth from perspective or relative movement--functions that might be difficult to deduce from single-cell response properties.     

ICP-OES法同时测定果蔬中铅、砷、镉、铬、铜、锡含量

果蔬样品经混酸消化后,控制一定的酸度,定容后应用等离子体发射光谱法(ICP-OES)对果蔬中铅、砷、镉、铬、铜、锡六种有害重金属进行测定,研究了分析测定条件,方法简单快速。测定结果表明,五种元素的加标平均回收率在91.0%~107%之间。其RSD均小于3.5%。按该方法进行处理及测定铅、砷、镉、铬、铜、锡,在选择的测定条件下最低检出限分别为0.0006 mg/kg、0.0003 mg/kg、0.00003 mg/kg、0.00005 mg/kg、0.00003 mg/kg、0.0006 mg/kg。     

一串红N、P、K、Ca、Mg、Fe缺素症状研究

以‘展望红’为材料,研究N、P、K、Ca、Mg、Fe缺乏对其生长发育的影响,并总结缺素症状,研究结果表明:N缺乏时植株矮小,叶发黄;P缺乏时叶色暗绿,且影响开花;K缺乏时基部叶枯黄,并易落叶;缺Fe症状较为明显,但能正常开花;Ca、Mg未表现出缺素症状,且各项指标要优于全素处理;N、P显著影响一串红的生长发育,K对开花品质的影响较大。     

Fiber, food, fuel, and fungal symbionts

Virtually all plants of economic importance form mycorrhizae. These absorbing organs of higher plants result from a symbiotic union of beneficial soil fungi and feeder roots. In forestry, the manipulation of fungal symbionts ecologically adapted to the planting site can increase survival and growth of forest trees, particularly on adverse sites. Vesicular-arbuscular mycorrhizae, which occur not only on many trees but also on most cultivated crops, are undoubtedly more important to world food crops. Imperatives for mycorrhizal research in forestry and agriculture are (i) the development of mass inoculum of mycorrhizal fungi, (ii) the interdisciplinary coordination with soil management, plant breeding, cultivation practices, and pest control to ensure maximum survival and development of fungal symbionts in the soil, and (iii) the institution of nursery and field tests to determine the circumstances in which mycorrhizae benefit plant growth in forestry and agri-ecosystems.