绒山羊皮肤蛋白双向电泳条件的优化与常见问题分析

为建立和优化绒山羊(Capra cashmere)皮肤组织蛋白质双向电泳技术(2-DE),本研究从样品提取及纯化方法、上样量、IPG胶条的选择、等电聚焦程序等多个方面对双向电泳分离条件进行比较研究。结果显示,液氮研磨+超声波破碎法提取皮肤组织蛋白质,2-D clean up kit试剂盒进行纯化,采用17 cm pH4～7的IPG胶条450μg上样量,等电聚焦程序重复数次除盐步骤,获得的2-DE图谱效果较好;同时对实验中遇到的常见问题进行了讨论分析。结果表明,通过优化的双向电泳条件,建立了较高分辨率和较好重复性的绒山羊皮肤组织双向电泳图谱,可以进行后续实验。本研究获得良好的绒山羊皮肤组织蛋白双向电泳图谱,验证了绒山羊蛋白质组学研究的可行性,为后续进行绒山羊皮肤毛囊发育周期蛋白质组学研究、揭示毛囊发生发育规律提供了重要的技术资料。     

梅花鹿鹿茸再生干细胞蛋白质组双向电泳条件优化

鹿茸是目前唯一可以完全再生的哺乳动物附属器官,这种再生基于鹿茸再生干细胞。本研究以梅花鹿(Cervus nippon)鹿茸再生干细胞为样品,在处理方法、染色方法、蛋白纯化和等电聚焦条件4个方面对蛋白质组双向电泳进行优化。结果显示,利用Bullet Blender细胞组织破碎仪处理细胞优于超声波破碎;双染法染色能够得到更多且更清晰的蛋白点;等电聚焦总volt-hours在15 000 volt-hours时竖条纹相对较少;通过比较6种不同的蛋白提取方法与纯化方法组合,发现采用自制裂解液与双向电泳纯化试剂盒纯化相结合的方式获得的电泳图谱较好。通过综合优化后的双向电泳技术所得到的蛋白图谱中蛋白点相对较多且圆滑,条纹现象较轻,重复性较好,满足后续软件分析以及数据处理的要求,本研究为不同发育期梅花鹿鹿茸再生干细胞比较蛋白质组学研究提供了基础实验数据。     

低温胁迫下大黄鱼肝脏蛋白质组双向电泳分析

对大黄鱼(Pseudosciaena crocea)进行8.5℃急性低温胁迫处理,利用肝脏进行蛋白质组双向电泳分析.凝胶图谱经PDQuest软件分析,低温胁迫组大黄鱼蛋白点共1593±41个,对照组1620±37个.共有16个蛋白点在低温胁迫后,表达量发生显著变化.从中挑选4个差异蛋白点进行基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)或液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)分析,数据库搜寻.结果显示:低温胁迫后,大黄鱼肝脏N-乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白(NSF)、角蛋白18(CK-18)和2-cys peroxiredoxins(2-Cys prxs)表达显著下调,而肌球蛋白重链(MHC)表达显著上调.结果提示,在急性低温胁迫下,大黄鱼体内环境的动态平衡被打破,当这种变化超过了大黄鱼的机体调节能力,就会引起大黄鱼的各种生理反应,甚至死亡.     

三丁基膦(TBP)和二硫苏糖醇(DTT)在秦川牛肌肉组织双向电泳中使用效果的差异及原因分析

合适的还原剂对蛋白的完全溶解以及较好双向电泳结果的获得至关重要。三丁基膦(tributyl phosphine,TBP)通常被认为是比二硫苏糖醇(DL-Dithiothreitol,DTT)更为有效的还原剂。本实验首次从图谱质量和蛋白分布两个方面,详细对比了TBP和DTT在秦川牛(Bos taurus)肌肉组织全蛋白和肌质蛋白双向电泳中的使用效果。结果表明,和TBP相比无论是全蛋白还是肌质蛋白,使用DTT作为还原剂的图谱背景均更为清晰,分辨率更高,对高分子量蛋白以及低丰度蛋白的提取也更为有效。因此,DTT比TBP更适用于秦川牛肌肉组织双向电泳。本研究的结果和传统的观点并不一致,初步分析了该原因,可能是TBP较短的半衰期导致了其在双向电泳中较差的使用效果。该实验为双向电泳的样品制备以及牛肌肉组织蛋白质组学研究提供了技术资料。     

