家蚕胞质肌动蛋白基因启动子的克隆及piggyBac转座子表达载体的构建

摘要: 利用PCR方法从家蚕（Bombyx mori）总DNA中克隆到细胞质肌动蛋白基因（cytoplasmic actin）启动子片段，序列分析表明，该片段中含有典型的组成型表达的细胞质肌动蛋白基因A3（BmA3）调控序列：SRE元件（serum response element）和ActE1元件(active element 1)。该序列的核苷酸序列与来自欧洲的一个家蚕品种的序列同源性为94%。通过多次重组，将A3启动子片段(不含信号肽序列)与转座子 piggyBac的转座酶编码区融合构建成辅助质粒；将其(含信号肽序列和部分编码区)与报告基因多管水母绿色荧光蛋白基因gfp融合，插入到人工合成的转座子piggyBac两反向重复末端序列之间，进而构建成基于转座子piggyBac的转基因载体。研究中构建的转座子转基因载体仅6.4 kb，并在两反向重复末端序列之间设计了1个多克隆位点区，便于目的基因的插入。     

睡美人转座子真核表达载体的构建及在猪胎儿成纤维细胞系中的表达验证

睡美人(sleeping beauty,SB)是Tc1/mariner转座子超家族的一员,为探索睡美人转座子与不同的转座酶搭配使用及与同种转座酶不同比例搭配使用时的转座效率,本实验构建了SB真核表达重组载体PT2-SV40-EGFP,通过荧光显微镜和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测进行了猪胎儿成纤维细胞系(PEFs)转染条件优化研究.研究结果表明,不同转座酶与转座子按10∶1混合后细胞转染效率相似,但报告基因表达水平有较大差异,其中SB 100X转座酶与转座子混合后细胞的表达水平最高;转座子PT2-SV40-EGFP质粒和SB 100X转座酶质粒按不同比例混合转染细胞研究表明,细胞转染效率相似,但表达水平存在显著差异,其中1∶1组最高,约是5∶1组和10∶1组的50倍.本实验优化了睡美人转座子的转座条件为制备转基因动物深入研究提供参考.     

N端融合TAT穿膜肽的piggyBac转座酶的原核表达及其在HEK 293细胞中的功能验证

为了增加piggyBac(PB)转座系统在转基因操作中安全性和减少PB转座系统的辅助质粒带来的副作用,本研究利用N端融合人免疫缺陷病毒反式激活因子(Human immunodeficiency virus transactivator,TAT)穿膜肽的原核表达PB转座酶替代辅助质粒在人肾胚细胞(HEK293细胞)介导PB转座的发生,同时建立一种由TAT介导的外源功能蛋白进入真核细胞的方法。构建了N端和C端分别融合TAT的PB转座酶原核表达载体(pET28A-Pbase 1,pET28A-Pbase 2)。利用pET28A-Pbase1载体在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中成功表达出N端含有TAT的PBase重组蛋白,纯化并对其进行蛋白定量,然后以100mg/mL的浓度加入细胞培养液中,转导进入HEK 293细胞,利用免疫荧光技术观察该酶能否进入HEK293细胞核,利用热不对称PCR(Tail-PCR)进行整合位点侧翼DNA序列检测,亚甲蓝进行阳性细胞克隆染色并利用非配对t检验统计细胞克隆数。聚丙烯酰胺凝胶电泳和Western blot鉴定结果表明PBase在大肠杆菌中成功表达,经分析发现其主要以可溶蛋白形式存在。免疫荧光结果表明,N端融合TAT穿膜肽的PBase定位于细胞核,但是整合位点检测和转座效率统计结果表明,原核表达的PBase蛋白在HEK 293细胞中无法介导转座事件的发生。该转座系统能否在其他真核细胞中正常发挥作用,还需要进一步的研究。然而,本研究为由TAT穿膜肽介导的外源蛋白在真核细胞中的跨膜转运提供了一种可靠的方法。     

