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。     

RNA干扰对大鲵蛙病毒主要功能基因表达及其增殖的影响

采用q PCR与病毒滴度测定观察RNA干扰(RNA interference,RNAi)对大鲵蛙病毒(Chinese giant salamander ranavirus,CGSRV)主要衣壳蛋白(major capsid protein,MCP)、甲基转移酶(methyltransferases,MTases)、DNA多聚酶(DNA polymerase)基因表达与病毒增殖的影响。结果表明,小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)能推迟鲤鱼上皮瘤细胞(epithelioma papillosum cyprini,EPC)出现病变,且病变程度也较对照组轻。在各功能基因表达量上,NC-FAM对照组与阴性对照组差异不显著(P0.05);而干扰组的干扰率极显著高于阴性对照组,其中siR-DP-1组siRNA对MCP基因的干扰率为79%,极显著高于其余组(P0.01);siR-MT-1、siR-MT-2组siRNA对MTases基因的干扰率为77%,极显著高于其余组(P0.01);siR-DP-1组siRNA对DNA polymerase基因的干扰率为79%,极显著高于其余组(P0.01)。干扰实验组病毒滴度与NC-FAM对照组和阴性对照组相比也有不同程度的降低。阴性对照组lg TCID50为8.362,NC-FAM对照组lg TCID50为7.848,siR-MCP、siR-MT、siR-DP实验组最低lg TCID50分别为5.764、5.317、5.362。证实RNAi能够抑制CGSRV主要功能基因的表达并影响病毒的复制。     

MITFa及TYR基因在红色锦鲤体色发生不同阶段的表达分析

本研究描述了红色锦鲤从出膜到体色形成的过程,总结和归纳不同发育阶段体色变化异同点,筛选出6个体色变化较显著时期,分别为1、2、3、4、12、48日龄。利用荧光定量PCR分析MITFa及TYR基因在红色锦鲤6个体色变化时期的表达情况。结果显示,MITFa基因在1日龄时表达量最高,显著高于48日龄时(P0.05),极显著高于其他4个时期(P0.01)。48日龄时表达量次之,亦极显著高于2、3、4、12日龄4个时期(P0.01)。2、3、4、12日龄4个时期MITFa基因表达量较低且不存在显著差异(P0.05)。TYR基因在1日龄时表达量最高(P0.01),4日龄时表达量显著高于12、48日龄(P0.05),与2、3日龄不存在显著差异(P0.05)。TYR基因表达量在2、3、12、48日龄4个时期差异不显著(P0.05)。MITFa和TYR基因在红色锦鲤体色形成过程中,表达水平整体呈现降低的趋势,其中MITFa基因表达量表现为先降后升,TYR基因则先降后升再降。以上结果显示MITFa、TYR基因与锦鲤体色形成具有一定相关性,但MITFa和TYR基因在体色发生中的相互作用还有待进一步研究证实。     

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。     

茶树MADS-box转录因子基因的克隆与非生物胁迫响应分析

本研究基于茶树转录组数据库,以茶树龙井43为试验材料,通过RT-PCR方法从该茶树的cDNA中克隆得到1个CsMADS1基因。序列分析表明:茶树CsMADS1基因开放阅读框长度为657 bp,编码218个氨基酸,是典型的植物MADS-box家族转录因子。序列多重比对显示,该序列与多个相关物种的MADS-box序列一致性为65.65%,含有高度保守的MADS结构域和半保守的K结构域。氨基酸理化性质、亲疏水性、亚细胞定位预测、无序化分析,以及二级和三级结构分析显示,CsMADS1转录因子是亲水性蛋白,可能定位于细胞核中,无序化程度明显,以α-螺旋结构为主,并与人MEF2蛋白具有相似的三级结构。利用实时荧光定量PCR方法分析了茶树龙井43中CsMADS1基因在非生物胁迫下的表达。结果表明,茶树中CsMADS1基因对高温、低温、干旱和高盐等不同非生物胁迫有响应,且表达存在差异。     

Responses of glutamine synthetase activity and gene expression to nitrogen levels in winter wheat cultivars with different grain protein content

