多个环境因素对嗜水气单胞菌感染团头鲂致病力的影响

目的研究pH对拟态弧菌(Vibrio mimicus)感染相关表型及胞外产物特性的影响。方法测定不同pH (6.0、7.0、8.0、8.5和9.0)下拟态弧菌的增殖、泳动、自聚集和生物膜形成以及胞外产物(extracellular products,ECPs)的蛋白质量浓度、酶活性、溶血性、细胞毒性和毒力等特性。结果pH 6.0~9.0范围内,随着pH值升高,拟态弧菌的增殖先增强后减弱,pH 8.5时增殖最强;自聚集、生物膜形成和ECPs毒力先减弱后增强,pH 8.5时显著减弱(P<0.05);泳动以及ECPs蛋白质量浓度和细胞毒性减弱,pH 6.0时显著强于其他pH (P<0.05);ECPs酶活性和溶血性呈波动性,酶活性在pH 6.0时最强、pH 8.0时最弱,溶血性在pH 8.0时最强、pH 8.5时最弱。转录组分析显示：拟态弧菌pH 8.5较pH 7.0时,与ATP合成相关的糖酵解、TCA循环和氧化磷酸化等过程的基因表达上调,而与ADP合成相关的嘌呤合成基因、与蛋白质合成相关的核糖体亚基合成基因以及与蛋白分泌和膜运输相关的基因表达下调。结论pH对拟态弧菌感染相关表型及ECPs特性具有明显影响,且pH可能是通过调节拟态弧菌能量代谢与膜运输等过程影响其相关生物学特性。     

Regulation of chamber-specific gene expression in the developing heart by Irx4

The vertebrate heart consists of two types of chambers, the atria and the ventricles, which differ in their contractile and electrophysiological properties. Little is known of the molecular mechanisms by which these chambers are specified during embryogenesis. Here a chicken iroquois-related homeobox gene, Irx4, was identified that has a ventricle-restricted expression pattern at all stages of heart development. Irx4 protein was shown to regulate the chamber-specific expression of myosin isoforms by activating the expression of the ventricle myosin heavy chain-1 (VMHC1) and suppressing the expression of the atrial myosin heavy chain-1 (AMHC1) in the ventricles. Thus, Irx4 may play a critical role in establishing chamber-specific gene expression in the developing heart.     

急性温度胁迫对虹鳟肝脏代谢酶活性及生长相关基因表达的影响

为探究急性温度胁迫对虹鳟Oncorhynchus mykiss肝脏代谢酶和部分生长调控基因表达的影响,采用血清生化分析仪测定了低温(6℃)和高温(24℃)胁迫下虹鳟(体质量为240 g±18 g)血清中谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)和碱性磷酸酶(ALP)的活性,通过放射免疫法测定了血清类胰岛素生长因子1(IGF-1)的含量,采用实时定量法测定了肝脏中GHR1、IGF-1和IGF-2的表达量。结果表明:温度胁迫2 h后,低温和高温两个处理组鱼的AST活性和高温组的ALT活性均呈先升高后降低的趋势,均在恢复6 h时达到最大值,而低温组鱼的ALT活性在胁迫后恢复0 h时就显著升高(P<0.05),随后逐渐降低至对照组水平;低温组鱼的ALP活性在胁迫后显著降低(P<0.05),并在48 h的恢复期间始终维持在较低水平,而高温组鱼的ALP活性比对照组略有降低(P>0.05);低温组鱼的血清IGF-1激素含量在恢复12 h后呈上升趋势,并在48 h时恢复至对照组水平,而高温组血清IGF-1含量在胁迫后始终处于较低水平;两个处理组肝脏中,GHR1基因表达量比对照组略有降低(P>0.05),而IGF-1和IGF-2基因表达量均呈先降低后升高的趋势,且IGF-2表达量下降更明显,并在恢复12 h时达到最低值。研究表明:温度胁迫后,虹鳟血清转氨酶活性降低,肝脏受到损伤;血清IGF-1激素含量下降,肝脏中GHR1、IGF-1和IGF-2基因表达量均低于对照组;高温组各指标变化较大,说明属于冷水鱼类的虹鳟受高温影响更为显著。     

