Construction of recombinant capripoxviruses as vaccine vectors for delivering foreign antigens: Methodology and application

Goatpox (GTP), sheeppox (SPP) and lumpy skin disease (LSD) are three severe diseases of goat, sheep and cattle. Their typical clinical symptoms are characterized by vesicles, papules, nodules, pustules and scabs on animal skins. The GTP, SPP and LSD are caused by goatpox virus (GTPV), sheeppox virus (SPPV) and lumpy skin disease virus (LSDV), respectively, all of which belong to the genus Capripoxvirus in the family Poxviridae. Several capripoxvirus (CaPV) isolates have been virulently attenuated through serial passaging in vitro for production of live vaccines. CaPV-based vector systems have been broadly used to construct recombinant vaccines for delivering foreign antigens, many of which have been demonstrated to induce effective immune protections. Homologous recombination is the most commonly used method for constructing recombinant CaPVs. Here, we described a methodology for generation of recombinant CaPVs by the homologous recombination, and further reviewed CaPV-vectored vaccines for delivering foreign antigens.     

Papaya yellow leaf curl virus: A newly identified begomovirus infecting Carica papaya L. from the Indian Subcontinent

India is one of the world’s largest producers of papaya. Viruses, mainly begomoviruses and potyviruses, cause a significant loss in papaya production. The study described here has identified a new species of begomovirus and a new species of betasatellite infecting Carica papaya in India. The sequences of the begomovirus and betasatellite show 90.03% nucleotide sequence identity to an isolate of Radish leaf curl virus and 92.25% identity to an isolate of Tomato leaf curl betasatellite, respectively. Maximum likelihood phylogenetic tree of begomovirus sequence of isolate DP2 (KX353622) showed distant relationships with previously characterised begomoviruses. Recombination analysis proposed six recombination breakpoints in begomovirus genome with other geographical begomovirus isolates.     

植物碱基错配修复系统中Muts蛋白家族研究进展

DNA错配修复(mismatch repair,MMR)是DNA损伤修复的一个重要途径,主要用于细胞中DNA合成和遗传重组时发生损伤过程中出现的单个或少数碱基的缺失、插入以及错配的修复,它对维持基因组稳定性和DNA复制保真度至关重要。原核生物和真核生物中都有非常保守的MMR系统。在人体DNA修复系统的研究中,发现癌症的发生与Muts蛋白家族功能缺陷密切相关。类似的在拟南芥和水稻中功能缺陷的Muts蛋白家族(同源蛋白Muts homolog,MSH)会产生增变基因表型,这将为植物的基因功能分析和育种利用奠定基础。基于此,本文综述了近年来有关植物DNA错配修复及相关基因功能的研究进展,特别是植物MMR功能缺陷导致基因突变和微卫星不稳定造成的性状畸形进行了描述,对Muts蛋白家族各个亚基功能做了分类说明,并对植物中如何利用MSH产生的增变基因突变和如何利用突变育种研究进行了展望。     

杨树微管功能研究植物表达载体构建及验证

[目的]分别构建84K杨的微管蛋白TUA5和TUB16与红色荧光蛋白mCherry融合的植物过表达载体,瞬时表达验证载体在植物体内表达后的荧光信号,为研究杨树微管功能奠定基础。[方法]以毛果杨微管蛋白TUA5和TUB16的基因序列为模板,设计84K杨的皿5和7TZB76基因的引物,提取野生型84K杨的RNA并反转录成cDNA,同源克隆得到84KTUA5和84KTUB16基因,分别连接在pCAMBIA 1300载体mCh-ep荧光标签的N,端和C端,转化到大肠杆菌TOP10感受态细胞中,通过菌落PCR和测序鉴定获得阳性单克隆,并通过电击法将重组质粒转化到农杆菌GV3101中,瞬时转化烟草后进行荧光观察。[结果]克隆得到了84KTUA5和84KTUB16基因,成功与pCAMBIA 1300-mCherry载体连接,烟草瞬时表达荧光观察结果显示:仅目的基因与mCherry标签C,端相连的融合蛋白能够成功表达,且荧光明显。[结论]成功构建了84K杨皿5和TUB16基因与pCAMBIA 1300-mCherry的融合表达载体,为进一步研究杨树微管功能提供了背景材料。     

