用CRISPR-Cas9在绵羊成纤维细胞ACTG1导入荧光标记基因

【目的】在绵羊成纤维细胞中,针对ACTG1基因羧基端,定点导入荧光蛋白标记基因,将外源基因定点导入绵羊基因组中,建立有效的方法。【方法】CRISPR-Cas9系统在绵羊成纤维细胞基因组特定区域引起DNA双链断裂,从而诱导细胞修复断裂的的基因组。通过NHEJ修复途径,在特定位点导入外源基因,改善定点导入效率。【结果】采用CRISPaint通用供体模板,结合CRISPR-Cas9系统,在绵羊成纤维细胞ACTG1基因导入荧光标记效率达1.4%,获得了外源基因定点导入的单克隆细胞株。【结论】CRISPR-Cas9系统结合NHEJ,能够有效的将大的外源DNA序列导入绵羊成纤维细胞的预定基因组位点。     

中国美利奴羊羊毛弯曲相关microRNA的筛选

【目的】 研究miRNA在不同羊毛弯曲中国美利奴羊皮肤组织中的表达差异及其可能参与的调控通路,筛选出与中国美利奴羊羊毛弯曲相关的miRNA,为进一步探究细毛羊羊毛弯曲性状的调控机理提供理论依据。【方法】 运用高通量测序技术对羊毛弯曲频率有极端差异表型值(大弯曲组与小弯曲组)细毛羊个体皮肤的miRNA组进行测序与比较分析。【结果】 共鉴定出425个miRNAs,其中包括143个已知miRNAs和282个新发现的miRNAs。在大弯曲组与小弯曲组共筛选到8个上调和17个下调的miRNAs。对差异miRNA的预测靶基因进行简单的Gene Ontology与KEGG Pathway富集分析。差异表达的miRNA的靶基因主要参与跨膜信号受体活动、信号转导活动、分子转导活动、膜的组成等过程。15 761个靶基因注释到252个信号通路。【结论】 筛选出了25个与细毛羊羊毛弯曲性状相关的候选miRNAs。     

CRISPR-Cas9技术敲除甜瓜eIF4E基因表达载体的构建

【目的】构建甜瓜eIF4E基因的CRISPR-Cas9植物基因编辑系统的gRNA 表达载体。为研究eIF4E基因功能奠定基础。【方法】以新疆主栽甜瓜皇后为材料,在eIF4E基因的第一个外显子区设计gRNA引物,以载体pP1C.4为模板,扩增获得sgRNA克隆框,使用EcoR I、Xba I双酶切pP1C.4载体,利用DNA重组酶构建重组载体pP1C.4-eIF4E。【结果】经菌落PCR检测和测序,gRNA 已经成功连接到植物基因敲除载体pP1C.4。【结论】构建了植物基因敲除载体pP1C.4-eIF4E,pP1C.4-eIF4E能对eIF4E基因进行定向编辑。     

成年昆明小鼠雄性生殖干细胞的分离培养及其多能性研究

【目的】从成年昆明小鼠睾丸组织中分离具有多能性的雄性生殖干细胞(Male germline stem cells,mGSCs)。【方法】采用机械法和2步酶消化法分离出成年昆明小鼠的精原细胞,经差速贴壁后,培养在小鼠胎儿成纤维细胞(MEF)饲养层上,2周后得到类胚胎干细胞(ESCs)样mGSCs。对得到的mGSCs进行碱性磷酸酶(AP)染色、免疫荧光染色、RT-PCR、体内分化等检测。【结果】mGSCs具有类似ESCs的形态和多能性,AP染色呈阳性,免疫荧光Oct4、Vasa染色呈阳性,RT-PCR检测其表达Oct4、Nanog、Sox2等多能性基因和Vasa、C-kit等生殖细胞的标记基因,在免疫缺陷鼠体内能形成畸胎瘤,组织学检测其可形成包括3个胚层在内的多种类型细胞。【结论】从成年昆明小鼠睾丸分离的精原细胞,在体外培养去分化形成了具有类ESCs生物学特性的mGSCs,mGSCs既具有多能性,也具有生殖细胞的基本生物学特性。     

