绿脓杆菌外毒素A与人组蛋白H4嵌合蛋白基因克隆及其原核表达载体的构建

设计引物以pCDPT2质粒(含PEA全序列)为模板亚克隆获得PEA功能区Ⅰa及功能区Ⅱ基因片段(1100 bp); 提取人染色体DNA作为模板,利用一对设计引物扩增获得了人组蛋白H4基因片段(316 bp);将两基因片段连接,构建了融合基因中间载体pMD-18T-PEA-H4;融合基因经NcoⅠ及XhoⅠ酶切,以正确阅读框架插入相同酶切的pET-28A中,经酶切分析及PCR扩增检测,筛选到阳性克隆,其质粒测序结果表明成功地构建了毒性基因缺失的PEA与人组蛋白H4融合基因的原核表达载体,为进一步表达并获得大量的融合蛋白奠定了基础。     

毛果杨HDAC基因家族序列及其表达分析

【目的】研究毛果杨组蛋白去乙酰化酶（HDAC）基因家族序列及其对脱落酸（ABA）的应答反应,为HDAC家族基因的功能研究奠定基础。【方法】采用生物信息学方法对毛果杨HDAC家族的16种蛋白进行系统分析;采用实时荧光定量 PCR方法,分析了100 μmol/L ABA叶面喷洒处理后6和24 h毛果杨叶片HDAC家族16个基因的表达情况。【结果】HDAC家族蛋白分析显示,毛果杨HDAC可分为3个亚家族,即RPD3/HDA1、HD2和SIR2亚家族,与拟南芥HDAC蛋白的亲缘关系较近。HDAC家族大多数成员为亲水性蛋白质（HDA912属于疏水性蛋白）,其等电点呈酸性（除了HDA912和SIR2亚家族）。HDAC家族蛋白受磷酸化调节,磷酸化位点主要发生在丝氨酸残基上。绝大部分HDAC蛋白都有不同数目的跨膜螺旋和不同的跨膜方向,而在HD2蛋白中没有发现跨膜区。二级结构分析显示,RPD3/HDA1和SIR2亚家族成员均含有不同比例的α-螺旋、β-折叠片和无规则卷曲,其中无规则卷曲比例达到50%以上（HDA912除外）;而HD2亚家族成员不含有α-螺旋,其二级结构主要以无规则卷曲为主,比例高达80%左右。HDAC家族蛋白主要定位于细胞核内,在细胞质、细胞器及其他膜结构中也有分布,HD2蛋白几乎都定位于细胞核内。RPD3/HDA1和SIR2亚家族成员的三级结构可分为6种类型,预示其生物学功能也可能存在差异。实时荧光定量 PCR分析结果表明,ABA处理6 h显著提高了毛果杨-HDA901、HDA903和HDT-901基因的表达,而ABA处理24 h则会显著降低-HDA907和HDT-901基因的表达。【结论】作为植物特有的一类组蛋白去乙酰化酶,毛果杨HD2亚家族蛋白在序列和结构等多个方面与其他2个亚家族不同。ABA能够调节杨树HDAC家族基因的表达,HDAC家族基因不同成员对ABA的应答反应不同。     

营养素对动物表观遗传的影响及其机制

表观遗传是环境因素和细胞内的遗传物质相互作用的结果.表观遗传学是在DNA碱基序列不变的前提下引起的基因表达或细胞表观型变化的一种遗传现象,具体表现在以下3个既相互独立又相互作用的方面:DNA甲基化、组蛋白修饰和microRNA (miRNA)调控.本文就表观遗传的研究进展及营养素对动物表观遗传的影响及其机制进行综述.     