急性温度胁迫对虹鳟肝脏代谢酶活性及生长相关基因表达的影响

为探究急性温度胁迫对虹鳟Oncorhynchus mykiss肝脏代谢酶和部分生长调控基因表达的影响,采用血清生化分析仪测定了低温(6℃)和高温(24℃)胁迫下虹鳟(体质量为240 g依18 g)血清中谷草转氨酶( AST)、谷丙转氨酶( ALT)和碱性磷酸酶( ALP)的活性,通过放射免疫法测定了血清类胰岛素生长因子1(IGF-1)的含量,采用实时定量法测定了肝脏中GHR1、 IGF-1和IGF-2的表达量。结果表明：温度胁迫2 h后,低温和高温两个处理组鱼的AST活性和高温组的ALT活性均呈先升高后降低的趋势,均在恢复6 h时达到最大值,而低温组鱼的ALT活性在胁迫后恢复0 h时就显著升高( P<0·05),随后逐渐降低至对照组水平;低温组鱼的ALP活性在胁迫后显著降低(P<0·05),并在48 h的恢复期间始终维持在较低水平,而高温组鱼的ALP活性比对照组略有降低(P>0·05);低温组鱼的血清IGF-1激素含量在恢复12 h后呈上升趋势,并在48 h时恢复至对照组水平,而高温组血清IGF-1含量在胁迫后始终处于较低水平;两个处理组肝脏中, GHR1基因表达量比对照组略有降低( P>0·05),而IGF-1和IGF-2基因表达量均呈先降低后升高的趋势,且IGF-2表达量下降更明显,并在恢复12 h时达到最低值。研究表明：温度胁迫后,虹鳟血清转氨酶活性降低,肝脏受到损伤;血清IGF-1激素含量下降,肝脏中GHR1、 IGF-1和IGF-2基因表达量均低于对照组;高温组各指标变化较大,说明属于冷水鱼类的虹鳟受高温影响更为显著。     

菊酯类农药降解酶基因原核表达条件的优化

绘制了菊酯类农药降解酶基因工程菌E.coliBL21(DE3)/pET-28a-est825的生长曲线,优化了诱导起始菌液浓度、诱导剂浓度、诱导温度及诱导时间等条件,得到该基因工程菌诱导表达的最适条件:发酵培养至菌液OD600值为4时,添加终浓度为6g/L的乳糖,37℃诱导8h,酶的表达量最高,酶活为95U/mL,纯化后的重组酶分子量为30.1ku。     

BmNPV对家蚕抗氧化酶基因表达及其酶活性的影响

[目的]探究喂食家蚕核型多角体病毒(BmNPV)后家蚕血淋巴和中肠组织抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)]的活性及其基因表达变化规律,明确BmNPV侵染对家蚕抗氧化系统的影响,为解析BmNPV的致病机理提供理论依据.[方法]以五龄家蚕为研究对象,经口喂食BmNPV,分别于添食后6、12、18、24、30、36、42和48 h采集家蚕的血淋巴和中肠组织,采用实时荧光定量PCR检测两种抗氧化酶基因(Bmsod和Bmcat)的表达水平,同时以抗氧化酶活性测试盒测定SOD和CAT的活性变化情况.[结果]BmNPV侵染五龄家蚕能引起典型的血液型脓病,主要表现为蚕体环节肿胀,狂躁爬行,体壁易破,体液呈乳白色等.家蚕血淋巴和中肠组织中Bmsod和Bmcat基因均在感染BmNPV中期开始上调表达,在感染后期呈下调表达趋势,其相对表达量也呈先增加后急剧减少的变化趋势.添食BmNPV后,家蚕血淋巴和中肠组织的SOD活性在感染18和24 h时极显著高于对照组(添食等量灭菌水)家蚕(P<0.01,下同),但从感染30 h起SOD活性开始急剧下降,至感染48 h时降至最低值.家蚕血淋巴和中肠组织的CAT活性在感染早期(6 h)略有下降,从感染12 h起CAT活性开始呈上升趋势,血淋巴CAT活性在感染18~30 h极显著高于对照组,随后急剧下降且显著低于对照组家蚕(P<0.05,下同);中肠组织CAT活性仅在感染18和24 h时显著或极显著高于对照组家蚕,从感染30 h起开始持续下降,至感染48 h时降至最低值,约为对照组家蚕的18%.[结论]BmNPV侵染能影响家蚕机体相关保护酶活性及其基因转录水平,SOD和CAT活性及其基因表达量在感染中期增加,感染后期则急剧降低,提示抗氧化酶SOD和CAT在家蚕的抗病毒过程中发挥重要作用.     

