桉树焦枯病菌SIT转运蛋白的鉴定与表达

【目的】揭示SIT转运蛋白家族在焦枯病菌铁元素摄入机制,以及铁载体-铁转运蛋白在焦枯病菌侵染桉树过程中所扮演的角色。【方法】采用HMMER软件对焦枯病菌SIT转运蛋白进行鉴定,并用InterPro、TMHMM、TCDB数据库等的在线服务对焦枯病菌SIT转运蛋白的结构域、跨膜螺旋和功能进行预测,用MEGA7.0软件进行多菌种比较分析,最后采用qPCR对焦枯病菌侵染桉树48h时SIT基因的转录表达情况进行验证。【结果】桉树焦枯病菌共含有16个SIT转运蛋白,约占总编码蛋白的0.11%,主要分为铁-铁载体转运蛋白、铁载体-铁:H+同向转运蛋白和铁载体-铁转运蛋白;亚细胞定位预测结果显示,除预测CpSit13转运蛋白位于内质网上外,其余均在细胞膜上。桉树焦枯病菌SIT转运蛋白的序列长度为400～603aa,其结构域均为MFS结构域,跨膜螺旋为10～14个。基因表达谱分析显示,有10个SIT基因上调表达,有2个下调表达,有4个表达不显著。其中CpSit1、CpSit5、CpSit8、CpSit14和CpSit16相对分支中其他基因具有较高的转录量。qPCR验证结果与基因表达谱具有较高的一致性。【结论】CpSit1、CpSit5、CpSit8、CpSit14和CpSit16基因在焦枯病菌侵染桉树过程中具有较为重要的作用。     

桉树焦枯病菌MDR基因生物信息学分析及功能解析

通过生物信息软件及qPCR对桉树焦枯病菌MDR蛋白的序列特征、蛋白结构、理化性质及MDR基因在不同条件下的表达情况进行分析.结果表明,MDR转运蛋白均由α-折叠、无规则卷曲、β-转角,所占百分比α-折叠β-转角无规则卷曲.三级与二级结构预测均显示桉树焦枯病菌MDR具有典型的MDR蛋白结构,说明该蛋白家族的进化比较保守;CpABCB10基因参与调控分生孢子稳定性和萌发,CpABCB4和CpABCB9基因参与调控金属离子的转运,CpABCB7和CpABCB8基因参与调控桉树焦枯病菌的抗药机制.此外,CpABCB7基因还能参与调控桉树焦枯病菌的整个致病过程.     

杧果RAV基因家族的全基因组分析

为了揭示RAV家族基因在杧果中的序列特征及其表达特性,采用生物信息学方法对杧果RAV家族基因进行序列分析,并通过qRT-PCR技术研究杧果胶孢炭疽菌和细菌性黑斑病菌侵染过程中该家族基因的相对表达量.结果表明,从杧果基因组中鉴定出6个RAV基因家族成员,其编码的蛋白质均具有AP2和B3超家族保守域结构,命名为MiRAV1～MiRAV6.MiRAV1和MiRAV5为不稳定亲水碱性蛋白质,MiRAV2和MiRAV3为不稳定亲水酸性蛋白质,MiRAV4为稳定亲水酸性蛋白质,MiRAV6为稳定亲水碱性蛋白质.杧果RAV基因编码的蛋白质主要定位于细胞核中,无规则卷曲和α-螺旋是6个MiRAVs蛋白二级结构的主要元件.系统进化树结合基序分析结果表明,在杧果与拟南芥、烟草、苹果、菠萝和毛果杨中,RAV家族基因具有多样性,在进化上结构具有保守性.qRT-PCR结果显示,胶孢炭疽菌侵染过程中,杧果RAV基因的相对表达量均显著下调;细菌性黑斑病菌侵染过程中,MiRAV1～MiRAV6的相对表达量在3 h时均显著下调,MiRAV1、MiRAV2、MiRAV3和MiRAV6的相对表达量在6 h时均显著上调,MiRAV1、MiRAV5和MiRAV6的相对表达量分别在12 h、24 h、48 h、72 h时均显著上调.以上发现将为研究杧果RAV基因家族成员的功能和作用机制奠定基础.     