转HBsAg基因樱桃番茄组培苗叶片总蛋白双向电泳体系的建立

建立转乙肝表面抗原(HbsAg)基因樱桃番茄组培苗叶片的蛋白质组双向电泳体系,为转基因番茄的蛋白质组学研究提供技术参数。比较转HBsAg基因的樱桃番茄与野生型在不同蛋白裂解液、不同蛋白上样量及不同等电聚焦程序下,叶片总蛋白的双向电泳结果差异。以裂解液Ⅲ制备叶片总蛋白,采用一向13cm、pH3-10L IPG胶条,二向12.5%的SDS-PAGE凝胶,单次上样120μg叶片总蛋白,聚焦程序Ⅲ,银染时,可以得到最理想的双向电泳分析结果。在此操作程序下,野生型樱桃番茄叶片蛋白双向电泳最多可识别699个蛋白点,而转基因型樱桃番茄叶片蛋白双向电泳最多可识别545个蛋白点,其中有368个点匹配,选取丰度百分比差异2倍以上蛋白点25个进行质谱鉴定,16个蛋白点成功鉴定。本研究建立的转HBsAg基因番茄植株叶片总蛋白的双向电泳体系可为以番茄试管苗为材料进行的蛋白质组学研究提供技术支持。     

副猪嗜血杆菌毒力与非毒力菌株菌体蛋白的比较蛋白质组学分析

副猪嗜血杆菌(Haemophilus parasuis)是猪群上呼吸道的一种共栖菌群,在一定的条件下能侵入机体并导致严重的全身性疾病,区分出正常栖生菌株和致病性菌株是确诊该病的关键.为了筛选副猪嗜血杆菌毒力株与非毒力株之间的差异蛋白,本研究通过比较蛋白质组学分析临床分离的毒力菌株14A7-2和非毒力菌株20A3-2之间2-DE图谱的差异,提取两个菌株的菌体蛋白进行双向电泳分离,Imagemaster 2D Platinum 7.0软件分析处理凝胶图像,MALDI-TOF/MS鉴定差异蛋白.在副猪嗜血杆菌毒力菌株中检测到596±10个蛋白质点而在非毒力菌株中检测到568±10个蛋白点,其中表达量差异达5倍以上及毒力菌株或非毒力菌株特有的蛋白点共有80个.选取毒力菌株或非毒力菌株特有的44个差异蛋白点进行质谱鉴定,成功鉴定42个蛋白点,对应37种蛋白.其中,毒力菌株特有蛋白27种,非毒力菌株特有蛋白5种,在毒力菌株特有蛋白中鉴定出潜在毒力因子铁摄取调节蛋白、触发因子、3-脱氢奎尼酸脱水酶等.研究结果为进一步研究副猪嗜血杆菌的毒力因子和致病机理以及鉴别诊断不同毒力株新技术提供新信息.     

野油菜黄单胞菌分泌组双向电泳样品制备方法的建立

野油菜黄单胞菌野油菜致病变种（Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc）是十字花科植物黑腐病的病原细菌。我们建立了Xcc的蛋白质组学研究平台,用于分离、鉴定该菌的致病相关蛋白。为了减少胞外多糖（exopolysaccharide,EPS）对蛋白材料质量的影响,我们构建了EPS缺陷的Xcc8004ΔgumB突变体。本研究以Xcc8004ΔgumB出发菌株,用诱导培养液培养,取细胞上清通过超滤浓缩得到蛋白质粗提物,分别采用丙酮沉淀法、试剂盒纯化法和丙酮沉淀-试剂盒联用法来纯化蛋白质粗提物,通过比较双向电泳的结果优选最佳的样品制备方法。结果证明丙酮沉淀-试剂盒联用法较为理想,所得双向电泳图片清晰,分辨率高。因此,此方法可以用于制备野油菜黄单胞菌分泌组双向电泳样品,并可以满足进一步研究的需要。     

猪肌肉发育调控和高瘦肉率基因改良猪的研究进展

猪肉的产量和质量与肌肉发育过程紧密相关。肌肉发育包括胚胎期肌纤维的形成、出生后肌纤维的发育和成年期肌肉的再生等步骤,该过程受到转录水平、转录后水平及通路水平等多层次的网络调控。本文以猪肌肉发育过程为切入点,重点讨论了调控猪肌肉发育的分子基础和高瘦肉率基因改良猪的研究进展,为进一步培育优质猪肉和高瘦肉率猪品种提供了参考。     

