家蚕丝腺因子SGF-1的基因克隆及序列结构和表达特征与亚细胞定位

Fox类转录因子在细胞生长、增殖、分化和胚胎发育等过程中发挥重要功能,SGF-1是家蚕丝腺细胞转录因子,属于Fox类转录因子家族。家蚕SGF-1(BGIBMGA005101-TA)基因位于第25号染色体nscaf2823:112743~113792(+strand),含有1个外显子,CDS全长1 050 bp,编码349个氨基酸。家蚕品种大造5龄第3天幼虫的基因芯片表达谱显示,SGF-1基因在大多数组织中有表达,在丝腺中高量表达,其中在前部和中部丝腺的表达量略高于后部丝腺,在雄蚕中的表达量略高于雌蚕。氨基酸组成分析显示,SGF-1蛋白富含脯氨酸、丝氨酸、丙氨酸和亮氨酸,且多数为亲水性氨基酸。序列结构分析表明,SGF-1包含典型的Forkhead结构域,其两端分别为Forkhead_N末端结构域和HNF3_C末端结构域,其中大多数氨基酸残基形成了无规则卷曲结构,α-螺旋与β-折叠结构分别约占18.0%和0.6%。从家蚕后部丝腺克隆了SGF-1基因,并构建麦芽糖结合蛋白标签融合表达载体,表达并纯化了重组SGF-1蛋白。通过RT-PCR与Western blotting检测分别从基因转录水平和蛋白质表达水平上证实,SGF-1在家蚕5龄第3天幼虫丝腺中高量表达。亚细胞定位实验显示SGF-1定位于细胞核中。这些结果为深入研究SGF-1的结构和功能提供了有益的基础信息。     

家蚕葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶家族基因BmGMCβ2的克隆及序列与表达分析

葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶(glucose-methanol-choline oxidoreductases,GMC)家族是昆虫体内一大类以黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)为辅酶的氧化还原酶类,家蚕基因组中含有43个GMC家族基因。以家蚕5龄幼虫cDNA为模板克隆到一个家蚕GMC家族基因,命名为BmGMCβ2(GenBank登录号:JQ965926)。该基因cDNA全长1 875 bp,编码624个氨基酸,预测蛋白质分子质量为69.3 kD,pI为6.21,定位于家蚕16号染色体的nscaf3058上,编码蛋白质含GMC家族共有的ADP-bindingβ-α-β折叠结构域。系统发育分析表明该基因是家蚕GMC家族β亚家族基因成员。RT-PCR检测家蚕不同发育时期和5龄第3天幼虫不同组织中BmGMCβ2基因mRNA转录水平,以5龄盛食期最高,并且主要在表皮、脂肪体和气管中转录表达;Westernblotting分析BmGMCβ2蛋白主要在5龄第3天幼虫的脂肪体中表达。将BmGMCβ2克隆到原核表达载体pET-28a(+)中,转化E.coli BL21表达菌株,IPTG诱导表达BmGMCβ2融合蛋白,通过His-亲和层析得到纯化的融合蛋白并制备多克隆抗体,为后续研究该蛋白在家蚕生长发育过程中的功能奠定了基础。     

