中、意蜂Atg12基因克隆表达及生物信息学分析

试验旨在探究自噬相关基因Atg12(autophagy-related 12 gene)在中华蜜蜂(中蜂)、意大利蜜蜂(意蜂)中的表达差异,为探讨中蜂抗螨分子机理提供参考。参照GenBank中东方蜜蜂Atg12基因序列(登录号:XM_017048509.1)设计引物,扩增中、意蜂头部组织Atg12基因,并对其进行克隆、测序、原核表达及其氨基酸序列和蛋白结构分析,同时采用实时荧光定量PCR技术分析该基因在中、意蜂头部组织中的表达差异。结果显示,本试验成功扩增出大小为450 bp的目的片段,并表达出大小约42 ku重组蛋白;遗传进化树分析表明,在Atg12基因进化过程中,中蜂(Apis cerana cerana)、意蜂(Apis mellifera)、大蜜蜂(Apis dorsata)和小蜜蜂(Apis florea)亲缘关系较近;重组蛋白生物信息学分析显示,该蛋白的二级结构中共含有6个多肽结合位点、6个β-折叠和4个α-螺旋,分子质量约为16.13 ku,等电点为6.73;实时荧光定量PCR结果显示,Atg12基因在中蜂头部组织中表达极显著高于意蜂(P0.01)。本试验结果为后续深入研究Atg12基因在中蜂抗螨上的作用机制提供了参考。     

中华蜜蜂GABARAP基因克隆、生物信息学分析及原核表达载体的构建

【目的】对中华蜜蜂(Apis cerana cerana)中自噬相关蛋白Atg8家族成员γ-氨基丁酸相关受体蛋白(gamma-aminobutyric acid receptor type associated protein, GABARAP)基因进行克隆鉴定和生物信息学分析,并在大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中进行原核表达,以期为后续探究该基因的功能奠定基础。【方法】根据GenBank中西方蜜蜂(Apis mellifera)GABARAP基因序列(登录号:XM₀01120069.5)设计引物,采用巢式PCR对中华蜜蜂GABARAP基因进行扩增、克隆;运用生物信息学软件对其氨基酸序列相似性、二级结构、三级结构进行比对和预测分析;构建GABARAP基因原核表达载体,利用Western blotting对GABARAP蛋白进行鉴定后并用IPTG诱导纯化。【结果】经巢式PCR扩增得到中华蜜蜂GABARAP基因序列;使用在线BLAST工具对氨基酸相似性进行分析显示,中华蜜蜂GABARAP与西方蜜蜂、大蜜蜂、小蜜蜂、欧洲熊蜂、东方熊蜂的氨基酸序列相似性为100%;...     

牛源CCR7基因克隆、生物信息学及表达分析

【目的】 探究CC趋化因子受体7(CC chemokine receptor 7,CCR7)基因编码蛋白的生物学特性及其mRNA在健康和炎性奶牛乳腺组织中的表达量。【方法】 使用PCR扩增并克隆中国荷斯坦奶牛CCR7基因CDS区,测序后进行相似性比对及系统进化树构建;使用多种生物信息学软件分析CCR7蛋白的组成、理化性质及结构等;使用实时荧光定量PCR技术检测CCR7基因在健康和炎性奶牛乳腺组织中的表达差异。【结果】 中国荷斯坦奶牛CCR7基因CDS区全长1 325 bp,与绵羊的相似性较高(95.2%),亲缘关系较近;与鸡的相似性较低(56.4%),亲缘关系较远。CCR7基因编码379个氨基酸,其中亮氨酸含量最多,缬氨酸含量次之,组氨酸和色氨酸含量最低;CCR7蛋白分子质量为14.56 ku,理论等电点为8.89,平均亲水系数为0.640,是一种跨膜疏水性蛋白。CCR7蛋白信号肽切割位点可能存在于第24和25位氨基酸之间。CCR7蛋白二级结构中α-螺旋占比最大,高达51.72%,三级结构主要为α-螺旋和无规则卷曲。CCR7基因在炎性奶牛乳腺组织中的表达量极显著高于健康乳腺组织(P<0.01),其可能在奶牛乳腺炎的免疫调控中有着重要的作用。【结论】 试验成功克隆出牛CCR7基因CDS区序列,并进行了相应的生物信息学分析及组织定量表达,为进一步研究CCR7基因的具体功能提供材料,对于探究CCR7基因在奶牛乳腺炎中的调控功能具有重要的意义。     

