用5′LongSAGE标签产生的长cDNA片段分析西方蜜蜂(Apis mellifera)基因座LOC727225的选择性剪接

选择性剪接是真核生物产生蛋白多样性的一个重要机制,并能通过产生不同的剪接本来调节基因在不同组织或发育阶段的表达而发挥其作用.本研究采用3条5 ′ LongSAGE标签序列作为上游引物,通过RT - PCR克隆了西方蜜蜂(Apis mellifera)的一个预测基因座LOC727225的4条cDNA序列(GenBank登...     

玉米MIR基因转录起始位点预测方法研究

MIR基因是由RNA聚合酶Ⅱ指导转录的,其核心启动子区域具有保守的顺式作用因子,主要是基因-30的TATA和-75的CAAT的特征,开发出一种转录起始位点的预测方法.利用该预测方法,对用深度测序技术获得的玉米胚萌发阶段杂种优势相关miRNA的编码MIR基因进行了顺式作用元件分析,得到了其转录起始位点和启动子区序列特征.同时,利用5'RACE技术对预测的一些转录起始位点进行了验证,证明该预测方法是可行的.     

植物基因转录起始频率分析

利用UniGene数据库转录本序列数据,通过生物信息学方法,对已有全长mRNA序列数据的基因进行其转录本5'端序列的比对,获得该基因编码区前所有转录本的启始位点信息.通过7种植物17437个基因的分析表明,植物基因平均在171 bp(mRNA水平上)或174 bp(基因组水平上)的区间内转录启始,转录频率分布基本呈正态分布.为此我们研发了基因转录启始频率分析程序包PIFMaker,并基于以上分析获得的数据,建立了植物基因转录频率数据库(PIFdb,http://ibi.zju.edu.cn/bioinplant/).本研究分析基于该数据库第2版(Release 2.0)的数据.     

酵母基因上游转录因子结合位点分布的统计分析

【目的】揭示真核生物基因上游转录因子结合位点的分布规律。【方法】挖掘了啤酒酵母基因组数据库(SGD)中基础域结构和β支架结构两超类(superclass)的转录因子结合在基因上游0~2 000 bp的位置;将转录因子按照结构和调节基因的不同功能进行聚类,并对其组内和组间的结合位点数进行比较分析。【结果】转录因子结合位点集中分布在转录起始位点上游100~500 bp(61%);结构差异较大的转录因子的结合位点分布差异显著(P<0.01);大多转录因子(19/22)在不同功能基因间结合位点分布差异不显著(P>0.05)。【结论】转录因子结合位点分布与转录因子的结构相关性较大,而与所调控基因的功能相关性较小。推测不同家族转录因子结合位点在基因上游的分布具有特异性,有助于提供新的参数用以改进现有理论预测转录因子结合位点的方法。     

意大利蜜蜂Hippo信号通路相关基因及其全长转录本的鉴定与分析

采用Blast工具将已鉴定到的意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)全长转录本比对Nr数据库,共鉴定到意蜂Hippo信号通路中相关的49个基因及其550条全长转录本。运用Gffcompare软件将鉴定到的Hippo信号通路相关全长转录本与西方蜜蜂参考基因组(Amel_HAv3.1)上注释的转录本进行比较,分别延长西方蜜蜂参考基因组注释到Hippo信号通路的9个基因的5'' UTR和7个基因的3'' UTR。通过Astalavista软件鉴定到Hippo信号通路相关的4个基因的7次可变剪切(AS)事件,包括2次外显子跳跃、2次内含子保留和3次可变5''端剪接。通过PCR验证了1个基因的AS事件真实性。利用TAPIS pipeline鉴定到意蜂Hippo信号通路相关的24个基因含有1个及以上可变多聚腺苷酸化(APA)位点,其中含有1个APA位点的基因数量最多。通过TBtool软件鉴定APA位点上游motif的一致性序列HVNCCNBNDYVDVVHVNDBVDYCNBBDNNNHNNVNNVMNN。     

西方蜜蜂肌动蛋白基因启动子的克隆与序列分析

为研究适合蜜蜂转基因需要的启动子,利用生物信息学知识和现有的生物信息资源,在NCBI数据库查询了西方蜜蜂肌动蛋白基因的编码序列,与西方蜜蜂基因组对比后,克隆、分析了西方蜜蜂肌动蛋白基因序列,该肌动蛋白基因有起始密码子(strart codon)ATG、开放阅读框(ORF)、终止密码子(stop codon)TAA、TATA框(-32bp)、CAAT框(-69 bp)和ployA( 1396 bp),这些都符合真核生物基因的一般特点,是一个较完整的基因.成功克隆了该启动子.     

