Pseudomonas putida GM6多聚磷酸盐激酶(ppk)基因的克隆及表达

以一株高效聚磷菌Pseudomonas putida GM6为研究材料.为获得其多聚磷酸盐激酶（polyphosphate kinase,ppk）基因,并验证该基因在磷酸盐转运系统中的作用,根据已报道的ppk基因保守区域设计引物,从其总DNA中成功扩增到ppk基因的部分片段（约528 bp）.随后采用快速染色体步移方法（Self-formed adaptor PCR,SEFA-PCR）技术扩增片段的上下游基因序列,将三个序列拼接,用OMIGA软件分析其ORFs,推测ppk基因全长为2 220 bp（GenBank accession number DQ133537）.构建的多聚磷酸盐激酶表达菌株E. coli BL21（DE3）/ pET29a-ppk经IPTG诱导后3 h时,明显出现分子量约为81 kDa的表达产物.且表达菌株在12 h时的磷去除率高达80%（对照菌株的磷去除率仅为18%）,远高于已报道的40%的去除率.这表明ppk基因在E. coli中的过量表达,导致了E. coli菌体中poly-P的大量聚集,从而大大去除了培养基中的磷酸盐.     

毛囊特异表达载体pUHS-FGF18的构建及转基因小鼠的制备

成纤维生长因子18(fibroblast growth factor 18,Fgf18)是一种分泌型的信号分子,参与小鼠(Mus musculus)和绒山羊(Capra hircus)毛发生长及毛周期的调控.本研究克隆了小鼠Fgf18基因CDS区的片段,并将其连接于超高硫角蛋白(ultra-high sulfur keratin,UHS)启动子的下游.Sac Ⅰ、BglⅡ、SphⅠ和EcoT14 Ⅰ的酶切鉴定结果表明,成功构建了Fgf18基因毛囊特异表达载体pUHS-Fgf18.原核注射线性化pUHS-FGF18,共获得3只转基因小鼠.RT-PCR检测结果表明,Fgf18基因在转基因小鼠皮肤中的表达明显高于对照小鼠(P＜0.05).转基因小鼠NO.205皮肤中Fgf18的表达量明显高于对照小鼠(P＜0.05),而肝脏、肾脏、心脏、睾丸、骨骼肌、脾、脑、肺、胃和小肠等组织则与对照小鼠无显著性差异(P＞0.05).Westem blot的结果表明,转基因小鼠皮肤的Fgf18蛋白水平显著高于对照组(P＜0.05).同时本研究利用RT-PCR的方法检测了转基因小鼠中Fgf18基因的拷贝数,其拷贝数在8～210.本研究成功建立了毛囊特异表达Fgf18基因的转基因小鼠模型,不仅可为进一步研究Fgf18基因在毛周期及毛发生长中的功能及其作用机理提供必要的工具和手段,也可为生产Fgf18基因修饰的转基因绒山羊提供一定的理论基础.     

棉铃虫精氨酸激酶(AK)的表达规律

精氨酸激酶(arginine kinase,AK)是一种磷酸转移酶,参与无脊椎动物的细胞内能量代谢.为深入了解AK在棉铃虫(Helicoverpa armigera)细胞色素P450 (cytochrome P450) CYP6B6基因表达过程中起到的作用和调控机理,基于酵母单杂交结果采用RT-PCR从棉铃虫中肠cDNA扩增得到棉铃虫精氨酸激酶(HarmAK),构建大肠杆菌(Escherichia coli)重组菌株BL21:pET28a-HarmAK,异丙基硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-thiogalactoside,IPTG)诱导表达后通过镍柱纯化获得目的蛋白,Western blot检测目的蛋白的表达和纯化结果,pH-分光光度法检测HarmAK蛋白的催化活性,qRT-PCR检测棉铃虫不同发育阶段和6龄幼虫不同组织中HarmAK基因的表达规律.研究结果表明,克隆得到HarmAK基因大小为1 068 bp,编码355个氨基酸,预测蛋白质分子量和等电点分别是39.8 kD和5.76.氨基酸序列分析表明,HarmAK蛋白不含信号肽和跨膜结构域.HarmAK在大肠杆菌BL21中为可溶蛋白,Western blot和pH-分光光度法结果显示,融合蛋白His-HarmAK的大小与预期一致,且活性达到(5.5±0.85) μmol/(min· mg),表明HarmAK能磷酸化L-精氨酸.HarmAK在棉铃虫的所有发育阶段和6龄幼虫的所有组织中均有表达,1龄幼虫及6龄幼虫中肠的表达量最高.本研究将为利用HarmAK基因作为分子靶标来控制棉铃虫的研究奠定基础.     

