中国计量大学林欣大课题组首次揭秘褐飞虱翅芽发育调控机制

正近日,中国计量大学生命科学学院教授林欣大在《i Science》上发表了研究论文,该文揭秘了褐飞虱翅芽发育的调控机制。在翅多型性昆虫中,一个基因型可以产生两种或更多种不同的翅型来适应特定环境。褐飞虱作为典型的翅二型昆虫,其翅型发育受到胰岛素信号、JNK信号等内分泌信号途径的控制,这已是学界共识。     

王进军教授团队揭示蚜虫翅型分化的分子调控机制

正近日,西南大学植物保护学院王进军教授团队在《美国科学院院刊》上在线发表了"miR-9b调控蚜虫翅型分化与翅发育"的研究论文,发现小分子RNA介导生物胁迫因子调控蚜虫翅型分化与翅发育的分子机制,研究结果有利于寻获新的小分子RNA控制剂靶标,为蚜虫类害虫防控提供新的思路。翅型分化是蚜虫对不良栖息环境的适应,蚜虫通过提高飞行能力使其逃     

强优势玉米杂交种雌穗发育期间的基因表达谱动态及重要功能基因

利用基因芯片杂交方法,检测强优势玉米杂交种(C8605-2×W1445)雌穗发育过程中的基因表达动态,以期为进一步研究雌穗发育的分子机制提供证据。在雌穗到达小穗分化期之后8 d内,有671个基因的表达水平发生显著变化,主要表现出4种不同的表达模式。这些差异表达的基因涉及代谢、发育、刺激应答、细胞信号转导、物质运输等多个方面。细胞分裂基因、细胞壁结构和修饰蛋白基因在雌穗发育过程中大多表现为上调表达,可能对雌穗细胞的分化和果穗性状的形成产生重要影响。蛋白激酶、细胞信号转导以及转录因子基因等上游的信号传输和调控基因在雌穗的发育中也可能具有重要作用。     

家蚕化学感受蛋白BmCSP8表达谱及多克隆抗体制备

为阐明昆虫化学感受蛋白(Chemosensory Proteins,CSPs)基因在昆虫不同组织部位和发育时期表达特性。运用半定量RT-PCR的方法分析了家蚕BmCSP8基因的时空表达谱。结果显示：（1）BmCSP8基因在雌、雄蛹中均表达,但在卵期不表达,在幼虫阶段,低龄期高于高龄期的表达量;（2）BmCSP8基因广泛分布于成虫身体各组织,但雌雄间的表达存在差异性,在主要感受器官触角中的表达量较低;运用重组BmCSP8蛋白成功制备兔多克隆抗体,Western-blot分析发现抗血清与触角蛋白发生特异性结合,为深入研究其生理功能打下基础。以上结果表明：BmCSP8基因可能参与了家蚕觅食的生理过程,且具有其他尚未明确的非嗅觉功能。     

小麦花发育MADS-box基因的表达模式分析

为解析小麦花发育的分子机制,构建了MADS-box基因系统进化树,发现小麦中存在花发育ABCDE模型的各类基因。半定量RT-PCR和定量RT-PCR分析结果显示,A类基因AP1/FUL小麦中的同源基因TaFUL在所有花器官中都表达,在外稃和內稃中表达水平最高。B类基因TaAP3和C类基因TaAG的表达模式保守,TaAP3在浆片和雄蕊中表达,TaAG在雄蕊和雌蕊中表达。D类基因OsMADS13的同源基因除了在雌蕊表达外,在浆片也有较高的表达,暗示该基因可能同时影响胚珠和浆片的发育。E类基因TaSEP在内稃和内三轮器官表达,在外稃和护颖中不表达。LHS1是禾本科特有的MADS-box基因亚家族,发挥E类基因的功能。TaLHS1除了在內稃和外稃表达,在护颖中也有表达。水稻中控制心皮发育的DROOPING LEAF(DL)基因的同源基因TaDL除了在外稃和心皮表达外,在护颖中也有表达。根据这些结果,我们认为控制小麦花发育的分子机制比较保守,但部分基因功能在进化过程中可能发生了分化。另外,结合小麦外稃和护颖形态结构分析,TaLHS1以及TaDL的表达模式暗示小麦的护颖和外稃这两个器官可能有共同的起源。     