猪圆环病毒2型河南分离株进化分析及ORF2基因的表达

根据GenBank中猪2型圆环病毒的核苷酸序列,设计两对引物,对来源于河南省不同地市的4株PCV2细胞培养物进行鉴定,并扩增出ORF2基因,克隆到pMD18－T载体上,获得重组质粒pMD18-T-ORF2,并对其进行测序,结果表明所克隆的ORF2基因与其它PCV2 ORF2基因核苷酸同源性在92.4%～99.6%之间,氨基酸同源性在90.6％～97.9％之间。同时采用PCR从重组质粒pMD18-T-ORF2中扩增出587bp的ORF2基因,克隆到表达载体pET-32a,成功构建了重组质粒pET-32a-ORF2,经诱导表达了ORF2基因编码的结构蛋白,表达的重组蛋白为融合蛋白,分子量为40kD,经Western-Blot检测,重组蛋白可被PCV2阳性血清识别。     

猪核移植供体细胞的分离培养及传代的研究

通过对猪的卵丘细胞和胎儿成纤维细胞的分离、培养和传代的研究,摸索出一套猪体细胞的分离、培养和传代的方法,建立了猪的供体细胞系。研究结果表明:猪的卵丘细胞单层的生长需要5~6 d;运用组织块法和酶消化法获得胎儿成纤维细胞,组织块法单层的生长需要10~11 d,酶消化法需要8~9 d。猪的卵丘细胞和胎儿成纤维细胞均可以建立并获得稳定的细胞系,这些供体细胞培养方法的应用可为猪体细胞核移植研究提供丰富的供体细胞材料来源。     

利用单根肌纤维法分离和培养猪骨骼肌卫星细胞及其成肌诱导分化

建立单根肌纤维法体外培养猪骨骼肌卫星细胞的体系,了解其增殖和成肌特性。通过Ⅰ型胶原酶消化,从猪骨骼肌中分离完整的单根肌纤维并培养,用细胞免疫荧光鉴定肌纤维上的卫星细胞,随后对从单根肌纤维上游离出来的卫星细胞进行细胞免疫荧光染色,传代培养,成肌诱导分化和Western blot分析骨骼肌卫星细胞成肌特异性蛋白的表达。结果显示:分离并培养的单根肌纤维上附着有卵圆形的细胞,并随时间的推移,细胞缓慢向外迁移并增殖,卫星细胞特异性标志基因对盒转录因子(Paired protein box,Pax7)和成肌分化抗原(Myogenic Differentiation Antigen,MyoD)免疫荧光染色呈阳性,且阳性率达到90%以上。成肌诱导分化后,细胞开始汇合,并呈方向性生长,最终形成多核肌管,且成肌特异性标志基因Myogenin和myosin heavy chain(MyHC)表达呈阳性。MyoD蛋白高表达于增殖期,而Myogenin和MyHC在进入分化期才表达。该实验成功建立了猪骨骼肌单根肌纤维的体外培养方法并获得了高纯度的卫星细胞,为骨骼肌卫星细胞进行活体移植治疗相关疾病研究提供了实验材料。     

小麦穗突变体SDA1与野生型叶片蛋白差异分析

小麦(Triticum aestivum)穗突变体SDA1是由隐性多效性单基因小麦穗发育异常基因1(Triticum aestivum spike development atrophy 1,TaSDA1)控制的小麦突变体,表现为穗部发育萎缩不结实、叶片变窄、植株变矮等.为进一步了解TaSDA1基因发生突变的机制,本研究以小麦穗突变体SDA1与野生型为材料,进行主要农艺性状如抽穗期、株高、旗叶长宽、穗长、小穗数调查,并对小麦抽穗期叶片总蛋白进行双向电泳(two-dimensional electrophoresis,2-DE),对差异蛋白质点进行质谱分析和qRT-PCR验证.结果表明,SDA1的主要农艺性状存在显著性差异;利用PDQuest8.0.1软件分析得到27个差异蛋白,有23个质谱检测成功,其中有6个蛋白在SDA1中缺失,17个蛋白在SDA1中表达下调;qRT-PCR检测结果与差异蛋白质谱检测结果一致.在SDA1中,23个质谱成功的差异蛋白主要包括5个光合作用中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)全酶的大小亚基,4个(SSP7101,SSP7110,SSP7112和SSP8418)表达下调,1个缺失(SSP213);参与能量代谢的叶绿体中的甘油醛-3-磷酸脱氢酶A(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase A,GAPA,SSP8000)表达下调;具有抗氧化能力的过氧化物氧化还原酶(peroxiredoxin,Prx,SSP7320)表达下调;1个RNA结合蛋白(SSP1309)表达下调,导致2个翻译延伸因子(translation elongation factor,eEF-Tu,SSP4614和SSP4802)表达下调,最终导致蛋白合成受阻;参与抗逆境胁迫的蛋白(SSP3738和SSP5209)表达下调,SSP3719蛋白缺失.qRT-PCR验证结果表明,核酮糖1,5二磷酸羧化酶大亚基蛋白(SSP7101)、叶绿体PtrTox结合蛋白(SSP7303)、翻译延伸因子(SSP4614)、磷酸丙糖异构酶(SSP5209)在转录水平与蛋白表达结果一致.SDA1变异表型可能与旗叶的光合作用能力下降、能量代谢紊乱、抗氧胁迫能力下降、抗胁迫能力下降、mRNA编辑过程以及蛋白合成过程受阻有关.本研究结果表明,TaSDA1基因具有多效复杂的调控功能.穗部和叶片的发育状况决定了小麦的产量,阐明SDA1的遗传机理将为小麦穗部和叶片性状的遗传改良奠定理论基础.     

