植物乳杆菌中胆盐水解酶结构基因的克隆与序列分析

胆盐水解酶主要是微生物在生长和繁殖过程中所产生的代谢产物;具有降低胆固醇的功能.克隆植物乳杆菌中的胆盐水解酶基因并对其序列进行分析.从植物乳杆菌中提取基因组DNA作为模板.根据Genbank上胆盐水解酶全长基因序列(EU477374)设计一对特异性引物,采用PCR扩增技术得到植物乳杆菌中胆盐水解酶基因并对其进行测序.结...     

泡菜源植物乳杆菌HY41产细菌素性质及其基因簇挖掘

植物乳杆菌是食品生产中常用益生菌和发酵剂之一,在改善肠道菌群、维持肠道微环境平衡、增强胃肠消化吸收等方面具有重要作用。植物乳杆菌所产细菌素是天然防腐剂,具有应用价值。研究旨在进一步探究产细菌素植物乳杆菌HY41(GenBank序列号：OK355401.1)潜在适用性和安全性。发现该菌株在酸碱、热、紫外照射和有机溶剂作用下仍保持较高抑菌活性,可被蛋白酶K、木瓜蛋白酶以及碱性蛋白酶完全灭活,证明其为蛋白类物质,生物安全性良好。菌株HY41具有广谱抑菌特性且细菌素分子质量在3.3～5.8 ku。全基因组测序结果表明,菌株HY41基因组长度为2 473 086 bp,基因组平均GC含量46.02%。不存在抗生素抗性基因和毒力基因,存在两种Ⅱ类细菌素Pediocin PA和Pediocin基因。基因编码产物均为亲水蛋白,二级结构均以α-螺旋为主,三级结构与Pediocin PA-1 M31L和Ped B晶体结构最为接近。综上,通过挖掘植物乳杆菌HY41所产细菌素性质及其细菌素基因,证明植物乳杆菌HY41是一株具有潜在适用性和安全性的天然生物防腐培养物。     

利用16S rRNA序列鉴定分离自开菲尔粒的一株乳杆菌

对菌株 H13 的 16S rRNA 序列进行克隆和测序,并以此为基础构建菌株 H13 的系统发育树,对菌株 H13 进行鉴定.应用 PCR 技术,扩增 H13 菌株的16S rRNA 基因,将其与 pEASY-T 裁体相连接,用 Sanger 双脱氧链终止法测定序列并将16S rRNA 序列与 GenBank 所选择的同属及非同属的菌进行同源性比较.结果表明H13 菌株16S rRNA基因序列同源性与乳杆菌属 10 株菌均在89%以上,与所选的植物乳杆菌和类植物乳杆菌的同源性高这99.5%和99.2%,与其他8株乳杆菌属菌株的同源性都小于97%,可进一步确定其为植物乳杆菌或类植物乳杆菌.系统发育进化树结果表明,H13 与植物乳杆菌的同源性最为接近.H13 最终鉴定为植物乳杆菌,该菌株现在已被中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心收录保存,编号为 CGMCC 1357.     

传统肉制品中一株植物乳杆菌的分离筛选及鉴定

从传统发酵酸肉中分离出一株乳酸杆菌(XC10001),利用API鉴定系统、16S rDNA同源性分析以及recA基因多重PCR特异性扩增3个方法对该菌株进行鉴定,API鉴定结果和16S rDNA同源性分析结果都表明该菌株同植物乳杆菌的同源性最高;多重PCR扩增后发现一条约300 bp的recA基因特异扩增片段,对该片段测序后发现同植物乳杆菌ATCC14917序列完全相同,因此将该菌确定为植物乳杆菌.菌株XC10001的16S rDNA序列的国际基因序列注册号为HM446157.     