家蚕模式识别受体PGRP、βGRP编码基因的克隆鉴定及表达谱分析

模式识别受体(PRR)是生物体先天免疫系统中免疫受体的代表,对生物体的生存极为重要。克隆鉴定了家蚕的14个模式识别受体编码基因,包括10个肽聚糖识别蛋白(PGRP)基因和4个β-葡聚糖识别蛋白(βGRP)基因,并得到了BmPGRP-S3、BmPGRP-S4和BmPGRP-L5的完整编码序列。家蚕PGRP的长型和短型亚家族都具有典型的酰胺酶活性结构域,短型亚家族具有信号肽,长型亚家族则没有信号肽。5个PGRP长型亚家族基因成簇分布于第1号染色体;5个PGRP短型亚家族基因中有2个分布于第9号染色体,有3个分布于第16号染色体。家蚕βGRP家族成员都具有信号肽,其中BmβGRP1-3成簇分布于第11号染色体,编码蛋白不具有典型的葡聚糖结合结构域;BmβGRP4独立分布于第22号染色体,编码蛋白具有典型的葡聚糖结合结构域。基因芯片数据分析表明,BmPGRP-L5和BmβGRP1在5龄第3天幼虫各组织中没有表达,其余12个模式识别受体基因为多组织表达,但在丝腺组织中均无表达。在这12个模式识别受体基因中,BmPGRP-L3等6个模式识别受体基因在中肠组织中的表达水平偏高;BmβGRP3、BmβGRP4和BmPGRP-L3、BmPGRP-L4等在家蚕生殖腺中的表达水平较高。在生殖腺以外的其他各组织中,这12个基因的表达不具有雌雄差异性。BmβGRP1在家蚕各发育时期没有表达,BmPGRP-L5主要在变态发育的转折期表达,其余12个模式识别受体基因在各发育时期均有表达,并从5龄第3天幼虫到上蔟第2天有较高水平的表达,雌雄个体间无表达差异性。由此说明这些模式识别受体基因的表达具有一定的组织性和发育时期性。给人工饲料无菌饲养的家蚕5龄第3天幼虫分别添食大肠杆菌、家蚕黑胸败血菌和家蚕白僵菌,对免疫诱导3、6、12和24h的家蚕进行个体水平的实时荧光定量PCR检测,发现PGRP长型亚家族基因BmPGRP-L1、BmPGRP-L3和短型亚家族基因BmPGRP-S1-3均能被这3种微生物诱导上调表达;βGRP基因家族中的BmβGRP3、BmβGRP4也能被3种微生物诱导上调表达。同时对诱导12h时家蚕各组织中14个家蚕模式识别受体基因的表达谱进行分析,结果显示经3种微生物分别诱导后,家蚕头部组织中BmβGRP2、BmβGRP4、BmPGRP-L2和BmPGRP-S1、BmPGRP-S3-5均上调表达;表皮、中肠和脂肪体中仅有BmβGRP3、BmPGRP-L4等少数模式识别受体基因上调表达。     

家蚕亲环蛋白基因家族(BmCyPs)

家蚕亲环蛋白基因家族(CyPs)在全基因组水平由18条相似序列组成,与人CyPA在氨基酸序列上具有较高的同源性。结构域分析显示家蚕CyP基因家族可分为单一结构域(SD)和多结构域(MD)两类,无根进化树将18个家族基因分为两枝。本论文根据功能元件相似性预测了家蚕CyP单一结构域(SD)和多结构域(MD)基因的功能,并通过序列氨基酸位点的置换、缺失和插入分析推测位于胞质Cyclophilin基因的功能差异,这些功能差异使蛋白质在三维结构上发生或小或大的变化导致与底物结合的特异性。     

家蚕糖转运蛋白基因BmST3的克隆及序列分析与表达研究

糖转运蛋白在家蚕体内糖类化合物的转运与代谢过程中发挥重要作用。在电子克隆的基础上,通过RT-PCR方法克隆了家蚕糖转运蛋白基因BmST3(GenBank登录号:GQ871756)。生物信息学分析结果显示,该基因位于家蚕27号染色体,开放阅读框(ORF)长1434bp,编码477个氨基酸,预测蛋白有典型的Sugar_tr结构域和12个疏水的跨膜结构域,与埃及伊蚊、致倦库蚊、冈比亚按蚊、赤拟谷盗登录号分别为EAT47626、EDS35465、EAA11457、EFA05337的同源蛋白相似性均在60%以上。RT-PCR检测和基因芯片信号值分析结果显示,BmST3基因的表达具有组织特异性,在家蚕5龄第3天幼虫的9种组织中,主要在马氏管中大量表达,推测其可能在马氏管细胞膜内外物质的跨膜转运中发挥作用。     