牛Gtl2基因cDNA序列分析及启动子预测

利用RT-PCR和RACE方法,克隆得到了牛Gtl2基因cDNA全序列,生物信息学分析表明:该序列有8个外显子,含有一个最长645 bp的开放读码框,但没有发现与Kozak规则相匹配的翻译起始序列.Gtl2基因在物种间具有保守性,尤其是第1个外显子表现出了较强的保守性.基因进化树分析表明,牛Gtl2基因与绵羊Gtl2基...     

牛Meg8基因5'末端的克隆及生物信息学分析

利用RACE方法从奶牛中克隆得到了Meg8基因的5 '端cDNA序列(GenBank登录号:HQ407410～HQ407413),序列比对发现该基因存在4种可变剪接体.选取牛Meg8基因的5'侧翼区作为研究对象,生物信息学在线分析发现:在人、绵羊、鼠、猪、狗和马这几个物种中,牛Meg8基因5'侧翼区与绵羊相似性最高,为80.45%;该区域内存在2个SINEs、1个Simple repeat,未发现CpG岛;可能存在2个启动子位点,位于牛Meg8基因的Exon1前3 402～4 118 bp和1 200～1 367 bp处,并富含Sp1、SRY、CdxA、GATA-1、MZF1等多个潜在的转录因子位点.Meg8基因5'侧翼区密集存在的转录因子可能与基因的转录起始有关.可变剪接体及侧翼区域的诸多转录因子可能是Meg8基因行使调控功能的原因,本研究结果将为阐明该基因的功能及其调控机理提供分子基础.     

牛Meg8基因5'末端的克隆及生物信息学分析

利用RACE方法从奶牛中克隆得到了Meg8基因的5 '端cDNA序列(GenBank登录号:HQ407410～HQ407413),序列比对发现该基因存在4种可变剪接体.选取牛Meg8基因的5'侧翼区作为研究对象,生物信息学在线分析发现:在人、绵羊、鼠、猪、狗和马这几个物种中,牛Meg8基因5'侧翼区与绵羊相似性最高,为...     

西方蜜蜂工蜂不同虫态发育的转录组学分析

【目的】基于转录组学对西方蜜蜂工蜂不同虫态间的差异表达基因（DEGs）进行筛选和功能注释分析,揭示与工蜂生长发育相关的信号通路,为深入解析工蜂生长发育的分子调控机理提供基础数据。【方法】以西方蜜蜂工蜂的3日龄幼虫、1日龄蛹和1日龄羽化工蜂3个虫态为研究对象,利用llumina NovaSeq 6000平台进行转录组测序,采用DESeq2筛选不同虫态样品间的表达差异基因,然后分别进行GO功能注释分析及KEGG信号通路富集分析,并通过实时荧光定量PCR进行验证。【结果】经转录组测序,在西方蜜蜂工蜂3日龄幼虫与1日龄蛹间筛选出4823个差异表达基因（51.86%上调,48.14%下调）,在1日龄蛹与1日龄羽化工蜂间筛选出3295个差异表达基因（57.51%上调,42.49%下调）,在3日龄幼虫与1日龄羽化工蜂间筛选出5267个差异表达基因（52.95%上调,47.05%下调）。GO功能注释分析结果显示,3日龄幼虫与1日龄蛹间的差异表达基因注释到43个GO功能条目,1日龄蛹与1日龄羽化工蜂间的差异表达基因注释到45个GO功能条目,3日龄幼虫与1日龄羽化工蜂间的差异表达基因注释到44个GO功能条目,主要涉及细胞过程、细胞部分及结合等。KEGG信号通路富集分析发现,3日龄幼虫与1日龄蛹间有2905个差异表达基因富集到332条KEGG信号通路上,其中17条KEGG信号通路呈显著富集,涉及核糖体、氧化磷酸化和昆虫激素生物合成等;1日龄蛹与1日龄羽化工蜂间有1644个差异表达基因富集到331条KEGG信号通路上,其中45条KEGG信号通路呈显著富集,涉及氧化磷酸化、生热作用和胰岛素分泌等;3日龄幼虫与1日龄羽化工蜂间有2958个差异表达基因富集到337条KEGG信号通路上,其中14条KEGG信号通路呈显著富集,涉及核糖体、蛋白酶体和胰岛素分泌等。6个随机挑选差异表达基因的实时荧光定量PCR检测结果与转录组测序结果相符,即转录组测序结果可靠。【结论】昆虫激素生物合成通路相关差异表达基因调控与西方蜜蜂工蜂各虫态JH滴度变化规律一致,氧化磷酸化信号通路则与各虫态的营养摄入和活动行为相关,而胰岛素分泌通路涉及各虫态的营养调控、脂肪体合成及细胞凋亡。可见,昆虫激素生物合成、胰岛素分泌和氧化磷酸化3种信号通路在西方蜜蜂工蜂幼虫、蛹和成虫的发育调控中发挥着重要作用。     

