世界基因武器研制揭秘

基因武器的问世预计不会晚于2010年。 20克“热毒素”就可以使全球60亿人死于一旦。人类扮演上帝的角色基因武器就是运用遗传工程技术,按人们的需要,在一些致病细菌或病毒中,接入能对抗普通疫     

猪源肠球菌两种致病基因和表型的检测

为调查53株猪源肠球菌2种致病基因和2种表型的分布,应用聚合酶链反应检测53株肠球菌的2种致病基因,用50ml/L兔血平板和30g/L明胶平板检测β溶血和明胶溶解表型。检测结果表明,溶血素激活基因(cylA)明胶酶基因(gelE)为猪源肠球菌的主要致病基因;粪肠球菌2种致病基因和2种表型的检出率高于屎肠球菌;来源于新鲜猪肉中的粪肠球菌存在一定的致病力,提示注意食品卫生安全;在新鲜猪肉中检测到2株鸟肠球菌,基因型和表型检测说明其存在较弱毒力。     

植物基因转移研究进展

基因转移是遗传工程研究的关键问题，近年来研究进展十分迅速．本文仅就植物基因转移的若干问题：目的基因的分离、基因转移途径、转基因的表达及基因转移与作物改良等问题的研究进展进行了简要综述．     

豌豆镰孢根腐病菌的鉴定及其致病基因多样性

【目的】明确中国不同地区豌豆镰孢根腐病菌的种类及其致病基因多样性,为病害防治及抗病育种提供依据。【方法】通过形态学观察、致病性测定和特异性分子标记检测对病原菌分离物进行鉴定,通过茄镰孢豌豆专化型（Fusarium solani f. sp. pisi）致病基因特异性PCR引物对病原菌分离物致病基因进行检测。【结果】96个病原菌分离物鉴定为茄镰孢豌豆专化型。致病性测定表明所有分离物对豌豆品种“草原27”致病,其中81.3%的分离物致病力强,10.4%的分离物致病力中等,只有8.3%的分离物具弱致病力。用4个致病基因PDA、PEP1、PEP3和PEP5 特异性引物对分离物基因组DNA进行PCR扩增,在96个分离物中共检测到10种基因组合（基因型）,其中含有4个基因组合和3个基因组合的分离物约占91%,这些分离物绝大多数具有强致病力（87.4%）或中等致病力（9.2%）,而检测不到PDA的分离物基本上都是弱致病力类型,表明致病基因的种类和数量与茄镰孢豌豆专化型的致病力水平有关。【结论】茄镰孢豌豆专化型是引起中国豌豆根腐病的主要病原菌,豌豆主产区大多数分离物致病力强。     

植物青枯菌aac基因克隆及猝灭群体感应信号功能的研究

 【目的】研究植物青枯菌（Ralstonia solanacearum）aac基因编码的蛋白是否具有降解细菌群体感应信号分子的功能。【方法】PCR扩增获得青枯菌GMI 1000菌株的aac基因,将aac基因克隆到pET-5a原核表达载体上,在大肠杆菌中表达出AAC融合蛋白,将AAC融合蛋白与胡萝卜软腐欧氏杆菌（Erwinia carotovora sp.carotovora）混合后,共接种于马铃薯块茎,研究细菌致病力的变化。【结果】克隆了全长的aac基因,完成了aac基因原核表达载体的构建,研究了AAC融合蛋白对细菌致病力的影响。【结论】青枯菌aac基因编码的蛋白具有减弱胡萝卜软腐欧氏致病力的功能,为开发新的控害策略提供了依据。     

利用基因枪注导入外源基因

美国康奈尔大学生物化学系John C. Santord等于1983年研究成功一种导入外源基因的新方法——基因枪法(gene gun)。目前,世界上已有美国、加拿大、澳大利亚、欧洲等国家和地区的20多个实验室应用类似的方法,相继地把外源基因导入烟草、水稻、小麦、大豆等农作物。国外这种基因枪法在短期内发展较快,已成为遗传工程的有效武器,现就其基本原理,特点和进展等作一些介绍:     