乳杆菌的分离及鉴定

从健康学龄儿童的新鲜粪便样品中分离得到6株乳杆菌,并对其进行属和种的鉴定。首先通过形态学观察及H2O2酶、糖发酵等生理生化试验对所分得菌株进行初步鉴定,然后利用16S rDNA序列同源性分析方法,对所分得菌株进行16S rDNA基因扩增与测序,测序结果与GenBank中该属内菌株的16S rDNA基因序列进行同源性分析,从而准确鉴定所分得菌株,并申请各菌株的GenBank登录号。经鉴定,其中1株为卷曲乳杆菌,2株为植物乳杆菌,1株为发酵乳杆菌,1株为黏液乳杆菌,1株为唾液乳杆菌。     

主要果树植物全基因组测序研究进展

近几年,果树植物全基因组测序研究迅速升温,多个果树基因组图谱被陆续公布,为果树分子生物学和比较基因组学研究提供了大量的数据信息。通过比较分析已经完成全基因组测序的11种我国主栽果树的测序研究结果,就果树植物的起源和进化、重要农艺性状相关基因的发掘以及测序结果的应用前景方面进行了概述。     

自然发酵东北酸菜中乳杆菌的分离与鉴定

文章从15份自然发酵的东北酸菜样品中分离乳杆菌,并对其种属进行鉴定。通过形态学观察及H2O2酶、糖发酵等生理生化试验对所分离菌株进行初步鉴定,再利用16S rDNA序列同源性分析的方法对所分离菌株进行16S rDNA基因扩增与测序,并将测序结果与GenBank中该属内菌株的16S rDNA基因序列进行同源性比较分析。结果表明,从15份自然发酵的东北酸菜中分离获得21株菌,其中6株为植物乳杆菌,8株为短乳杆菌,6株为罗伊氏乳杆菌,1株为米酒乳杆菌。本研究为从多角度开发利用东北酸菜中的微生物资源提供依据。     

基于PCR-DGGE技术分析牧区酸马奶中乳酸菌多样性

采用聚合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分析采自新疆和内蒙古6个牧区的混合酸马奶样品中乳酸菌的总DNA,利用PCR扩增其16SrRNA的V3区段,建立由标准菌株组成的参考梯度,对其进行PCR-DGGE,藉此鉴定菌株,对不能鉴定的菌株切胶回收进行测序鉴定,并分析比较优势菌株。结果表明:共鉴定出10种乳酸菌株,包括植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、马乳酒乳杆菌、发酵乳杆菌、詹氏乳杆菌、短乳杆菌、瑞士乳杆菌、乳酸乳球菌、嗜热链球菌及干酪乳杆菌;且嗜热链球菌为所有样品中的共有菌株;马乳酒乳杆菌、短乳杆菌及瑞士乳杆菌是新疆酸马奶中的优势菌株,而内蒙古样品中的优势菌株不尽相同。     

红茶菌发酵液宏基因组分析

对3个发酵批次的红茶菌发酵液进行宏基因组序列分析,采用数据库进行比对,发现红茶菌发酵液中存在短乳杆菌、植物乳杆菌、食窦魏斯氏菌、发酵乳杆菌、戊糖乳杆菌、融合魏斯氏菌、罗伊氏乳杆菌、柠檬明串珠菌、类植物乳杆、副干酪乳杆菌、乳酸片球菌等具有益生功能的细菌。宏基因组注释到的功能基因共有76 512个,其中与代谢过程注释到的功能基因数最多,且这些代谢途径上注释得到的菌株多数是益生菌株,主要参与了与碳水化合物代谢相关的三羧酸循环、柠檬酸循环、磷酸戊糖途径、糖酵解等;与氨基酸代谢相关主要有丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸等代谢途径。     

植物病原细菌Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000致病基因比较基因组及原核表达分析

番茄细菌性叶斑病是由Pseudomonas syringae pv. tomato引起的一种世界范围内广泛发生的植物细菌性病害,其模式菌株DC3000已完成全基因组测序。试验通过比较基因组学方法将该模式菌株基因组中的致病基因与其他已完成全基因组测序的植物病原细菌的基因组序列进行比对,得到3个DC3000菌株特有的致病基因PSPTO_4707、PSPTO_4708、PSPTO_4711,并对PSPTO_4711基因进行原核表达和蛋白活力检测,发现其表达的活性蛋白对拟南芥具有很强的毒性。     