蜜蜂TPI基因克隆与生物信息学预测(英文)

[目的]克隆蜜蜂(Apis mellifera)TPI基因,并进行生物信息学预测。[方法]利用电子克隆方法获得蜜蜂磷酸甘油醛异构酶(Triosephosphate isomerase,TPI)基因,并采用生物信息学方法对该基因编码蛋白的等电点、疏水性/亲水性、二级结构等进行了预测。[结果]蜜蜂TPI基因全长为1768bp,具有完整的开放阅读框架(ORF),所编码蛋白的等电点为8.515。二级结构预测表明TPI蛋白属于α/β蛋白。[结论]利用蜜蜂表达序列标签数据库(EST)电子克隆蜜蜂新基因的研究工作有一定的现实意义,为进一步在分子水平研究蜜蜂提供更多的参考。     

电穿孔导入法在意大利蜜蜂卵基因转移上的应用

研究目的是探讨电穿孔技术在意大利蜜蜂卵基因转化中应用的可能性。实验用质粒pEGFP-Nl对意大利蜜蜂卵电转导条件优化进行系统研究,然后利用所得到的电穿孔优化条件,对大量意大利蜜蜂早、晚期卵进行绿色荧光蛋白基因转移研究。实验结果获得1组较佳电学参数:脉冲电压750 V/cm,脉冲时间160μs,电击次数1;意蜂早期卵阳性表达率为0.31%~0.90%,晚期卵为0.00%~0.30%。结果表明电穿孔法可以促使意大利蜜蜂卵摄入外源基因,且意大利蜜蜂早期卵电转导效果比晚期卵好。     

意大利蜜蜂蜂毒磷脂酶A2基因在大肠杆菌中的表达

将意大利蜜蜂蜂毒磷脂酶A2(AmPLA2)成熟肽编码区基因(405 bp) 插入表达载体pETBlue-1,在大肠杆菌Tuner(DE3)placⅠ中诱导表达,经SDS-PAGE电泳检测,表达产物分子量为15 kD,约占细菌总蛋白的4.3%;用兔抗AmPLA2多克隆血清为第一抗体作Western blot检测,表达产物显示与天然AmPLA2同样的特异性印迹,证实AmPLA2 基因已在大肠杆菌中得到表达.     

转cry1Ab/cry2Aj基因玉米双抗12-5对意大利蜜蜂成虫的影响

转cry1Ab/cry2Aj基因玉米双抗12-5是我国自主研发的抗虫耐除草剂玉米品系,目前已获批准进入生产性试验阶段。蜜蜂是具有重要生态和经济意义的昆虫,是转基因植物环境安全评价中主要的非靶标节肢动物。在转基因抗虫植物种植过程中,蜜蜂可能通过采集花粉暴露于转基因抗虫植物表达的杀虫蛋白。本实验采用室内生测的方法评价了转基因玉米双抗12-5花粉和Cry1Ab杀虫蛋白对意大利蜜蜂(Apis mellifera)的影响。结果显示,喂食转基因玉米花粉处理组的意大利蜜蜂体内能检测到Cry1Ab杀虫蛋白;与对照相比,饲喂转基因玉米花粉和8 μg·mL^-1纯化的Cry1Ab杀虫蛋白对意大利蜜蜂的存活率没有显著影响,吡虫啉处理组意大利蜜蜂存活率显著低于花粉和蔗糖处理组。以上结果表明,转基因玉米双抗12-5或Cry1Ab杀虫蛋白对意大利蜜蜂的风险较小。     