茶树炭疽菌N425全基因组测序与基因功能注释

【目的】对茶树炭疽菌N425进行全基因组测序和基因功能注释并从中初筛出致病相关基因。【方法】通过Illumina HiSeq2500 PE150平台对N425菌株进行全基因组测序和组装,并利用NR、KEGG、KOG等功能基因数据库进行基因预测和功能注释。【结果】茶树炭疽菌N425基因组全长约56.3 Mbp,G+C含量为53.2%,共预测出10 157个蛋白编码基因和若干各类非蛋白编码序列。其中,1 356个基因在病原与宿主互作数据库（PHI）中得到注释,包括140个注释为致病力丧失的基因;720个基因在碳水化合物酶数据库（CAZy）中得到注释;302个基因被预测为次生代谢物相关基因。这些基因中有涉及cAMP-PKA、MAPK等信号通路以及降解宿主细胞壁等致病相关过程,是潜在的致病相关基因。【结论】本研究成功获得茶树炭疽菌N425全基因组序列和基因功能注释,并从中挖掘出潜在致病相关基因,为后续展开对茶树炭疽菌侵染茶树的致病分子机制研究奠定基础。     

棉花黄萎病菌VdTri15基因的功能验证及致病成因分析

为分析棉花黄萎病菌VdTri15基因的功能,利用基因同源重组原理将强致病力落叶型大丽轮枝菌Vd991菌株的VdTri15基因进行敲除。以Vd991菌株为对照,比较分析敲除突变体与野生型之间在生长速度、外分泌毒素、致病性等方面的差异,探讨VdTri15基因在致病过程中的功能。结果表明,VdTri15突变并不影响病菌的生长,但可引起其致病力减弱,分泌毒素种类发生改变。由此说明,VdTri15基因通过影响相关毒素的合成来影响大丽轮枝菌的致病力。     

嗜线虫致病杆菌YL001 cpxR基因敲除突变株的构建及其抑菌活性研究

【目的】通过同源重组技术敲除嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdus nematophila)YL001中cpxR基因,为进一步研究CpxR调节子调控抗菌物质产生的机理奠定基础。【方法】通过融合PCR技术,将cpxR基因的上、下游同源片段及质粒pJCV53上的卡那抗性基因Kmr 3个片段连接,克隆到自杀载体pDM4中,将重组质粒转化到大肠杆菌S17-1λpir中,经接合转移导入嗜线虫致病杆菌内,通过同源重组敲除cpxR基因;采用琼脂扩散法和抑制菌丝生长速率法分别测定突变菌株对枯草芽孢杆菌和番茄灰霉病菌的抑制作用。【结果】从X.nematophila YL001基因组中成功敲除cpxR基因,得到了ΔcpxR突变菌株;ΔcpxR突变菌株对枯草芽孢杆菌和番茄灰霉病菌的抑制作用较野生菌株分别提高了1.4和1.7倍。【结论】CpxR负向调控嗜线虫致病杆菌YL001抗菌物质的产生。     

鄂西南地区2012-2014年稻瘟病菌致病性变化分析

为研究鄂西南地区稻瘟病病菌的致病型,将2012-2014年采自鄂西南地区感病水稻并分离保存的136个菌株分别接种到7个中国鉴别品种和15个水稻抗稻瘟病单基因系品种上,以中国鉴别品种中的丽江新团黑谷为感病对照,基于7个中国鉴别品种的鉴定结果表明:136个菌株中有121个具有致病性,分属于ZA、ZB、ZC、ZE、ZF、ZG共6群11个生理小种,ZB为优势种群,但ZC频率逐年升高,到2014年与ZB势均力敌;ZB13为第一优势生理小种,ZC15和ZB15所占比例逐年升高.15个水稻抗稻瘟病菌单基因系的鉴定结果将121个菌株分为77个致病型,且不同年份分离的菌株致病力差异较大.90%以上菌株对含有Pib、Pit和Pi11抗病基因的水稻单基因系有致病力,而对含有Pi9和Pikh抗病基因的水稻单基因系的致病力较弱,不到10%.此结果可以为育种工作者及当地农业部门的品种布局提供参考.     