Regulation of an enzyme by phosphorylation at the active site

The isocitrate dehydrogenase of Escherichia coli is an example of a ubiquitous class of enzymes that are regulated by covalent modification. In the three-dimensional structure of the enzyme-substrate complex, isocitrate forms a hydrogen bond with Ser113, the site of regulatory phosphorylation. The structures of Asp113 and Glu113 mutants, which mimic the inactivation of the enzyme by phosphorylation, show minimal conformational changes from wild type, as in the phosphorylated enzyme. Calculations based on observed structures suggest that the change in electrostatic potential when a negative charge is introduced either by phosporylation or site-directed mutagenesis is sufficient to inactivate the enzyme. Thus, direct interaction at a ligand binding site is an alternative mechanism to induced conformational changes from an allosteric site in the regulation of protein activity by phosphorylation.     

玉米泛素结合酶基因家族的生物信息学及表达分析

[目的]利用生物信息学分析玉米泛素结合酶(E2)基因家族的理化性质和功能,并研究低磷处理下泛素E2基因在玉米幼苗不同组织部位的表达情况,为深入研究泛素E2基因响应低磷胁迫的分子机制提供理论参考.[方法]以MEGA 6.0邻接法(NJ)构建拟南芥、水稻和玉米E2基因家族成员的系统发育进化树,利用生物信息学方法对75个玉米E2基因进行序列分析及理化性质预测.对玉米幼苗进行低磷处理,分别在0、1、6和24 h时采集其根部和叶片样品,并分别通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其E2亚家族XVIII成员基因即ZmUBC17、ZmUBC18、ZmUBC48、ZmUBC57和ZmUBC58在玉米幼苗不同组织中的表达情况.[结果]拟南芥、水稻和玉米的E2基因可划分为18个亚家族,各亚家族间基因功能和进化关系较相近,但含有的E2基因数量差异明显,以亚家族VI的成员最多,亚家族X、XII和XV的成员数最少,均为3个,各亚家族中均分别含拟南芥、水稻和玉米E2基因各1个.玉米E2基因的编码区序列(CDS)长度为402~2616 bp,编码133~871个氨基酸,外显子数目数量存在明显差异,以4~6个居多,最少为1个,最多为12个.86.8%的玉米E2蛋白为不稳定蛋白.玉米E2亚家族XVIII成员中,ZmUBC18、ZmUBC48、ZmUBC57和ZmUBC58蛋白UBC结构域序列具有高度相似性,但与ZmUBC17存在明显差异,且这4个基因在玉米根和叶中均有表达,基因表达模式相似,整体上在低磷处理6 h时的表达量最高;低磷处理下ZmUBC17基因在根中不同时间点的表达量变幅较小,但在叶0~24 h时的表达量呈逐渐升高的变化趋势,尤其是24 h时表达量达最高,表明ZmUBC17基因的响应部位是叶片.[结论]玉米泛素E2蛋白可能参与调控对磷元素的吸收,尤其是ZmUBC17基因具有组织表达特异性,在叶片中大量表达,推测ZmUBC17基因通过调控玉米对磷元素吸收和转运间接影响光合作用效率.     

乳突果脂氧合酶基因的原核表达及酶活性测定

脂氧合酶(LOX)是植物十八碳酸途径中一个很重要的酶,该酶作用的产物在植物的生长发育过程中以及在植物对环境胁迫反应中起着重要的作用.通过PCR和酶切连接的方法,构建了乳突果脂氧合酶基因的原核表达载体,将其导入大肠杆菌BL21(DE3)中,在低温(15℃)条件下,表达出了有活性的酶蛋白,且该蛋白分子量与预期分子量相符.通过LC-ESI-MS检测,该酶可催化亚油酸生成9,10,11-三羟基-12-十八碳烯酸.推测在乳突果中,几丁质诱导的十八碳酸代谢途径是沿着9-LOX方向进行的.     

Control of stress-dependent cardiac growth and gene expression by a microRNA

The heart responds to diverse forms of stress by hypertrophic growth accompanied by fibrosis and eventual diminution of contractility, which results from down-regulation of alpha-myosin heavy chain (alphaMHC) and up-regulation of betaMHC, the primary contractile proteins of the heart. We found that a cardiac-specific microRNA (miR-208) encoded by an intron of the alphaMHC gene is required for cardiomyocyte hypertrophy, fibrosis, and expression of betaMHC in response to stress and hypothyroidism. Thus, the alphaMHC gene, in addition to encoding a major cardiac contractile protein, regulates cardiac growth and gene expression in response to stress and hormonal signaling through miR-208.     