翠竹及菲白竹LEA3同源基因的克隆及序列分析

竹类植物在中国有着非常悠久的栽培历史,并被广泛应用于园林、造林、庭院以及食品等行业。本研究以翠竹和菲白竹为材料提取其叶片总DNA,采用PCR方法获得翠竹SpLEA3基因与菲白竹SfLEA3-1、SfLEA3-2基因;其中SpLEA3全长804 bp,编码195个氨基酸,GC含量为68.4%;SfLEA3-1全长803 bp,编码195个氨基酸,GC含量为68.2%;SfLEA3-2全长557 bp,编码144个氨基酸,GC含量为67.8%。通过ProtParamy等生物软件分析,SpLEA3、SfLEA3-1和SfLEA3-2与贵州悬竹LEA3基因同源性高达61%以上,且3个基因编码蛋白均属于亲水性蛋白。源自2个竹种LEA3基因均包含一个完整的开放阅读框,其编码的氨基酸含有4~6个由11个氨基酸组成的保守基元序列。本研究不仅为深入了解竹类植物抗旱的分子机理研究提供了基础数据,也为竹类植物的抗旱育种后续研究提供了科学依据。     

火龙果节律钟输出基因HpGI的克隆与表达分析

节律钟输出基因GIGANTEA通过光周期途径促进植物开花,为研究火龙果GIGANTEA同源基因功能,应用RT-PCR克隆获得该基因的开放阅读框序列,命名为Hylocereus polyrhizus GIGANTEA (HpGI),GenBank登录号为MK609546。序列分析结果表明,HpGI开放阅读框长度为3537 bp,编码1178个氨基酸。系统进化分析显示,HpGI与甜菜BvGI、菠菜SoGI、丝石竹GpGI的分子进化距离较近。预测HpGI定位于细胞核,无信号肽和跨膜螺旋结构域,属于非分泌蛋白。基因表达分析结果表明,HpGI基因在茎和花芽中的表达量显著高于茎芽、果皮和根;相比对照,延长光周期处理8 d时,其表达量显著上调。推测HpGI基因可能通过光周期途径促进火龙果开花。     

一种高产L-赖氨酸枯草芽孢杆菌的构建研究

为了选育一种非抗性、高产出、遗传稳定性好、低生产成本的L-赖氨酸生产菌株,以辣椒花药和枯草芽孢杆菌为试验材料,以穿梭表达载体pHT43和基因敲除载体pK18mobsacB为媒介,将辣椒花药中的高赖氨酸基因CFLR转化到枯草芽孢杆菌中。经过2次细胞内同源交换和培养基筛选,最终获得不带质粒抗性标记的高产L-赖氨酸枯草芽孢杆菌株CMCC(B)63501/pK18mobsacB-ΔALA::CFLR,该菌株连续传代20次后仍具有明显高于野生型的CFLR基因拷贝数,经HPLC验证,重组菌株L-赖氨酸含量比野生菌株提高了64.89%。结果表明,本研究所构建的非抗性高产L-赖氨酸枯草芽孢杆菌株产量高、遗传稳定性好、低纯化成本,具有良好的应用潜力。     

早竹TB1同源基因的克隆和表达分析

竹笋的形成和生长发育过程涉及侧枝形态发生,探讨侧枝发育有关基因在竹笋发育过程中的作用,对于阐明竹笋发育基因调控机制有重要意义.利用禾本科TB1同源基因在序列上的保守性,在基因上游的非编码区设计简并引物,通过RT-PCR技术, 从早竹笋中克隆到一个1 296 bp的cDNA序列,该序列包含1个编码349个氨基酸的阅读框,在氨基酸水平上与玉米TB1相似性达64.7%,定名为PpTB1.序列分析比对表明,PpTB1基因的编码产物含有保守的SP区、TCP区和R区,属于基因家族的1个成员.进化分析进一步表明,竹子TB1相似基因是玉米TB1基因的同源基因,且竹子TB1同源基因的分歧时间介于水稻和现有其他TB1同源基因之间.RT-PCR分析表明,该基因在笋、叶片和花中均有表达.原位杂交分析表明,PpTB1在笋的侧芽中表达较多.研究表明,PpTB1很可能与禾本科其他植物的TB1同源基因相似,在竹笋发育过程中,参与侧枝的形成.另外,TB1同源基因也可能在竹子分类和进化研究上有重要价值.     