茶树DNA去甲基化酶基因的全基因组鉴定及表达分析

DNA去甲基化酶（dMTase）是主动去甲基化过程中具有糖基化酶和脱嘌呤裂合酶活性的双功能酶。基于茶树基因组数据,本研究利用生物信息学方法对茶树DNA去甲基化酶（CsdMTase）编码基因进行了全面鉴定和序列分析。全基因组鉴定结果表明,舒茶早基因组中包含4个CsdMTases,系统进化分析将CsdMTases分为DME和ROS两个分支,基因结构分析显示不同成员之间的基因序列长度和内含子数量存在差异。不同CsdMTases蛋白的理化性质相似,均包含ENDO3c和RRM_DME典型的保守结构域,且都定位在细胞核中。CsdMTases家族基因启动子区域包含大量光信号响应、植物激素响应、胁迫响应和生长发育等相关顺式作用元件。表达分析结果显示,CsdMTase基因在不同组织器官中均有表达,有一定的组织特异性;在炭疽菌（Colletotrichum camelliae）、拟盘多毛孢菌（Pseudopestalotiopsis camelliae-sinensis）和茶尺蠖（Ectropis oblique）等生物胁迫及干旱等非生物胁迫下,CsdMTase的表达均被显著诱导;冬季休眠过程中CsdMTases在不同品种成熟叶和越冬芽中的表达模式存在显著差异;CsDMEa、CsDMEb在花芽发育及种子萌发的不同阶段的表达存在显著上调过程。CsdMTases介导的主动去甲基化过程在调控茶树胁迫应答和生长发育中可能发挥了重要的作用,为深入揭示茶树表观调控机制提供理论依据。     

小麦DNA去甲基化酶基因全基因组鉴定及其在籽粒发育中的表达分析

DNA去甲基化酶（dMTase）是一种高度保守的表观遗传修饰因子，涉及许多生物学过程，包括生长发育、应激反应和次生代谢。本研究基于小麦基因组数据，对小麦 DNA去甲基化酶基因（TadMTase）进行了全面鉴定和生物信息学分析。结果表明，小麦基因组中包含18 个TadMTase基因，分布于小麦15条染色体上。系统进化分析将TadMTase分为 ROS、DML3、DML4 和 DML5等 4个亚家族，亚家族之间的TadMTase基因序列长度和内含子数量存在差异，但同一个系统进化树分支中的亚族成员具有高度相似的基因结构、保守 motifs 和结构域，为植物dMTase基因家族的直系同源基因，在进化方面具有保守性。亚细胞定位预测TadMTase均定位于细胞核中；通过与小麦祖先物种的进化及共线性分析，发现在小麦异源六倍体形成过程中存在部分TadMTase基因丢失；TadMTase基因家族启动子区域包含大量光信号、植物激素、胁迫响应和生长发育等相关顺式作用元件；转录组数据分析表明TadMTase基因在不同组织器官和籽粒发育不同时期表达模式不同，有一定的组织特异性。进一步RNA-Seq和荧光定量PCR分析表明TaROS1b-1A.1和TaROS1a-5A/D分别在籽粒的种皮和胚乳发育时期显著上调表达，且在强筋和弱筋小麦品种中表达存在差异。结果为TadMTase 基因在调控小麦籽粒生长发育及其品质形成中的调控机制提供参考。     

植物表观遗传修饰的分子机制及其生物学功能

表观遗传调控是指基于非DNA序列的改变所致基因功能的变化,最终导致生物多效性表型。表观遗传调控因子通过多种途径调控基因表达,参与植物几乎所有的生长发育过程。本文介绍了DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑、非编码RNA、基因印记和母性效应等植物表观遗传修饰主要类型的分子机制,以及它们在细胞增殖、细胞分化、生物与非生物胁迫、开花、果实成熟和胚胎发育中的作用机制和生物学功能,并对其在农业上的应用作了展望。     