玉米基因组Fosmid文库构建及类受体激酶基因(Psy1和Psy2)筛选

玉米(Zea mays L.)病害的发生和流行是限制玉米高产稳产的重要因素。玉米细菌性褐斑病是目前具有潜在危害性的病害之一,在抗性基因遗传规律和染色体定位研究方面取得一定进展,但在基因克隆、功能鉴定等研究上进展较为缓慢,利用构建的Fosmid文库克隆抗病候选基因是目前较为快捷和有效的方法之一。本研究以玉米细菌性褐斑病的抗病自交系F349为材料构建了玉米Fosmid文库,克隆总数约为3.7×105个,平均插入片段长度为32 kb,实现4.73倍的玉米基因组覆盖,筛选到任意基因或序列的概率达到了99.12%。基于该文库,利用不同引物组合进行了两个类受体蛋白激酶基因(Psy1和Psy2)的克隆筛选,得到14个阳性克隆,其中4个阳性克隆包含Psy2基因和Psy1基因部分片段;3个阳性克隆包含完整Psy1基因;对其中两个阳性克隆13-12F-23和32-4A-6的测序结果显示,Psy1基因的启动子和内含子分别被插入了10.0和13.5 kb的外源片段;13.5 kb的插入片段是LTR家族的huck反转录转座子,10.0 kb的插入片段是含有helitron转座元件的复杂转座子;扩增到了Psy1基因的cDNA全长,说明这两种类型反转录转座子的插入并未使基因失活。本研究为玉米基因的克隆和功能分析提供了一种可行的研究途径。     

高油脂产率微藻的筛选及发酵条件的优化

本研究旨在从自然水域分离、筛选出高油脂产率的微藻藻株,对其生产油脂的发酵条件进行优化,以期为用微藻制备生物柴油的工业化生产打下基础.从不同淡水环境中分离纯化了17株微藻,根据形态特征对这些微藻进行了初步鉴定.比较了其中11株微藻的生物量、油脂含量及油脂产率.从中选取生物量和油脂含量都较高的椭圆栅藻(Scenedesmus ovalternus)、雷氏衣藻(Chlamydomonas reinhardii)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)3株微藻,研究了光照、温度、pH、碳源、氮源及不同水平碳氮源组合对其比生长速率和油脂产率的影响,结果表明,添加葡萄糖作为碳源时3株微藻生长较快,油脂产率较高;其最适发酵温度为28(2;椭圆栅藻和蛋白核小球藻最适pH为7,而雷氏衣藻最适pH为9;葡萄糖和尿素分别为这3种微藻的最适碳源和氮源.从油脂产率方面考虑,椭圆栅藻的最佳碳、氮源组合为:30g/L葡萄糖和2.1 g/L尿素;蛋白核小球藻的最佳碳、氮源组合为:40 g/L葡萄糖和2.1g/L尿素;雷氏衣藻则为:30/L葡萄糖和1.2g/L尿素.雷氏衣藻和蛋白核小球藻的5 L发酵试验表明,与摇瓶培养相比,发酵培养时间由7 d缩短为5 d,OD540nm分别可达61.2和59.9,而且2株微藻生物量干重分别由11.2 g/L和8.8 g/L提高到26.58 g/L和20.19 g/L,油脂含量分别由20.3%和17.2%提高到23.2%和20.1%,油脂产率分别由0.3248 g/L/d和0.2162 g/L/a提高到1.2333 g/L/d和0.8112 g/L/a.本研究结果表明,从天然水域分离、筛选得到的两株微藻雷氏衣藻(Y7)、蛋白核小球藻(Y9)经过发酵条件优化控制油脂产率分别可达1.2333 g/L/a和0.8112 g/L/a,有望应用于利用微藻制备生物柴油的工业化生产.     

转座子介导细胞质显微注射技术的基因转移效率比较

为了比较和探索SB(sleeping beauty)、PB(piggyBac)和T012 3种转座子介导下的细胞质显微注射法在小鼠(Mus musculus)和斑马鱼(Danio rerio)上的转基因效率,本研究将包含3种转座子的重组载体pT3-PST-CAG-GFP分别与3种转座酶表达载体以1:1质量比混合,显微注射至小鼠和斑马鱼受精卵细胞质,经体外培养后在胚胎发育不同时期用荧光显微镜检测报告基因绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)阳性率,结果显示,在培养至4 Ed(96 h)(Ed: embryo day,胚胎发育的天数)的小鼠胚胎中,PB转座子介导的GFP转基因阳性率最高,达52％(N=281),显著高于SB的47％ (N=328)和To12的36％ (N=273)(P＜0.05);而受精后36和60 h (hour past fertilization,hpf)斑马鱼胚胎中,荧光显微镜检测表明,To12的GFP阳性率分别为36％(N=677)和37％(N=685),显著高于SB(28％ N=691和27％ N=708)和PB(30％ N=687和32％ N=675)(P＜0.05);转座子介导的细胞质显微注射可获得较高的转基因效率,且转座子活性具有物种差异性,在哺乳动物胚胎中PB转座子的基因转移效率最高,而在鱼类胚胎中To12转座子的基因转移效率最高.本研究为提高动物转基因效率研究提供重要参考资料.     