郏县红牛跨膜蛋白18基因(TMEM18)SNPs检测及其与生长性状的关联分析

跨膜蛋白18基因(Transmembrane protein 18,TMEM18)在神经系统表达.全基因组关联分析(GWAS)表明,该基因的突变会影响人类肥胖和Body Mass Index(BMI)值变化.本研究采用DNA池测序技术检测了郏县红牛(Bos taurus) TMEM18基因5个外显子和部分内含子区单核苷酸多态(single nucleotide polymorphism,SNP)位点,通过PCR-RFLP技术对所发现的SNP位点进行分型验证,然后分析不同基因型与郏县红牛生长性状的关联性.结果表明,在郏县红牛TMEM18基因上共发现了3处新的SNPs:NW_003099175.1∶g.2303G＞A、g.3835 G＞A和g.3865 A＞G(aa.Gly＞Ser).关联分析结果表明,郏县红牛TMEM18基因g.2303G＞A位点AA型个体体高、体长、胸围和体重显著大于GG型(P＜0.05),郏县红牛TMEM18基因g.3835 G＞A位点AG型个体胸围和体重显著大于AA型(P＜0.05).研究结果提示,这两个位点可作为郏县红牛品种体尺和体重生长性状选择的分子育种候选标记.     

水稻1,3,4-三磷酸肌醇5/6-激酶基因OsITL1的克隆、亚细胞定位及表达分析

磷酸肌醇代谢在生物感受胞外刺激及信号转导中起着重要的作用.1,3,4-三磷酸肌醇5/6-激酶（5/6-激酶）是磷酸肌醇代谢过程中很重要的一种酶,它具有肌醇激酶和蛋白激酶的双重功能.我们曾对拟南芥中的5/6-激酶基因AtITL1在逆境胁迫中的功能进行了研究,初步证明该基因与渗透胁迫有关（Chen et al.,2003）,本研究采用电子克隆的方法得到了水稻的5/6-激酶基因OsITL1,并对其亚细胞定位及在逆境胁迫下的表达特点进行了分析.     

花生AhMKK4基因的克隆、表达分析和亚细胞定位研究

为挖掘花生抗逆相关基因,本研究以花生品种花育20号为试验材料,根据cDNA文库中已知的促丝裂原活化蛋白激酶激酶(MKK)基因EST序列设计引物,通过RACE-PCR克隆得到AhMKK4基因。结果表明,AhMKK4基因序列全长1 434 bp,含有3'非编码区151 bp,5'非编码区317 bp,开放阅读框全长966 bp,编码一条含有322个氨基酸的蛋白序列。预测其分子量为36.74 kDa,属于MAPKK基因家族D组成员。亚细胞定位显示AhMKK4基因定位于细胞质和细胞核中。RT-qPCR分析发现,AhMKK4基因在根中表达量高于其他组织,说明该基因具有组织表达特异性;AhMKK4基因受JA和IAA诱导时表达量上调,受SA和ABA诱导时表达量下调,说明该基因可能参与到JA和IAA介导的信号转导途径;AhMKK4在盐胁迫下表达量上调,说明该基因可能参与花生对盐胁迫的适应性调控。本研究结果为花生抗逆育种研究提供了新的基因资源。     