桉树焦枯病菌内参基因的筛选

为筛选出桉树焦枯病菌在盐胁迫及侵染桉树叶片两种条件下表达稳定的内参基因,采用实时荧光定量聚合酶链式扩增反应(RT-q PCR)技术分析了桉树焦枯病菌中7个常用内参基因(GAPDH、α-tubulin-1、α-tubulin-2、18S rRNA、ubiquitin、β-actin、β-tubulin)的mRNA差异表达情况,并采用ge Norm软件分析了它们在两种条件下的表达稳定性。结果表明,ubiquitin和α-tubulin-2为桉树焦枯病菌在NaCl胁迫下表达最稳定的基因,且不需要引入第3个基因;18S rRNA和α-tubulin-1为侵染桉树叶片下表达最稳定的基因,但需引入第3个基因GAPDH。因此,ubiquitin和α-tubulin-2为桉树焦枯病菌在NaCl胁迫下较适合的内参基因,而18S rRNA、α-tubulin-1和GAPDH为侵染桉树叶片较适合的内参基因。     

EuPOD基因克隆与焦枯病菌胁迫表达分析

植物过氧化物酶是植物体内活性氧清除过程中的关键酶之一,在植物的抗逆性中发挥着重要作用。以对焦枯病菌高抗品系尾细桉为材料,克隆得到一个 POD 基因序列,并命名为 EuPOD,通过实时荧光定量聚合酶链式反应( qRT￣PCR)检验该基因在尾细桉叶片中的表达。结果表明该基因cDNA长999 bp,其编码蛋白由332个氨基酸组成;基于氨基酸序列的系统进化树分析表明, EuPOD在进化上与蓖麻、可可、苹果的同源基因亲缘关系较近,相似性达到了75％,与拟南芥的相似性达到65％,与水稻的相似性较低,只有48％。 EuPOD在桉树焦枯病菌侵染后不同时间所受诱导表达量不同,在12 h的表达量达到高峰。     

玉米大斑病菌丝氨酸蛋白酶基因StSp8的克隆、原核表达及其表达模式分析

为了探究玉米大斑病菌丝氨酸蛋白酶基因StSp8的结构特征及其功能，本研究以玉米大斑病菌野生型菌株01-23的cDNA为模版，克隆该基因CDS序列并进行生物信息学分析；构建原核表达载体pET30a-StSp8，在大肠杆菌BL21(DE3)中以IPTG诱导表达目的基因，通过SDS-PAGE技术检测目的蛋白的表达情况；利用qRT-PCR技术检测StSp8基因在不同发育时期和侵染时期的表达量变化。结果表明，丝氨酸蛋白酶StSp8的CDS序列由1602个核苷酸组成，编码533个氨基酸；其编码蛋白包含信号肽结构域、Inhibitor-I9结构域和Peptidase-S8结构域；SDS-PAGE结果显示该蛋白大小为57.18kD；表达模式分析发现，该基因在病菌发育的菌丝、分生孢子、芽管、附着胞和侵入钉5个典型的发育时期均有表达，其中芽管时期表达量显著升高；StSp8基因在侵染玉米24 h的表达量最高，72 h表达量下降。该研究不仅明确了StSp8基因的结构特征及在病菌生长发育及侵染寄主过程中的表达模式，也为深入揭示其功能奠定了基础。     

尖孢镰刀菌侵染枸杞根系的转录组分析

由尖孢镰刀菌引起的根腐病是枸杞种植中的主要病害之一，为探究尖孢镰刀菌侵染枸杞的分子致病机制，并挖掘其关键致病基因，通过尖孢镰刀菌侵染‘宁杞1号’枸杞根系，于侵染第7天刮取菌样进行转录组测序分析。结果表明，与纯培养菌株相比，在侵染第7天的尖孢镰刀菌中共发现了1 892个显著差异表达基因，其中上调表达基因1 242个，下调表达基因650个；GO富集分析表明，分子功能分类的跨膜转运蛋白和ATP酶活性以及生物学过程分类的跨膜转运可能在尖孢镰刀菌致病过程中发挥了重要作用；KEGG富集分析表明，鞘脂代谢、过氧化物酶体和ABC转运蛋白是尖孢镰刀菌侵染过程的主要代谢途径。此外，通过对比分析编码碳水化合物酶与植物-病原互作相关基因在尖孢镰刀菌侵染前后的表达量，筛选到10个关键致病候选基因。     