家蚕Ring基因的克隆及序列特征与组织表达分析

Polycomb group(PcG)蛋白是多细胞有机体中的一类表观遗传抑制因子,Ring是Pc G蛋白家族的主要成员,在Pc G蛋白的转录抑制调控中行使重要功能,对昆虫和哺乳动物的发育至关重要。利用同源检索方法获得家蚕Ring基因(BmRing)的核苷酸序列,该基因位于家蚕第17号染色体的nscaf2865位点。BmRing的核苷酸序列由4个外显子和3个内含子构成,基因的c DNA3'端有2个多聚腺苷酸化信号(aataaa)和典型的poly(A)结构;BmRing编码由377个氨基酸组成的蛋白质,分子质量为41.8 k D,等电点为6.72,氨基酸序列具有3个同源异型结构域(homeobox domain,HD),46~85 aa为高度保守的典型的环指结构域(Ring finger),331~347 aa为跨膜区,N端位于膜外。通过STRING在线预测分析得到10个与BmRing有相互作用关系的蛋白质。系统进化分析显示BmRing与果蝇的Dm SCE、意大利蜜蜂的AmRing等的亲缘关系较近。以家蚕5龄第3天幼虫的卵巢c DNA为模板,克隆了BmRing基因,并利用半定量RT-PCR检测BmRing基因在5龄第3天幼虫的精巢、卵巢、头部和血细胞中有明显表达,而在其他组织中几乎不表达。获得的上述基础信息,有益于进一步研究BmRing的生物学功能。     

家蚕突变基因分析和基因资源库的建立及应用研究

通过家蚕品种资源的基因调查，对８０多个突变基因进行了基因分析；确立了家蚕２８个连锁群的标志基因或代表基因；建立了较完整的家蚕基因资源库；修改了家蚕第１８连锁群图，并获得国际学术界公认和采纳。利用形态性状标记抗浓核病基因，研究出一种利用形态标记进行抗浓核病品种选育的新方法；利用突变基因，选育出几个有特殊用途的育种素材及基础材料。     

家蚕热休克蛋白70家族基因的染色体定位及表达特征

热休克蛋白70家族(Hsp70)是非常保守的蛋白家族,每个物种的Hsp70家族都有多个成员,每个成员都可能具有特殊的功能。为了能够对家蚕Hsp70家族各成员进行科学命名和了解其特有的功能,分析家蚕Hsp70家族成员的编码基因及其在染色体上的定位,并通过实时荧光定量PCR方法检测这些基因在5龄第3天幼虫中肠、脂肪体和丝腺组织中的转录表达情况。家蚕诱导型Hsp70家族成员Bmhsp70A和Bmhsp70B的编码基因集中分布在第27号染色体上,有多个拷贝;组成型Bmhsp70家族成员的编码基因则分布在不同的染色体上,一般仅有1个拷贝。家蚕Hsp70家族基因中有10个能转录并翻译蛋白质产物的成员,还有1个能正常转录但不能正确翻译的假基因。实时荧光定量PCR结果表明:在常温(25℃)条件下,组成型Bmhsp70家族基因Bmhsc70-4和Bmhsc70-3的表达水平较高,而其它基因成员的表达水平则相对较低,诱导型Bmhsp70家族基因成员在常温下也有一定程度的基础表达;40℃热激2 h后,Bmhsp70家族所有基因的表达水平都有所升高,其中诱导型Bmhsp70家族基因Bmhsp70B和Bmhsp68的转录表达上升水平远高于组成型Bmhsp70家族基因Bmhsc70-3和Bmhsc70-4。不同表达类型的家蚕Hsp70家族基因成员在5龄幼虫中肠、丝腺和脂肪体中的表达情况不同,热激2 h后的表达变化规律也不完全相同,提示家蚕Hsp70家族成员具有各自特殊的功能。     

家蚕防御素基因的序列特征与表达模式分析及原核表达试验

家蚕防御素(defensin)是家蚕抗菌肽家族的主要成员之一,为家蚕先天性免疫的重要效应因子。采用生物信息学方法分析家蚕防御素基因BmdefA、BmdefB的序列中各有2个外显子,2个基因分别定位于家蚕第4号和第13号染色体上;等电点预测BmdefA带有负电荷,属于罕见的阴离子型抗菌肽,而BmdefB带有正电荷,属于常见的阳离子型抗菌肽;预测2个基因编码的成熟肽分子质量均在4 kD左右。用RT-PCR方法检测BmdefA在家蚕整个发育过程中有表达,且在检测的幼虫和成虫各组织中均有表达;BmdefB从幼虫5龄第3天到成虫期表达,雄性表达量高于雌性,且在5龄第3天幼虫的生殖腺、脂肪体和血细胞中高水平表达。家蚕防御素BmdefA、BmdefB具有不同的分子特性和表达特征,暗示它们在家蚕先天免疫过程中可能行使不同的功能,甚至可能具有不同的抗菌机理。构建融合GST标签的家蚕防御素基因原核表达载体,通过在大肠杆菌细胞内诱导表达,获得可溶性的目的蛋白,使用GST亲和层析柱初步纯化表达的融合蛋白并进行Western blotting鉴定,为进一步研究BmdefA、BmdefB的体外活性和抑菌机制奠定基础。     

