百合转录辅激活因子Ll MBF1c基因的克隆与表达分析

为了深入研究百合响应高温胁迫的分子机制,本研究以麝香百合杂种系品种白天堂为试验材料,从中分离得到1个MBF1c基因,其开放阅读框为438 bp,编码145个氨基酸,蛋白质分子量为15 900,理论等电点为10. 22。多序列同源比对和进化树分析表明百合MBF1c具有典型的MBF1和HTH结构域,归属c亚型MBF1,因此将克隆到的基因命名为LlMBF1c。亚细胞定位结果表明,LlMBF1c可能介导了热激信号由细胞质向细胞核的转导。实时荧光定量PCR分析结果表明,LlMBF1c在叶中的表达量最高,根中次之,鳞茎中最低; LlMBF1c的表达受热激诱导。表明,LlMBF1c基因可能与百合的热激反应密切相关。     

甘加藏羊发情周期和乏情期HPO轴中THRβ mRNA和蛋白的表达分布

甲状腺激素(TH)通过与其靶细胞受体特异性结合发挥其生物学效能。为阐明松果体、下丘脑-垂体-卵巢轴(Hypothalamic-pituitary-ovary axis, HPOA)甲状腺激素受体β(Thyroid hormone receptor β, THRβ)基因和蛋白的表达及分布对季节性繁殖动物甘加藏羊(Ovis aries)生殖活动的调节。本研究以处于发情周期和乏情期的甘加藏羊为研究对象,应用RT-qPCR、Western blot 和免疫组织化学方法检测和分析了松果体、HPO轴中THRβ mRNA及其蛋白的表达和分布。结果显示,THRβ mRNA及其蛋白在松果体和HPO轴组织中均有表达和分布。在松果体中,THRβ mRNA及其蛋白的表达量均在乏情期最高,显著(P<0.05)高于发情周期;在下丘脑中,THRβ mRNA表达量在发情后期显著(P<0.05)高于其他时期,蛋白表达量在间情期显著(P<0.05)高于其他时期;在垂体中,THRβ mRNA及其蛋白的表达量在间情期显著(P<0.05)高于其他时期;在卵巢中,THRβ mRNA及其蛋白的表达量在发情后期显著(P<0.05)高于其他时期。免疫组织化学结果显示:THRβ免疫阳性产物主要分布在松果体细胞的细胞浆,下丘脑的神经胶质细胞、大神经元胞体和椎体细胞胞浆,腺垂体的嗜酸性和嗜碱性细胞胞浆,卵巢的颗粒细胞胞浆、卵泡内膜细胞及黄体细胞。甘加藏羊发情周期和乏情期松果体、HPOA组织中THRβ mRNA和蛋白的差异性表达,表明THRβ参与调控甘加藏羊的生殖活动。     

灰皮支黑豆GmPUB24基因的生物信息学与胞囊线虫诱导表达分析

为明确大豆U-box型E3泛素连接酶介导植物抗病性的机理,以抗胞囊线虫品种灰皮支黑豆为材料,利用RT-PCR技术克隆GmPUB24基因的蛋白质编码区序列（coding sequence,CDS）,对该基因进行生物信息学分析,并接种大豆胞囊线虫,进行诱导表达分析。结果表明,GmPUB24基因CDS总长1 254 bp,编码417个氨基酸,分子量为46.78 ku。蛋白质二级结构分析显示,GmPUB24编码的蛋白质含有α螺旋、无规则卷曲、延伸链、β折叠,α螺旋占比最高为58.9%,为亲水蛋白质且无跨膜结构域,无信号肽;蛋白质系统进化树表明,其与野生大豆亲缘性最高,亚细胞定位显示其定位于细胞质中。GmPUB24基因上游1 500 bp启动子区含有CGTCA-motif、TGACG-motif等响应抗病通路的作用元件,以及ABRE、WUN-motif、TATA-box等响应非生物胁迫的作用元件。实时荧光定量PCR（qRT-RCR）结果显示,GmPUB24在接种大豆胞囊线虫1~3 d持续上调表达,接种3 d时根部表达量为未接种线虫样本的6.14倍,表明GmPUB24基因可被大豆胞囊线虫诱导表达,可能参与大豆抵御胞囊线虫的过程。研究结果为阐明大豆U-box家族基因在抗大豆胞囊线虫病中的调控机制奠定了基础。     