玉米骨干自交系京2416杂种优势及遗传重组解析

【目的】 玉米骨干自交系京2416是以（京24×5237）×京24构建基础选系群体,利用高大严及同群优系聚合等选系技术选育的优良黄改群自交系。以其为父本育成的审定品种已有20多个,其中代表性品种京农科728,突破了黄淮海夏玉米籽粒机收技术瓶颈,成为中国首批通过国家审定的机收籽粒品种。通过分析京2416与X群种质的杂种优势,及其形成过程中的重组事件和黄早四基因组片段传递规律,解析京2416形成的遗传机制,以期为黄改系的进一步遗传改良提供参考。【方法】 选用黄早四、京2416及其2个选系亲本（京24和5237）为材料,与5份X群代表性自交系根据NCII遗传设计组配杂交组合,利用F₁产量相关性状单穗粒重的中亲优势、超高亲优势值和配合力效应值评估4份黄改系的杂种优势。对4份黄改系及5份X群自交系进行测序深度约为18×的全基因组重测序,用BWA、GATK等软件进行序列比对和变异检测,基于获得的SNP和InDel标记信息,利用GCTA和Treebest软件进行主成分分析和系统发生树构建,同源传递片段（identity-by-descent,IBD）使用IBDseq软件识别。【结果】 通过比较分析黄早四、京2416、京24、5237与5份X群代表系所配杂交组合的F₁产量相关性状发现,与其他3份材料（黄改系京24、5237和黄早四）相比,京2416具有更高的超高亲优势和一般配合力。基于全基因组重测序数据,分析重现了京2416形成过程中的重组事件,明确京2416的基因组组成,选系亲本京24和5237在京2416基因组中保留的比例分别为80.96%和19.04%。利用基因组测序数据解析从黄早四到京2416的IBD片段,结果表明,京2416从京24和5237 2个选系亲本中聚合了全部的9个重要黄改系特征性选择区域。【结论】 骨干自交系京2416在遗传改良过程中,通过染色体重组聚合选系亲本京24和5237所有的9个重要黄改系特征性选择区域,从分子水平解释了京2416与X群代表系表现出更高配合力的遗传基础。     

Effect of CHOP expression knock-down on apoptosis of renal tubular epithelial cells

AIM:To study the effect of C/EBP homologous protein (CHOP) on the apoptosis of renal tubular epithelial HK2 cells. METHODS:The serum mRNA levels of CHOP in the patients with acute kidney injury and healthy controls were detected by qPCR. In vitro, renal tubular epithelial HK2 cells were divided into control group, negative group (transfected with negative control siRNA), si-CHOP group (transfected with CHOP siRNA), and induced by transforming growth factor-β1 (TGF-β1). The viability of the cells was measured by MTT assay, and the apoptotic rate was analyzed by flow cytometry. The protein levels of nuclear antigen Ki-67, proliferating cell nuclear antigen (PCNA), caspase-3 and cleaved caspase-3 were determined by Western blot. RESULTS:Compared with the healthy controls, the serum mRNA levels of CHOP in the patients with acute kidney injury were increased significantly (P<0.05). Transfection with CHOP siRNA significantly decreased the expression of CHOP in the renal tubular epithelial HK2 cells (P<0.05). Knock-down of CHOP expression by siRNA significantly increased the viability of renal tubular epithelial HK2 cells (P<0.05), decreased the apoptotic rate (P<0.05), increased the expression of Ki-67 and PCNA (P<0.05), and down-regulated the protein level of cleaved caspase-3 (P<0.05). CONCLUSION:The serum mRNA levels of CHOP were increased in the patients with acute kidney injury. Knock-down of CHOP expression inhibits the apoptosis of renal tubular epithelial cells by regulating the expression of proliferation-and apoptosis-related proteins.