胰α-淀粉酶基因5''端调控序列与鱼类食性的关系

为了研究不同鱼类胰α-淀粉酶基因5'端调控序列转录因子差异与鱼类食性分化之间的关系。通过PCR克隆测序和查询NCBI数据库,获得32种鱼类胰α淀粉酶基因5'端824 bp序列,并对鱼类胰α淀粉酶基因5'端序列进行转录因子和系统发育分析。按不同的营养类型将鱼类分为杂食性、植食性和肉食性,通过百分比相似性分析不同食性鱼类的胰α淀粉酶基因转录因子的组成差异以及转录因子与鱼类食性的关系。结果显示:不同食性鱼类的胰α-淀粉酶基因5'端序列存在转录因子种类差异,植食性-肉食性鱼类差异主要体现在E47、C/EBPalpha、NF-Y和Pax-2,植食性-杂食性差异主要体现在deltaEF1、MyoD、NF-Y、AREB6和Pax-2,杂食性-肉食性差异主要体现在GATA-1、SRY、MyoD、HFH-8、AREB6、Pax-2、STAT5A和AP-1。系统发育结果与传统形态分类学大体相符,相同食性的鱼类并没有聚为一类。鱼类胰α-淀粉酶基因5'端调控序列中与食性分化相关的转录因子有E47、C/EBPalpha、NF-Y、Pax-2、deltaEF1、MyoD、AREB6、GATA-1、SRY、HFH-8、STAT5A和AP-1;胰α-淀粉酶基因5'端序列的转录因子与鱼类食性分化具有一定的关系。     

水产养殖鱼类生长性状研究进展

生长性状是水产养殖鱼类最重要的经济性状之一,对水产养殖业的发展意义重大。通过以不同的养殖鱼类为对象,大量的研究结果表明,鱼类生长主要受环境、基因,以及基因与环境相互作用的影响,具体为:(1)环境是生长性状调控的外因,其对生长的影响一般呈现出剂量效应的规律。温度、光照、营养等主要环境因子的过量和不足均可能对鱼类生长产生不利影响,因此,寻求最优条件是制定最佳养殖环境的终极目标,人为调控多种环境因子在现代水产养殖业中具有重大的应用潜力。(2)基因是生长性状调控的内因,其对生长的影响很大程度上表现出因果效应的关系。某些基因的单碱基核苷酸多样性、基因结构变异、染色体倍性变化,以及转基因等都表现出对鱼类生长产生统计显著性的影响。鉴于生长是多基因控制的复杂数量性状,寻找主效基因并在选育中加以利用是改良生长性状的重要基础。高通量测序技术在生长相关候选基因的筛选以及辅助分子育种方面展现出强大的优势。(3)基因与环境相互作用的影响主要来自基因型对不同环境条件的适应性,具有特异性和复杂性的特点,因此目前对其量化研究非常有限。但在制定大规模商业育种计划之前,考虑基因与环境相互作用具有重要意义。综上所述,充分理解环境、基因,以及基因与环境相互作用对水产养殖鱼类生长的影响能更好地对其生长性状加以利用,从而最大限度地节约养殖成本和发挥生态效益。     

新型“都市番茄”或成理想“城市农作物”

2019年12月,发表在《自然生物技术》(NatureBiotechnology)杂志上的一篇论文显示,美国研究人员培育出一种新型"都市番茄",其果实像葡萄一样密集生长。这种番茄是通过基因编辑获得的,研究人员使用基因编辑工具对番茄的3种基因进行修饰,它们包括SP和SP5G基因——这两种基因控制着番茄何时停止生长,何时开花结果,以及第3种基因SIER——它控制着这种作物的茎干长度。     

甜瓜嫩果皮颜色遗传规律研究

为探究甜瓜嫩果皮颜色的遗传规律，以甜瓜嫩果皮颜色为深绿色的S26和青色的S28为亲本材料，通过构建BC1群体，利用卡方测验，分析回交群体BC1的深绿色嫩果皮和青色嫩果皮的分离比例，开展甜瓜嫩果皮的遗传规律分析，以对嫩果皮颜色基因进行初步定位。结果表明：BC1群体表型表现为深绿色和青色2种，且群体比例为1∶1，从而确定颜色性状为单基因控制且深绿色为显性性状。通过分离群体分组分析法（BSA）和混池测序结果可以看出，控制甜瓜嫩果皮颜色的基因位于chr04的端部位置，这为后续基因的精细定位以及克隆提供了研究基础。     

