稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8的特性分析

 有性生殖在真菌的生活史和进化过程中具有重要作用,而交配型基因是控制有性生殖的关键因子。前期研究发现稻曲病菌(Villosiclava virens)MAT1-2型菌株中包含MAT1-2-1和MAT1-2-8两个交配型基因,但是它们如何调控稻曲病菌有性生殖依然不清楚。本文研究了它们在不同侵染和生长发育时期的表达模式和编码的蛋白结构特性。研究表明MAT1-2-1在侵染不同阶段一直下调表达;而MAT1-2-8在侵染早期(5 dpi)上调表达,在侵染后期下调表达。与营养菌丝阶段比较,MAT1-2-1和MAT1-2-8在有性发育过程菌核形成、菌核萌发、子座原基形成和子座成熟4个阶段的表达量都是下降的,在菌核形成阶段表达量最低。生物信息学分析显示MAT1-2-1和MAT1-2-8具有磷酸化位点,为非分泌蛋白,无明显的跨膜结构域。蛋白同源比对分析表明MAT1-2-1与香柱菌(Epichloë typhina)的MAT1-2-1同源性最高,而MAT1-2-8与绿僵菌(Metarhizium)的MBR_08192蛋白同源性最高。进一步研究发现MAT1-2-1和MAT1-2-8能够互作,并分别主要定位在细胞核和细胞基质中。通过质谱技术鉴定到MAT1-2-1的一些候选互作蛋白,如假定Ran交换因子Prp20/Pim1(KDB12229.1)、假定rRNA处理蛋白Ebp2(KDB12923.1)及组蛋白H1(KDB12711.1)等。因此,以上结果为研究稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8调控有性生殖的生物学功能奠定了基础。     

甜瓜种皮颜色控制基因CmSC1的精细定位及候选基因分析

【目的】通过对甜瓜种皮颜色进行遗传分析及基因精细定位,并推测其候选基因和开发特异分子标记,为下一步该基因的功能研究及合理利用奠定基础。【方法】利用白色种皮材料HP22和黄色种皮材料B8、B150分别配制杂交组合,获得后代遗传分离群体并进行种皮颜色的表型调查及遗传分析,通过基因图位克隆方法完成基因的精细定位。通过对定位区间内注释基因进行编码区序列和功能分析确定关键候选目的基因。【结果】甜瓜白色种皮对黄色种皮为显性,由单显性基因CmSC1控制并表现延迟遗传效应。利用368个黄色种皮F₂单株最终将CmSC1精细定位于第5号染色体分子标记S27和S28之间物理距离约95 kb区间内,共包含12个注释基因。其中一个为拟南芥AtTT8同源的编码bHLH转录因子蛋白的MELO3C014406,经序列变异位点分析,黄色种皮材料B8和B150分别在该基因ATG下游第47位碱基处插入碱基A以及在第260位碱基处缺失14 bp导致翻译蛋白提前终止,致使后面功能结构域完全缺失,进而通过开发特异分子标记YS及序列分析,发现65份黄色种皮材料均发生这两种突变形式中的一种,推测MELO3C014406即为控制种皮颜色CmSC1的目的基因。【结论】本研究将控制种皮颜色的CmSC1精细定位于第5染色体95 kb区间内,推测MELO3C014406为最终目的基因,并开发了特异分子标记YS。     

马疱疹病毒5型的鉴定及遗传进化分析

采集乌鲁木齐某马术俱乐部226匹纯血马鼻拭子样品,用高通量测序检测纯血马携带病毒多样性,结果宏病毒组学分析共产生73 664 946条reads,有16 067条reads(0.022%)注释为哺乳动物病毒,其中105条reads注释到马疱疹病毒5型(EHV-5)gH基因。根据GenBank中的EHV-5参考株2-141/67 gH基因序列,设计特异性引物,验证宏病毒组学结果,并对gH基因的氨基酸序列进行遗传进化分析。结果14匹健康纯血马鼻拭子样品呈EHV-5阳性,阳性率为6.2%(14/226),序列分析表明,鉴定的14株EHV-5 gH基因的核苷酸和氨基酸序列与澳大利亚、意大利及日本分离株gH基因的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为98.4%～100%和90.3%～100%。遗传进化分析显示我国14株EHV-5与澳大利亚2-141/67和EHV-5.2-141株亲缘关系较近,而与意大利glycoprotein H株、日本16-I-1064和1-I-790株处于不同分支。     