苹果树腐烂病菌多聚半乳糖醛酸酶基因Vmpg7和Vmpg8的功能

【目的】前期转录组分析表明苹果树腐烂病菌（Valsa mali）两个多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)基因Vmpg7和Vmpg8在病菌侵染定殖过程中显著上调表达。论文旨在分析Vmpg7和Vmpg8在病菌营养生长、致病力、果胶酶活性、对果胶的利用等方面的作用及基因双敲除对同家族内其他基因表达水平的影响,明确Vmpg7和Vmpg8在病菌致病过程中的生物学功能,为进一步解析苹果树腐烂病菌致病分子机理提供基础。【方法】通过qRT-PCR检测基因在病菌侵染过程中的表达水平及基因双敲除后PG家族内其他PG基因的表达量;利用double-joint PCR构建基因敲除载体并通过PEG介导的原生质体转化技术进行基因敲除,经4对引物PCR检测及Southern blot验证获得基因单敲除和双敲除突变体,并利用gap-repair技术对基因进行回复;利用PDA培养基常规培养法观察突变体营养生长状况;通过离体接种富士苹果叶片及枝条的方法检测基因缺失对病菌致病力的影响;通过3,5-二硝基水杨酸（DNS）比色法检测各突变体胞外果胶酶活性;利用Czapek培养基培养法分析突变体对果胶的利用情况。【结果】qRT-PCR分析表明,Vmpg7和Vmpg8在病菌侵染3 d后分别上调表达27.73和8.19倍。通过基因敲除技术,分别获得3个Vmpg7基因单敲除突变体、1个Vmpg8基因单敲除突变体和3个Vmpg7/Vmpg8基因双敲除突变体,并获得了Vmpg7和Vmpg8单敲除突变体的回复突变体。将突变体接种到PDA培养基上,菌落形态和生长速率均没有发生变化;接种到苹果叶片和枝条上,Vmpg7单敲除突变体及Vmpg7/Vmpg8双敲除突变体在叶片和枝条上的致病力显著降低,而Vmpg8单敲除突变体在叶片上的致病力显著降低;进一步对果胶酶活性及对果胶的利用分析,发现Vmpg8单敲除突变体及Vmpg7/Vmpg8双敲除突变体胞外果胶酶活性均显著降低,且所有突变体在果胶培养基上生长均明显减慢。此外,基因回复后突变体的致病力、果胶酶活性及在果胶上的生长速率均回复到野生型菌株03-8水平。重要的是,Vmpg7/Vmpg8双敲除后影响了PG家族中其他PG基因的表达水平,3个基因显著上调表达。【结论】多聚半乳糖醛酸酶基因Vmpg7和Vmpg8可能与同家族内其他基因协同作用,通过调节果胶酶活性参与苹果树腐烂病菌致病过程。     

烟草靶斑病菌内切多聚半乳糖醛酸酶基因endoPGs的克隆及表达特征分析

【目的】内切多聚半乳糖醛酸酶（endo polygalacturonases,endoPGs）是重要的致病因子之一。论文从烟草靶斑病菌（Rhizoctonia solani）强致病力菌株YC-9和弱致病菌株LF-2中克隆该致病基因,分析比较该基因的序列特征、进化关系和表达特性,研究其在与烟草互作过程的致病作用。【方法】通过比较GenBank中不同植物病原真菌的endoPGs序列设计简并引物,首先获得菌株YC-9及LF-2的endoPGs基因片段,再采用RACE技术克隆获得其cDNA全长序列;生物信息学分析比较其保守结构域及序列特征;采用MEGA 4.0软件构建endoPGs的系统进化树;通过real-time RT-PCR技术对强致病力菌株YC-9及弱致病力菌株LF-2的endoPGs与烟草K326互作的表达特性进行研究。【结果】克隆获得了烟草靶斑病菌强致病力菌株YC-9和弱致病力菌株LF-2的endoPGs的cDNA全长序列,分别命名为endoPG1和endoPG2,开放阅读框（ORF）长度均为1 086 bp,编码361个氨基酸;比较分析表明endoPG1和endoPG2的推测蛋白均具有PLNO3003基因家族保守结构域,其跨膜结构间存在差异;成功构建了该基因系统进化树,结果表明来自烟草靶斑病菌的endoPGs构成独立分支,且烟草靶斑病菌endoPG1及endoPG2同源关系最近;real-time RT-PCR表达特性分析结果显示,靶斑病菌endoPG1和endoPG2与烟草互作（接种）之后该基因的表达与未互作（不接种）的对照样品相比均呈明显上调趋势,同时endoPG1表达迅速且高于endoPG2。【结论】 烟草靶斑病菌强致病力菌株YC-9及弱致病力菌株LF-2的内切多聚半乳糖醛酸酶基因均具有PLNO3003基因家族的保守结构域,其推测蛋白的跨膜结构间存在差异,该推测蛋白与烟草靶斑病菌同源关系最近,且endoPG1和endoPG2的推测蛋白的同源性最高;内切多聚半乳糖醛酸酶基因的表达受与烟草互作的诱导,在不同致病力菌株中存在明显差异。     

鸡大肠杆菌iss毒力基因研究进展

鸡大肠杆菌病是由某些大肠杆菌的致病菌株引起的一种细菌性传染病,危害养殖业和食品安全。尽管大肠杆菌致病力是由多种毒力因子共同作用的,但近年对iss基因的研究结果表明,iss基因可能在细菌致病力检测、蛋白免疫方面具有发展潜力。综述了鸡大肠杆菌发病机理、血清抗性、iss基因等方面的最新研究进展。     

