家蚕微孢子虫几丁质酶基因的比较基因组学分析

几丁质是构成家蚕微孢子虫细胞壁的主要成分,广泛分布于原生生物、真菌、节肢动物和甲壳类生物之中,能够被几丁质酶(EC 3.2.1.14)水解。本文基于家蚕微孢子全基因组数据,采用生物信息学方法,鉴定获得家蚕微孢子虫几丁质酶基因,命名为Nb_chi。该基因有2个拷贝,其中一个Nb_chi_1长度为2 286bp,编码761aa,pI为6.35。含有一个信号肽以及一个Glyco_hydro_19结构域。另一个拷贝Nb_chi_2仅含552bp,183aa,仅含Glyco_hydro_19结构域部分,可能为一不完整的拷贝。系统进化分析显示,家蚕微孢子虫与其他种类的微孢子虫聚在同一个进化枝,均属几丁质酶第19族。本文为深入进行家蚕微孢子虫几丁质酶的功能研究奠定了基础。     

家蚕GH18家族几丁质酶的系统进化和BmChi的时期表达分析

昆虫GH18家族几丁质酶主要参与昆虫蜕皮、细胞增殖和免疫等生理过程。为了系统开展家蚕GH18家族基因的研究,通过多物种几丁质酶的系统进化分析鉴定了8个家蚕GH18家族成员,并根据含有糖苷水解酶18(Glyco_18)催化结构域和几丁质结合结构域的不同将其分为6类,其中,各物种的CHT5具有典型几丁质酶结构。家蚕GH18家族成员中,BmChiR-1具有5个Glyco_18催化结构域和6个几丁质结合结构域,其它7个成员均只有1个Glyco_18催化结构域,BmCHT12还有1个ChitnaseA_N端结构域。8个家蚕GH18家族成员的基因分布在7条染色体上。通过半定量RT-PCR调查家蚕CHT5基因Bm-Chi在家蚕各发育时期的转录表达模式,该基因在蜕皮、化蛹、羽化等发育时期均有高水平表达,推测BmChi在蚕体旧表皮几丁质的降解过程中发挥重要作用。     

柑橘几丁质酶基因家族的结构、分类与进化分析

【目的】植物的几丁质酶与其抗病能力、防御反应和生长发育密切相关,本文通过生物信息学方法来研究柑橘几丁质酶基因家族成员的性质。【方法】通过检索柑橘全基因组序列,发现了32个几丁质酶基因,使用生物信息学软件对这些基因进行分子量、等电点、信号肽、细胞定位、转录谱、保守结构域、系统发育树等方面进行研究。【结果】该家族基因中有26个成员定位在染色体上,其余6个位置尚未确定。这些几丁质酶基因家族成员的蛋白分子量、氨基酸残基和等电点分别位于14.8～72.7KDa、134～636个和4.53～9.21之间。。除3个预测蛋白不含信号肽外,其余均含有信号肽,其中23个蛋白定位在细胞外,6个蛋白横跨细胞膜。对这些基因在花、叶、果实和愈伤等组织的转录组测序数据进行分析,发现它们的转录水平相差巨大,有的在几种组织中转录水平都很高,有的在不同组织中转录水平相差很大,有的在所有组织中表达量都很低。用最大似然法对蛋白序列构建系统发育树,结合保守结构域的分析结果,可将这些几丁质酶基因分为4类。第1类有信号肽且定位在细胞外,有GH18几丁质酶结构域,同时具有糖基水解酶的功能;第2类大部分是带信号肽的跨膜蛋白,也有GH18几丁质酶结构域,还有一个丝氨酸/苏氨酸激酶的结构域;第3类带信号肽且定位在细胞外,有GH19几丁质酶结构域,同时具有溶菌酶的活性;第4类仅有一个基因,是个无信号肽的跨膜蛋白,有GH18几丁质酶结构域,同时具有糖基水解酶的功能,除此之外还含有抗病蛋白中常见的PPR重复结构域。【结论】对柑橘几丁质酶家族进行分析,有助于了解几丁质酶抗病的分子机制,找出起主效抗病作用的几丁质酶基因,从而为提高柑橘的抗病育种提供帮助。     

少孢节丛孢菌XJ-A1几丁质酶基因AO-587和AO-31的克隆及分子特征分析

为探究新疆捕食线虫性真菌少孢节丛孢菌几丁质酶的功能,以少孢节丛孢菌XJA1几丁质酶AO-587、AO-31为模板对基因进行扩增、克隆及测序,测序后对该基因及其编码蛋白进行生物信息学和分子特征分析。结果表明,两个几丁质酶均含有几丁质酶催化区保守序列SXGG和VDGXDLDL,都属于糖苷水解酶18家族。AO-587含有信号肽序列,表明此蛋白属于分泌性蛋白;AO-31无信号肽序列。两种几丁质酶的三级结构都具有(α/β)8的圆桶状结构。系统发育分析表明,3个不同的进化分支由分子量差异不同的几丁质酶构成,其中少孢节丛孢菌新疆分离株几丁质酶AO-587和AO-31与Drechslerells stenobrocha亲缘性比较相近,表明它们在侵染线虫的过程中可能发挥着类似的作用。     