大麦MBF1基因的电子克隆与生物信息学分析

通过同源比对,对大麦MBF1s基因进行了电子克隆,并通过生物信息学的方法对其及编码蛋白质进行了预测和分析.结果表明,克隆到大麦MBF1家族3个成员HvMBF1a、HvMBF1b和HvMBF1c,三者所编码蛋白质均包含典型的MBF1和HLH结构域,无可识别的信号肽和跨膜区,均为亲水性蛋白,含有数个可能的磷酸化位点.电子表达谱结果表明,3个成员在大麦的大部分组织器官中都有表达,而HvMBF1a和HvMBF1b对所分析的胁迫处理响应不明显,HvMBF1c的表达受各种处理的剧烈诱导,HvMBF1c可以作为大麦和其他作物抗逆性分子育种的重要候选基因.     

β-羟丁酸对牛肺泡巨噬细胞促炎细胞因子释放的影响研究

β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate,BHBA)除了能作为一种能源物质外,还可作为信号分子诱导肝细胞、子宫内膜细胞发生炎症反应,但其是否也能促使牛肺泡巨噬细胞(bovine alveolar macrophages, BAMs)发生炎症反应尚不清楚。利用不同浓度BHBA分别与 BAMs作用12、24 h,CCK-8法检测BAMs的存活率;用终浓度为4 mmol·L^-1 BHBA与 BAMs作用0、3、6、12、24 h,以及用0、1、2、4 mmol·L^-1 BHBA分别与 BAMs作用 12 h,qRT-PCR检测GPR109A、p38MAPK、NF-κB、PPARγ mRNA表达量,ELISA检测细胞上清中1L-1β、IL-6、TNF-α等的浓度。结果表明,1、2、4 mmol·L^-1 BHBA作用对BAMs 的存活率没有不良影响;在一定时间浓度范围内,GPR109A、p38MAPK和NF-κB mRNA表达量,1L-1β、IL-6、TNF-α等浓度随时间-剂量依赖变化(P<0.01),PPARγ mRNA表达量在3、6 h极显著上调(P<0.01),随后下调,PPARγ mRNA表达量只有2 mmol·L^-1组有显著变化(P<0.05)。综上,BHBA能促进BAMs促炎细胞因子的分泌和释放,导致其发生炎症反应。     

甘加型藏羊发情周期下丘脑-垂体-卵巢轴中ERβ mRNA及其蛋白的表达

为阐明甘加型藏羊(Ovis arise)发情周期下丘脑-垂体-卵巢(hypothalamic-pituitary-ovarian axis, HPO)轴中雌激素受体β(estrogen receptor β,ERβ)mRNA和蛋白的表达及分布,本试验选取健康且在发情周期内的甘加型藏羊32只,运用qRT-PCR、Western blot 技术和免疫组织化学染色法检测甘加型藏羊发情周期ERβ mRNA及蛋白在HPO轴中的表达和分布差异。结果显示,甘加型藏羊整个发情周期(发情前期、发情期、发情后期及间情期)ERβ mRNA及其蛋白在HPO轴中均有表达和分布。下丘脑中ERβ mRNA及其蛋白在下丘脑中发情前期表达最多,显著高于其他3个时期(P<0.05);垂体中ERβ mRNA及蛋白均在发情前期表达最高,与其他3个时期差异显著(P<0.05);在卵巢中间情期表达最高,显著高于其他3个时期(P<0.05)。免疫组织化学染色结果显示,ERβ阳性表达主要分布在下丘脑大神经元胞体和轴突中;在垂体中多分布在远侧部及中间部嗜酸性细胞胞浆中,胞核中分布较少;在卵巢中,生长卵泡颗粒细胞胞浆和胞核、卵泡内膜细胞及黄体细胞胞浆中均有分布。ERβ mRNA及其蛋白在甘加型藏羊发情周期HPO轴的差异性表达表明雌激素受体β参与调节甘加型藏羊的生殖生理活动。     