牦牛瘤胃微生物抗生素抗性基因对3种外源性刺激因子的响应

通过给牦牛投喂硫酸头孢喹肟(CEF)、盐酸二氟沙星(DIF)和黄曲霉毒素B1(AFB1),并进行瘤胃微生物宏基因组测序,旨在揭示这3种外源性刺激因子对抗生素抗性基因(ARGs)种类、抗性类型、抗性机制等的影响,对于深入研究微生物抗性组特征和抗性机制具有重要价值。选取15头牦牛,随机分5组。Cef组和Dif组分别根据说明书推荐剂量按体重计算、灌服CEF 1 mg·kg^-1和DIF 1 mL·kg^-1;E1组和E2组分别按采食量投喂AFB120、60μg·kg^-1;C组为对照组。处理7 d后,采集瘤胃液,提取DNA,Illumina HiSeq测序,对reads counts进行标准化得到TPM值,并进行方差分析。结果显示,对照组共获得132种ARGs,分属30种抗性类型,其中,四环素类tetQ和tetW基因丰度较高;Cef组tetW基因丰度增加(P<0.05),Dif组tetQ丰度增加(P<0.05);Cef组四环素类和头孢菌素类抗性基因丰度增加(P<0.05),Dif组四环素类和氨基香豆素类抗性基因丰度增加(P<0.05),E1组氨基香豆素和青霉烯类抗性基因丰度增加(P<0.05),E2组青霉烯类、头孢菌素类等9类抗性基因丰度均增多(P<0.05);Dif组Erm基因23S核糖体RNA甲基转移酶丰度增加(P<0.05),E2组中ATP结合盒超家族等3种抗性机制相关基因的丰度增加(P<0.05);3种因子均显著增加四环素类ARGs宿主的种类。结论:瘤胃是蕴含丰富ARGs的储藏库,其中,四环素类抗生素抗性基因tetQ和tetW是主要的ARGs。不仅CEF和DIF使部分ARGs的种类、抗性类型以及耐药机制相关酶等的丰度升高,增加瘤胃微生物的耐药性,而且AFB1也具有类似作用,且高剂量AFB1对抗性类型的影响范围较抗生素大。这3种因子还导致携带四环素类ARGs宿主微生物的种类数量增加,从而强化横向转移机制,加快ARGs传播,增强微生物对四环素类的耐药性。     

禽致病性大肠杆菌luxS和rbsC双基因缺失株的构建及其生物特性分析

禽致病性大肠杆菌(APEC)能引起家禽严重的呼吸系统和全身性疾病,由于APEC耐药菌株的不断出现迫使新型抗菌方式的研发迫在眉睫。本研究旨在评价APEC的luxS和rbsC双缺失的突变株作为减毒疫苗候选株的潜力,通过在APEC分离株DE17的单基因缺失株DE17ΔluxS的基础上,利用Red重组系统构建双基因缺失株DE17ΔluxSΔrbsC,并对其生物学特性进行了分析。结果显示:rbsC的缺失不影响DE17ΔluxS的生长特性和生物被膜形成能力,但运动性显著降低;与DE17ΔluxS相比,DE17ΔluxSΔrbsC的黏附能力和入侵能力分别降至46.92%和28.78%;半数致死量(LD50)结果显示,毒力下降了115.5倍;肝脏、脾脏和血液中的载菌量分别下降了3.63倍、79.20倍和2124.41倍。根据以上结果推测,rbsC基因的缺失会进一步降低DE17ΔluxS的毒力,本文为评价DE17ΔluxSΔrbsC株减毒机制提供参考。     