绵羊Myostatin前肽对成肌细胞的分化作用

【目的】 研究绵羊Myostatin前肽对C2C12细胞分化的影响。【方法】 构建并包装Myostatin前肽基因过表达慢病毒质粒,包装慢病毒,分别用LV-CMV-MSTN-flag-GFP和LV-CMV -GFP慢病毒感染C2C12细胞,检测重组慢病毒对C2C12细胞的感染能力。【结果】 LV-CMV -GFP感染组可见明显的长条状肌管,LV-CMV-MSTN-flag-GFP组只见少量肌管的形成,肌管融合率的测定。未处理组,对照组,试验组肌管融合率分别为5.53%、6.62%、9.38%,试验组即转染Myostatin前肽的肌管融合率显著高于对照组和未处理组(P＜0.05)。【结论】 Myostatin前肽基因的过表达抑制了Myostatin基因的表达,影响肌管的形成,抑制了分化的进程。     

牛和小鼠胎儿成纤维细胞混合制成的饲养层对牛胚胎干细胞的体外培养

【目的】建立适合的牛胚胎干细胞培养环境,保持其未分化状态,保证细胞的全能性。【方法】分别培养小鼠胎儿成纤维细胞（mouse embryonic fibroblast,MEF）和牛胎儿成纤维细胞（bovine embryonic fibroblast,BEF）,用丝裂霉素C处理两种成纤维细胞分别计数后按1﹕0、1﹕1、2﹕1、1﹕2和0﹕1的比例制成混合饲养层,观察牛胚胎干细胞的生长状态,并对生长在混合饲养层上的牛胚胎干细胞进行碱性磷酸酶,OCT4和SSEA-1免疫组化检测,OCT4、SOX2、NANOG mRNA 表达RT-PCR检测、体外分化形成拟胚体等试验。【结果】①生长在混合饲养层上的牛胚胎干细胞比单独生长在小鼠或牛胎儿成纤维细胞饲养层的结构致密、与滋养层界限明显;②小鼠胎儿成纤维细胞和牛胎儿成纤维细胞在1﹕1比例混合下牛胚胎干细胞克隆结构致密、显著堆积且边缘轮廓清晰优于其它比例组合;③获得的牛胚胎干细胞AKP染色及OCT4、SSEA-1抗原表达均成阳性,分别在体外分化培养形成了拟胚体。【结论】小鼠和牛胎儿成纤维细胞在以1﹕1的比例混合下制成的饲养层可更好地支持牛胚胎干细胞的体外培养,获得的克隆形态最好。     

深度测序鉴定玉米雄穗花器官分化期响应干旱胁迫的miRNA和其靶基因

【目的】 运用现代分子生物学及高通量测序技术,研究不同品种玉米雄穗花器官分化期响应干旱胁迫的差异miRNA和其靶基因,挖掘和鉴定与玉米发育相关的基因,分析其性状差异的信号通路及分子调控网络。【方法】 以耐旱自交系"PHBA6"和干旱敏感自交系“吉63”为研究对象,应用深度测序技术进行miRNA文库构建,鉴定其差异表达的 miRNA,对差异表达mi RNA及其靶基因进行功能注释、聚类分析及通路富集。【结果】 鉴定了总共337种前体miRNA,其中包含289种已知的miRNA和48种新的miRNA。在3个文库,两个分组中共有155种差异表达miRNA。基于GO功能分类及遗传和基因组(KEGG)的功能富集显示,这些miRNA可能通过靶向一系列与胁迫相关的基因而在干旱胁迫中发挥作用。至少55个预测的靶基因进一步被60个miRNA调控。NAC,MYB和MAPK基因家族在干旱胁迫下评分最高,在植物抗旱中重要作用。一系列miRNA与这些排名靠前的基因相关,包括miR164、miR172、miR1520、miR6158、ghr-n24、ghr-n56等。【结论】 miRNAs可能在玉米雄穗花器官分化期耐旱中发挥重要作用,miRNAs的筛选为分子辅助育种和转基因育种将提供新的靶标。     

扁桃AcDHN1基因的克隆及原核表达分析

【目的】 克隆与分析扁桃脱水素基因,为研究脱水素基因在扁桃抗逆机制中发挥的功能提供参考。【方法】 以新疆栽培的扁桃品种‘纸皮’叶片为材料,通过PCR技术克隆扁桃AcDHN1基因并对该基因进行原核表达分析,构建原核表达载体,在大肠杆菌进行表达。【结果】 克隆得到了一个脱水素基因,命名为AcDHN1,GenBank登陆号为KT949395,该基因全长924 bp、编码308个氨基酸的多肽,为稳定的亲水性蛋白,属于Y₂K_n型脱水素,推测蛋白分子质量为32.4 kD,亚细胞定位于细胞核中。将该基因与原核表达载体连接构建重组质粒pET-AcDHN1,然后将重组质粒转化到大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达。SDS-PAGE电泳结果表明,该蛋白分子量的大小约为52.7 kD,与预期长度一致。【结论】 对重组蛋白的诱导条件进行优化后结果显示,该基因在IPTG浓度0.1 mmol/L、诱导3 h表达量最佳。     