布莱凯特黑牛CRTC1、CRTC3基因克隆测序及表达分析

为研究布莱凯特黑牛CRTC1、CRTC3基因序列和表达情况及其与生长发育的关系,本实验运用克隆测序方法检测CRTC1、CRTC3基因CDS区,并进行生物信息学分析;运用qRT-PCR技术检测不同组织和不同月龄的mRNA相对表达量;并用免疫组化技术对蛋白进行定位分析。结果显示:克隆测序获得的布莱凯特黑牛CRTC1、CRTC3基因CDS区分别为1773 bp和1725 bp,分别编码590、575个氨基酸;运用生物信息学分析后发现CRTC1、CRTC3结构稳定性差,为亲水性、偏酸性蛋白;进化树显示与牛、瘤牛、山羊和绵羊的同源性高(>80%),蛋白互作网络图显示CRTC1、CRTC3蛋白与FoxO基因家族、AMPK家族等基因相互作用强。qRT-PCR结果显示CRTC1、CRTC3基因分别在睾丸和脂肪中mRNA相对表达量最高(P<0.01),在肌肉组织中亦有表达。在肌肉组织中,CRTC1、CRTC3基因mRNA相对表达量随着年龄的增加逐渐降低;免疫组化显示CRTC1、CRTC3蛋白主要在肌肉组织的肌原纤维中表达。以上结果表明,CRTC1、CRTC3基因调控肌纤维生长发育,进而参与肌肉生长发育相关调节。     

CnAβ基因对大鼠RBL-2H3细胞脱颗粒的影响

过敏是人和养殖动物常见的疾病，而且发生的频率呈现逐渐增加的趋势。为了深入了解过敏反应的机制，本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，构建钙调磷酸酶A beta （calcineurin A beta，CnAβ）基因敲除的大鼠RBL-2H3细胞株，并探讨CnAβ基因对RBL-2H3细胞生长及脱颗粒的影响。选取大鼠CnAβ基因第一外显子为敲除靶点，设计并合成3个单导向RNA （single guide RNA，sgRNA），构建pX459-CnAβ-sgRNA质粒，并用脂质体3000将构建好的质粒转染到RBL-2H3细胞内；利用嘌呤霉素对转染细胞进行筛选，通过DNA测序验证获得CnAβ基因敲除的RBL-2H3细胞株；并检测CnAβ基因缺失对细胞增殖和脱颗粒的影响。结果表明，成功构建了CnAβ单基因敲除的大鼠RBL-2H3细胞株；CnAβ基因缺失对RBL-2H3细胞增殖、细胞的颗粒形成以及颗粒含量无显著影响，但显著抑制由细胞表面受体介导的RBL-2H3细胞脱颗粒作用。该研究结果有助于深入了解动物过敏性疾病的发生机制，为动物过敏性疾病的预防提供了理论基础。     

枯草芽孢杆菌中色噪声诱导的ComK基因表达动力学

枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）包含耦合的正负反馈环路，通过转录因子ComK的信号通路感知环境噪声波动，因此，研究噪声强度和自关联时间诱导下ComK表达动力学性质能有效揭示芽孢杆菌的演化进程。本研究观察了ComK表达系统中色噪声诱导蛋白质浓度转换的现象，根据诺维科夫理论和福克斯近似方法，计算出稳态概率分布函数的近似表达式。在此基础上应用最陡下降法计算出平均首通时间的近似表达式，分析了乘性噪声和加性噪声的强度及其自关联时间对稳态概率分布和平均首通时间的影响。结果表明，在不同乘性噪声和加性噪声的噪声强度下，平均首通时间会随着自关联时间的增大而变小，说明噪声强度和自关联时间会引起蛋白质浓度经历 “开”→“关”的转换。     

甜菜BvGSTU9基因的生物信息学及在镉胁迫下的表达分析

为了进一步研究甜菜谷胱甘肽转移酶BvGSTU9 (LOC104894060)在重金属胁迫过程中的功能。本研究以‘780016B/12优’为实验材料,对该基因序列特征、结构、功能进行预测分析,并利用qPCR检测该基因在不同浓度镉胁迫下的表达量变化。结果显示甜菜BvGSTU9基因全长925 bp,开放阅读框675 bp,编码了由224个氨基酸组成的不稳定膜外蛋白。BvGSTU9与菠菜、藜麦的氨基酸序列相似性较高,与系统发育进化树分析结果基本相符。二级和三级结构预测表明该基因主要由α-螺旋、β-折叠、延伸链及无规则卷曲组成。qPCR显示BvGSTU9基因在不同浓度的镉胁迫下均受到不同程度的诱导,因此可以推断甜菜BvGSTU9基因无论从结构还是功能上,与镉逆境胁迫存在着一定的应答关系。研究结果也为甜菜耐重金属镉机制研究提供参考依据。     