基于高通量测序的梨果实常用内参基因表达稳定性分析

合适的内参基因对基因表达分析结果准确性至关重要。通过同源搜索在梨中获取了102个常用内参基因同源基因,其中的89个基因以基因家族形式存在。高通量数据分析揭示,各基因在不同发育时段或家族成员间均检测到不同水平的表达水平差异和表达稳定性差异。而相同基因在不同材料间的表达水平相对保守。这些基因在不同发育时段梨果实中的表达存在明显分化而聚成不同类型,部分基因在不同材料间表现出所有发育时段或部分发育时段表达变化趋势的保守性。本研究全面收集了相关内参基因家族成员,又有效区分出不同成员的表达特征,结果清晰、直观,为梨果实内参基因选择提供了可靠的实验依据。     

杜鹃花ARFs转录因子RmARFgn的克隆和生物信息学分析

生长素是重要的植物激素,参与调控植物生长、发育和器官分化等几乎所有生理过程。生长素响应因子家族是生长素发挥调控功能的重要基因,在生长素信号传导过程中起重要的作用。从百里杜鹃景区广泛种植的高山杜鹃中克隆了一个ARF类转录因子基因,命名为RmARFgn。该基因编码蛋白含700个氨基酸,与水稻生长素早期响应基因OsARF1高度相似。通过调控RmARFgn基因在杜鹃花内的表达,可以控制杜鹃花的花期和器官形态。该研究为杜鹃花的发育调控打下了基础。     

2个MADS-box基因在山葡萄雌花和雄花中的表达分析

为了探明MADS-box基因在山葡萄性别分化中的作用,笔者利用实时荧光定量PCR技术对Vv MADS5和Vv MADS8 2个基因在山葡萄雌、雄花发育过程的表达情况进行分析。结果表明,2个基因在山葡萄雌花和雄花中都有表达,Vv MADS8在雌花和雄花中的表达趋势以及表达量基本相同。Vv MADS5在雌花和雄花中的表达类型相同,而其在雌花中的表达量显著高于雄花。Vv MADS8在花芽膨大期(4月30日)表达量最高,而Vv MADS5在花序展露期(5月14日)表达量最高。Vv MADS8、Vv MADS5参与山葡萄性别分化,但不是控制性别分化的关键基因。     

棉蚜化学感受蛋白AgosCSP2的基因克隆、时空表达动态及气味结合特征分析

化学感受蛋白是一类存在于昆虫化学感受器中的可溶性蛋白,可能与昆虫识别外界化学信息有关。本研究从棉蚜(Aphis gossypii)转录组数据中克隆得到1条编码化学感受蛋白的cDNA序列,命名为AgosCSP2(GenBank登录号KC017751)。使用qRT-PCR技术对此化学感受蛋白mRNA在棉蚜中的时空表达谱进行了分析,结果表明AgosCSP2在多数类型棉蚜若虫中的表达量明显高于成虫中的表达量;在寄主为棉花时的表达量高于寄主为木槿时;在无翅成蚜中足的表达量相对其他组织较高。荧光竞争性结合试验表明AgosCSP2与气味化合物的结合能力较弱。推测该基因主要参与棉蚜若虫对寄主的适应过程,具有嗅觉以外的生理功能。试验结果为进一步研究AgosCSP2的功能奠定了基础。     

毛竹WUSCHEL-related homeobox(WOX)基因家族鉴定及表达分析

WOX基因家族是植物特有的转录因子家族,在干细胞分裂和分化的维持中发挥着关键作用。虽然在模式植物拟南芥和水稻中,WOX基因家族的功能已有深入的研究,但是毛竹Ph WOX基因家族的表达模式和功能仍属未知。本研究系统地分析毛竹Ph WOX基因家族,首先在毛竹基因组数据库进行检索获取毛竹WOX基因家族,鉴定出毛竹基因组编码5个Ph WOX基因。通过遗传进化和基因结构分析,毛竹Ph WOX基因家族分为现代/WUS进化分支和古老进化分支。有趣的是毛竹Ph WOX基因家族在根、茎、叶和笋中广泛表达,并且在竹笋的发育过程中动态表达。本研究首次分析毛竹Ph WOX基因家族的功能,揭示了毛竹Ph WOX基因家族具有独特的进化模式和多样的表达模式,为后续探索毛竹发育的分子机制奠定基础。     

