甲壳动物表皮几丁质结合蛋白结构与功能研究进展

<正>由于坚硬表皮的限制,甲壳动物必须经过蜕皮才能生长。蜕皮是一个周期性的动态过程,包括旧表皮降解和新表皮的形成。作为表皮组成成分的几丁质是和蛋白质以结合的形式存在,此蛋白即为几丁质结合蛋白(CBPs),是甲壳动物表皮中重要的结构性蛋白,该类蛋白一般含有特征性的结构域,由蜕皮激素的靶组织——表皮上皮细胞按照一定的周期和步骤表达合成。几丁质结合蛋白与几丁质构成的复合物不仅为钙化作用提供有机支架~([1]),     

斑节对虾Chitinase-2基因的克隆及其在蜕皮和幼体发育过程中的表达分析

研究以斑节对虾(Penaeus monodon)转录组获得的几丁质酶基因(Pm Chi)片段,运用RACE技术克隆了PmChi基因c DNA全长,命名为PmChi-2。PmChi-2基因c DNA全长2 050 bp,其中5'-非编码区(5'-UTR)144 bp、3'-UTR 319 bp和开放阅读框(ORF)1 587 bp,编码528个氨基酸。生物信息学分析显示,PmChi-2与其他甲壳动物Chi-2的相似性为78%~97%。实时荧光定量PCR结果显示,PmChi-2在蜕皮前期(D期)表皮中表达水平最高,在胃、鳃、腹神经节和眼柄中表达水平依次降低,在其他组织(肝胰腺、肠、肌肉、心脏)中几乎不表达。不同蜕皮阶段,PmChi-2在鳃、胃和表皮3种组织中的表达变化模式基本一致,均在蜕皮期(E期)表达量最低,而最高表达量在鳃中出现在蜕皮后期(A期),在胃和表皮中为D期。幼体不同发育阶段分析揭示PmChi-2 mRNA在幼体发育阶段的无节幼体到糠虾幼体第二期表达量维持在一个低水平,在糠虾幼体第三期PmChi-2 mRNA表达水平显著升高,在仔虾期又显著下降,推测PmChi-2 mRNA可能与斑节对虾幼体发育密切相关。研究结果表明PmChi-2基因可能在斑节对虾蜕皮以及幼体的变态发育中发挥重要作用,为深入研究斑节对虾几丁质酶发育调控提供了重要信息。     

茶树牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因CsGGDPS的克隆及表达分析

以铁观音芽叶为材料,验证从茶树转录组数据库中筛选到的1条牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGDPS)的编码全长序列c DNA。该c DNA全长1 661 bp,含有1个1 137 bp完整的开放阅读框,命名为Cs GGDPS。该基因编码378个氨基酸,氨基酸序列具有类异戊二烯合成酶家族的5个保守域和2个特征功能域;序列分析显示,该c DNA与其他植物GGDPS高度保守,与三七(Panax notoginseng)的亲缘关系最近。Cs GGDPS属于不稳定、亲水蛋白,可能定位到叶绿体中,不存在跨膜结构,无信号肽,发生磷酸化的位点可能有20个;二级结构主要由α-螺旋构成,三级结构与拟南芥GGPPS11匹配度最高。实时荧光定量PCR结果表明,在茶树发育过程和不同叶位Cs GGDPS的表达量随芽叶成熟度的增加呈上升趋势,随着做青过程的进行,Cs GGDPS的表达量逐渐升高;Cs GGDPS在父本黄旦、母本铁观音和子一代金观音中均有表达,但表达量存在差异。     

SMS、SRM和SMOX基因mRNA在鹅等级前卵泡中的表达

为研究精胺、亚精胺和腐胺对鹅等级前卵泡发育的作用,通过荧光定量PCR对其合成代谢关键酶亚精胺合成酶(spermidine synthase,SRM),精胺合成酶(spermine synthas,SMS)和精胺氧化酶(spermine oxidase,SMOX)基因mRNA在鹅等级前卵泡中的表达情况进行检测分析。结果发现:SMS,SRM和SMOX基因mRNA在鹅等级前卵泡中均有表达,通过差异分析发现SMS基因mRNA在PE等级卵泡中的表达量最高,且表达量显著高于其他4个等级卵泡(P0.05);而在SY,L,M和S这4个等级卵泡中表达量差异不显著(P0.05)。SRM基因mRNA在PE和L等级卵泡中的表达量较高,差异不显著(P0.05),但显著高于其他3个等级卵泡(P0.05);而在SY,M和S等级卵泡中SRM基因mRNA的表达量差异不显著(P0.05)。SMOX基因mRNA在5个等级卵泡中表达差异显著(P0.05)。     