5个转Bt基因抗虫水稻恢复系的品质配合力分析

使用5个转Bt基因水稻恢复系作为父本,以12个不育系作为母本,根据5×12(NCII)不完全双列杂交设计配制60个组合,分析了这些组合的9个稻米品质性状的配合力及遗传参数.结果表明:精米率主要受基因加性效应的影响,整精米率、垩白粒率、碱消值、胶稠度主要受基因非加性效应互作的影响;除精米率主要受母本影响外,其余8个性状均受双亲交互作用的影响;垩白粒率和垩白度在后代遗传中主要受基因遗传作用的影响,可以在早代直接选择.配合力方差分析结果表明:精米率、垩白度及碱消值受环境因素的影响较大;昌恢891T为一般配合力较好的父本,华1165S为一般配合力较好的母本;原香39A/昌恢891T、泰乡1209A/昌恢T025T、昌盛843A/昌恢T025T为较优的组合,其中原香39A/昌恢891T的特殊配合力的综合评价最好.     

布鲁氏菌BAB-RS25305蛋白对细胞炎症因子表达的影响

旨在对布鲁氏菌BAB-RS25305基因进行原核表达以及纯化,并探究其对细胞炎症细胞因子表达的影响。根据GenBank中所提供的BAB-RS25305基因序列(登录号:NC-007618.1)设计1对特异性引物,通过PCR扩增出BAB-RS25305基因片段并连接至PMD19-T载体,将构建好的PMD19-T-BAB-RS25305重组质粒转化至E.coli DH5α感受态细胞,提取质粒经HindⅢ、EcoRⅠ双酶切后将产物连接至pET-32a载体,然后转入E.coli BL21感受态细胞,用IPTG诱导表达并且纯化重组蛋白BAB-RS25305,将纯化后的蛋白以终浓度为50μL/mL刺激小鼠巨噬细胞RAW264.7,Real-time PCR和Western blot检测炎症相关因子NLRP3、caspase-1的表达变化。结果显示,成功构建了布鲁氏菌BAB-RS25305表达载体,经IPTG诱导表达后在32 ku左右出现一条特异性条带,与预期大小一致。用BAB-RS25305重组蛋白刺激小鼠巨噬细胞24 h后,发现与PBS对照组相比,BAB-RS25305重组蛋白试验组能够显著提高NLRP3以及caspase-1的表达。说明布鲁氏菌BAB-RS25305基因能够触发宿主细胞发生炎症反应,为揭示布鲁氏菌的胞内生存以及致病机理提供了理论依据。     

基于12SrRNA和ND3基因序列分析巨[鱼丕]遗传多样性及系统进化

为从分子水平研究巨[鱼丕](Bagarius yarrelli Sykes)的遗传多样性和系统进化关系,本实验对采集于怒江、澜沧江、元江3河流5种群中的60个个体进行12S rRNA和ND3基因序列的PCR扩增,同时与红河河口群体12个个体的12S rRNA和ND3基因序列进行比对分析,采用Mega5.02软件对碱基组成、Kimura-2 parameter遗传距离、可变位点等进行分析。应用DnaSP软件进行遗传多样性相关参数的计算。结果显示:12S rRNA和ND3基因序列长度分别为954 bp和346 bp(349 bp),分别定义了51个单倍型和42个单倍型,12S rRNA和ND3序列中的碱基平均含量分别为:T为20.8%、C为25.7%、A为32.1%、G为21.4%和T为29.5%、C为28.2%、A为28.1%、G为14.1%,表现出明显的A+T偏倚性;6个群体的群体内和群体间的遗传距离分别为0.003~0.284(12S rRNA),0.009~0.059(ND3)和0.004~1.062(12S rRNA),0.008~0.143(ND3);12S rRNA基因的51个单倍型和ND3基因的42个单倍型序列总的单倍型多样性(Hd)、核苷酸多样性(Pi)及核苷酸平均差异数(K)分别为0.972和0.937、0.035和0.079、31.414和27.176,均显示出丰富的遗传多样性。结合从GenBank中下载的12S rRNA和ND3基因同源序列的[鱼丕]科9属10种鱼类进行系统发育树的构建,结果表明巨[鱼丕]独自汇聚成一大单系群,怒江潞江坝群体、怒江三江口群体及澜沧江临沧群体间关系较近,澜沧江景洪群体可单独构成一个单系种群,红河河口群体、红河曼耗群体与其它巨[鱼丕]构成一单系种群后再同澜沧江景洪群体汇聚成一支。