番茄SlβCA3在防御丁香假单胞菌番茄致病变种中的功能

【背景】在全球气候变化的背景下,大气CO₂浓度的升高会影响植物病害的发生,进而影响农业生产。β型碳酸酐酶（β- carbonic anhydrase,βCA）是植物CO₂感应和浓缩系统中的重要组成元件,参与拟南芥和烟草的植物免疫过程,但在番茄（Solanum lycopersicum）等园艺作物中的研究较少。【目的】通过探究番茄SlβCA3在抵御植物病害中的作用及机制,为番茄生产中的抗性调控提供科学依据。【方法】以拟南芥AtβCA氨基酸系列为参考序列,在番茄Sol genomics network 数据库中鉴定到4个SlβCA。进一步以野生型（wild-type,WT）番茄‘Ailsa Craig’（AC）为材料接种丁香假单胞菌番茄致病变种（Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000,Pst DC3000）,利用qRT-PCR技术测定叶片中SlβCA的表达量,筛选出受Pst DC3000诱导表达的基因SlβCA3。在此基础上,以AC为背景,利用农杆菌介导法进行番茄遗传转化,构建SlβCA3稳定过表达植株（OE-SlβCA3）。通过观察OE-SlβCA3植株接种Pst DC3000后的抗性表型,明确SlβCA3在番茄抵御Pst DC3000过程中的作用。为了研究SlβCA3调控植物抗病性的内在机制,比较WT和OE-SlβCA3植株接种Pst DC3000与对照条件下转录组的变化,并利用KEGG数据库对差异基因进行功能分析,推测糖代谢与SlβCA3介导的免疫反应有关。最后,通过测定WT和OE-SlβCA3植株糖代谢及其信号途径相关基因表达量以及葡萄糖、果糖和蔗糖含量,对转录组结果进行验证及分析。【结果】OE-SlβCA3植株对Pst DC3000的抗性增强,接种Pst DC3000后,叶片中的细菌生长量、病斑数以及死细胞积累量明显减少。转录组测序结果显示,正常条件下,OE-SlβCA3植株转录谱没有发生明显变化;接种Pst DC3000后,在WT和OE-SlβCA3植株中检测到2 100个Pst DC3000诱导基因,其中有63.3%的基因在OE-SlβCA3植株中表达量更高。KEGG分析结果显示,依赖于SlβCA3过表达的Pst DC3000诱导基因富集在糖代谢相关路径中,包括淀粉和蔗糖代谢,内质网中的蛋白质加工（糖基化）,氨基糖和核苷酸糖代谢,真核生物中的核糖体生物合成以及光合作用等路径。糖代谢与糖信号密不可分,qRT-PCR及糖含量测定结果显示,接种Pst DC3000后,OE-SlβCA3植株叶片中糖代谢及其信号传导途径相关基因表达量与葡萄糖、果糖和蔗糖的含量较WT更高。【结论】番茄SlβCA3的过表达增强了植株对Pst DC3000的抗性,该过程可能与糖代谢及其信号通路在植物免疫中的作用有关。     

紫花苜蓿MsOXO基因的克隆及表达分析

草酸氧化酶(OXO)在包括核盘菌在内的多种病原体的防御和植物改良中有重大作用。以紫花苜蓿为材料,克隆得到紫花苜蓿草酸氧化酶基因MsOXO。利用烟草瞬时表达进行亚细胞定位,结果显示,MsOXO定位在细胞壁上。qRT-PCR结果显示,MsOXO在紫花苜蓿的根、茎、叶中均有表达,但在根茎中表达量较低,这可能是根颈和茎基部更易被病菌侵染的原因。外源草酸50 μmol·L^-1处理根或100 μmol·L^-1处理茎及外源水杨酸100 μmol·L^-1处理根均可以诱导MsOXO基因的上调表达。     