鸡Smad4基因克隆、生物信息学及组织表达分析

试验旨在克隆鸡Smad4基因,并对其进行生物信息学和组织表达分析。以苏禽3号优质黄羽肉鸡为试验对象,使用RACE技术扩增并克隆了鸡Smad4基因全长序列,对其进行生物信息学分析,构建系统进化树,并利用实时荧光定量PCR检测了Smad4基因在鸡各组织中的表达情况。结果显示,鸡Smad4基因全长序列包含17 bp的5'UTR、1 842 bp的开放阅读框和466 bp的3'UTR,有11个外显子和10个内含子,mRNA序列全长2 325 bp,可编码613个氨基酸。系统进化树显示,鸡Smad4与其他鸟类聚为一类。生物信息学分析显示,Smad4蛋白分子质量为65.43 ku,理论等电点为10.04,为亲水蛋白;含有2个保守结构域：MH1和MH2;二级结构由α-螺旋（18.11%）、延伸链（17.29%）和无规则卷曲（64.60%）组成。组织表达分析表明,Smad4基因在鸡的心脏、肝脏、空肠、卵巢中均有较高表达,而在胸肌中不表达。本试验成功获得了鸡Smad4基因全长序列,并初步研究了其组织表达规律,为进一步研究Smad4基因在鸡繁殖活动中的分子机制提供了理论依据。     

地衣芽孢杆菌谷氨酸消旋酶基因克隆、原核表达及生物信息学分析

为了进一步分析谷氨酸消旋酶的结构和生物信息功能,试验以γ-PGA生产菌株地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) DY136为材料,PCR扩增其谷氨酸消旋酶基因(racE),纯化racE基因进行原核表达,并运用多种在线生物信息学分析软件对该基因编码蛋白质的理化性质、亲/疏水性、信号肽、结构域等进行分析。结果表明：PCR扩增racE基因条带大小为819 bp,对racE基因进行大肠杆菌原核表达,通过构建表达载体和优化表达条件,成功表达了大小为30.15 ku的重组融合蛋白。racE蛋白编码272个氨基酸,氨基酸序列与NCBI中公布的地衣芽孢孢杆菌racE蛋白(GenBank登录号为KAA0845975.1)氨基酸同源性为99.62%。racE蛋白理化性质稳定,是亲水蛋白,无跨膜结构域,不含有信号肽,α-螺旋是其主要的二级结构,主要定位于细胞质中(73.90%)。说明racE基因保守且相对稳定,在谷氨酸的合成中发挥重要作用。     

延边黄牛DGATs基因克隆、生物信息学及组织表达分析

试验旨在克隆延边黄牛二酯酰甘油酰基转移酶（diacylglycerol acyltransferase,DGATs）两种亚型（DGAT1和DGAT2）的CDS区核苷酸序列,并根据生物信息学对两种亚型的氨基酸序列进行分析,以及探讨其在延边黄牛各组织中的表达规律。采用RT-PCR和实时荧光定量PCR技术分别进行DGATs基因CDS区的扩增、克隆以及其在延边黄牛8个组织中mRNA表达量的检测,利用NCBI中BLAST将其与其他物种进行相似性分析,并构建系统进化树;通过在线工具对其编码蛋白的理化性质、一级结构及高级结构进行预测。结果显示,DGAT1和DGAT2基因CDS区序列长度分别为1 470和1 086 bp,分别编码489和361个氨基酸;二者均为稳定的疏水性蛋白。DGAT1存在25个潜在的磷酸化位点、1个N-糖基化位点和8个跨膜结构域;DGAT2存在28个潜在的磷酸化位点、2个N-糖基化位点和1个跨膜结构域。二者均不存在信号肽,即不属于分泌蛋白。DGAT1主要是通过α-螺旋和无规则卷曲连接,而DGAT2以α-螺旋、无规则卷曲和延伸链连接为主。延边黄牛DGAT1和DGAT2基因分别在延边黄牛小肠和脂肪组织中表达量最高,且显著高于其他组织（P<0.05）。本试验结果对进一步研究延边黄牛DGATs基因以及探究其在脂肪沉积过程中的作用机制具有重要意义。     