灰葡萄孢致病基因BcPDR1与Gα亚基基因的关系研究

为了探究灰葡萄孢致病基因BcPDR1与病菌G蛋白α亚基基因之间的关系,利用qRT-PCR技术分析BcPDR1基因突变对Gα亚基基因BcBCG2和BcBCG3表达的影响以及BcBCG2、BcBCG3基因突变对BcPDR1基因表达的影响;在敲除突变体ΔBcpdr1的基础上,构建BcBCG2、BcBCG3基因过表达菌株ΔBcpdr1/BcBCG2-OE、ΔBcpdr1/BcBCG3-OE,对过表达菌株的表型和致病力进行分析。结果发现,BcPDR1基因的缺失突变体中BcBCG2、BcBCG3基因的表达水平显著升高,BcBCG2、BcBCG3基因沉默突变体中的BcPDR1基因的表达水平显著降低;BcBCG2、BcBCG3基因的过表达菌株的菌落形态、菌丝形态、生长速率、产孢量和致病力均与野生型BC22菌株基本一致,而与ΔBcpdr1突变体存在显著差异。结果表明,灰葡萄孢BcPDR1与Gα亚基基因BcBCG2、BcBCG3之间密切相关,BcPDR1负调控BcBCG2、BcBCG3基因的表达,BcBCG2、BcBCG3正调控BcPDR1基因的表达。研究结果为阐明灰葡萄孢致病基因BcPDR1调控病菌生长发育和致病力的机制奠定了基础。     

甘蔗鞭黑粉菌致病力差异菌株转录组分析

为探明甘蔗鞭黑粉菌不同致病力菌株在转录水平的差异,挖掘致病相关基因,采用Illumina测序技术对2个不同致病力菌株Ss16(强致病力)和Ss47(弱致病力)构建cDNA文库,进行转录组测序,通过质控后对其进行生物信息学分析。结果显示:共获得8.31G(Ss16)和9.88G(Ss47)的分析数据(clean reads),Ss16和Ss47相比较共获得显著(P0.05)差异表达基因649个,其中上调基因299个,下调基因350个。差异性表达基因的GO注释及KEGG通路富集分析结果表明,KEGG通路多与物质的蛋白合成、运输和代谢相关,富集最显著的前几条通路分别为:淀粉和蔗糖代谢(starch and sucrose metabolism)、ABC转运蛋白(ABC transporters)、芳香族化合物的降解(degradation of aromatic compounds)、代谢途径(metabolic pathways)和嘌呤代谢(purine metabolism)。     

论转基因动物

生物科学发展到二十世纪七十年代时,出现了将外源基因(DNA 片段)插入动物染色体的一门新兴科学——基因转移学,由此而产生了转基因技术和它的产物一转基因动物。1980年首次把外源基因转移给小白鼠的实验获得成功,以后给猪、羊、牛、鱼、兔子等动物转移基因实验也获得了成功,从而转基因动物问世了。转基因动物是生物工程技术的产物,生物工移技术;遗传工程.细胞工程,酶工程和发酵工程所组成,其中的核心是遗传工程,也就是对基因进行剪裁,拼接,改造和加工,按照人们预先设计的蓝图产生特定的性状、品种、物种和产品。     

遗传工程植物中转基因的扩散及其风险

遗传工程植物中转基因的扩散及其风险倪万潮，黄骏麒（江苏省农科院经济作物研究所南京２１００１４）近年来，生物工程技术的迅速发展，及其比传统技术的重大进步和优势，使之受到了人们极大的重视。随着在基因转移技术上的进步和多样化、高效化，以及许多重要农艺性状基...     