三角鲂MHCⅠα基因全长cDNA克隆与生物信息学分析

主要组织相容复合体（major histocompatibility complex,MHC）是一类具有高度多态性的分子,在脊椎动物的先天免疫应答中起到重要作用。根据已报道鱼类的MHCⅠα基因序列设计特异性引物,通过RT-PCR和RACE技术克隆三角鲂MHCⅠα基因cDNA序列全长,命名为Mete-UAA,并对其进行生物信息学分析。结果显示,Mete-UAA全长为2 102 bp,包含1 044 bp的开放阅读框,编码347个氨基酸。编码的MHCⅠα蛋白质预测分子量为38 699.18,等电点5.23,含有16个氨基酸组成的信号肽,具有亲水性,定位于细胞膜上,具有1个N-糖基化、3个O-糖基化和39个磷酸化的潜在位点。氨基酸序列同源性比对发现,Mete-UAA氨基酸序列与团头鲂同源性最高为75.79%,与草鱼同源性稍低于团头鲂,为75.25%。Mete-UAA具有MHCⅠα的典型结构特征,包含1个前导肽、3个胞外结构域、1个跨膜区和1个胞质区。二级结构分析显示,Mete-UAA蛋白质中α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲所占的比例分别为25.94%、9.22%、26.80%和38.04%。基于转录组学分析表明,感染嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)后三角鲂MHCⅠα基因表达呈总体下降趋势。本研究从三角鲂肝中成功克隆MHCⅠα基因,分析了其生物信息学特征,为后续研究MHCⅠα参与调控三角鲂先天免疫应答的机制提供理论基础。     

小麦TaeEF1β基因的克隆、同源性及表达分析

真核翻译延伸因子(eukaryotic translation elongation factor,eEFs)是一种重要的多功能调控蛋白,eEF1β是eEF1的组成部分,在蛋白质生物合成过程中发挥着重要的作用。本文通过RT-PCR扩增克隆小麦(Triticum aestivum L.)的eEF1β基因,并命名为TaeEF1β。氨基酸同源性分析发现,TaeEF1β具有高度保守性,且其保守结构域位于137~226 aa处。qRT-PCR结果表明,中国小麦花叶病毒(Chinese wheat mosaic virus,CWMV)侵染小麦植株后,可以诱导TaeEF1β基因转录水平的上调表达。另外,本文也进一步分析了TaeEF1β基因在小麦根、茎、叶的表达水平和CWMV侵染不同时间点的表达情况。     

百合水通道蛋白LotNIP5-1基因的克隆及表达分析

为研究NIP5-1基因(Nodulin26-like intrinsic protein)在百合生长发育方面的作用机理,利用RACE技术克隆得到百合NIP5-1基因的全长cDNA序列。运用多个软件进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)及RT-PCR技术检测其表达特性。结果表明:1)百合NIP5-1基因全长为1 492bp,包含1个900bp的完整开放阅读框(Open reading frame,ORF),共编码299个氨基酸;2)百合NIP5-1蛋白属于跨膜通道蛋白MIP超家族。具有6个跨膜区;在B、E环分别具有NIP5-1蛋白特有的NPS、NPV模体,具有该蛋白Ar/R filter分子筛特有的AIGR模体;与小果野芭蕉、香瓜、葡萄、黄瓜、番茄的相似性分别为86%、83%、84%、83%和82%;3)荧光定量结果显示,百合NIP5-1基因在茎中表达量最高,在花瓣中表达量较低,在叶、鳞茎、根中表达量均极低。RTPCR半定量检测显示,其在"湿"柱头上表达量显著高于"干"柱头,这与转录组测序结果相符合。上述研究暗示,百合NIP5-1可能是硼酸通道蛋白,在促进茎生长及生殖活动中发挥作用。     