同源片段大小对板栗疫病菌同源重组频率的影响

低毒病毒/板栗疫病菌系统是一个具有独特优点的、崭新的研究病毒与宿主相互作用的模型系统.以同源重组为基础的基因打靶是研究基因功能和病毒与宿主相互作用分子机制的重要手段.为了研究在板栗疫病菌同源重组遗传操作中同源片段大小对同源重组频率的影响,利用一段5.4 kb板栗疫病菌染色体DNA序列,构建了以潮霉素抗性基因为遗传转化筛选标记的3个同源双交换片段以及3个同源单交换质粒,分别转化板栗疫病菌EP155原生质体,检测筛选同源重组转化子并计算发生同源重组频率.结果表明,在板栗疫病菌中3个同源双交换片段FHA1 (1.7～2.0 kb)、FHA2 (1.0～1.2 kb)和FHA3 (0.5 kb)的同源重组频率分别为3.73% 、2.06%和0;3个同源单交换质粒pFH1 (1.76 kb)、pFH2 (1.23 kb)和pFH3(0.54 kb)的同源重组频率分别为0.95% 、0和0.这些结果为板栗疫病菌同源重组遗传操作中同源片段大小的设计提供了依据.     

利用高效转座质粒克隆Streptinomonas maltophilia YHJ-1的分解羽毛相关基因

嗜麦芽窄食假单胞菌Streptinomonas maltophilia YHJ-1是一株能高效降解羽毛角蛋白的菌株;该菌对卡那霉素等多种抗生素不敏感。本实验利用携带Tn5转座酶和卡那霉素抗性转座质粒pRL27和含氯霉素抗性基因盒的pMCm质粒,构建了以氯霉素抗性作为选择标记的转座质粒pRH30。以E. coli UQ3021/pRH30为供体,通过双亲本杂交,构建了S. maltophilia YHJ-1的插入突变体文库,该库共含1246个转化子。随机挑选4个突变子的氯霉素抗性检测和PCR扩增测序分析结果显示文库是可靠的。已从文库中筛选出3株不能降解羽毛转化子,表明利用氯霉素抗性的转座质粒pRH30来构建菌株YHJ-1的突变体是克隆其相关基因并进行遗传分析的有效方法。     

转座子诱变生防枯草芽胞杆菌B-916及抗真菌活性相关基因的克隆

摘要：生防枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)B-916对水稻纹枯病有很好的防治效果。研究报道了采用转座子诱变技术从8 500个突变株中筛选到3株抗水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani )下降的突变株。PCR验证了转座子插入到了突变株基因组DNA中。虽然突变株相对B-916的生长速度,生物量和最终活菌数没有显著差异;但培养液对水稻纹枯病菌毒力和溶血性能显著下降。HPLC分析表明,B-916分泌的脂肽类抗生素与伊枯草素保留时间不同;突变株M-1、M-2和M-3相对B-916产生脂肽类抗生素发生显著变化。反向PCR克隆转座插入位点周边序列及测序结果表明,转座突变的基因与编码脂肽类化合物合成和调控相关的malonyl coenzyme A transacylase、lipopeptide synthetase B和sensor histidine kinase蛋白基因具有高度同源性。通过基因步行法实验已克隆到插入位点全长基因,分别命名为BacD,BacD和Degs,递交到GenBank,接受序列号为FJ192262和FJ194461。进一步进行了生物信息学分析发现,B-916 编码lipopeptide synthetase B基因与目前已报道的相应基因存在低同源性区域。     

牛α1，3-半乳糖转移酶基因部分片段的克隆及无启动子打靶载体的构建*

利用La-PCR的方法,从牛的基因组中成功地获得2．4kb和5．2kb的扩增产物。其中2．4kb片段位于5～7外显子之间,包括了完整的第5及第6内含子;5．2kb片段位于8～9外显子,包括了完整的第8内含子。2个片段分别克隆于pCR-XL-TOPO载体。测序结果表明所克隆的两片段均为牛α1,3半乳糖转移酶基因的基因组序列。2．4kb和5．2kb的两个片段分别作为打靶载体的5’、3’同源臂构建了无启动子打靶载体TOPO-IRESneo7．6。电击转染牛胎儿成纤维细胞以期敲除牛的α1,3半乳糖转移酶基因。     