RNA N6-腺苷酸甲基化修饰及其生物学功能

N⁶-腺苷酸甲基化(N⁶-methyladenosine,m⁶A)是真核生物mRNA的一种转录后修饰,是一个动态可逆过程,由甲基转移酶、去甲基化酶和结合蛋白催化,介导真核生物的各种生物学过程,参与多种细胞基因表达调控和疾病的病理过程。近年来,随着人们对RNA修饰认识的不断深入和和高通量测序技术的发展,人们对m⁶A甲基化修饰在细胞分化、动物生长发育、疾病的发生等生物学功能的探索也越来越迫切。作者介绍了m⁶A甲基化修饰的特征及其相关的3种酶、m⁶A修饰的检测技术,及其在mRNA调控、干细胞分化、肿瘤发生和转移上的生物学功能,简述了m⁶A甲基化修饰对畜禽(如猪、鸡)生长发育方面的调控,最后对m⁶A甲基化修饰在未来的研究方向及发展前景做出展望,以期为后续m⁶A甲基化修饰在动物生长过程中的深入研究和预防治疗疾病上的应用提供参考。     

猪m6A去甲基化酶FTO、ALKBH5基因表达水平与大肠杆菌F18感染抗性的关系分析

为了探讨猪6-甲基腺嘌呤（m⁶A）去甲基化酶mRNA表达水平与仔猪大肠杆菌F18抗性的关系,本研究运用实时荧光定量PCR方法检测m⁶A去甲基化酶FTO和ALKBH5基因在35日龄苏太猪断奶仔猪大肠杆菌F18抗性型和敏感型个体十二指肠和空肠组织中的mRNA表达差异,同时分别利用F18ab、F18ac大肠杆菌菌体刺激和内毒素LPS诱导猪小肠上皮细胞（IPEC-J2）,检测FTO、ALKBH5基因表达变化。结果表明,FTO、ALKBH5基因在抗性型个体十二指肠和空肠中的表达量均极显著或显著高于敏感型个体（P<0.01,P<0.05）;不同F18大肠杆菌菌体刺激IPEC-J2细胞后,FTO基因表达水平均无显著变化（P>0.05）,而ALKBH5基因在F18ac刺激后表达量显著上调（P<0.05）;LPS诱导4 h时,FTO和ALKBH5基因表达量均显著上调（P<0.05）。本研究在细胞和个体水平上初步验证并发现了m⁶A去甲基化酶FTO和ALKBH5基因表达水平与大肠杆菌感染仔猪密切相关,为今后深入研究RNA去甲基化修饰在仔猪细菌性腹泻调控中的作用机制提供了理论基础。     

Genetic diversity,phylogenetic position and morphometric analysis of Astacus colchicus (Decapoda,Astacidae): a new insight into Eastern European crayfish fauna

The phylogeny of European crayfish fauna, especially with respect to Eastern European species, is still far from being completely resolved. To fill this gap, we analyzed most of the European crayfish species focusing on the phylogenetic position of the endemic crayfish Astacus colchicus, inhabiting Georgia. Three mitochondrial and one nuclear marker were used to study evolutionary relationships among European crayfish species, resulting in the unique phylogenetic position of A. colchicus indicating independent species status to A. astacus. Phylogenetic analyses revealed a deep molecular divergence of A. colchicus in comparison to A. astacus (6.5–10.9% in mtDNA and 1.1% in nDNA) as well as to Pontastacus leptodactylus and P. pachypus (5.5–10.0% in mtDNA and 1.4–2.4% in nDNA). Absent ventral process on second male pleopod and abdominal somites II and III with pleura rounded lacking prominent spines clearly indicate taxonomic assignment to the genus Astacus; however, the species is distributed almost in the middle of Ponto-Caspian area typical by occurrence of the genus Pontastacus. Several morphological indices linked to head length, carapace, and total body length and width were found to demonstrate apparent differences between A. colchicus and A. astacus. Although this study provides a novel insight into European crayfish phylogeography, we also point out the gaps in comprehensive study of the P. leptodactylus species complex, which could reveal details about the potential species status of particular species and subspecies within this genus.