沙棘CAT家族基因的生物信息学分析

CAT (Cationic amino acid transporters)是植物体内参与氨基酸的吸收与转运的一类跨膜转运蛋白。为探究CAT家族基因及其所编码蛋白的结构特征,本研究依据前期所获得的不同发育期沙棘果实的转录组测序数据,经过功能注释与分析后获得3个CAT家族成员基因,分别命名为HrCAT1、HrCAT2和HrCAT3,并对其进行生物信息学分析。结果表明,沙棘果实HrCAT家族基因均含有完整的开放阅读框,编码二级结构以α-螺旋为主、不含信号肽的非分泌蛋白,其中HrCAT1和HrCAT2蛋白的三级结构之间具有较高相似性。研究结果可为后续研究沙棘果肉HrCAT基因的表达调控提供理论依据。     

棉花HKT基因家族的全基因组分析

HKT(high-affinity K+transporter)转运蛋白在调节植物体内K+/Na+转运,参与逆境胁迫调控中发挥重要作用。本研究利用生物信息学方法,系统分析了棉花HKT基因家族的分类、系统进化树、组织表达以及HKT蛋白的亚细胞定位、跨膜结构、基序情况等。结果显示,棉花中共有8个HKT基因家族成员,编码的8个HKT蛋白都定位到了质膜上,具有7~10个不等的跨膜数;系统进化树分析结果表明,棉花8个HKT基因家族成员大致分为2个小组,在进化树上分支比较近的HKT基因家族成员编码的HKT蛋白具有完全相同或者比较类似的motif类型和跨膜数;组织表达分析发现,克劳茨基棉仅有Gr HKT1;1和Gr HKT1;2 2个成员在200 mmol/L的Na Cl溶液处理0 h、3 h、12 h、72 h和144 h后具有不同程度的响应。     

黔北麻羊RERGL基因cDNA克隆与生物信息学分析

选择与羊同源性较高的牛RERGL基因组序列设计特异性引物,提取黔北麻羊脾脏总RNA,通过RT-PCR技术对RERGL基因进行克隆测序及序列分析.结果表明,成功克隆了黔北麻羊RERGL基因,其cDNA序列646 bp,GenBank登录号JN 671919,编码205个氨基酸.生物信息学分析表明,黔北麻羊RERGL基因蛋白二级结构α-螺旋占40.68％,延伸链占16.18％,无规则卷曲占43.14％;没有跨膜螺旋结构域且没有糖基化位点.     

家蚕中肠组织感染质型多角体病毒的应答基因分析

 【目的】筛选家蚕（Bombyx mori）中肠感染质型多角体病毒的应答基因,为阐明家蚕感染质型多角体病的分子机制奠定基础。【方法】 应用含有约23 000个家蚕基因组寡核苷酸芯片比较分析感染家蚕质型多角体病毒24、48及72 h的中肠试验组与中肠对照组的差异表达基因;结合生物信息学工具对差异表达基因的功能注释、分类及涉及的信号通路等进行分析;应用实时荧光定量PCR验证17个基因的差异表达。【结果】 在感染24、48及72 h后,分别得到了9、51及258个差异表达基因。KEGG通路分析表明,在感染48及72 h后,大多数涉及到代谢通路的基因的表达水平下调,所有涉及到核糖体通路和蛋白酶体通路的基因的表达水平上调。一些免疫相关基因如丝氨酸蛋白酶抑制剂、脂酶、热激蛋白、细胞色素P450、核糖体P0蛋白等基因的表达水平上调。【结论】经荧光定量PCR验证的差异表达基因可能与家蚕感染质型多角体病毒的应答机制相关,研究结果为从分子水平上阐明家蚕感染质型多角体病毒的致病机理提供了新的研究方向。     