柳枝稷根组织实时定量PCR分析中内参基因的选择

选择表达稳定性高的内参基因是提高实时荧光定量PCR分析(qRT-PCR)准确性的重要条件。本研究以能源植物柳枝稷(Panicum virgatum L.)根组织为材料,通过不同非生物条件胁迫,利用qRT-PCR技术检测UBQ1(泛素基因)、ACT2(肌动蛋白基因)、UBQ2(泛素基因)、TUB(β微管蛋白基因)、GAPDH(甘油醛-3-磷酸-脱氢酶基因)、CBP20(类胡萝卜素结合蛋白基因)、UCE2(泛素接合酶基因)、18S rRNA1(18S核糖体RNA基因)、NAC(NAC域蛋白基因)和CYP2(亲环蛋白基因)10个内参基因的mRNA的表达情况,并运用Delta-Ct method,Genorm(ver.3.5)、Bestkeeper(ver.1.0)和NormFinder(ver.0.953)软件综合分析10个内参基因的表达稳定性。结果显示,在不同的非生物环境胁迫条件下,最适合作为柳枝稷根组织研究的内参基因各不相同。10个内参基因平均表达稳定由高到低排序为:ACT2,TUB,UCE2,CBP20,CYP2,UBQ2,18S rRNA1,NAC,UBQ1,GAPDH。在干旱胁迫条件下,ACT2基因表达稳定性最高;在盐胁迫和热胁迫条件下,18S rRNA1基因表达稳定性最高;在冷胁迫和涝胁迫条件下,ACT2基因表达稳定性最高。经软件综合分析显示,ACT2、TUB和UCE2基因最适合作为柳枝稷非生物胁迫研究的内参基因;UBQ1和GAPDH基因最不合适作为内参基因。该研究结果可用于柳枝稷非生物胁迫下各种基因表达的进一步研究。     

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.     

草鱼MYH mRNA表达量分析中采用的内参基因稳定性比较

本研究分别以β-actin、18SrRNA和GAPDH为内参基因,采用实时荧光定量PCR对草鱼早期发育时期肌球蛋白重链（myosin heavy light,MYH）基因的mRNA表达量进行分析,并比较不同内参基因对MYH基因mRNA表达水平检测结果的准确性。研究结果表明,以β-actin和GAPDH作为内参,MYH基因mRNA表达水平完全一致,其表达量从原肠到仔鱼阶段逐次递增,仔鱼与原肠期阶段相比表达量差异显著;当采用18S rRNA作为内参时,MYH基因mRNA在发育阶段的表达量呈不稳定状态。因此,β-actin和GAPDH均可作为内参基因,用于草鱼早期发育中MYH基因mRNA的相对定量研究;而18S rRNA作为内参时,可能会对检测结果造成偏差。本研究不仅准确的揭示了草鱼MYH基因mRNA的表达特征,并且为荧光定量PCR技术在鱼类基因表达研究方面提供了有价值的参考。     

采用两种突变方法对甘蓝黑腐病菌XC_1348基因的功能解析

为研究甘蓝黑腐病菌Xcc8004基因组中一个功能未知的假定蛋白XC_1348的基因功能,本研究用自杀质粒pK18mob和pK18mobSacB分别通过同源单交换和同源双交换构建XC_1348的非极性整合突变体1348nk和有标记的缺失突变体DM1348Gm,并对两种突变体的表型进行检测,结果显示该基因突变后不影响细菌的胞外多糖（EPS）产量、胞外酶活性以及细菌游动性.有趣的是该基因的两种突变体的致病力存在较大差异,原因可能是Xcc经两种方法定点突变后分别具有的不同基因组结构而影响到某些基因的表达所致.通过研究初步了解了XC_1348基因的功能并为今后改进定点突变方法提供现实依据.     

春兰与大花蕙兰杂交种红花呈色机理初探

为探究兰属杂交种红花的呈色机理,选择绿花春兰和黄花大花蕙兰的红花杂交种黄金梅为试验材料,通过小花蕾期和始花期花瓣的转录组测序分析,筛选影响花色的关键结构基因及调节基因,实时荧光定量PCR(qPCR)验证基因的差异表达,分光光度计法检测花瓣色素(类黄酮、叶绿素A、叶绿素B、花青苷)的含量。结果表明,通过测序共获得113 780条单基因(Unigene),其中200～300 bp的Unigene占比42.68%;44 088个Unigene获得注释信息;与小花蕾期花瓣比较,始花期花瓣上调基因有1 855个,下调基因有2 494个;差异表达基因(DEGs)被GO数据库注释划分为47个功能组;1 219个DEGs被KEGG数据库注释,涉及166条代谢途径;根据KEGG代谢通路及基因注释结果,筛选出与花色相关的54个关键结构基因和21个转录因子;花青苷合成基因DFR、ANS、3,5GT及转录因子Zm1、Hv1、MYB305表达量在始花期上调,在NCBI库BLAST同源基因发现黄金梅DFR、ANS、3GT基因与大花蕙兰的基因同源性最高,5,3GT、3,5GT、Zm1基因与蝴蝶兰和石斛兰的基因同源性...     