蜜蜂丙糖磷酸异构酶基因及其编码蛋白的生物信息学分析及分子进化研究

运用生物信息学的方法对蜜蜂丙糖磷酸异构酶(AMTPI)基因及其编码蛋白序列进行了初步分析,得到了与基因和蛋白质组学研究相关的一些基本参数.结果表明,AMTPI基因序列由744个碱基组成,编码由247个氨基酸组成的蛋白质.AMTPI总的原子数目为 3 818,分子式为C1 207H1 920N328O359S4,分子量为 26 898.71,等电点pI＝8.04,摩尔消光系数为 34 950,在哺乳动物体内的半衰期为30 h.疏水性分析结果表明AMTPI为亲水蛋白,不稳定参数为27.32,属较稳定蛋白,不含信号肽序列,跨膜结构不明显,亚细胞定位于细胞质.AMTPI具有多种二级结构形式,是典型的(α/β)8结构,在SWISS-MODEL服务器三维建模后,运用ViewerLite 5.0进行序列编辑,获得了AMTPI的三级结构模型.多重比对结果显示,多个物种丙糖磷酸异构酶(TPI)的整体相似度较高,有多个保守结构,可以作为分子进化研究的材料.用MEGA 4.0软件按Minimum evolution方案进行分子系统演化分析,获得了TPI氨基酸序列的分子进化树.     

意大利蜜蜂4、5和6日龄幼虫肠道发育过程中差异表达基因的趋势分析

为探讨意大利蜜蜂(简称意蜂)幼虫肠道发育过程中的基因表达谱和基因差异表达信息,研究基于前期已获得的高质量的意蜂幼虫肠道转录组数据,利用STEM软件对意蜂4、5和6日龄幼虫肠道的差异表达基因(DEGs)进行趋势分析,进一步通过相关生物学软件对显著上调趋势包含的DEGs进行GO与KEGG代谢通路富集分析及表达量聚类分析。趋势分析结果显示,5 920个DEGs共聚类在8个基因表达模式,其中935个DEGs聚类在1个显著上调趋势。GO富集分析结果显示,显著上调趋势包含DEGs富集于39个GO条目,富集基因数最多的为结合,其次是细胞进程和单组织进程。KEGG代谢通路富集分析结果显示,显著上调趋势包含DEGs富集于94个代谢通路,富集基因数最多的是嘌呤代谢、内质网蛋白质加工和内吞作用。表达量聚类分析结果显示,随着意蜂幼虫肠道发育时间的延长,代谢和免疫相关通路富集基因的表达水平逐渐增强。研究提供了意蜂幼虫肠道发育过程的基因表达谱和基因差异表达信息,揭示了基因表达规律,为深入研究意蜂幼虫肠道发育的分子机制打下了一定基础。     

东北黑蜂（Apis mellifera ssp.）亲缘关系的分析

 【目的】从分子水平揭示东北黑蜂与欧洲黑蜂、意大利蜜蜂、卡尼鄂拉蜂、喀尔巴阡蜂、安拉托利亚蜂、高加索蜂以及非洲类型的西方蜜蜂的亲缘关系,为东北黑蜂分类地位的正确认识及其合理保护提供参考。【方法】对来自东北黑蜂国家级自然保护区内9个乡镇的东北黑蜂与上述西方蜜蜂的线粒体DNA（mtDNA）tRNAleu～COⅡ序列进行PCR扩增;同时取部分PCR产物进行DraⅠ酶切分析;并根据酶切类型对相应的PCR产物经纯化、克隆和测序后进行序列分析,并构建Neighbor-Joining(NJ)聚类图。【结果】东北黑蜂mtDNA tRNAleu～COⅡ序列长度为526 bp,P序列缺失,Q序列有5个位点出现碱基转换（4T?C、1A?G）,1个碱基颠换（1A?T）;只有一种DraⅠ酶切类型,其酶切片段长度分别为422、64、47和41 bp,同DNAMAN软件分析的酶切位点一致;其序列特征和酶切类型同西方蜜蜂线粒体C、O分支相似,而与A分支的非洲蜜蜂、M分支的欧洲黑蜂存在较大差异;根据NJ聚类图,东北黑蜂属于线粒体O分支。MtDNA tRNAleu～COⅡ的序列特征和DraⅠ酶切分析表明,东北黑蜂属于线粒体O分支,与同一分支的高加索蜂、安拉托利亚蜂亲缘关系最近,与C分支的意大利蜜蜂、卡尼鄂拉蜂、喀尔巴阡蜂亲缘关系次之,而与M分支的欧洲黑蜂和A分支的非洲蜜蜂亲缘关系较远。【结论】根据NJ聚类图,东北黑蜂处于安拉托利亚蜂和高加索蜂之间,东北黑蜂是否是这两个地理亚种的混合种群,或能否算一个新的地理亚种,还有待进一步的研究。     