苹果黑腐皮壳菌CAP超家族蛋白基因鉴定及毒性功能分析

【目的】CAP（Cysteine-rich secretory protein,Antigen 5 and Pathogenesis related protein 1）超家族蛋白广泛存在于真菌、细菌、动植物等物种,并且参与病原菌的致病过程。本研究旨在鉴定苹果树腐烂病致病菌——苹果黑腐皮壳菌（Valsa mali）的CAP超家族基因并明确CAP超家族基因在病菌致病方面的作用。【方法】通过BLASTP在苹果黑腐皮壳菌全基因组中检索具有CAP保守结构域的基因;利用特异性引物对鉴定到的CAP基因进行PCR扩增和凝胶电泳检测;使用生物信息学软件和在线数据库进行蛋白序列特征和系统发育分析;利用RT-qPCR分析基因在病菌侵染过程中的表达模式;使用特异性引物扩增CAP基因上、下游片段并从PDL2质粒上扩增筛选标记基因;利用Double-joint PCR构建基因敲除盒并通过PEG介导的原生质转化技术进行基因敲除和基因回补;以遗传霉素（G418）抗性为筛选标记并利用4对引物PCR检测获得基因敲除突变体;以潮霉素（HPH）抗性为筛选标记获得基因回补菌株;通过对菌株进行培养皿内生长试验明确基因对病菌营养生长的影响;通过离体苹果枝条接种试验分析该病菌CAP超家族基因的毒性功能。【结果】在苹果黑腐皮壳菌中鉴定到3个具有CAP保守结构域的基因,分别命名为VmPR1a、VmPR1b和VmPR1c。序列特征分析发现,3个CAP蛋白均包含4个保守区：N端信号肽、N端延伸区（NTE）、CAP保守功能域和C端延伸区（CTE）。系统发育分析显示,3个CAP蛋白聚于不同的进化支,VmPR1a聚于clade2进化支并与粗糙链孢霉（Neurospora crassa）CAP蛋白进化关系较近;VmPR1b聚于clade3且与镰孢菌属（Fusarium spp.）CAP蛋白的进化关系更近;VmPR1c聚于clade1,并且也与粗糙链孢霉的CAP蛋白进化关系较近。RT-qPCR分析结果显示,VmPR1a、VmPR1b和VmPR1c在病菌侵染早期（6 h和12 h）均显著上调表达。利用PEG遗传转化技术获得VmPR1a、VmPR1b和VmPR1c敲除突变体（ΔVmPR1a-7/23、ΔVmPR1b-20/31和ΔVmPR1c-26/40）;营养生长观察发现,所有敲除突变体生长表型与野生型菌株03-8均无明显差异;致病力检测发现,ΔVmPR1b-20/31致病力较野生型无明显变化,而ΔVmPR1a-7/23和ΔVmPR1c-26/40致病力较野生型显著下降。将VmPR1a和VmPR1c分别回补至ΔVmPR1a和ΔVmPR1c,回补菌株（VmPR1a/C和VmPR1c/C）致病力恢复至野生型水平。【结论】苹果黑腐皮壳菌中存在3个CAP超家族基因（VmPR1a、VmPR1b和VmPR1c）,其中VmPR1a和VmPR1c是苹果黑腐皮壳菌重要的毒性因子。     

苹果树腐烂病菌Zn(Ⅱ)2Cys6类转录因子Vmzctf-07的鉴定及其功能分析

转录因子是真菌生命过程中重要的调控因子,探究转录因子在苹果树腐烂病菌Valsa mali致病过程中的作用,能够为解析病菌致病机理奠定基础。通过构建Vmzctf-07基因的酵母单杂交和亚细胞定位表达载体,进行转录激活域验证和亚细胞定位分析;通过创制Vmzctf-07基因缺失突变体和回补菌株,进行生长速率、非生物胁迫和致病力测定。结果表明,Vmzctf-07具有转录激活功能,转录激活域可能存在于down区段（aa 1 455~aa 1 644）。Vmzctf-07定位于细胞核中,符合转录因子典型特征。Vmzctf-07敲除突变体的生长速率和致病力均显著下降,同时该基因参与病菌响应渗透胁迫和氧化胁迫。综上,Vmzctf-07具有转录激活功能和核定位信号,且参与调节V.mali的生长发育、非生物胁迫和致病过程。     

表达禽流感病毒核蛋白基因重组禽痘病毒的构建及其免疫保护性研究

 从含有禽流感病毒A/Goose/Guangdong/1/96 (H5N1)核蛋白 (NP)基因的质粒pUCNP中切下NP基因片段 ,将其亚克隆到pSY5 38质粒 ,再将带有痘苗病毒启动子P11的LacZ基因也平端克隆到pSY5 38质粒 ,然后切下同时含有NP及LacZ基因的片段 ,再亚克隆到禽痘病毒载体pSY6 81,从而构建出表达核蛋白基因的重组禽痘病毒转移载体pSY(NP +LacZ)。应用脂质体介导的方法将转移载体转染已感染禽痘病毒S FPV 0 17的鸡胚成纤维细胞 ,在X gal存在的条件下 ,利用蓝白斑筛选、数轮蚀斑纯化以及PCR、Western blot鉴定 ,结果证明 ,获得了能高效表达AIVNP蛋白的重组禽痘病毒rFPV NP。SPF鸡体内的免疫保护试验结果表明 ,它能够诱导机体产生较高水平的NP特异性抗体 ,并对H5N1和H7N1这 2种亚型高致病力禽流感病毒的攻击提供一定的保护。