小尾寒羊GnRH基因CDS区的生物信息学分析

为探讨小尾寒羊GnRH基因CDS区编码蛋白的性质和功能,采用生物信息学相关软件和工具对小尾寒羊GnRH基因编码蛋白的理化性质、结构功能及其同源进化关系进行了分析预测。结果显示:小尾寒羊GnRH基因CDS区编码328个氨基酸,产物为一种不溶于水的稳定性蛋白,蛋白质的二三级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成;蛋白质功能预测结果显示,该蛋白在信号转导、免疫应答过程以及生长因子和荷尔蒙分泌中发挥作用的几率相对较高;同源性分析发现,小尾寒羊GnRH基因编码氨基酸序列与山羊的同源性较高。说明GnRH基因在羊的生殖调控和免疫应答中发挥着重要作用。     

家蚕第2隐性赤蚁的遗传学研究——Ⅱ.ch-2基因的连锁分析

Ch-2基因是继ch之后新发现的一种隐性赤蚁ch-2基因与pM(2)、Ze(3)、L(4)、Pe(5)、E~(EL)(6)、q(7)、st(8)、I(9)、w-2(10)、ms(12)、cf(13)、U(14)、Se(15)、cts(16)、B_m(17)、nb(19)、rb(21)、or(22)、sp(23)、Nd(25)、及Y_m等各标志基因都是独立遗传.Ch-2与mln杂交F_2代分离+ch-2+min:ch-2+min:ch-2mln:ch-2mln=523:284:231:0≈2:1:1:0;ch-2与elp杂交F_2代分离+ch-2+elf:ch-2+elp:+ch-2elp:ch-2elp=219:97:68:0≈2:1:1:0,充分说明ch-2与mln、elp是连锁遗传的,即ch-2基因位于第18连锁群.     

Molecular cloning, expression and characterization of an interleukin 27 p28 homolog in pig (Sus scrofa)

IL-27 is the newest member of the IL-12 cytokine family and plays an important role in the immune regulation. It is composed of two subunits, p28 and EBV-induced gene 3(EBI3). Although human and mouse IL-27 p28 genes have been cloned, pig IL-27 p28 gene has not ever been reported. In the present study, we have cloned and characterized the full-length cDNA of IL-27 p28 from pig. The open reading frame of pig IL-27 p28 gene is 720 bp, which encodes a protein of 239 amino acids with a predicted molecular mass of 26.6 kDa. The deduced amino acid sequence of pig IL-27 p28 showed a high degree of homology to human (63%) and mouse (58%). It was a 4-helix cytokine and belonged to 4-helix cytokine superfamily. Pig IL-27 p28 has one transmembrane region, one signal peptide, and one N-glycosylation site, two Protein kinase C phosphorylation sites, three Casein kinase II phosphorylation sites and one N-myristoylation site. For the expression of pig IL-27 p28 protein in a eukaryotic expression system the recombinant plasmid was constructed. The expression of pig IL-27 p28 in mammalian cells were confirmed by flow cytometry analysis, immunofluorescence and Western blot. The analysis also confirmed a cross reactivity with anti-mouse IL-27 p28 antibody. This is the first report of cloning and characterization of IL-27 p28 in pig.     