水稻稻瘟病抗性基因在抗性育种中的研究进展

【目的】 从水稻稻瘟病抗性的机理、抗性基因的定位、克隆以及抗性基因在育种中的应用,为水稻抗性基因的鉴定和抗性育种提供参考。【方法】 汇总和对比分析国内外的相关文献,分析不同抗性基因在水稻抗稻瘟病中的应用研究进展。【结果】 已有大约100个抗性基因被鉴定出和500个抗病基因相关的数量性状位点;在水稻基因组中被鉴定和定位的基因中,已有37个基因被成功克隆;在不同的育种方法中,基因工程育种是水稻稻瘟病抗性育种中最直接的方法。【结论】 水稻稻瘟病抗性基因的鉴定是抗性育种的基础,抗性基因的充分利用有利于快速有效的选育出新的具有广谱和持久抗性的抗病品种。     

苏博美利奴羊胚胎期WNT2基因的组织表达及其生物信息学预测分析

【目的】检测WNT2基因在苏博美利奴羊胚胎期135 d不同组织中的表达水平,了解WNT2基因的分子结构和进化特征,从分子水平及进化特征上研究苏博美利奴羊的组织器官与WNT2基因表达之间的内在联系,为筛选细毛羊毛囊发育相关候选基因提供理论依据。【方法】采用qRT-PCR法研究苏博美利奴羊毛囊成熟时期WNT2基因在不同组织中的表达,并使用PROMO软件预测WNT2基因启动子区域序列的转录因子,并用Cytoscape_v3.5.1软件可视化,使用MEGA 7.0软件分析WNT2基因启动子区域序列的核苷酸组成成分及密码子的偏好性,并且利用绵羊、山羊、牛、人等9个物种的WNT2基因的DNA序列构建系统进化树。【结果】WNT2基因在皮肤组织中的表达量极显著高于心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏及肌肉组织。在绵羊WNT2基因启动子区域序列共预测出101个相关转录因子,4种碱基呈现均匀分布,CAG与UCU是使用相对较多的密码子,对WNT2基因的DNA序列系统进化树分析发现山羊和绵羊之间的进化关系比与其他哺乳动物进行比较时更为接近。【结论】建立了胚胎期135 d的苏博美利奴羊的不同组织中WNT2基因表达量的RT-PCR方法,并使用生物信息学软件对其分子结构和进化特征进行分析。     

不同动物粪源葡萄球菌耐药性调查及耐药基因检测分析

【目的】研究新疆霍城县不同动物粪源葡萄球菌对临床常用抗菌药物的耐药情况。【方法】新疆霍城县主要的规模化养殖场分别采集猪、鸡、牛及羊的粪便。采用琼脂稀释法对分离出的葡萄球菌进行最小抑菌浓度测定。通过PCR方法检测相应耐药基因。【结果】不同动物粪源葡萄球菌对被检抗菌药物耐药严重程度依次为猪粪源葡萄球菌＞鸡粪源葡萄球菌＞羊粪源葡萄球菌＞牛粪源葡萄球菌;鸡粪源葡萄球菌及猪粪源葡萄球菌对苯唑西林、四环素耐药率均超过80%。牛粪源葡萄球菌对庆大霉素和阿米卡星敏感率达100%。ermB基因是猪粪源葡萄球菌和鸡粪源葡萄球菌中检出率最高的林可胺类耐药基因,检出率分别是70.8%和93.5%;femA基因是羊粪源葡萄球菌和牛粪源葡萄球菌中检出率最高的β-内酰胺类耐药基因。【结论】新疆霍城县不同动物粪源葡萄球菌对被检抗菌药物的耐药程度不同,多药耐药情况严重,在养殖过程中应考虑耐药情况需合理使用抗菌药物。     