猪TRIM3基因克隆、生物信息学及组织表达分析

【目的】克隆大白猪三基序结合蛋白3（tripartite motif-containing 3,TRIM3）基因,并对其进行生物信息学和组织表达分析。【方法】采用PCR技术扩增并克隆大白猪TRIM3基因CDS全长序列,连接pMD18-T载体并转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,通过蓝白斑筛选阳性克隆,菌液PCR鉴定后测序,与不同物种TRIM3基因序列比对并构建系统进化树;应用多种在线软件对其编码蛋白进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR方法检测TRIM3基因在大白猪不同组织中的相对表达量。【结果】大白猪TRIM3基因CDS序列全长2 235 bp,编码744个氨基酸。相似性和遗传进化分析结果显示,大白猪与野猪的相似性最高,达99.7%,与鸭的相似性最低,为75.1%;大白猪TRIM3基因与野猪先聚为一类,与牛和山羊亲缘关系较近。生物信息学分析显示,大白猪TRIM3蛋白分子质量为80.58 ku,理论等电点（pI）为8.32,不稳定系数为40.85,为亲水性蛋白,但不是分泌蛋白,无糖基化位点,预测其有60个磷酸化位点,主要存在于细胞质内;在TRIM3蛋白二级结构中以无规则卷曲为主,占41.67%,三级结构模型预测结果与二级结构一致。组织表达分析表明,大白猪TRIM3基因在心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肌肉、气管、结肠中均有分布,肺脏中表达量最多且显著高于其他组织（P＜0.05）。【结论】本研究成功克隆大白猪TRIM3基因CDS全长序列,并进行了生物信息学和组织表达分析,为进一步研究大白猪TRIM3蛋白的免疫学功能提供理论依据,对探究大白猪TRIM3基因参与先天性免疫和抗病毒感染分子机制具有重要意义。     

白来航鸡STING基因克隆、生物信息学及组织表达特性分析

【目的】克隆白来航鸡干扰素基因刺激因子基因(stimulator of interferon genes, STING)CDS区序列并进行生物信息学和组织表达分析,为阐明STING基因在抗病毒免疫应答中的作用奠定基础。【方法】采用PCR扩增并克隆白来航鸡STING基因CDS区,测序后对其编码氨基酸序列进行相似性比对及系统进化树构建,利用生物信息学预测STING蛋白的理化特性及结构功能,并利用实时荧光定量PCR技术检测STING基因在鸡心脏、肝脏等14个组织中的表达情况。【结果】白来航鸡STING基因CDS区序列全长1 140 bp,编码379个氨基酸。相似性比对和系统进化树分析结果表明,白来航鸡STING基因与原鸡的相似性最高(99.7%),亲缘关系最近,与冠小嘴乌鸦亲缘关系最远。STING蛋白为酸性、亲水性蛋白,分子质量为42.625 ku,等电点(pI)为6.67,不稳定系数为69.26,脂肪系数为105.01。该蛋白大部分在线粒体和内质网上合成,含有跨膜结构,不含信号肽。STING蛋白二级结构包括α-螺旋(54.62%)、延伸链(10.29%)、β-转角(3.43%)及无规则卷曲...     