3株猪源大肠埃希氏菌耐药基因的初步定位

本试验旨在对临床分离的猪源大肠埃希氏菌耐药基因进行初步定位。采用常规细菌分离培养、16S rRNA PCR扩增和序列测定方法从江西省3个规模化猪场送检的子宫脓液中分离鉴定病原菌,并通过质粒提取、转化大肠埃希氏菌DH5α感受态细胞及药敏试验对临床分离株的耐药基因进行初步定位。结果显示,分离鉴定到3株大肠埃希氏菌,其中JX-22分离株仅对氧氟沙星、大观霉素敏感,JX-26分离株仅对链霉素、氧氟沙星等4种药物敏感,JX-28分离株仅对氧氟沙星等3种药物敏感,均为多重耐药菌;3株大肠埃希氏菌均可纯化到分子质量大小不一的质粒。分离株、质粒转化菌及大肠埃希氏菌DH5α感受态细胞药敏试验对比结果显示,3株大肠埃希氏菌的耐链霉素、林可霉素、甲硝唑、氨苄西林、阿莫西林、大观霉素、丁胺卡那基因,JX-22和JX-26分离株的耐多西环素、氟苯尼考和复方新诺明基因,JX-22分离株的耐头孢曲松基因,JX-28分离株的耐头孢曲松、头孢噻肟、诺氟沙星基因均定位于细菌质粒上;JX-28分离株的耐多西环素、氟苯尼考和复方新诺明基因,JX-22分离株的耐诺氟沙星基因和JX-26分离株的耐头孢曲松、头孢噻肟基因均定位于其染色体上;3株分离株均无氧氟沙星耐药基因。本试验初步确定3株多重耐药猪源大肠埃希氏菌的大部分耐药基因定位于质粒上,为进一步研究猪源大肠埃希氏菌的耐药机理和有效控制措施奠定基础。     

Comparative genomic hybridization in detection of DNA changes in canine lymphomas

In this study, chromosomal imbalances in tumor tissues (lymphomas) and nucleotide changes in tumor suppressor TP53 were studied in a Bernese Mountain dog bitch and a cross breed bitch. Using comparative genomic hybridization, numerous chromosomal rearrangements were detected, which indicated the heterogeneity in tumor growth: in the cross breed bitch, a deletion on the chromosome 9, and duplications on chromosomes 5, 8 and 17 have been found. In the Bernese Mountain Dog bitch, losses on chromosomes 1, 5, 8, 12, 18, 22, 27, 29 and gains on chromosomes 1, 2, 9, 11, 15, 16, 18, 20, 23, 24, 25, 28, 29, 30, 34, 36, 37 and 38 were identified. With the sequencing of the TP53 gene, one silent mutation, transition A/G at position 138 in exon 5 was detected, without changing the amino acid.     

家蚕橙色卵(ci)基因的连锁检索与定位研究

用家蚕各连锁群的标志基因系统与本研究室发现的橙色卵系统杂交,对橙色卵基因（ ｃｉ） 进行连锁检索分析,结果发现 ｃｉ 基因与第２０ 连锁群标志基因霜降油蚕（ ｏｈ２０ ０ ．０） 连锁,由此确定家蚕橙色卵基因ｃｉ 属于第２０ 连锁群;与 ｂ ４ 杂交结果确定 ｃｉ 的座位为：２０ － ２１９ 。     

家蚕第2隐性赤蚁的遗传学研究——Ⅱ.ch-2基因的位点及家蚕第18连锁群

采用三点定位法对家蚕ch-2基因进行了基因定位,修正了原来第18连锁群基因位点。     

Detection of nucleolar organizer regions on chromosomes by flourescence in situ hybridization with human 28S rRNA gene and cloning of 28S rRNA gene in Sika deer

The number and loci of nucleolar organizer regions (NOR) on chromosomes in Sika deer (Cervus nippon centralis) were determined by fluorescence in situ hybridization with a human 28S ribosomal RNA (rRNA) gene as a probe. Sika deer that live in Nikko National Park and its neighboring areas (Asio and Seta) in Japan were used. All of the analyzed metaphases had three or four NOR at the end of the first and second longest telocentric autosomes. Nucleolar organizer region association, which is associated specifically on parts of NOR between chromosomes, was also observed clearly. A Sika deer 28S rRNA gene was produced by a polymerase chain reaction method. The nucleotide sequence of a Sika deer 28S rRNA gene determined by an automatic sequencer was 97 bp, and showed homogeneity of 88% for the human sequence.     

家蚕Jc油蚕基因的发现和连锁分析

在蚕品种东3291选育过程中．发现了一种中等透明度的油蚕突变，其在第1龄眠中死亡率约为21．16％。经遗传和连锁分析表明：该油蚕性状受一对隐性基因控制，基因位于第5连锁群，且与该连锁群的其它油蚕基因不同，是一个新的油蚕突变，命名为Jc油蚕（JcTranslucent），基因记号：ojc。