茶树几丁质酶基因的克隆及其在干旱胁迫下的表达分析在干旱胁迫下的表达分析

以铁观音茶树叶片为材料,利用逆转录PCR及RACE法,克隆了茶树几丁质酶基因CsChi(GenBank登录号为KR078345).CsChi基因的cDNA全长为1 192 bp,包含972 bp的开放阅读框(ORF),编码323个氨基酸.生物信息学分析结果表明,CsChi蛋白的分子量为34.33 ku;理论等电点pI为8.44;原子组成为C1519H2285N413O464S18,总原子数为4 699;蛋白质结构分析显示该蛋白有6个蛋白的跨膜区域,属于跨膜蛋白;存在于细胞外;没有卷曲螺旋结构存在;CsChi基因编码的蛋白属于糖苷水解酶19家族,含有保守的ChtBD1结构域,与溶菌酶的保守结构域类似,可能兼具几丁质酶活性和溶菌酶活性,qPCR定量分析结果显示在不同干旱胁迫处理下茶树的CsChi基因的表达量,与对照组相比有所增加.推测CsChi基因在茶树干旱等逆境胁迫中起重要作用.     

稻瘟菌糖原合成酶激酶MoGSK3功能探究

【目的】观测稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）糖原合成酶激酶基因MoGSK3敲除突变体表型,明确MoGSK3在稻瘟菌中的潜在生物学功能,为挖掘防治稻瘟菌新型药剂的潜在靶标提供参考。【方法】基于同源重组原理,用split-PCR方法获得稻瘟菌MoGSK3敲除突变体菌株,将MoGSK3基因克隆到pFL2载体上得到MoGSK3-C融合载体,并将其通过PEG介导的原生质体转化法导入MoGSK3突变体中得到回补菌株。培养观察野生型菌株Guy11、突变体菌株G3-9及回补菌株GC-1的菌落形态和生长状况,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测稻瘟菌产孢相关基因的表达量;观察稻瘟菌不同菌株的分生孢子形态,通过附着胞洋葱表皮穿透试验及接种水稻叶片,研究其致病力;通过KI-I-2染色对野生型菌株Guy11及突变体菌株G3-9分生孢子和附着胞中的糖原运输能力进行观测。【结果】稻瘟菌MoGSK3突变体存在多个表型缺陷,与野生型菌株Guy11相比,MoGSK3突变体菌株G3-9菌落直径显著变小,生长缓慢,产孢相关基因表达量下降且分生孢子出现末端伸长畸形的状态。MoGSK3基因缺失还会导致稻瘟菌菌丝末端无法形成正常的分生孢子梗,附着胞无法穿透洋葱表皮形成侵染菌丝,接种划伤水稻叶片也无法形成褐色病斑。对MoGSK3突变体菌株G3-9分生孢子及附着胞进行糖原染色后发现,突变体菌株G3-9在糖原转运能力方面存在明显缺陷。【结论】MoGSK3基因参与稻瘟菌的生长、分生孢子形成及形态建成、侵染、糖原转运等过程,是稻瘟菌重要的毒力因子。     

乳糖诱导海藻糖合成酶基因工程菌条件优化

研究乳糖代替异丙基-β-D硫代半乳糖苷(IPTG)诱导海藻糖合成酶(Tres)在基因工程菌p ET-30a(+)Tres/BL21中的表达,分别对用乳糖作为诱导剂时的诱导时机、乳糖浓度、诱导持续时间和添加方式,确定了乳糖诱导的最佳条件。经过试验验证,工程菌对数生长中期,OD600 nm约为0.8时,分批次添加终浓度为0.5 mmol/L的乳糖于25℃条件下,诱导5 h,乳糖诱导的蛋白表达量达到最高值。通过试验证明,乳糖可以作为一种很好的诱导剂代替IPTG诱导p ET-30a(+)Tres/BL21中重组产物海藻糖合成酶,为今后海藻糖合成酶生产开发利用提供试验基础。     

虾壳加速猪的生长虾

亚洲某国研究机构开发出了一个将废弃龙虾和海鲜贝壳变成可控制肠道健康的高级人类食品和动物饲料的创新方法。它是一种新型几丁质寡糖,可能会替代仍在该国广泛使用的抗生素。早期的试验证实,猪使用该寡糖后日增重平均提高了18%左右,这一水平领先其他任何寡糖产品。亚洲某国研究机构开发出了一个将废弃龙虾和海鲜贝壳变成可的创新方法。它是一种新型几丁质寡糖,可能会替代仍在该国广泛使用18%左右,这一水平领先其他任何寡糖产品