黄秋葵对南方根结线虫抗性的转录组分析

为了解黄秋葵抗南方根结线虫相关基因组学,利用Illumina Hi-seq TM2500高通量测序技术研究受南方根结线虫侵染后黄秋葵种质12C2转录组基因的差异表达。结果表明,接种南方根结线虫18 h后,从接种和未接种的黄秋葵种质12C2根尖中共获得71.49 Gb有效数据,Q30碱基百分比均达到94.0%以上。共获得2 318个差异表达基因(DEGs),包括1 156个上调基因,1 162个下调基因,其中功能注释基因2 202个。根据unigene库序列进行GO、KOG和KEGG注释,细胞壁代谢相关基因——内切葡聚糖酶基因家族、聚半乳糖醛酸酶基因家族、葡聚糖内-1,3-β葡糖苷酶基因家族和果胶裂解酶基因家族下调表达,植物激素代谢相关基因——生长素响应蛋白基因、生长素流入运输载体基因下调表达,茉莉酸合成酶基因上调表达,调控相关基因表达的WRKY和MYB转录因子基因家族上调表达,参与植物细胞的膜联蛋白基因家族上调表达,植物细胞周期蛋白基因家族下调表达。本研究结果为开展黄秋葵抗南方根结线虫基因组学和分子生物学研究奠定了基础。     

温度胁迫对幼体大海马基因转录表达的影响

为探究大海马幼体在高温和低温胁迫条件下基因表达水平的变化规律,采用Illumina平台的PE150测序功能对大海马幼体肝脏进行了转录组测序。对照组、高温胁迫组和低温胁迫组测序数据组装后获得22 513个单基因簇(Unigene),N50为2 223 bp,平均长度为1 122.71 bp。与对照组相比,高温胁迫组共获得14 009个差异表达基因,其中5 543个差异表达基因上调,8 466个差异表达基因下调;低温胁迫组共获得20 030个差异基因,14 016个差异表达基因上调,6 014个差异表达基因下调。差异表达基因经KEGG数据库富集发现,高/低温胁迫均导致大海马体内抗氧化途径相关基因表达(HSP70、HSP90、SOD等)发生显著改变;另外,高温胁迫还造成大海马免疫系统相关基因(PIK3R、Akt、IL-10、TLR等)以及细胞凋亡相关基因(CYCS、CASP9、CASP3等)表达显著改变;低温胁迫造成DNA损伤修复(MSH、DDB2、XRCC2、RAD52、Ogg1、PMS2等)、脂肪酸代谢(StARD7、ApoA4、CYP51、Fadsd6等)和细胞凋亡(P21、P53、B...     

山葡萄VaCIPK18原核表达与多克隆抗体制备

类钙调磷酸酶B亚基蛋白(CBLs)互作蛋白(CIPKs)作为类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在植物响应非生物胁迫信号转导中起着重要作用。基于前期山葡萄响应低温胁迫转录组测序结果,发现低温胁迫引发的早期伤害及感知阶段的激酶基因中涉及CBL-CIPK信号通路的VaCIPK18表达显著上调。为进一步研究山葡萄(Vitis amurensis)VaCIPK18激酶参与低温胁迫的功能,采用同源克隆获得了VaCIPK18基因,其开放阅读框为1 320 bp,编码439个氨基酸。基于对VaCIPK18蛋白生物信息学分析,获取胞外结构域中抗原表位丰富的肽段,并将其C端调控结构域(230～439 aa)构建到原核表达载体pET28a-SUMO。将重组表达载体转化至大肠杆菌(E.coli Rosetta)中,经0.8 mmol·L^-1 IPTG、37℃诱导4 h表达出大小为42 kDa的包涵体蛋白。将重组蛋白作为抗原免疫日本大耳白兔,获得anti-VaCIPK18多克隆抗体,经检测具有高效价及特异性。Western Blot结果表明,该抗体可以与葡萄内源CIPK18特异性结合,且在50 k...     