家蚕茧色限性品种雌雄绢丝腺组织蛋白质组双向凝胶电泳分析

采用双向凝胶电泳和计算机辅助分析方法，分别对家蚕(Bombyx mori)限性黄茧品种雌蚕(黄茧)和雄蚕(白茧)的中部丝腺组织细胞蛋白质进行分离和比较分析。用银染的方法，两张图谱均可见到分离出600个以上的点，这些蛋白主要集中在20-70kD区域，在pH4-7上几乎均匀分布。比较分析发现，结黄茧的雌蚕中部丝腺组织细胞一些蛋白质的表达水平明显高于结白茧的雄蚕，有两种蛋白质只在雌蚕中表达，但表达量不高。这些差异蛋白质可能与有色茧丝的形成有关，或是与W染色体的易位片段上其它未知基因有关。     

早期限饲对肉鸡肌肉生长及肌纤维类型的影响

采用隔日限饲的方式对1～14日龄三黄肉鸡仔鸡进行早期限饲处理,后恢复自由采食直至63日龄试验结束,以分析早期限饲对肉鸡肌肉生长和肌纤维类型的影响。分别于14和63日龄随机选取对照组和早期限饲组肉仔鸡各20羽,屠宰后采样,记录腓肠肌外侧头重量并采用相对定量RT-PCR的方法检测其不同类型肌纤维肌球蛋白重链mRNA基因表达。结果表明,早期限饲组体重及腓肠肌外侧头重均低于对照组(P<0.05,n=20)。14日龄早期限饲组慢肌及快红肌肌球蛋白重链mRNA表达水平显著高于对照组(分别为P<0.01和P<0.05,n=10),快白肌肌球蛋白重链基因表达显著低于对照组(P<0.05,n=10)。63日龄早期限饲组慢肌肌球蛋白重链mRNA基因表达显著低于对照组(P<0.05,n=10),快红肌和快白肌肌球蛋白重链与对照组相比均无差异(P>0.05,n=10)。结果提示:(1)早期限饲阻碍了肌纤维类型的转化,延缓了肌肉的发育及增重,最终引起整体体重的下降;(2)早期限饲对肌肉肌纤维成分具有持久影响,其影响一直持续到63日龄上市。     

CD14沉默的猪小肠上皮细胞系的建立及其对大肠杆菌黏附能力的变化分析

白细胞分化抗原14(cluster of differentiation antigen 14,CD14)在先天性免疫和适应性免疫反应中都发挥重要调控作用,本研究旨在构建猪(Sus scrofa)CD14基因的短发夹RNA (short hairpin RNA,shRNA)干扰载体,包装成慢病毒,转染猪小肠上皮细胞,在细胞水平上进行相关功能探讨.本研究参照CD14基因(GenBank登录号:EF626695.1)全长编码区序列,设计4个靶向猪CD14基因的shRNA干扰序列,将其克隆至慢病毒表达载体质粒中,分别命名为pGLV3-CD14-1、pGLV3-CD14-2、pGLV3-CD14-3和pGLV3-CD14-4,以及阴性对照pGLV3-CD14-NC.包装成功后转染猪小肠上皮细胞系IPEC-J2,利用qRT-PCR检测其干扰效率.选择干扰效率最高的慢病毒进行药筛,获得CD14基因稳定沉默的猪小肠上皮细胞系.大肠杆菌(Escherichia coli)黏附实验检测大肠杆菌F18ab和F18ac对CD14基因沉默小肠上皮细胞黏附能力的变化.结果表明,本研究成功构建4个shRNA表达载体,包装成的慢病毒均能降低猪CD14mRNA表达水平,其中pGLV3-CD14-3慢病毒的干扰效果最好,其干扰效率达到94.6％;CD14基因沉默后F18ab对小肠上皮细胞的黏附能力显著增强,而F18ac虽然也有上调,但并未产生显著性差异.研究结果表明,CD14基因沉默后的小肠上皮细胞对大肠杆菌F18ab的黏附能力显著增强,CD14基因可能在小肠上皮细胞抵御大肠杆菌F18ab感染过程中发挥了重要的调控作用.慢病毒介导的CD14沉默的猪小肠上皮细胞系的建立,不仅为在细胞水平研究CD14基因功能提供了有效模型,也为进一步探究其所在的Toll样受体/白介素-1受体(toll-like receptors/interleukin-1 receptor,TLRs/IL-1 R)信号通路在猪肠道病原微生物引起的免疫反应和抵御病原入侵的调控机制奠定了基础.     