干旱胁迫下割手密根系转录组差异表达分析

【目的】探明云南割手密82-114受干旱胁迫的内在分子机制,挖掘与抗旱密切相关的功能基因,提高割手密抗旱基因的研究与利用。【方法】以干旱胁迫24、48和72 h的云南割手密82-114的根系进行Illumina Hi Seq TM 4000高通量转录组测序分析,将组装得到的Unigene分别与Swiss-Prot、Nr、KOG、Pfam和KEGG数据库进行比对,利用RPKM来衡量各样本间的基因表达丰度,以FDR≤0.05和|log2 fold change|≥1来评估样本间的差异表达基因,通过Gene Ontology(GO)数据库、KEGG pathway数据库对不同干旱胁迫样本差异表达基因的功能和参与的调控路径进行分析。【结果】未胁迫处理的CK与胁迫24、48和72 h后的样本转录组分别检测到134 724、130 368、133 564和131 321个表达基因,与CK相比,各胁迫样本显著上调(或下调)的差异表达基因分别有3 061(1 302)、2 304(2 841)和3 236(2 525)个;以FDR值=0为筛选条件,3个样本的极显著差异表达基因主要参与转录激活、水分运输、DNA结合、ATP结合及细胞膜、跨膜运输和防御反应等有关代谢活动。GO富集分析表明:3个胁迫处理的样本在生物学途径中富集最多的类别并不完全相同,其中,胁迫24 h与48 h的样本富集最多的类别是与DNA依赖型转录和转录调节子相关的基因,胁迫72 h样本富集最多的类别是与翻译相关的基因;而在细胞组件和分子功能中,3个胁迫样本富集最多的基因类别均是与内在的膜、核和ATP结合相关的基因。KEGG富集分析表明:胁迫24 h的样本有2 248个差异表达基因参与了107条代谢途径,胁迫48 h的样本有2 114个差异表达基因参与了130条代谢途径,胁迫72 h的样本有2 392个差异表达基因参与了144条代谢途径;经KEGG显著性富集分析,筛选到鞘糖脂生物合成途径、MAP激酶信号途径和ABC转运蛋白等与非生物胁迫或逆境相关。【结论】获得3个干旱胁迫样本与CK样本间差异表达基因的变化及其功能信息,发现参与云南割手密82-114干旱胁迫响应相关的细胞外信号调节激酶、磷脂酶D、β-氨基己糖苷酶和ATP结合盒B亚族(MDR/TAP)-1等,获得在整个干旱胁迫时期稳定上调表达基因70个,稳定下调表达基因11个,通过同源基因序列的比对分析,阐明这些基因在各自的代谢通路中被强烈诱导或抑制表达,显示与干旱胁迫存在密切关系。     

聚肌胞苷酸刺激对鳜免疫因子活性及干扰素基因表达的影响

【目的】比较聚肌胞苷酸（Poly I:C）刺激对鳜（Siniperca chuatsi）免疫因子活性及干扰素系统相关基因表达的影响,为判断和指导鳜养殖过程中病原刺激后免疫应答和病毒监测提供参考依据。【方法】采用Poly I:C模拟病毒刺激,比较注射后不同时序（0、3、6、12、24、36、48和72 h）鳜白细胞组成百分比,以双抗体夹心酶联免疫法检测补体蛋白水平变化,荧光PCR相对定量检测免疫相关基因表达变化。【结果】血液白细胞百分比中,血栓细胞>单核细胞>淋巴细胞>嗜中性粒细胞,其中,与对照组比较,处理组6~72 h单核细胞百分比极显著提高（P<0.01,下同）,且于48 h达峰值后恢复至初始水平,嗜中性粒细胞占比均有明显提升,淋巴细胞、血栓细胞占比均呈下降趋势。处理组血清补体C3含量在3 h高于初始,6 h低于初始,与对照组差异显著（P<0.05,下同）;补体C4含量处理组3 h显著高于对照组,6、24、48 h显著低于对照组。与初始0 h相比,处理组肾脏、胸腺、脾脏和肝脏IRF7基因表达量分别从3和6 h开始极显著上调,且胸腺表达量最高;处理组肾脏和肝脏IFNh基因表达量3~12 h极显著上调,胸腺IFNh基因表达量于6 h达峰值,12 h后恢复下降,脾脏IFNh基因表达在各时段均低于初始;处理组肾脏、胸腺、肝脏、脾脏IFNc基因表达量于12 h极显著上调,然后逐渐下降,分别于72、72、48和72 h达最低水平。【结论】鳜受Poly I:C模拟病毒刺激后,血细胞中各类白细胞、血清酶补体C3和C4含量有不同变化,干扰素在不同时序显著影响各组织中的表达变化。     