农杆菌介导Chi-linker-Glu融合基因和bar基因转化玉米茎尖的研究

真菌性病害和田间杂草严重影响着玉米产量及饲用品质,几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶催化病原真菌细胞壁的水解反应,二者协同作用能够有效地抑制病原真菌生长。为了获得兼具真菌病及除草剂抗性的玉米种质新材料,本研究通过对农杆菌介导的玉米茎尖遗传转化体系的优化,将几丁质酶、β-1,3葡聚糖酶的融合基因以及bar基因导入优良玉米自交系郑58,用200 mg/L的Basta除草剂进行筛选,并对抗性植株进行了PCR检测。结果表明, LBA4404菌液浓度(OD₆₀₀值)为0.6、乙酰丁香酮浓度为150 μmol/L、50 kPa负压侵染12 min为最佳的遗传转化条件;对除草剂筛选后的32株抗性植株进行PCR鉴定,有13株为阳性植株,初步鉴定结果表明目的基因已经整合进玉米基因组中。     

少孢节丛孢菌新疆分离株几丁质酶AO-14基因的克隆表达

利用RT-PCR扩增获得少孢节丛孢菌新疆分离株XJ-A1几丁质酶AO-14目的基因片段,对该基因进行克隆和分子特征分析;构建重组表达质粒p ET32a-AO14,转化到大肠杆菌进行诱导表达,用SDS-PAGE和Western blot分析表达的重组蛋白。结果表明,AO-14基因c DNA全长为1 200 bp,编码399个氨基酸;编码蛋白几丁质酶AO-14属于糖苷水解酶18家族,具有典型的几丁质酶催化区保守序列SXGG和DGXDXDWE,氨基酸序列的第131~139为活性位点所在区域,无信号肽序列。SDS-PAGE分析结果显示,AO-14表达产物的分子质量约为60 ku;Western-blot分析结果表明,重组蛋白可以与抗少孢节丛孢菌多克隆抗体发生反应,证实在大肠杆菌中实现了少孢节丛孢菌XJ-A1几丁质酶AO-14基因的表达,为进一步研究少孢节丛孢菌几丁质酶AO-14生物学功能奠定了基础。     

云南师宗和江苏盱眙中华按蚊的分子鉴定及COII基因序列分析

为了了解云南省师宗县和江苏省盱眙县中华按蚊的分子鉴定及COII基因序列特征,2014年7月在云南省师宗县和江苏省盱眙县采集蚊虫标本,通过形态学鉴定出中华按蚊,再提取蚊虫基因组DNA,用COII基因特异引物和序列测定,然后采用生物信息学软件进行核苷酸序列同源性和遗传进化分析。结果在云南省师宗县县城周围采集蚊虫标本314只,其中按蚊234只(74.52%);在江苏省盱眙县桂五镇采集蚊虫标本212只,其中按蚊143只(67.45%)。经形态学鉴定,每个地方挑选了8只疑似中华按蚊进行序列分析,结果显示,16只蚊虫COII核苷酸序列同源性在98%-100%之间,遗传进化分析显示,16只蚊虫全部与中华按蚊位于同一进化分支内。表明了采用分子鉴定的方法可有效地进行蚊虫种类鉴定。     

珠江上游地区蚊虫乙型脑炎病毒核酸检测及PrM和E基因序列分析

试验旨在了解珠江上游地区乙型脑炎病毒（JEV）主要传播媒介蚊虫的种类、分布及携带JEV基因型和分子特征。2013年7月在珠江上游地区师宗县采集蚊虫和库蠓标本,并对蚊虫进行分类鉴定;同时采用黄病毒属引物对采集到的蚊虫和库蠓标本进行检测,阳性标本用JEV PrM和E基因特异引物进行扩增、测序,然后采用生物信息学软件进行序列分析。在4个采集点共采集蚊虫3 705只,分别属于库蚊、按蚊、伊蚊和阿蚊4个属的7种蚊虫,牛圈以中华按蚊、骚扰阿蚊为优势蚊种,羊圈以中华按蚊、骚扰阿蚊为优势蚊种,猪圈以三带喙库蚊、中华按蚊和骚扰阿蚊为优势蚊种。采用JEV PrM和E基因特异引物对采集到蚊虫和库蠓标本分162批进行扩增、测序,采用生物信息学软件进行序列分析。结果显示,4株蚊虫携带的病毒均为基因Ⅰ型JEV,与疫苗株SA14-14-2 E蛋白存在15个氨基酸差异位点,在8个影响病毒毒力的重要位点上未发生突变。以上结果提示珠江上游地区存在多种蚊虫种类,三带喙库蚊和中华按蚊是该地区的优势蚊种,三带喙库蚊是当地JEV的主要传播媒介,在当地的媒介中存在基因Ⅰ型JEV流行,而流行株的毒力并未降低。     

几丁质酶基因在大肠杆菌中的表达及其酶对柱花草胶孢炭疽病原菌的抑菌效果

构建了几丁质酶基因植物表达载体,该基因在大肠杆菌中能表达35kD的蛋白质。几丁质酶粗提物在体外对柱花草胶孢炭疽病原菌有极显著的抑菌效果。     

几丁质酶基因在大肠杆菌中的表达及其酶对柱花草胶孢炭疽病原菌的？…

构建了几丁质酶基因植物表达载体,该基因大大肠杆菌中能表达３５ＫＤ的蛋白质。几丁质酶粗提高在体外对柱花草胶孢炭疽病原菌有极显著的抑菌效果。