NAC转录因子参与调控竹笋木质化

NAC是植物特有的转录因子家族之一，参与衰老、信号转导以及次生细胞壁合成等多种生物过程，然而关于竹子中NAC转录因子的功能尚不清楚，尤其是与次生细胞壁（SCW）合成相关的NAC更未见报道。本研究在毛竹（Phyllostachys edulis）基因组中鉴定了94个NAC同源基因（PeNAC1~PeNAC94）。系统进化树分析表明，毛竹与拟南芥的NAC蛋白共聚类为16个分支，PeNACs分布于11个分支中，其中2个分支中的15个PeNACs与次生细胞壁合成相关。用这15个基因共表达分析，预测出与PeNACs共表达的基因396个，其中包括参与木质素分解代谢和纤维素生物合成的基因分别有16个和55个。qRT-PCR分析表明，随着竹笋高度增加木质化程度加深，15个PeNACs基因的表达均上调，并呈现持续上升及先上升后下降2种趋势，表明这些PeNACs可能参与毛竹笋次生细胞壁合成以及木质化的过程。同时发现，15个PeNACs中有7个PeNACs与7个PeMYBs呈现正向共表达关系，且在毛竹不同高度笋中这些PeMYBs具有与PeNACs相似的表达趋势。另外，在16个PeNACs中发现了miR164的靶点，其中与次生细胞壁合成相关的3个PeNACs在毛竹笋中具有与miR164相反的表达趋势，证明miR164与PeNACs存在调控关系。由此表明，竹笋木质化调控将是一个由miRNA、NAC等转录因子和结构基因构成的复杂调控网络。本研究全面展示了毛竹NAC基因家族的信息及其与竹笋木质化的关系，对于进一步研究PeNACs的功能、揭示竹材材性形成的分子调控机制具有重要意义。     

AM真菌对桑树根围土壤团聚体的影响机制

为揭示丛枝菌根 (Arbuscular mycorrhizal，AM)真菌对植桑土壤的影响及机制，采用盆栽试验研究接种摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae，Fm)和根内根生囊霉 (Rhizophagus intraradices，Ri)对土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、球囊霉素相关土壤蛋白 (Glomalin related soil protein, GRSP)及团聚体组成与稳定性的影响。结果表明：⑴ 接种Ri显著增加土壤大团聚体百分比，并提高平均质量直径 (Mean weight diameter, MWD)和几何平均直径 (Geometric mean diameter, GMD)、显著降低团聚体破坏率 (Percentage of aggregate destruction, PAD)。⑵ 接种Fm和Ri均显著增加微团聚体SOC含量，接种Fm显著降低大团聚体总GRSP含量，而接种Ri却显著增加大团聚体和微团聚体总GRSP含量及易提取GRSP含量。⑶ 接种AM真菌对整体SOC的效应为负，土壤总GRSP对SOC占比在25.5%~76.5%之间，土壤易提取GRSP对SOC占比在4.87%~5.93%之间，且Ri的接种效应高于Fm。⑷ 总GRSP、易提取GRSP和SOC对团聚体组成表现均为正向显著影响，其中易提取GRSP是主要驱动因子，而总GRSP是土壤团聚体稳定性的主要影响因子。综上，AM真菌作用下桑树根围土壤团聚体得以改善并趋于稳定，Ri的接种效应明显大于Fm；土壤团聚体的形成主要依赖易提取GRSP，而其稳定性主要受总GRSP影响。     

重组酶聚合酶扩增技术(RPA)检测创伤弧菌

为建立创伤弧菌的重组酶聚合酶扩增技术(RPA)检测方法,根据编码创伤弧菌DNA促旋酶的B亚单位蛋白(Gyrase Beta Subunit,gryB)的基因保守序列,设计RPA特异性引物,建立创伤弧菌gryB基因的RPA检测方法并测试其特异性、灵敏度和应用效果。结果发现,建立的RPA检测方法特异性好,能够从创伤弧菌中检测到234 bp的特异性条带,仅需在37℃下恒温反应40 min,不需要特殊的仪器设备;该方法的灵敏度与PCR相当,可达到0.1 ng/μL,应用检测结果也表明该方法与传统培养方法相当。因此,本研究建立的RPA方法检测gryB特异性强、灵敏度高,无需特殊的仪器设备,适合实验室快速检测。