毛竹微管蛋白的分子特征及PeTUA3的功能

【目的】微管蛋白是植物细胞骨架的重要组成部分,在植物细胞分裂与生长、细胞形态维持、细胞内物质运输和细胞壁的生物合成等过程中均发挥着重要作用。为全面了解毛竹微管蛋白的分子特征,开展了毛竹微管蛋白全基因组鉴定与分析,并初步研究了Pe TUA3基因的功能,以期为揭示微管蛋白在毛竹生长发育过程的作用提供参考依据。【方法】采用生物信息学的方法开展毛竹中微管蛋白基因的全基因组分析,利用转录组数据和实时荧光定量PCR技术分别分析微管蛋白基因的组织表达模式及其随笋高度增加的表达变化,通过在拟南芥中异位表达及表型观察初步研究Pe TUA3基因的功能。【结果】在毛竹基因组中共获得18条微管蛋白基因序列,编码蛋白具有完整的保守结构域,蛋白长度为430～634 aa,分子量为48.31～69.89 k Da。在与水稻、拟南芥微管蛋白构建的系统进化树中,被聚类到2个亚家族(TUA和TUB),且毛竹各微管蛋白成员与水稻的亲缘关系更近,这些基因分别命名为Pe TUA1-Pe TUA6和Pe TUB1-Pe TUB12。亚细胞定位预测显示PeTUAs均定位在细胞质中,而PeTUBs均定位于细胞核中。基于转录组数据的基因组织特异性表达分析表明,不同微管蛋白基因在毛竹7个不同组织中的表达量存在着一定的差异,如Pe TUA3、Pe TUA6、Pe TUB2和Pe TUB3在各个组织中均有较高的表达,而Pe TUA2和Pe TUB12在各组织中表达量均较低。实时荧光定量PCR结果显示,随着毛竹笋高度的增加,6个TUA亚家族成员基因的表达均呈现上调趋势,而TUB亚家族成员基因中有8个呈现上调趋势,4个表现为波动变化,表明它们在笋的不同发育阶段可能发挥着不同的作用。在拟南芥中正义表达Pe TUA3促进了转基因植株的生长,尤其是对主根的伸长有明显促进作用,而转反义Pe TUA3则抑制转基因植株的生长,主根生长明显受到抑制。【结论】从毛竹中鉴定了6个TUA基因和12个TUB基因,各基因的分子特征存在着一定的差异,并且各基因在毛竹不同组织以及不同发育阶段笋中呈现出不同的模式,说明它们在不同组织以及同一组织的不同生长发育阶段可能发挥着不同的功能;过量表达Pe TUA3能够影响转基因拟南芥的生长,说明Pe TUA3对毛竹的快速生长可能具有重要的作用。     

双黄连水煎液对猪繁殖与呼吸综合征病毒的体外作用效果研究

[目的]通过建立的荧光定量PCR方法对猪繁殖与呼吸综合征病毒载量的检测,探究双黄连水煎液在体外对猪繁殖与呼吸综合征病毒增殖的影响.[方法]建立非洲绿猴胚胎肾细胞与猪繁殖与呼吸综合征病毒共感染模型,并应用CCK8法筛选双黄连水煎液的最大安全质量浓度.根据DNA序列数据库公布的猪繁殖与呼吸综合征病毒-N蛋白参考序列,设计特异性引物,构建猪繁殖与呼吸综合征病毒N基因质粒,建立检测猪繁殖与呼吸综合征病毒N基因的荧光定量PCR方法,研究最大安全质量浓度下的双黄连水煎液对猪繁殖与呼吸综合征病毒载量的影响.[结果]双黄连水煎液对非洲绿猴胚胎肾细胞的最大安全质量浓度为6.25 mg/mL,在此安全质量浓度下对猪繁殖与呼吸综合征病毒具有良好的阻断吸附和抑制复制作用,作用效果呈时间和剂量依赖性,而对猪繁殖与呼吸综合征病毒的直接杀灭作用效果不显著.[结论]成功建立了检测猪繁殖与呼吸综合征病毒载量的荧光定量PCR方法,通过此方法检测到双黄连水煎液在6.25 mg/mL时具有抗猪繁殖与呼吸综合征病毒作用.     

碳同位素在草地土壤呼吸区分中的应用

草地生态系统在区域气候变化及全球碳循环中扮演着重要的角色,草地土壤呼吸的区分是定量评价草地植被和土壤碳平衡的基础,有助于理解和预测草地生态系统对气候变化的响应。文章中论述了稳定碳同位素13C和放射性碳同位素14C在草地土壤呼吸区分中的应用。用于区分土壤微生物呼吸和根呼吸的方法主要有：13C自然丰度法、FACE实验法、13C脉冲标记法;用于区分纯根呼吸和根际微生物呼吸的方法主要有：同位素稀释法、模拟根际沉积物法、14CO2动态模型法、根系分泌物洗涤法。碳同位素法几乎不对草地土壤和植物根系产生干扰,可提高对土壤呼吸各组分的测算精度,在区分草地土壤微生物呼吸、纯根呼吸和根际微生物呼吸等组分方面有较大的应用前景。     

毛竹4-香豆酸辅酶A连接酶基因家族鉴定及表达分析

4-香豆酸:辅酶A连接酶(4-coumarate: CoA ligase,4CL)基因是植物木质素、类黄酮和其他次生代谢产物合成的关键基因之一。为探究毛竹(Phyllostachys edulis)4CL基因的分子特征和表达模式,利用生物信息学方法对毛竹4CL同源基因进行鉴定,并对其基因结构、保守结构域和系统进化等进行全面分析,应用实时荧光定量PCR(qPCR)技术对基因表达模式进行研究。结果表明,在毛竹中共鉴定出15个4CL同源基因(Pe4CL1 ~ Pe4CL15),均含有内含子,数量为2 ~ 5个。Pe4CLs编码蛋白长度为520 ~ 671 aa,分子量为55 ~ 72 kDa。Pe4CLs均含有2个4CL家族高度保守的结构域,保守基序数量为6 ~ 10个,且均定位在过氧化酶体上。系统进化分析显示,毛竹、水稻、二穗短柄草、拟南芥、大豆和毛果杨的4CL家族成员分为2个亚家族(A和B),其中亚家族A又分为3个类型(Type Ⅰ ~ Type Ⅲ)。基于转录组数据的基因组织特异性表达分析发现,15个Pe4CLs在毛竹不同组织和不同生长时期中的表达量均存在明显差异。qPCR结果显示,除Pe4CL6的表达下调外,其他基因均随着竹笋高度增加呈上调趋势。组织化学染色结果表明,随着笋高度的增加,其木质化程度加深,与大多数Pe4CLs表达上调相一致。本研究为进一步探究毛竹中4CL的功能提供了参考依据。