胃泌素和胆囊收缩素及其受体氨基酸序列信息学比较分析

【目的】胃泌素(GAS)和胆囊收缩素(CCK)具有较多相似性,但两种激素与其受体(CCK-A和CCK-B)亲和力不同,研究利用生物信息学的方法,比对羊GAS和CCK及其受体氨基酸序列与其它动物序列的不同,为不同动物这两种多肽及其受体蛋白抗原设计和活性多肽筛选等提供参考。【方法】通过UniProt数据库检索各种动物GAS和CCK及其受体氨基酸序列进行比对,并进行全氨基酸序列进化树分析。【结果】除了鸡和鱼,其他动物GAS的C-端7个氨基酸完全相同;除了豚鼠外,CCK的C-端10个氨基酸序列完全相同;羊与牛的GAS-34及CCK-33氨基酸序列完全相同。羊与牛,大鼠与小鼠、狗与猫的CCK-A和CCK-B均分别在同一个分支上;从GAS和CCK及受体全氨基酸序列(包括信号肽和原肽)来看,禽类和鱼类序列同哺乳动物差距均较大;绵羊CCK-A与CCK-B氨基酸序列相似性仅为45.094%。【结论】GAS和CCK的C-端氨基酸序列在不同动物之间均具有高度的保守性,而N-端为变化区域。     

加工番茄小孢子细胞学发育时期与花器形态相关性研究

【目的】在单倍体育种中,分析加工番茄花器官形态,鉴定小孢子发育时期,为花药离体培养外植体的选择提供理论依据。 【方法】以加工番茄(杂交组合C1、C2和C3)为材料,研究小孢子不同发育时期的花器形态与细胞学形态。【结果】加工番茄小孢子发育时期与花器官形态密切相关,同一品种不同小孢子发育时期花器官形态不同;C1花蕾长度在小孢子单核靠边期大于其它 2个杂交组合;相同小孢子发育时期不同杂交组合花器形态基本相同。【结论】加工番茄杂交组合C2和C3花蕾长度为5.00~5.99 mm ,C1花蕾长度为6.00~6.99 mm时小孢子发育时期为单核靠边期。单核靠边期细胞学特征为细胞呈正圆形,细胞核靠近细胞壁和显现萌发孔。花器形态为花蕾膨大、微微张开、萼片黄绿色,花药颜色为黄绿色易剥离。     

扁杆藨草持续危害对棉花农艺和经济性状的影响

【目的】研究扁杆藨草持续危害对棉花的影响,为棉田该杂草科学防治提供依据。【方法】扁杆藨草种群密度设为60 株/m² ,测定其持续危害0、10、20、30、40、50 、60 d和全生育期棉花株高、茎粗、主茎节数、结铃数、单铃重、产量和纤维品质指标。【结果】棉花株高和茎粗随扁杆藨草危害持续期延长而减小。扁杆藨草持续危害期小于30 d,对棉花主茎节数和果枝数影响不显著,大于30 d则显著减少。扁杆藨草持续危害期对棉花中部和下部果枝结铃数影响不显著,显著引起上部果枝结铃数、单铃重减少。扁杆藨草持续危害期大于10 d,可使棉花产量显著减少,导致棉纤维品质指标下降。【结论】依据棉花产量指标,扁杆藨草防除应不晚于棉花打顶前30 d。     

哈萨克羊MSTN基因的DNA甲基化分析

【目的】研究肌肉和脂肪组织中MSTN基因(生长抑素)的DNA甲基化水平,为改良哈萨克羊品种的选育提供遗传科学依据。【方法】基于亚硫酸氢盐的方法,测序哈萨克绵羊MSTN基因在CpG二核苷酸中的DNA甲基化水平。【结论】6月龄哈萨克羊肌肉MSTN基因DNA甲基化低,脂肪组织DNA甲基化程度最高,股二头肌,股三头肌,半膜肌,半腱肌,背最长肌和脂肪组织的MSTN基因的DNA甲基化概率分别为34.7％,22.6％,23.3％,28％,42.6％和76.7％。【结论】哈萨克羊各组织MSTN基因DNA的甲基化概率没有显著差异。脂肪组织MSTN基因DNA甲基化的最高,肌肉组织MSTN基因的DNA甲基化的概率较低。脂肪的甲基化概率是背最长肌,股二头肌,股三头肌,半腱肌,半膜肌的甲基化概率分别为:1.8倍,2.2倍,3.39倍,2.74倍,3.29倍。其次甲基化从高到低的依次为:脂肪组织>背最长肌>股二头肌>半腱肌>半膜肌>股三头肌。     