超表达细胞周期蛋白A2基因(CycA2)抑制猪卵母细胞PB1体外排出

在卵母细胞成熟过程中,细胞周期蛋白A2(CyclinA2,CycA2)可与不同周期蛋白依赖激酶(cyclindependent kinase,CDK)相互作用,通过其周期性表达和降解,参与调控细胞周期.为探讨CycA2基因对猪(Sus scrofa)卵母细胞体外成熟的影响,本研究从猪卵巢中克隆CycA2基因,构建野生型pVenus-CycA2和非降解型pVenus-DN157CycA2真核表达载体,转染至hela细胞,确认重组质粒的表达及定位情况.将pVenus-CycA2、pVenus-DN157CycA2体外转录为cRNA,对猪卵母细胞进行显微注射后,体外成熟培养一段时间后统计第一极体排出率,并观察其表达和定位.结果显示,显微注射了pVenus-CycA2、pVenusDN 157CycA2cRNA的卵母细胞,其第一极体(first polar body,PBl)的排出率与对照组相比极其显著降低(P＜0.001,);用Roscovitine处理的pVenus-DN 157CycA2表达的卵可恢复排出PB1的能力,其PB1排出率与对照组相比差异不显著.本研究首次揭示了CycA2基因对猪卵母细胞体外成熟过程的影响,为探索CycA2参与染色体分离调控的分子机制提供理论依据,同时也为进一步研究第二次减数分裂过程中CycA2基因的作用提供了一个平台.     

长白山国家级自然保护区垂直带土壤-植物系统中Pb的变异特征及其影响因素

本文研究了长白山国家级自然保护区垂直带土壤-植物系统中Pb元素含量的水平变异和垂直变异特征。结果表明,垂直带土壤Pb含量均在25mg/kg以上,且各土壤带Pb的平均含量与其变异程度相反,棕色针叶林土Pb平均含量最低但变异最大,而山地生草森林土Pb平均含量最高但变异最小;垂直带植物Pb含量均低于克拉克值,与垂直带土壤Pb含量高低基本相吻合,但其变异以高山苔原带变异最大,岳桦林带变异最小;植物Pb含量垂直分异显著高于土壤Pb含量,变异系数达89.76%;植物对Pb的富集能力依植物种类及器官不同而异;成土母质和母岩、土壤pH值、有机质及土壤质地是影响Pb在土壤-植物系统中分异的主要因素。     

The distribution of PG (green fraction of P type humic acid) and the degree of humification of PB (brown fraction of P type humic acid) in soils of central Japan

Abstract

Pg contents of soils chosen from the major soil groups occurring in the mountain area of Central Japan were measured by the method presented by the author in a previous paper. The Pg contents of the soils ranged from 0 to 0.58 per cent of the dry soils. In podzolic soils, Pg contents were high in A horizons and gradually decreased with depth and in some cases of brown forest soils, Pg contents were highest in B horizons. The percentage of Pg in humic acid ranged from 0 to 8.6 per cent, and the highest value was observed in the C horizon of Dando Bo soil, Pg contents were high in humid and acidic soils containing much humic acid. Humidity, soil pH and humus content may affect the Pg accumulation by controlling the activity of Pg-producing fungi. ? log K values of Pb were calculated to estimate the degree of humification of P type humic acids and indicated that Pb's were relatively immature.     

姬松茸多糖提取工艺的优化

对姬松茸子实体多糖提取的工艺条件中的多糖提取温度、提取时间、浸提液pH值3因子的最优化组合问题进行了定量研究,建立了具有良好预测性能的姬松茸多糖提取条件的模型,并利用回归模型对工艺条件的最优化组合,对各单因子要素的多糖得率及其交互作用进行了探讨。试验表明,当浸提温度为100℃、浸提时间为3h、浸提液pH值为6.3时多糖得率处于较高水平     

植物恢复措施对鸡西矿区废弃地土壤养分的影响

以黑龙江省鸡西市矿区废弃地为研究区,对不同矿区废弃地的土壤养分元素进行含量分析。结果表明：应用植物恢复措施后的基质土壤各养分指标绝大多数要大大高于原废弃地土壤和经过自然恢复的土壤,说明该措施对石墨尾矿、矸石发电厂粉煤灰废弃地和平排矸石山土壤养分改善效果明显;其中石墨尾矿除全磷外,各种养分指标与林地土壤差距较大,而旱柳对石墨尾矿土壤的改善效果最好,其有机质含量为37．28g／kg,是残渣的2．6倍;种植大果沙棘对粉煤灰废弃地土壤养分的积累效果明显,有机质含量为48．25g／kg,是残渣的1．5倍;植物恢复措施使平排矸石山的土壤养分积累速度加快,已接近林地,混交种植兴安落叶松和家榆总体恢复效果最好,有机质含量分别为193．42和151．46g／kg,是自然恢复条件下的8．9和7倍。建议引入优势种群（如松科等）以加快演替速度,使矿区废弃地更快地恢复到原始状态。     