奶牛S100A12基因克隆、原核表达及体外抗菌活性分析

克隆奶牛S100A12基因并在大肠杆菌中高效表达.采用RT-PCR扩增奶牛外周血白细胞中S100A12基因,构建原核表达载体pCold TF-S100A12,在大肠杆菌BL21(DE3)中IPTG诱导表达并纯化.SDS-PAGE和Westernblotting分析显示S100A12基因以融合蛋白形式表达,表达量占菌体总蛋白的46.7％,纯化的重组蛋白(80 mg/L).琼脂扩散法测定重组蛋白对乳腺炎主要致病菌大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性.结果显示:重组蛋白对大肠杆菌有抗菌活性,而对金黄色葡萄球菌无抗菌活性.本研究为S100A12蛋白抗体制备及基因功能研究奠定了基础.     

中华蜜蜂铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆、序列分析及表达特征

本试验旨在克隆中华蜜蜂铜锌超氧化物歧化酶(SOD1)基因,探究中华蜜蜂SOD1基因的表达特性.利用巢式PCR技术扩增、克隆及分析中华蜜蜂SOD1基因,采用实时定量PCR检测不同发育时期(3和6日龄幼虫、l和4日龄蛹以及1和7日龄成蜂)、不同部位(成蜂的头、胸和腹)SOD1基因的表达量,探究中华蜜蜂SOD1基因的表达特性.结果显示:克隆获得中华蜜蜂SOD1基因的cDNA全长序列,其cDNA全长631bp(GenBank登录号JN700517),编码152个氨基酸,预测蛋白质分子质量为15.65 ku,等电点为6.21,经氨基酸序列比对,与意大利蜜蜂有99％的相似性,与其他典型的昆虫(如果蝇、冈比亚按蚊、斜纹夜蛾,家蚕、熊蜂)也有67％ ～85％的相似性;中华蜜蜂SOD1基因在不同发育时期和部位中均有表达特异性,在6日龄幼虫表达量达到峰值,而在4日龄蛹中最低;头部与腹部表达量显著高于胸部(P＜0.05).本研究成功克隆获得中华蜜蜂SOD1基因,其cDNA全长631 bp,编码152个氨基酸.该基因在中华蜜蜂整个发育时期均有表达,而且不同发育时期以及不同部位的表达量不同.     

意大利蜜蜂和中华蜜蜂在温室内传粉行为的比较

对中蜂和意蜂为日光温室草莓授粉时的行为和活动方式进行了比较研究.结果表明:中蜂和意蜂都能较好地适应温室内环境,代替人工或激素为温室草莓完成有效的传粉任务.中蜂和意蜂为温室草莓授粉的传粉行为相似但具体活动方式不同,中蜂的日活动时间和采集高峰时间比意蜂的长,访花持续时间比意蜂的长,而访花间隔时间却比意蜂的短,表明中蜂在为温室草莓授粉时的有效工作时间更长,授粉效率更高.据此得出中蜂为日光温室草莓授粉的活动特性优越于意蜂,从而产生更高的授粉效益.     

中蜂和意蜂三型蜂上颚腺蛋白的比较研究

上颚腺是蜜蜂重要的外分泌腺,其分泌物在蜂群生活中有重要调控作用.为研究中蜂、意蜂三型蜂上颚腺蛋白的异同,对中蜂、意蜂的外勤工蜂、初出房蜂王、巢内雄蜂的上颚腺蛋白进行定量和SDS-PAGE.结果表明:每个腺体中,蜂王的蛋白含量最高,工蜂次之,雄蜂最少,三者差异明显;两蜂种三型蜂的上颚腺蛋白相同的较多,但也有明显差异.意蜂王的76 kD蛋白和中蜂王的74 k蛋白;意蜂工蜂的54 kD蛋白和中蜂工蜂的36 kD蛋白;意蜂雄蜂的27 kD蛋白和中蜂雄蜂的48 kD蛋白;均为相同级型之间的差异蛋白,它们可能与生理功能差异相关.     