具氯氰菊酯降解功能的植物内生细菌分离鉴定及降解特性研究

从上海郊区某农药厂附近生长的牛筋草中分离到一株能以氯氰菊酯作为唯一碳源生长的植物内生菌,命名为A-24。该菌在48 h内对20 mg·L^-1的氯氰菊酯的降解率为91.8%,72 h内可完全降解氯氰菊酯。通过生理生化观察,结合16S rRNA基因序列分析,将该菌株鉴定为Achromobacter sp.。菌株A-24降解氯氰菊酯的最适温度和pH分别为30℃和7.0;当菌株A-24的接种量≥2%时,其对20 mg·L^-1氯氰菊酯的降解效果较好,降解率在80%以上;当氯氰菊酯浓度≤50 mg·L^-1时,菌株A-24对氯氰菊酯有较高的降解率,降解率在70%以上。通过HPLC鉴定降解产物3-苯氧基苯甲酸,推测氯氰菊酯通过酯键断裂生成二氯菊酸和3-苯氧基苯甲醛,然后3-苯氧基苯甲醛生成3-苯氧基苯甲酸。本研究结果为利用功能内生细菌调控植物代谢氯氰菊酯,进而有效规避作物污染风险提供新途径。     

应答非生物胁迫的甘蔗硫氧还蛋白基因 ScTRXh2 的克隆

从甘蔗蔗茎cDNA文库中获得1个TRXI类第3亚组成员的硫氧还蛋白家族基因全长cDNA序列,命名为＆TRXh2（登录号：KF921298）．该基因全长752bp,开放阅读框长381bp,5’非翻译区长57bp,3’非翻译区长314bp,编码126个氨基酸残基,氨基酸序列与拟南芥TRXs具有高度同源性．实时定量PCR检测显示。该基因在甘蔗中为组成型表达,叶片和蔗茎中的表达量显著高于根和芽．在H：02和PEG逆境胁迫下,甘蔗＆TRXh2基因的应答模式基本相同,呈现初期（3h）略微下调,早中期（6h或12h）表达量明显上调,中后期（24、48、72h）显著下调并维持基本稳定的低水平表达．甘蔗＆TRXh2基因对NaCl胁迫的应答较快,虽然也呈现中期（12h）表达量显著上调,后期（24、48、72h）显著下调并维持基本稳定的低水平表达,但表达模式与也02和PEG胁迫应答有明显不同,表现在胁迫初期（3h）基因表达显著下调．上述结果提示,甘蔗Sc—TRXh2基因积极应答非生物逆境H2O2、PEG和NaCl的胁迫,在应答的基因表达谱模式上存在一些差异．     

血必净注射液治疗大鼠脓毒症的实验研究

目的 观察血必净注射液(XBJ)对脓毒症大鼠高迁移率族蛋白B1(HMGB1)表达的影响,探讨XBJ治疗脓毒症的作用机制.方法 120只雄性SD大鼠随机等分为假手术组(A组)、盲肠结扎穿孔组(B组)、XBJ早期治疗组(C组)、XBJ晚期治疗组(D组).采用盲肠结扎穿孔术制作大鼠脓毒症模型,C组术后立即腹腔注射XBJ,D组术后24h注射XBJ.术后0h、6h、12h、24h、48h、72h随机处死大鼠,采用ELISA和RT-PCR分别检测血浆、肝组织中HMGB1表达.另取30只大鼠以B、C、D3组同样的模型及处理方式观察生存时间.结果 B组大鼠的脓毒症表现最为明显,其生存时间比C组和D组明显缩短(P＜0.01).A组各时间点均较低;B组大鼠血浆HMGB1水平在术后6h开始升高,24h达到峰值;C组24h浓度显著低于B、D组(P＜0.05或0.01);D组仅在72h时显著低于B组(P＜0.01).B组大鼠肝组织HMGB1表达水平在术后12h开始升高,24h达到高峰;C组24、48、72h水平显著低于B组(P＜0.01);D组48h显著低于B组,而24、72h高于C组(P＜0.01或0.05).结论 血必净是治疗脓毒症的可靠药物,其作用机制可能与抑制HMGB1的表达有关.     