不同提取方法及上样量对牡丹试管苗茎基部蛋白双向电泳的影响

为建立一套适合于牡丹试管苗茎基部蛋白的双向电泳技术,以便更好地利用蛋白质组技术研究牡丹试管苗不定根的发生机理,本研究比较了三种不同蛋白质提取方法对双向电泳结果的影响,并在蛋白质上样量方面进行了比较。结果表明,乙酸铵/甲醇酚提取法所得2-DE图谱的蛋白点很少,仅检测到45个,且较模糊,有明显的拖尾现象,分辨率很低;乙醇/乙醚丙酮法所得的蛋白点也较少（101个）,较模糊,且横竖纹干扰较大;三氯乙酸/丙酮法所得蛋白点数较多,可检测到434个清晰的蛋白点,且形状规则,重复性好,适合后续分析,操作也较为简便。用三氯乙酸/丙酮法提取蛋白,采用800μg、1000μg和1200μg三个不同的上样量进行双向电泳,在上样量为1200μg时（IPGpH3～10,24cm）,蛋白质在12%SDS-PAGE胶上得到了较好的分离,在2-DE图谱上可分辨出562个蛋白点。因此,三氯乙酸/丙酮法是较适合于牡丹试管苗茎基部蛋白质提取的方法,1200μg是较为合适的上样量。     

大梅与梅山猪背最长肌正反消减文库的构建及序列分析

为从基因差异表达的角度研究杂种优势的分子机理,构建了差减效率均为210倍的大梅与梅山猪背最长肌正反消减文库。在大梅(被消减)-梅山库中挑选了610个有效克隆,经斑点杂交筛选出48个阳性克隆,测序后经Blastn网上比对揭示了37个基因,其中28个EST是已报道基因的cDNA片段,9个在NCBI数据库中没有同源序列。在梅山(被消减)-大梅挑选了580个有效克隆,经斑点杂交筛选出45个阳性克隆,测序后经Blastn网上比对揭示了34个基因,其中26个EST是已报道基因的cDNA片段,8个在NCBI数据库中没有同源序列。     

类芦的生长与VA菌根的关系分析

类芦是我国南方快速绿化水蚀荒漠化地区的优良草种。对类芦根蔸土壤中VA菌根真菌的调查表明,栽植类芦后,土壤中的VA菌根真菌数量大幅度增加,并与类芦根系形成一种协调的共生体系,极显著地促进了类芦的生长。新栽植类芦时,可在基肥中增施少量VA菌根土与磷肥,以促进土壤中VA菌根菌的快速繁衍。     

离子色谱法和毛细管电泳法测定土壤中氯离子、 硫酸根及其差异性

分别采用离子色谱法(IC)、毛细管电泳法(CE)两种仪器方法对不同pH土壤中Cl~–、SO_4~(2–)含量进行测定,并对其结果进行差异性分析。结果显示:参照标准物质的参考值(滴定法),IC与CE测定值的准确度、回收率均满足实验分析要求,但精密度差异较大,IC(RSD,3.61%)的稳定性优于CE(RSD,8.97%)。据差异性(F与t检验)分析,两种仪器方法测定酸性土壤中Cl~–、SO_4~(2–)含量存在显著性差异,而碱性、中性土壤的测定结果保持一致。对比4个被测样品基本性质发现,酸性土壤的pH与离子强度均低于其他样品,从而影响了石英毛细管的电渗流,最终改变了CE分离过程,这可能是Cl~–结果偏离的主要因素。同时,对于IC,酸性土壤较中性、碱性土壤更易由于离子交换效应产生次级保留(拖尾)。此外,采用碱性分离体系分离酸性样品易形成结晶,从而导致SO_4~(2–)含量的偏离。可见,两种方法各有优缺点。但是,IC较经典,而CE是一种新兴的仪器方法。测定像土壤这样基体较复杂的样品(特别是酸性土壤)中阴离子的仪器条件还需要进行更多摸索与优化,以促进这两种方法在土壤领域的推广与应用。