Towards bioremediation of toxic unresolved complex mixtures of hydrocarbons: identification of bacteria capable of rapid degradation of alkyltetralins

Background, aim and scope  Unresolved complex mixtures (UCMs) of aromatic hydrocarbons are widespread, but often overlooked, environmental contaminants. Since UCMs are generally rather resistant to bacterial degradation, bioremediation of UCM-contaminated sites by bacteria is a challenging goal. Branched chain alkyltetralins are amongst the individual classes of components of aromatic UCMs which have been identified in hydrocarbon-contaminated sediments and a number of synthetic alkyltetralins have proved toxic in laboratory studies. Thus, alkyltetralins should perhaps be amongst the targets for UCM bioremediation strategies. The slow degradation of several alkyltetralins by a microbial consortium has been reported previously; however, the bacteria involved remain unidentified and no single strain capable of alkyltetralin biodegradation has been isolated. The present project therefore aimed to enrich and identify bacterial consortia and single strains of bacteria from a naturally hydrocarbon-contaminated site (Whitley Bay, UK), which were capable of the degradation of two synthetic alkyltetralins (6-cyclohexyltetralin (CHT) and 1-(3’-methylbutyl)-7-cyclohexyltetralin (MBCHT)). Materials and methods  Bacteria were enriched from sediment collected from Whitley Bay, UK by culturing with CHT and MBCHT for a period of 4 months. Biodegradation experiments were then established and degradation of model compounds monitored by gas chromatography–mass spectrometry. Internal standards allowed the generation of quantitative data. 16S rRNA gene clone libraries were constructed from individual enrichments to allow assessment of microbial community structure. Selective media containing MBCHT were used to isolate single bacterial strains. These strains were then tested in liquid culture for their ability to degrade MBCHT. Results  The consortia obtained through enrichment culture were able to degrade 87% of CHT and 76% of MBCHT after only 46 days compared with abiotic controls. The 16S ribosomal RNA gene clone libraries of these bacteria were dominated by sequences of Rhodococcus spp. Using selective media, a strain of Rhodococcus was then isolated that was also able to biodegrade 63% of MBCHT in only 21 days. Discussion  The present report describes the isolation of a single bacterial strain able to degrade the resistant MBCHT. Although significant losses of MBCHT were observed, putative metabolites were not detectable. Rhodococcus sp. have been reported previously to be able to biodegrade a range of hydrocarbon compounds. Recommendations and perspectives  Due to their environmental persistence and toxicity, aromatic UCMs require bioremediation. The culturing and identification of such bacteria capable of rapid degradation of alkyltetralins may be an important step toward the development of bioremediation strategies for sites contaminated with toxic UCMs.     

食用仙人掌萎蔫气象条件分析

塑料大棚内种植的食用仙人掌在土壤墒情较好时也有萎蔫现象发生，通过试验观测和对仙人掌生理习性的分析，发现阴雨过后天气突然放晴温度急剧上升易使仙人掌发生萎蔫现象，并提出了田间管理的应对措施。     

济南山丘区土壤侵蚀潜在危险度景观格局分析

土壤侵蚀潜在危险度景观格局的形成及其变化是自然的和人为的多种因素相互作用的结果 ,运用景观生态学原理 ,通过分析景观斑块的类型、数量、面积大小和空间组合状况 ,揭示出济南市山丘区的土壤侵蚀潜在危险度分布特征及空间变异规律     

烘焙对生物质热解产物特性的影响

烘焙可有效地降低生物质中的水分和氧,对其热解过程有显著的影响。该文主要研究了烘焙温度（200,230,260,290℃）对生物质热解过程及产物特性的影响行为及影响机制;研究发现烘焙能改善热解产物的品质,随着烘焙温度的升高,热解合成气中CO含量由48%逐渐减少到34%,CH4和H2增加,其中H2含量最大增加了77.4%,而液体产物中,乙酸和水分含量逐渐减小,水分含量最大减少了42.8%,而酚类产物的含量明显增加,有利于生物油品质的提高。该研究为烘焙技术的发展和生物质高效热化学转化提供科学参考。