The equine alveolar macrophage: Functional and phenotypic comparisons with peritoneal macrophages

Alveolar macrophages (AMs) constitute the first line of defence in the lung of all species, playing a crucial role in the regulation of immune responses to inhaled pathogens. A detailed understanding of the function and phenotype of AMs is a necessary pre-requisite to both elucidating their role in preventing opportunistic bacterial colonisation of the lower respiratory tract and developing appropriate preventative strategies. The purpose of the study was to characterise this important innate immune cell at the tissue level by making functional and phenotypic comparisons with peritoneal macrophages (PMs). We hypothesised that the tissue of origin determines a unique phenotype of AMs, which may constitute an appropriate therapeutic target for certain equine respiratory diseases. Macrophages isolated from the lung and the peritoneal cavity of 9 horses were stimulated with various toll like receptor (TLR) ligands and the production of nitrite, tumour necrosis factor alpha (TNFα), interleukin (IL) 10 and indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) were measured by the Griess reaction and enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) and/or quantitative polymerase chain reaction, respectively. Cells were also compared on the basis of phagocytic-capacity and the expression of several cell surface markers. AMs, but not PMs, demonstrated increased TNFα release following stimulation with LPS, polyinosinic polycytidylic acid (Poly IC) and heat-killed Salmonella typhinurium and increased TNFα and IDO mRNA expression when stimulated with LPS. AMs showed high expression of the specific macrophage markers cluster of differentiation (CD) 14, CD163 and TLR4, whereas PMs showed high expression of TLR4 only. AMs, but not PMs, demonstrated efficient phagocytic activity. Our results demonstrate that AMs are more active than PMs when stimulated with various pro-inflammatory ligands, thus supporting the importance of the local microenvironment in the activation status of the macrophage. This information provides a valuable knowledge base on which to improve our understanding of the role of macrophages and their microenvironment in equine innate immunity.     

赤羽病SYBR Green I实时荧光PCR方法的建立和应用

本研究根据赤羽病毒（AKAV）的S基因序列设计合成了引物, RT-PCR扩增得到目的基因片段并克隆到PGM-T载体得到质粒标准品。通过对荧光定量PCR反应条件的优化,建立了SYBR Green I荧光定量PCR检测AKAV的方法。该方法的检测敏感性达到926拷贝/25μL,并具有较好的重复性和特异性。本试验方法的建立对于加强进出口牛AKAV的检验检疫具有十分重要的意义。     

稻田墒情实时监测方案的研究

稻田墒情监测是区域土壤墒情监测的组成部分和重要内容,但目前尚未有比较成熟的监测方案。本文围绕土壤含水量监测和田面水层监测2个关键环节,提出一套稻田墒情实时监测方案。该方案能够满足田面有水层与无水层不断交替的墒情监测要求,具有一定的可操作性,可供实际工作借鉴。     

小麦RPD3/HDA1基因家族的全基因组鉴定及其对热胁迫的响应

RPD3/HDA1是组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDACs)家族中最大的亚族,已知的HDAC家族基因在拟南芥、水稻等植物的生长发育和非生物胁迫方面都发挥着重要作用,但小麦中对HDACs的研究却较少。为探究小麦中 RPD3/HDA1家族基因对热胁迫的响应,本试验利用生物信息学方法,从小麦全基因组中鉴定出36个小麦 RPD3/HDA1基因,并对其基因结构、进化关系、顺式作用元件和热胁迫下的表达模式进行分析。结果表明:除3A和4A外,其余小麦染色体均含有该家族基因,其基因结构中外显子和内含子的数目差异明显。该小麦家族基因在不同组织和不同逆境胁迫中存在差异表达, TaHDAC-Ⅱ-3a、 TaHDAC-Ⅱ-3b和 TaHDAC-Ⅱ-3d在叶片中的表达量明显高于其他组织, TaHDAC-Ⅰ-2d、 TaHDAC-Ⅰ-2a和 TaHDAC-Ⅰ-2b在热胁迫后表达量有明显上调。进一步研究发现,不同基因在同一生育时期的热胁迫下响应不同,同一基因在不同生育时期对热胁迫的响应也不同,并且相对于35℃而言,多数基因对42℃胁迫响应更显著。这些结果对寻找小麦 RPD3/HDA1家族候选耐热基因具有重要的参考价值。     