Glutamine synthetase (GS) plays a central role in plant nitrogen (N) metabolism, which improves crops grain protein content. A pot experiment in field condition was carried out to evaluate GS expression and activity, and grain protein content in high (Wanmai16) and low grain protein (Loumai24) wheat cultivars under two N levels (0.05 and 0.15 g N kg⁻¹ soil). High nitrogen (HN) resulted in significant increases in GS1 and GS2 expression at 10 days after anthesis (DAA), and higher GS activity during the entire grain filling stage. HN also significantly increased yield, grain protein content and protein fraction (except for glutenin of Luomai24) in two wheat cultivars, which indicated that it increased grain yield and protein content by improving nitrogen metabolism. Wanmai16 showed higher grain protein content, gliadin and glutenin content, and had higher expression level of GS2 both in flag leaves and grains at early grain filling stage. However, Luomai24 had greater yield and higher expression level of GS1. The difference expression of GS2 and GS1 genes indicates they had various contributions to the accumulation of protein and starch in wheat grains, respectively. The results suggest that GS2 would be serving as a potential breeding target for improving wheat quality.     

Revisiting rice breeding methods – evaluating the use of rapid generation advance (RGA) for routine rice breeding

Rice production needs to increase in the future in order to meet increasing demands. The development of new improved and higher yielding varieties more quickly will be needed to meet this demand. However, most rice breeding programmes in the world have not changed in several decades. In this article, we revisit the evidence in favour of using rapid generation advance (RGA) as a routine breeding method. We describe preliminary activities at the International Rice Research Institute (IRRI) to re-establish RGA on a large scale as the main breeding method for irrigated rice breeding. We also describe experiences from the early adoption at the Bangladesh Rice Research Institute. Evaluation of RGA breeding lines at IRRI for yield, flowering time and plant height indicated transgressive segregation for all traits. Some RGA lines were also higher yielding than the check varieties. The cost advantages of using RGA compared to the pedigree method were also empirically determined by performing an economic analysis. This indicated that RGA is several times more cost effective and advantages will be realized after 1 year even if facilities need to be built. Based on our experience, and previous independent research empirically testing the RGA method in rice, we recommend that this method should be implemented for routine rice breeding in order to improve breeding efficiency.     

无乳链球菌LIP蛋白的截短表达及免疫保护性研究

为评价罗非鱼源无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)BX2012株脂蛋白(lipoprotein)的免疫原性及其对奥利亚罗非鱼(Oreochromis aureus)和大菱鲆(Scophthalmus maximus)的保护效果,以无乳链球菌脂蛋白基因序列(GenBank序列号:CP000114.1,SAK_0321)的B细胞线性抗原表位区设计特异性引物进行扩增,构建重组表达载体,将截短表达的脂蛋白制备成亚单位疫苗,同时制备灭活疫苗进行免疫比对。结果显示:重组表达载体p ET-32a-LIP342在BL21(DE3)中获得了良好的可溶性表达,分子质量约为30 kDa,纯化使LIP342纯度由41.75%提至87.23%;Western blotting分析显示,LIP342可被兔抗无乳链球菌高免血清特异性识别;LIP342在目前已知不同种属来源或不同血清型的无乳链球菌分离株中同源性为90.35%~100%,在罗非鱼源分离株中同源性为100%;无乳链球菌LIP342蛋白和灭活疫苗均可显著提升奥利亚罗非鱼和大菱鲆血清抗体水平,而LIP342诱导的血清抗体水平均显著高于灭活疫苗;经0.1 mL 1×10~9cfu/mL的无乳链球菌攻毒后,LIP342蛋白和灭活疫苗对供试鱼的累积存活率均显著高于PBS对照组。结果表明,高度保守的LIP342具有较好的免疫原性,可作为无乳链球菌亚单位疫苗候选因子。     

一个水稻小热休克蛋白的异源表达及寡聚特性分析

【目的】在前期研究中,本实验室已克隆了一个水稻小热休克蛋白基因(OsSHSP17.6),并发现该基因的表达明显受到热激和病毒侵染调控,表明该蛋白可能在逆境胁迫过程中起重要作用。本研究的目的在于进一步明确OsSHSP17.6的特性。【方法】在本研究中,进一步将该基因亚克隆至原核表达载体p ET-32a并导入大肠杆菌E.coli BL21(DE3)pLysS诱导表达,通过亲和层析的方法纯化了该重组蛋白,进一步用于非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和Western blotting分析。【结果】异源表达的重组OsSHSP17.6能减轻IPTG对宿主菌的毒害。非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和Western blotting分析显示纯化的重组OsSHSP17.6蛋白在体外能形成同源二聚体和寡聚体。【结论】这些结果支持OsSHSP17.6是一个有功能的分子伴侣蛋白并表明该蛋白可能通过形成同源寡聚体的方式参与逆境胁迫反应,这为进一步明确OsSHSP17.6的功能机制奠定基础。