基于微卫星标记的东北黑蜂群体遗传多态性分析

【目的】探讨东北黑蜂（Apis mellifera ssp.）国家级自然保护区内的蜜蜂群体遗传多态性情况。 【方法】采用16个微卫星位点对来自中国黑龙江省饶河县7个不同区域的东北黑蜂样本进行遗传多样性检测。【结果】245只东北黑蜂个体在16个微卫星座位上共发现725个等位基因;除A028、A024和A088外,其余的13个微卫星座位均表现出高度多态性;东北黑蜂7组样本的平均多态信息含量（PIC）为0.60±0.05,平均观察杂合度（Ho）为0.62±0.21,平均期望杂合度（He）为0.65±0.19;除第2组样本外,其它样本的近交系数（Fis）均为正值,表明这些样本内存在不同程度的近交现象;7组样本间的分化系数（Fst）为0.03―0.14,遗传距离（DA）为0.08―0.35;群体的总基因流（Nm）为1.59,总分化系数（Fst）为0.14。聚类分析结果表明东北黑蜂具有2个不同的进化分支。【结论】东北黑蜂群体朝着2个不同的方向进化;总体遗传多态性程度较高;由于群体间的基因交流程度比较频繁,因此目前仅产生了中等程度的遗传分化。本研究结果对东北黑蜂的选育和保护具有重要的指导意义。     

中华蜜蜂和意大利蜜蜂耐寒性能差异比较

【目的】研究中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)和意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)体内抗寒系统的组成,为探究中蜂和意蜂耐寒性能的差异提供理论依据。【方法】试验选取室外相同环境条件越冬的中蜂和意蜂各5群,于2015年12月20日每群随机选取蜜蜂立即测定两者的过冷却点、冰点,比较其耐寒性能差异。然后分别测定蜂体游离水、结合水、脂肪、糖原和蛋白质含量以及海藻糖酶的活性。利用高效液相色谱测定血淋巴中山梨醇、海藻糖、甘露醇的含量。在海藻糖的生物合成通路中确定4个重要调控基因,选择β-action和β-肌动蛋白分别作为中蜂和意蜂的内参基因,采用实时荧光定量PCR检测中蜂和意蜂海藻糖4个相关调控基因在越冬期时m RNA相对表达量的差异。【结果】越冬期中蜂和意蜂过冷却点差异显著,中蜂的过冷却点显著低于意蜂(P0.05),但二者冰点没有显著性差异(P0.05);越冬期中蜂和意蜂蜂体含水量存在显著差异,中蜂体内游离水含量显著低于意蜂(P0.05),而结合水含量显著高于意蜂(P0.05);越冬中期蜂体脂肪含量在两蜂种间差异不显著(P0.05);中蜂和意蜂蜂体和血淋巴蛋白质含量差异不显著(P0.05);意蜂在越冬期时体内糖原含量明显低于中蜂,并且差异显著(P0.05);中蜂血淋巴中甘露醇、山梨醇含量接近于意蜂的两倍,海藻糖含量也相对高于意蜂,差异显著(P0.05);中蜂蜂体和血淋巴的海藻糖酶活性均显著低于意蜂(P0.05);以中蜂为对照组,实时荧光定量PCR检测意蜂的海藻糖酶基因(Tre-2)和尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(UGP)表达量明显高于中蜂(P0.05);而基因Tre-1表达情况相反;海藻糖合成酶基因(TPS)表达量在中蜂和意蜂体内无显著差异(P0.05)。【结论】与意蜂相比,中蜂能够通过降低体内游离水含量,提高糖原和小分子糖含量,调节海藻糖酶活性和相关基因表达等方式降低体内过冷却点,提高自身耐寒性能。