梭梭14-3-3蛋白基因HaFT-9的克隆及特性分析

【目的】分析梭梭14-3-3蛋白基因HaFT-9在不同胁迫下的表达模式,解析HaFT-9蛋白结合特性,为研究梭梭抗逆分子机制提供理论基础。【方法】以梭梭cDNA为模板克隆14-3-3蛋白基因HaFT-9,利用qRT-PCR技术对该基因在不同胁迫下的表达模式进行分析,并通过酵母双杂交实验验证HaFT-9蛋白结合特性。【结果】克隆得到ORF长度为789 bp的梭梭14-3-3蛋白基因,命名为HaFT-9。梭梭幼苗在20% PEG6000、200 mmol/L NaCl和100 μmol/L ABA处理下,HaFT-9的表达量均在胁迫6 h时达到峰值,在20 μmol/L IAA处理下,HaFT-9的表达量在胁迫1 h时达到峰值。梭梭幼苗经40、55℃和55、65℃模拟地表高温胁迫,高温胁迫适应性试验中的常温复原阶段HaFT-9均上调表达。酵母双杂交实验表明HaFT-9可与自身形成同源二聚体。【结论】克隆得到HaFT-9基因(登录号为API85525.1),该基因可响应干旱胁迫、盐胁迫、ABA和IAA处理,并与高温胁迫适应性相关,HaFT-9蛋白能与自身互作形成同源二聚体。     

香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种在‘巴西蕉’植株及根际土壤中的时空分布

目的 香蕉Musa spp.是我国重要的经济作物之一,由尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) 引起的香蕉枯萎病蔓延快、根治难,严重阻碍了我国香蕉产业发展。由于Foc菌量和空间分布与其侵染和致病作用直接相关,探索Foc在‘巴西蕉’Musa acuminate L. AAA group, cv. Brazilian植株和土壤中的时空分布具有重要意义。方法 采用伤根接种法对‘巴西蕉’苗分别接种香蕉枯萎病菌1号生理小种(Foc1)和4号生理小种(Foc4),通过实时荧光定量PCR技术检测接种后不同时间、不同香蕉组织及根际土壤中的菌量,分析了香蕉枯萎病菌在植株和土壤中的时空分布。结果 温室中接种Foc后2~21 d内,‘巴西蕉’根部和球茎中Foc1和Foc4菌量随时间延长而逐渐增加,但Foc4菌量始终大于Foc1;在‘巴西蕉’球茎中,Foc1和Foc4分别在接种后21和14 d菌量达到最大。田间接种Foc后30 d,离‘巴西蕉’植株地面半径(r)5 cm、地下深度25~30 cm土壤中的Foc1和Foc4菌量最大;而r为15和30 cm时,地下深度10~15 cm土壤中的Foc菌量大于0~5和25~30 cm的菌量;在相同r和地下深度的‘巴西蕉’根际土壤中,一般Foc4菌量大于Foc1。结论 Foc1和Foc4菌量在‘巴西蕉’植株和根际土壤中具有明显不同的时空分布,同一空间中Foc4菌量大于Foc1菌量,研究结果可为香蕉枯萎病的发生流行、预测预报和防控提供一定的理论指导。     

60Co-γ和EMS诱变“天隆一号”突变体库变异特征的初步分析

为培育新的适应长江流域气候类型的大豆品种,利用60Co-γ射线和EMS分别对大豆天隆一号的种子进行诱变处理,构建大豆突变体库。对350份有表型变异的株系进行连续两年田间鉴定,运用60对SSR标记进行分子检测,并对籽粒表型变化明显的突变株进行苯基丙酸类代谢主要酶qPCR分析。结果表明:350份材料中有145份在株高、叶形、花色、种皮色、结荚习性等方面有稳定可见的表型变异,101份材料中检测到与野生型天隆一号存在至少1个SSR位点差异,其中M3-SD-1与M3-SD-2有超过10个标记的差异。SSR分析表明,表型发生变异的突变体主要是由DNA变化引起的,且突变体发生了多位点变异,突变位点也彼此不同。qPCR检测结果显示,种皮色、脐色等发生突变的3个材料苯基丙酸类代谢途径中关键基因的表达量发生显著变化。研究结果既可以为大豆品种改良提供新的种质资源,也有助于大豆功能基因组的研究。     

珠三角地区杂交鳢（乌鳢♂ × 斑鳢♀）弹状病毒感染状况调查

【目的】杂交鳢（ Hybrid snakehead）为我国重要的特种水产鱼类,为摸清杂交鳢弹状病毒 (Hybrid snakehead rhabdovirus, HSHRV) 的感染状况,2021 年 3 月至 2022 年 2 月对珠三角地区养殖的杂交鳢弹状病毒病展开调查。【方法】对繁育阶段的杂交鳢 亲本、鱼苗、水样进行随机采样;养殖阶段则选择固定时间进行随机采样,并在病害暴发时采样。监测周期内共采集 333 份样品,每尾鱼经无菌解剖后,取绿豆大小肝脏、脾脏和肾脏组织混样,保存于液氮中,用于提取 RNA;以反转录的 cDNA 为模板,采用 qPCR 技术进行 HSHRV 检测。【结果】感染 HSHRV 的鱼体主要临床症状为不规则游动、打转,体表无明显症状,解剖可见肝脏、脾脏、肾脏、肠道和鱼鳔充血发红或肿大;qPCR 检测结果显示,333 份样品的 HSHRV 平均阳性率为 13.21%,阳性样品主要集中在4 － 11 月,其中,8 月份的样品阳性率高达 23.91% ;养殖阶段的 HSHRV 平均阳性率（17.01%）显著高于繁育阶段的平均阳性率（3.26%）;从鱼体规格来看,HSHRV 最易感 10 cm 以内的鱼,阳性率高达 32.20%,主要在 3 －9 月检出;HSHRV 最不易感 20 cm 以上的鱼,阳性率低至 9.52%。【结论】明确了繁育阶段和养殖阶段以及不同养殖规格杂交鳢的 HSHRV 阳性率,为深入了解杂交鳢弹状病毒病的流行规律提供参考,以期为养殖过程中杂交鳢弹状病毒病的预防与控制提供数据支撑。     