中华蜜蜂和意大利蜜蜂受精卵呼吸代谢的研究

本试验用华勃式微量呼吸检压仪连续测定了中华蜜蜂和意大利蜜蜂受精卵不同发育时间的耗氧量。结果显示:中、意蜂卵平均耗氧量的曲线趋势大致相同,都是随着卵的生长发育而增加,但中蜂平均蜂耗氧量明显高于意蜂;在26h和44h两个时间点,中、意蜂平均耗氧量出现突然下跌形成两个谷点。26h时的谷点可能是试验蜂卵"分化中心"作用结束的时间点,也就是在这时完成了胚胎的早期发育;而44h时谷点可能是胚芽已基本形成并准备进入成长的时间点。从而证明了中、意蜂卵期的呼吸代谢是受内在生理发育因素的调控。     

中蜂与意蜂合群饲养及其工蜂监督

本实验以中华蜜蜂和意大利蜜蜂为实验材料,通过特殊的方法对中华蜜蜂与意大利蜜蜂进行合群饲养,并对中意合群蜂中工蜂监督等行为特性进行了初步研究。结果表明:中华蜜蜂和意大利蜜蜂可以同群饲养,并且可以培育出中意合群蜂和意中合群蜂两种特殊的蜂群;中意合群蜂中工蜂在24h内会清除将近一半的外源意蜂受精卵,但保留了将近90%的中意合群蜂受精卵,差异显著;中意合群蜂中工蜂对外源中蜂受精卵辨认效果差异不显著,对外源意蜂雌性幼虫的辨认效果差异也不显著。     

东方蜜蜂蜂王对西方蜜蜂工蜂卵巢发育的抑制作用研究

蜜蜂是典型的二态型社会性昆虫,蜂王和工蜂有不同的分工,在正常情况下工蜂的卵巢几乎不发育,因此工蜂也几乎不会产卵,蜂王分泌的蜂王信息素是其最重要的抑制因素。本实验将西方蜜蜂幼蜂介绍到东方蜜蜂蜂群内,定期检查其卵巢发育的情况,结果显示:西方蜜蜂工蜂的卵巢发育与正常蜂群内的工蜂没有显著差异,与失王群内的工蜂的卵巢发育有显著差异,表明东方蜜蜂蜂王对西方蜜蜂工蜂的卵巢发育有抑制作用。     

中意蜂混合群工蜂清理异种蜂卵和幼虫行为的比较

通过比较中蜂和意蜂混合群内工蜂对异种蜂卵和幼虫的清理行为,研究中蜂工蜂和意蜂工蜂的亲属辨识能力。混合蜂群稳定一周后开始第一次实验,再隔一周进行第二次实验。每次实验连续进行5天。结果表明:混合群刚稳定时,中蜂工蜂和意蜂工蜂对异种蜂卵和幼虫均有较强的亲属辨识能力,意蜂工蜂对中蜂幼虫的清理率明显高于中蜂工蜂对意蜂幼虫的清理率。随着混合群稳定3周后,中蜂工蜂和意蜂工蜂对异种蜂的卵和幼虫的清理积极性明显降低。     

中华蜜蜂与意大利蜜蜂访花行为特点与区别

蜜蜂作为重要的经济昆虫与传粉昆虫,在维持自然界生态平衡、促进农业生产与提供优良蜂产品等方面具有重要意义。概述了中华蜜蜂与意大利蜜蜂的访花行为特点,并对中华蜜蜂与意大利蜜蜂在访花时间、访花范围、访花携粉能力、访花种类、访花目的和访花频率等方面的差别进行了系统综述,可为研究提高农作物与自然界植物授粉率和蜂产品生产提供理论依据。     

我国中华蜜蜂、熊蜂、黑小蜜蜂感染蜜蜂丝状病毒情况调查

虽然没有单一因素被证实与蜂群的大量损失有直接关系,但是新发及再发感染性病原对蜂群的下降起到了重要作用。蜜蜂丝状病毒(AmFV)首次于1978年鉴定感染于意大利蜜蜂,但是最近发现广泛存在于意大利蜜蜂及独居蜜蜂中,然而蜜蜂丝状病毒是否也存在于我国的中华蜜蜂及其他相关蜂种未见报道。为了深入理解AmFV的发生、流行及分布,本文检测了我国中华蜜蜂、熊蜂、黑小蜜蜂的样本,发现均不同程度感染了该病毒,其中黑小蜜蜂感染率最高,达80%,为深入开展病毒流行与传播提供了基础数据。