甘蔗ABA生物合成关键酶SoNCED基因克隆及表达分析

[目的]克隆甘蔗体内9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED)基因,分析其基本生物学信息及在逆境胁迫下的表达分析,为进一步探讨SoNCED基因在甘蔗脱落酸(ABA)生物合成途径中的作用提供理论依据.[方法]以甘蔗品种桂糖21号为材料,待蔗苗长至5~6片叶时分别进行干旱、低温、高盐和氧化胁迫处理,利用反转录PCR(RT-PCR)和cDNA未端快速扩增(RACE-PCR)克隆SoNCED基因,应用生物信息学方法对获得的氨基酸序列进行分析,构建原核表达载体并进行目的蛋白的诱导表达,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析SoNCED基因在受到不同逆境胁迫时的表达情况.[结果]克隆获得的SoNCED基因(GenBank登录号JQ314108),cDNA全长为2521 bp,包含1个1827 bp的开放阅读框(ORF),编码608个氨基酸.多重序列比对及系统发育进化树分析结果表明,SoNCED基因编码的氨基酸序列与其他植物有一定的相似性,尤其与禾本科C4植物高粱和玉米的同源性最高,均达96%.成功构建SoNCED基因的原核表达载体pET-SoNCED,且通过IPTG诱导时可得到约66.0 kD的蛋白,确定该蛋白为SoNCE基因的表达蛋白.qRT-PCR结果分析表明,SoNCED基因在干旱、低温、高盐和氧化胁迫下均能诱导表达,其中氧化胁迫下其表达量在6h时达峰值,其他胁迫方式下其表达量在12h时达峰值.[结论]成功克隆获得甘蔗SoNCED基因,并从不同逆境下的表达情况推测该基因在甘蔗体内参与了干旱、低温、高盐和氧化等非生物胁迫的调控过程.     

脱落酸通过提高抗氧化酶活性与基因表达参与富氢水增强番茄幼苗抗旱性

以15%聚乙二醇6000(PEG-6000)处理模拟干旱胁迫,研究了氢气(H₂)和脱落酸(ABA)在番茄(Solanum lycopersicum L.)幼苗抵抗干旱胁迫中的作用及其相互关系。结果表明,外源H₂和ABA均可促进番茄在干旱胁迫下的生长,其中富氢水(HRW,H₂供体)和ABA最适浓度分别为75%和150μmol·L^-1。干旱胁迫下,HRW处理能显著增加番茄幼苗叶片内源ABA含量及其关键基因表达。同时,HRW和ABA单独及其共同处理的番茄幼苗叶片丙二醛(MDA)含量较PEG处理分别降低了34.8%、32.6%和37.0%;而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性及其基因表达显著高于PEG处理。另外,ABA抑制剂氟啶酮(FLU)抑制了HRW对干旱胁迫下番茄幼苗生长的促进作用,说明H₂促进干旱胁迫下番茄幼苗的生长可能需要ABA的参与。FLU抑制了HRW对干旱胁迫下叶片MDA含量的降低作用。此外,FLU抑制了HRW对干旱胁迫下叶片...     

西瓜果实发育过程中番茄红素积累变化及相关酶基因表达

为研究西瓜果实发育过程番茄红素含量变化与相关酶基因表达关系,以LSW-177(红瓤)和COS(浅黄瓤)为材料,通过高效液相色谱法(HPLC)测定从坐果到过熟7个不同时间点果肉组织番茄红素变化,利用荧光定量PCR测定相应时期相关酶基因表达量变化。结果表明,LSW-177(红瓤)授粉后16 d,番茄红素开始逐渐积累,果实转色期(授粉后24 d)番茄红素迅速积累,成熟期(授粉后40 d)达到峰值,随后下降。而COS(浅黄瓤)整个发育过程均未检测到番茄红素积累。四种相关酶基因表达量两品种间存在差异。番茄红素积累与Psy1基因表达呈显著正相关,与Lcyb基因表达呈显著负相关。结合Psy1和Lcyb基因两品种间表达差异,特别是果肉转色期差异分析,推测Psy1和Lcyb基因是西瓜形成番茄红素关键基因。通过基因序列分析,浅黄瓤西瓜中Psy1基因内含子有缺失;两品种Lycb基因间有3个SNP位点,存在两个蛋白差异。