向日葵PMADS2 LIKE基因的克隆及表达分析

MADS-box家族基因是调控花发育进程的关键转录因子。在向日葵中大量的花发育相关基因有待于发掘和鉴定。本研究以向日葵(Helianthus annuus)为材料克隆到了一个MADS-box新成员PMADS2 LIKE。序列分析结果显示该基因具有MADS-box家族典型的MIKC保守结构域;系统发育树分析发现该基因与拟南芥PI基因亲缘关系最近;q RT-PCR组织表达模式分析该基因仅在花和果实中表达,且在6个花器官中仅在雄蕊和花瓣表达;q RT-PCR定量分析表示该基因从开花前25 d一直表达到开花期,并且在开花前5 d表达量最高。研究结果表明,PMADS2 LIKE基因在花发育和果实发育中具有一定的生物学功能。本研究的结果和推论为进一步探究向日葵PMADS2 LIKE基因在花发育和果实发育中的生物学功能提供前期数据基础,为理清MADS-box基因在向日葵花发育中的调控网络提供线索。     

蜜蜂级型分化的研究进展

摘要：蜜蜂是一种特殊的社会性昆虫,既有一般昆虫所共有的特性,又独具特点,级型分化就是其中一项.蜂王和工蜂都是由受精卵发育而成,虽然他们有相同的遗传物质,却会发育成无论是外表还是生理都截然不同的两种形态,蜂王不但个体大寿命长而且具有高繁殖力;但是,工蜂个体小、寿命短,最关键的是工蜂的卵巢几乎没有发育,无法进行繁殖活动。到底是什么因素引起的这些不同,为了解开这个秘密,一直以来学者们对影响蜜蜂级型分化的因素进行了广泛而深入的研究,本文主要从营养、激素、DNA甲基化以及基因和蛋白质的差异表达五个方面对级型分化进行了综述,并对以后的研究方向进行了展望。     

陆地棉MIKC~C基因家族的全基因组分析

【目的】MIKC~C是1类保守的转录因子家族,参与调控植物的开花时间和花器官发育。通过对MIKC~C家族进行全基因组学分析,为深入研究MIKC~C在棉花开花及花器官发育的分子调控机理提供基础。【方法】利用HMMER 3.0及pfam种子文件鉴定棉花全基因组MIKC~C基因,结合其表达量进行偏向表达及聚类分析。【结果】在陆地棉基因组中共鉴定发现100个MIKC~C基因,分为11个亚类。表达聚类分析显示,棉花MIKC~C基因的表达模式大致可分为4个不同的类群,说明这类基因在棉花进化中出现了功能分化。100个MIKC~C基因中,有12个基因具有miRNA靶位点。【结论】研究结果显示MIKC~C家族基因在棉花纤维中存在功能分化,而且可能受到miRNA的调控,这为进一步研究该家族基因的功能提供信息参考。     

蓖麻RcWRI1基因表达分析及生物信息学分析

WRINKLED1(WRI1)是成熟拟南芥种子中油脂积累的重要调节蛋白,是植物特异转录因子家族(AP2/EREBP)的一个成员,其靶基因主要参与脂肪酸合成和糖酵解,因而在植物脂肪酸合成和积累中起着重要的作用。通过半定量分析了蓖麻中与拟南芥WRI1同源的RcWRI1、RcWRI3和RcAIL5基因在叶片及种子不同发育时期的表达量。结果显示在叶片中RcWRI1和RcAIL5基因有少量表达,RcWRI3无表达;在种子发育过程中,RcWRI3基因仅在种子发育前期表达,RcWRI1和RcAIL5基因在发育过程中表达量先增大后减小,其中RcWRI1的表达量较高。并进一步对RcWRI1、RcWRI3、RcAIL5进行生物信息学分析。     

普通小麦春化基因VRN3的表达分析及过表达载体构建

通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析了不同发育特性的普通小麦品种VRN3基因的表达,结果表明：VRN3基因在春性品种新春2号叶片中表达呈上升趋势,在雌雄蕊分化期达到最大值,在强冬性品种京841中表达量很低;VRN3在新春2号和京841茎尖中的表达量均极低。以京841的cDNA为模板扩增VRN3基因全长,连接到pCAMBIA3301载体上,构建VRN3基因过表达载体,通过农杆菌茎尖转化法获得了转基因植株,研究结果为春化基因VRN3对小麦春化发育调控的进一步研究提供依据。     