病毒感染对栉孔扇贝血细胞类型和功能的影响

用从胶州湾大规模死亡栉孔扇贝体内分离出来的球状病毒注射感染栉孔扇贝（Chlamys farreri），分别于病毒感染后8h、24h、48h、72h和128h取血，采用流式细胞仪技术研究了病毒对栉孔扇贝血细胞类型及死亡率的影响，采用荧光显微技术研究了病毒感染的栉孔扇贝血细胞的体外吞噬和包囊化作用的变化。结果表明，病毒感染的扇贝血细胞各类型的比例同对照组相比有显著的差异，在24h、48h和72h，实验组透明细胞比例显著高于对照组，并呈逐渐升高趋势，在8h、24h、48h、72h，实验组大颗粒细胞比例显著低于对照组。在24h、48h、72h和128h，实验组血细胞的死亡率显著高于对照组。病毒感染后，实验组扇贝血细胞的体外吞噬率和包囊化率都显著高于对照组。     

病毒感染对栉孔扇贝血细胞类型和功能的影响

用从胶州湾大规模死亡栉孔扇贝体内分离出来的球状病毒注射感染栉孔扇贝（Chlamys farreri），分别于病毒感染后8h、24h、48h、72h和128h取血，采用流式细胞仪技术研究了病毒对栉孔扇贝血细胞类型及死亡率的影响，采用荧光显微技术研究了病毒感染的栉孔扇贝血细胞的体外吞噬和包囊化作用的变化。结果表明，病毒感染的扇贝血细胞各类型的比例同对照组相比有显著的差异，在24h、48h和72h，实验组透明细胞比例显著高于对照组，并呈逐渐升高趋势，在8h、24h、48h、72h，实验组大颗粒细胞比例显著低于对照组。在24h、48h、72h和128h，实验组血细胞的死亡率显著高于对照组。病毒感染后，实验组扇贝血细胞的体外吞噬率和包囊化率都显著高于对照组。     

罗氏沼虾TLRs基因表达差异分析

[目的]探究罗氏沼虾Toll样受体(TLRs)基因(MrToll1、MrToll2和MrToll3)在不同组织中及感染溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)后不同时间鳃组织的表达量差异变化,为揭示罗氏沼虾TLRs在应对病害等免疫方面的表现和作用机理提供参考依据.[方法]利用实时荧光定量RT-PCR分别检测MrToll1、MrToll2和MrToll3基因在罗氏沼虾肌肉、鳃、肝胰腺、心脏、胃、肠、血淋巴、神经节、眼柄等不同组织中的相对表达量,并以同样方法检测罗氏沼虾感染溶藻弧菌后TLRs基因的相对表达量变化情况.[结果]罗氏沼虾MrToll1、MrToll2和MrToll3基因在各组织中广泛表达,但存在组织表达差异性.MrToll1和MrToll2基因在鳃组织中的相对表达量最高,分别是在肝胰腺中相对表达量的19.26和20.03倍;MrToll3基因在神经节中的相对表达量最高,是在肝胰腺中的10.13倍.感染溶藻弧菌悬液后,罗氏沼虾死亡率随时间的推移不断升高,至注射感染72 h时死亡率达峰值(64%),随后不再出现死亡.感染溶藻弧菌后罗氏沼虾MrToll1基因表达量呈先升高后下降的变化趋势,注射感染后24 h的表达量达峰值;Mrtoll2基因表达量呈下降—升高—下降—升高的波动变化趋势,注射感染后24 h的表达量达峰值;MrToll3基因表达量急剧下降,且维持在较低水平.[结论]罗氏沼虾MrToll1基因是鳃组织抵御细菌感染的主要应答基因,MrToll2基因可能参与鳃组织的其他免疫活动,MrToll3基因的调控机制尚未清晰.