人溶菌酶密码子优化及其在牛乳腺细胞中高效表达

【目的】分析牛乳腺中7种主要乳蛋白基因密码子使用偏好性,筛选高频密码子和低频密码子,依据其对人溶菌酶基因进行密码子局部优化和全局优化,通过牛乳腺上皮细胞等多种细胞对优化效果进行分析评价,为提高重组人溶菌酶表达量,开发新型、高效、安全的重组人溶菌酶提供理论依据。【方法】利用CodonW和EMBOSS等软件对7种主要牛乳蛋白和人溶菌酶基因密码子偏好进行生物信息学分析,筛选牛乳蛋白基因高频、低频密码子并根据牛乳蛋白基因密码子使用偏好对人溶菌酶基因翻译起始区前22位密码子（LYZop22）和全局密码子(LYZop)分别进行优化。构建人溶菌酶-荧光素酶融合表达载体（pGL3-LYZcw/op22/op）和人溶菌酶过表达载体（pcDNA-LYZcw/op22/op）,将上述载体分别转染牛乳腺上皮细胞(BMEC)、牛成纤维细胞（BFFC）和C127小鼠乳腺上皮细胞等3种细胞,通过荧光素酶、实时荧光定量PCR及Western-blot等方法检测密码子优化对溶菌酶表达的影响。【结果】牛乳蛋白基因密码子偏好以GC结尾,GC3s平均含量为0.537±0.062,而人溶菌酶GC3s含量为0.407,偏好以AT结尾;聚类结果表明,牛乳中酪蛋白与乳清蛋白类基因在密码子使用偏好性上也存在一定差异。依据筛选获得的牛主要乳蛋白基因5个高频密码子（RSCU>1.5）和7个低频密码子（RSCU<0.5）对人溶菌酶基因密码子进行优化并转染多种细胞进行表达效果分析。荧光素酶分析发现,相比野生型溶菌酶密码子（LYZcw）,翻译起始区密码子优化类型LYZop22分别在BMEC、BFFC细胞中提高1.48倍（P<0.01）和1.30倍（P>0.05）;而全局密码子优化类型LYZop分别在BMEC、BFFC中提高2.2倍（P<0.01）和2.44倍（P<0.01）,说明密码子优化能明显提高人溶菌酶在多种细胞中表达量。实时荧光定量PCR结果表明,LYZop22相比LYZcw在BMEC和BFFC细胞中分别提高了2.08倍（P<0.05）和1.5倍（P>0.05）,而LYZop则分别提高了22倍（P<0.01）和17.8倍（P<0.01）,mRNA表达水平与密码子优化后的mRNA二级结构稳定性呈正相关。Western-blot结果也进一步表明,密码子优化后的LYZop22和LYZop能明显提高重组人溶菌酶在牛乳腺上皮细胞中的表达量。上述结果表明,根据牛乳腺中主要乳蛋白基因密码子使用偏好进行密码子优化,能显著提高人溶菌酶在牛乳腺上皮细胞及成纤维细胞中的表达量,且溶菌酶基因全局密码子优化效果优于翻译起始区密码子优化效果。【结论】通过生物信息学分析获得了牛乳蛋白基因使密码子使用偏好及高低频密码子;依据牛乳蛋白密码子使用偏好性对人溶菌酶密码子优化能显著提高重组人溶菌酶mRNA水平和蛋白水平的表达量,为今后利用生物反应器高效生产重组人溶菌酶奠定基础。     

Detection of Leishmania infantum DNA by real-time PCR in saliva of dogs

This study developed a real-time quantitative PCR (qPCR) assay to detect L. infantum kinetoplast DNA (kDNA) in canine saliva. The qPCR showed an efficiency of 93.8%, a coefficient of correlation of 0.996 and a detection limit of 0.5 fg/reaction (0.005 parasites), although it detected until 0.25 fg/reaction (0.0025 parasites). When samples from 12 dogs experimentally infected with L. infantum were collected, L. infantum kDNA was detected at 16-weeks post-infection (wpi) in 41.7% and 91.7% of saliva and bone marrow samples, respectively, and at 47-wpi in 75% of both samples. L. infantum kDNA can be detected by qPCR in canine saliva, with lower sensitivity in the early stages of infection and a lower parasite load estimation compared to bone marrow. However, saliva had similar sensitivities to bone marrow in the later stages of the infection and could be used to detect L. infantum kDNA being aware of its limitations.