基于图像和光谱信息融合的红茶萎凋程度量化判别

为了实现对红茶萎凋程度量化判别,该研究提出了一种将图像和光谱信息融合后分别与线性判别分析法和偏最小二乘法结合的技术,进行工夫红茶萎凋程度定性判别及儿茶素与氨基酸比值定量预测研究。通过对图像进行主成分分析,筛选出5个特征波长和对应的光谱特征值,基于灰度共生矩阵提取5个特征波长图像的纹理特征值,并采用连续投影算法优选出14个纹理特征值,然后分别以光谱和纹理特征值融合数据建立红茶萎凋程度的线性判别模型和儿茶素与氨基酸比值的偏最小二乘预测模型。结果表明:采用所研究的方法和建立的模型对工夫红茶萎凋程度判别准确率达到94.64%,儿茶素与氨基酸比值预测相关系数为0.8765,预测均方根误差为0.434,预测结果较好。证明应用这两种方法能实现对红茶萎凋程度量化判别。     

茶树CsSNAT基因的克隆与表达分析

为明确茶树SNAT基因的序列特征和表达特点,在茶树转录组测序的基础上以茶树(Camellia sinensis)品种舒茶早为试验材料,通过SMART^TM RACE技术克隆茶树褪黑素合成途径中关键限速酶5-羟色胺-N-乙酰转移酶CsSNAT基因的cDNA全长序列,并分析其基因结构和表达模式。结果表明,CsSNAT基因序列全长1 014 bp,其中包含742 bp的完整开放阅读框(ORF),编码247个氨基酸,预测等电点7.64,蛋白分子量27.36 kDa。氨基酸序列比对显示,CsSNAT蛋白与其他高等植物的SNAT蛋白具有较高同源性,与葡萄 VvSNAT(CBI31163)同源性最高,为66.19%。诱导蛋白最佳条件为温度28℃,异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)浓度0.5 mg·L^-1,诱导时间6 h,在上清液中可获得大量分子量为66 kDa的可溶性融合蛋白。实时定量 PCR 分析表明,CsSNAT在褪黑素处理6 h后表达量最高,为对照的3倍;茶尺蠖取食6 h后,CsSNAT表达显著上调。不同激素处理结果显示,CsSNAT受脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸(SA)诱导表达。本研究结果为5-羟色胺-N-乙酰转移酶功能研究奠定了一定的基础。     

禾谷镰刀菌Fgap1转录因子调控Tri基因表达及DON毒素合成

DNA序列同源比对分析预测出镰刀菌氧胁迫调控因子Fgap1在DON合成基因簇的Tri5和Tri10基因上有结合位点。为阐明Fgap1转录因子在禾谷镰刀菌的Tri基因表达和DON产生中的作用,本研究以野生型PH-1和突变株⊿Fgap1为试验材料,通过菌落形态观察、菌丝生长速率、菌丝结构观察分析氧压敏感性,通过实时荧光定量PCR技术分析Tri基因在不用氧化压力下的表达量,并采用HPLC法测定DON毒素含量。结果表明,过氧化氢、甲耐醌、过氧化叔丁醇、重铬酸钾4种氧化剂均可抑制镰刀菌生长;通过同源重组构建的Fgap1基因缺失突变株对氧化压力更加敏感,明显抑制了镰刀菌的菌丝生长。在氧化胁迫下野生型PH-1菌株中DON毒素含量大量增加,Fgap1基因缺失突变株的DON毒素含量没有明显增加;在氧化胁迫下野生型PH-1菌株的Fgap1基因和Tri基因的表达量大幅上调,而基因缺失突变株⊿Fgap1中未检测到Fgap1基因表达,Tri基因的表达没有明显上调。本研究明确禾谷镰刀菌中Fgap1转录因子能够感受并传递氧化压力信号,为调控Tri基因的表达和DON毒素的合成提供了一定的理论依据。     

Analysis of glycosidically bound aroma precursors in tea leaves. 3. Change in the glycoside content of tea leaves during the oolong tea manufacturing process.

A direct qualitative and quantitative determination of the glycosides of tea aroma compounds at the four stages of the oolong tea manufacturing process (plucking, solar withering, indoor withering, and oolong tea product) was carried out by a capillary gas chromatographic-mass spectrometric analysis after trifluoroacetyl derivatization of the glycosidic fractions. Sixteen glucosides and primeverosides were identified and quantified in cv. Chin-shin-oolong and cv. Chinhsuan-oolong. A comparison of the glycosides in dried fresh leaves between the two cultivars showed significant differences. During the manufacturing process, the amounts of most of these glycosides increased from the solar-withering stage, reaching the highest level at the final stage of oolong tea production. It was noted that no glycoside decreased in its content during the manufacturing process, this being quite different from the manufacture of black tea. In addition, the contents of these alcoholic aroma compounds in the free aroma concentrate from each cultivar remained almost unchanged or slightly decreased, and they constituted only about 12 and 17% in amount of the whole oolong tea aroma compounds. However, jasmine lactone and indole were markedly higher in the final oolong tea products.