Hoxc13基因在苏博美利奴羊胎羔生长发育期不同组织中的表达分析

【目的】分析苏博美利奴羊不同组织中Hoxc13基因mRNA的表达量差异,为分子标记辅助育种以及,研究细毛羊主要经济性状,奠定理论基础。【方法】使用RT-PCR技术检测Hoxc13基因在苏博美利奴羊65和135 d皮肤、肌肉和不同内脏组织(心脏、脾脏、肝脏、肺脏、肾脏)中mRNA的表达量,并采用相对定量法对其表达量进行统计分析。【结果】在苏博美利奴羊皮肤、肌肉和不同内脏组织中均有Hoxc13基因的表达,并且在皮肤中的表达量显著高于其它组织(P<0.05),毛囊的形成和毛发生长与Hoxc13基因密切相关。【结论】建立了胎龄分别在65和135 d的苏博美利奴羊,其不同组织中适于定量检测的Hoxc13基因表达量的RT-PCR方法,从分子水平探讨了苏博美利奴羊的组织器官与Hoxc13基因表达之间的内在联系。     

基于高通量测序的技术检测梨树病毒

【目的】 研究运用基于高通量测序的技术检测梨树病毒,为梨树病毒的检测提供新方法。【方法】 于2014年、2017年、2018年4月中旬采集库尔勒香梨花朵若干,分别进行转录组测序,将得到的序列经过转录本拼接、层次聚类和基因功能注释,筛选出注释为植物病毒的序列作为候选病毒序列。利用RT-PCR方法检测随机采集的香梨枝条样品,验证高通量测序结果的可靠性。【结果】 根据3组转录组测序数据的生物信息学分析结果,分别对注释为来源于植物病毒的66、202和921条基因序列进行分析。3种梨树中已报道的病毒,分别是苹果茎痘病毒、苹果茎沟病毒和苹果褪绿叶斑病毒,以及梨树中未报道的芸薹黄化病毒。采用设计的特异性引物,通过RT-PCR技术对筛选出的4种病毒进行扩增验证,结果扩增出苹果茎痘病毒和苹果茎沟病毒的目的片段。【结论】 高通量测序技术可作为检测梨树病毒的一种快速、有效手段。     

不同培养基对春小麦×玉米单倍体胚分化成苗的影响

【目的】筛选适宜春小麦单倍体胚分化成苗的培养基,获得稳定且高效的单倍体胚培养方法。【方法】分别使用8种不同配方培养基对春小麦单倍体胚进行离体培养,使其分化成苗,根据成苗率及生长情况筛选培养基。【结果】在不添加激素的1/2 MS培养基中春小麦单倍体胚成苗率最高(73.49%),在1/2MS+0.1 mg/L 2,4-D培养基中春小麦单倍体胚能够一步成苗,且生长健壮,根系发达。【结论】1/2 MS培养基较B5培养基更适宜春小麦单倍体胚的分化成苗,2,4-D对于春小麦单倍体胚的根系发育具有明显的促进作用,2,4-D>IAA,1/2 MS+0.1 mg/L 2,4-D培养基是春小麦单倍体胚分化成苗的适宜培养基。     

小麦ZY96-3籽粒灌浆过程中籽粒发育相关基因的表达分析

【目的】 研究小麦ZY96-3籽粒在灌浆过程中与籽粒发育相关基因的表达模式,为了解基因调控籽粒灌浆的分子机制提供参考。【方法】 采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,分析小麦ZY96-3籽粒灌浆期间6个与籽粒发育相关基因的表达动态。【结果】 从小麦ZY96-3开花后6个目标基因的表达模式均是先增后降,且都在花后7 d开始表达;与粒重相关基因TaTGW6在花后7 d表达量最高,与籽粒大小相关基因TaCYP78A5、蛋白质合成基因TaPBF-D和淀粉合成酶基因GBSSⅠ、SBE1、AGPase1都在花后15 d左右表达量达到最大;自花后19 d开始,各基因的表达量均显著下降。【结论】 与粒重相关基因TaTGW6主要在小麦ZY96-3籽粒灌浆初期起关键作用,而其余5个基因主要在籽粒灌浆中后期发挥功能。基因在小麦ZY96-3籽粒灌浆期间的表达模式。