小麦TaLTR基因的克隆及初步表达分析

以小麦山融3号为试验材料,克隆了TaLTR cDNA序列(Low temperature-responsive RNA-bind-ing protein)。序列分析表明,TaLTR序列包含完整的ORF区,编码蛋白含有162个氨基酸,其氨基端包含一个RRM(RNA recognition domain)超家族保守的结构域,羧基端则富含甘氨酸;经半定量RT-PCR分析,表明TaLTR参与低温、干旱、盐胁迫逆境反应。     

延庆地区侵染百合的病毒检测与序列分析

利用DAS-ELISA和RT-PCR等检测方法,对北京市延庆地区疑似感染病毒的百合植株进行了检测,并将RT-PCR扩增到的产物进行克隆及序列分析验证。DAS-ELISA结果表明：百合叶片的粗汁液与TuBV的抗体呈现阳性,初步确定北京市延庆地区百合感染郁金香杂色病毒（TuBV）。RT-PCR检测结合克隆测序结果表明：郁金香碎色病毒CP基因的核苷酸序列与GenBank上已登录的（AB090385.1,AB078007.1和S44147.1）郁金香碎色病毒的核苷酸序列的同源性均为100%,与已登录的（qb｜AAB19407.1｜,dbj｜BAD02938.1｜和dbj｜BAB83899.1｜）氨基酸序列同源性均在95%以上,同源性较高,进一步证明北京市延庆地区百合感染有郁金香杂色病毒（TuBV）。     

纹枯病菌诱导水稻表达的WRKY基因克隆及分析（摘要）

[目的]克隆纹枯病菌诱导的水稻上调表达基因。[方法]对应用抑制差减杂交技术（SSH）获得的纹枯病菌诱导水稻表达的EST序列K16进行电子克隆,根据电子克隆产物设计引物进行RT-PCR、克隆测序,利用生物信息学技术对克隆产物进行功能预测。[结果]克隆出一个长度为1079bp的序列,结构功能分析显示该基因编码236个氨基酸的蛋白,存在多个功能位点,含有2个典型的WRKY结构域和1个C2H2锌指型结构,该基因与水稻WRKY8、WRKY24和WRKY30基因有较高的同源性。[结论]经电子克隆获得的纹枯病菌诱导表达的基因为典型的WRKY家族基因,该基因可能在水稻抗纹枯病中起重要作用。     