芦笋两性花与雄花的碳氮比及氮化合物相关基因可变剪接的差异分析

为探明芦笋两性花、雄花发育与碳氮比及氮化合物的关系,测定了芦笋两性花与雄花性别分化的前期、中期、后期3个时期花蕾的碳、氮化合物含量,并采用RNA-seq技术分析了6个样品中相关氮化合物基因的可变剪接及表达量的差异。结果发现,在性别分化的前期、中期,两性花蕾中含碳量低于雄花蕾,但含氮量却显著高于雄花蕾;在性别分化后期,两性花蕾中含碳量与雄花蕾相当,但含氮量仍然显著高于雄花蕾。可见,较低的碳氮比有利于两性花蕾中雌蕊的发育。RNA-seq测序及GO富集分析表明,有86个氮化合物相关基因只在两性花蕾中发生可变剪接,这些基因主要编码核糖体蛋白、MADS-box转录因子和一些酶类物质等,并且在性别分化的前期、中期,分别有52,47个基因表达量高于雄花蕾。这与两性花蕾中氮化合物含量高于雄花蕾的差异一致。综上所述,氮化合物代谢相关基因的可变剪接及较高的表达量和较低的碳氮比有利于两性花雌蕊的发育。     

多姿多彩的翅膀

<正>昆虫是无脊椎动物中唯一有翅的动物。飞行使昆虫在觅食、求偶、避敌和扩大分布范围等方面都比陆地动物要技高一筹,并成为昆虫纲繁荣兴旺的基础。昆虫翅膀的来源与鸟类不同.鸟类的翅膀是由前     

lncRNA2099对猪前脂肪细胞增殖、分化标志基因的影响

为了探究lncRNA2099对猪前脂肪细胞增殖分化的影响,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测lncRNA2099在猪心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、背肌和背脂及离体培养的前体脂肪细胞增殖和分化阶段的表达水平;利用核质分离技术确定lncRNA2099在脂肪细胞中的表达位置;构建真核表达载体pcDNA3.1-lncRNA2099,采用qRT-PCR技术检测在脂肪细胞内过表达该lncRNA后对脂肪细胞增殖、分化相关标志基因表达的影响。结果显示：lncRNA2099存在明显组织表达特异性,且在肾脏和背脂中高表达,在背肌中不表达;lncRNA2099在猪前脂肪细胞增殖阶段12 h表达量最高,随后逐渐降低。在分化阶段第2天表达量最高,随后逐渐降低。核质定位结果表明,lncRNA2099在细胞核与细胞质中均有表达;在脂肪细胞内过表达lncRNA2099后,增殖标志基因P21与成脂分化标志基因LPL表达量极显著升高。lncRNA2099可能作为转录调节因子抑制猪前脂肪细胞增殖、促进成脂分化。     

山羊APOE基因克隆及组织细胞表达模式分析

旨在克隆山羊载脂蛋白E(Apolipoprotein E,APOE)基因序列并进行生物信息学分析,明确APOE基因在山羊各组织及分化前后脂肪细胞中的表达模式,利用RT-PCR及3′RACE方法克隆山羊APOE基因序列,利用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,qPCR)方法检测该基因在山羊心、肝、脾、肺、肾、肌肉、脂肪等13个组织中的表达水平以及在皮下前体脂肪细胞成脂分化过程中的表达变化情况。结果表明,RT-PCR方法获得山羊APOE基因序列970 bp,其中ORF 951 bp,5′UTR 7 bp,3′UTR 12 bp(GenBank登录号:MN049956);3′RACE法获得3′UTR 152 bp(登录号:MN049957);Targetscan和Mirbase预测得知miR-22-3p可能靶标山羊APOE基因;蛋白预测显示山羊APOE编码316个氨基酸,是一个具有信号肽、无跨膜结构域的不稳定酸性蛋白;亚细胞定位结果发现APOE在细胞外、细胞质、液泡、细胞核以及内质网中均发挥生物学作用;进化树显示该基因在各物种的同源性较高,与绵羊、藏羚羊和牛的亲缘关系最近;基因组织表达谱显示山羊APOE在皮下脂肪中的表达量最高,极显著高于其他组织(P0.01);时序表达结果显示随着皮下前体脂肪细胞分化的进行,APOE基因表达呈上升趋势且在诱导分化60 h时表达量最高。结果为最终进一步揭示APOE基因在脂肪细胞分化、脂肪沉积及脂质代谢中的作用提供了基础理论数据。     

植物种子发育相关NAC家族转录因子研究进展

种子的发育和营养物质积累过程依赖于大量基因的表达和调控,研究这些基因的表达调控规律有助于了解种子发育过程中各种营养物质积累的分子机制.植物特有的NAC转录因子参与种子发育过程的调控,本文综述了NAC家族转录因子的系统发育关系,并对在种子发育过程中起调控作用的NAC家族转录因子的研究进行了总结归纳.