玉米SRO基因家族的鉴定及表达分析

【目的】SRO(similar to rcd one)是植物所特有的一类小蛋白家族,其在植物的生长发育,及应对非生物胁迫中发挥着重要功能。基于玉米全基因组数据库,鉴定玉米SRO家族基因,分析其序列、基因定位、蛋白结构及其系统进化关系,同时解析Zm SROs在玉米组织表达特异性及其在高盐和干旱胁迫下的表达变化,为阐明SRO基因在玉米生长和逆境响应中的功能研究奠定基础。【方法】利用拟南芥SRO家族基因为探针,在玉米全基因组查找并下载玉米SRO基因序列,并从Maize GDB中获取玉米SRO基因相关信息,包括CDS、氨基酸序列及染色体位置等。通过生物信息学工具(GSDS2.0、Expasy-protparam、SOPMA、Plant-m PLoc、EMBL-EBI、MEME)对获得序列的基因结构、蛋白质分子量、等电点、二级结构、亚细胞定位、保守结构域、保守基序原件等进行预测和分析。同时利用Clustalx(1.83)和MEGA 6.0软件进行同源序列比对并构建系统进化树。运用实时荧光定量PCR技术分析玉米SRO组织表达特异性及其在高盐和干旱胁迫下SRO的表达变化情况。【结果】从玉米全基因组共鉴定6个SRO家族基因,分别命名为Zm SRO1a—Zm SRO1f。Zm SROs分布于第1、4、5和9染色体,包含2—5个内含子。序列分析发现CDS序列长度在1 215—1 791 bp;编码氨基酸数目为404—596 aa;分子量为45.23—66.78 k D;等电点为7.01—9.17。亚细胞定位分析发现Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d定位于叶绿体,Zm SRO1e则定位于过氧化氢酶体,Zm SRO1f定位于细胞核。系统进化树分析发现Zm SROs分为3个亚类,Ⅰa亚类包括Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c,Ⅰb亚类包括Zm SRO1f,Ⅰc亚类包括Zm SRO1d/Zm SRO1e。保守结构域分析结果显示Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d/Zm SRO1e包含PARP和RST结构域,缺少WWE结构域,Zm SRO1f包含WWE和PARP催化中心,RST结构域缺失。Zm SROs蛋白共找到5个保守基序,命名为基序1—5。Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c包含所有保守基序,Zm SRO1d/Zm SRO1e缺少保守基序3,Zm SRO1f缺少保守基序5。组织表达分析发现Zm SROs在根系特异性表达。高盐胁迫下,玉米根系中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d/Zm SRO1e在1 h时显著上调表达,地上部中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1d/Zm SRO1e均下调表达,而Zm SRO1f在处理6 h显著上调表达。干旱胁迫下,玉米根系Zm SRO1e在1 h显著上调表达,Zm SRO1f在24 h显著上调表达;地上部中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1d/Zm SRO1e均下调表达。【结论】玉米SRO家族基因包含6个成员,被划分为3个亚类,6个Zm SROs在玉米根系中特异性表达,且可以不同程度地响应干旱和高盐胁迫。     

百合分子生物学研究进展

综述了百合分子生物学的研究进展,主要包括4个方面,即百合基因组学、转录组学和蛋白组学的研究;百合遗传多样性分析和5种分子标记(RAPD、ISSR、SSR、AFLP、SRAP)的开发和利用;百合遗传转化体系的构建,包括农杆菌介导法、基因枪法、电激法和花粉管介导法;百合减数分裂基因、花发育基因及抗逆性相关基因的克隆和表达分析。最后指出了当前研究存在的问题,并展望了进一步研究的方向。     

日本囊对虾Ran基因的克隆表达与蛋白质GTP结合活性分析

在对虾抑制性差减杂交（suppression subtractive hybridization,SSH）研究过程中,首次发现一段经同源比较为Ran基因的部分序列,在抗病对虾中上调表达.为了进一步探索对虾Ran基因的功能,通过RACE-PCR的方法克隆得到了对虾Ran基因全长共1441个碱基,其中开放阅读框为645个碱基,共编码215个氨基酸,这是首次在海洋无脊椎动物体内克隆到该基因.本研究还将该基因克隆到原核表达载体PGEX-4T-2中并转化大肠杆菌BL21,37℃下诱导6h,超声裂解表达菌株,结果表明GST-Ran融合蛋白在大肠杆菌中为可溶性表达,蛋白大小约为50ku,经纯化得到了纯度大于90%的GST-Ran融合蛋白.随后的GTP结合试验验证了Ran蛋白具有GTP结合活性.     

百合GBSS基因RNAi载体构建

为研究GBSS基因在百合鳞茎形成及发育过程中影响鳞茎淀粉合成代谢的作用机理,构建干扰GBSS基因的RNAi载体为其在转录水平沉默表达提供材料。从百合鳞片克隆GBSS基因300 bp的保守序列,通过BP与LR反应将该序列正反向连接到干扰载体pJawohl8-RNAi中,经过酶切反应鉴定所构建RNAi表达载体的正确性。实验成功构建pDONR221-GBSS入门克隆与pJawohl8-RNAi-GBSS表达载体,为在百合鳞茎淀粉合成代谢途径中研究GBSS基因功能及对鳞茎发育的影响提供了材料与思路。