解鸟氨酸拉乌尔菌ZK4菊酯农药降解酶基因BioH的克隆及原核表达

为挖掘新的拟除虫菊酯类农药降解基因，在大肠杆菌中实现异源高效表达，以本课题组前期筛选出的降解谱广泛、降解率较高的菌株解鸟氨酸拉乌尔菌(Raoultella ornithinolytica)为研究对象，克隆其菊酯类农药降解酶基因BioH,在大肠杆菌中表达。通过解鸟氨酸拉乌尔菌全序列进行基因组注释、蛋白注释和通路注释，和已有菊酯类农药降解基因序列比对，筛选出潜在的具有菊酯类农药降解功能的基因；以解鸟氨酸拉乌尔菌基因组DNA为模板，根据功能基因序列设计特异性引物进行PCR扩增，回收目的片段后与pMD19-T载体连接，筛选阳性克隆并鉴定；酶切回收目的片段后和pET32a(+)表达载体连接，转化至大肠杆菌BL21(DE3)中，将验证正确的重组菌经IPTG诱导表达，通过SDS-PAGE分析蛋白表达情况。结果表明：通过筛选得到BioH基因，该基因具有水解酶的作用，同时也具有其他菊酯类农药降解基因序列中存在的保守五肽motif-GXSXG,PCR扩增后得到大小为783 bp的条带，通过重组技术获得阳性克隆，PCR扩增、酶切和DNA测序进行验证，重组菌经0.2 mmol/L IPTG诱导4 h后获得约为...     

骆驼斯氏副柔线虫雌虫和雄虫比较转录组学分析

为探明骆驼斯氏副柔线虫雌虫和雄虫的转录组差异,挖掘出与性别决定相关的功能基因,采用Illumina HiSeqTM2000分别对其雌虫和雄虫样本进行转录组测序,构建cDNA文库,通过建库质量评估和组装效率评估后对其进行功能注释及相关生物信息学分析。结果显示,比较雌虫和雄虫的转录本,获得6 430个差异表达基因,其中2 131个基因上调;4 299个基因下调。对差异表达基因进行GO功能分类,有341 328和714个Unigenes分别注释到生物学过程、细胞组成和分子功能三大类41个分支中。KEGG数据库分析,有1 116个差异表达基因参与到198条KEGG通路中,显著富集在机体免疫调节,卵母细胞成熟等通路。功能聚类分析中,雌虫样本在生殖发育、产卵、生殖行为中高表达;雄虫在主要精子蛋白、丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白磷酸酶中高表达。此外,在雄虫和雌虫中筛选出Tab-3,Tab-5、Fem-1和Mog-3等10种线虫性别决定相关基因,以及8种雄性性别特异表达基因和4种雌性性别特异表达基因,这些基因在虫体性别决定和性别特异性表达中发挥重要作用。本研究利用生物信息学技术预测出雌虫和雄虫差异表达基因在功能分类和代谢通路等方面的生物学特征,挖掘出性别决定基因和性别特异性表达相关基因,为进一步开展斯氏副柔线虫的功能基因组学研究、药物靶点预测和疫苗候选基因筛选提供有价值的数据资源。     

两型豆属叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析

为明确锈毛两型豆的叶绿体基因组结构和两型豆属叶绿体基因组密码子使用偏性及影响因素,以亚热带中、南部地区具有广阔开发利用前景的豆科草种—锈毛两型豆(Amphicarpaea ferruginea)为试验材料,利用高通量测序技术对锈毛两型豆进行叶绿体基因组测序、组装和注释,对其叶绿体基因组结构、基因组成进行分析。同时利用CodonW 1.4.2软件和CUSP在线程序等软件分析锈毛两型豆和两型豆的基因密码子使用偏性参数和核苷酸组成。结果显示：锈毛两型豆叶绿体基因组全长为152 531 bp,包含83 364 bp的大单拷贝(LSC)区、17 935 bp的小单拷贝(SSC)区和25 616 bp的1对反向重复序列,为典型四分体结构,GC含量为35.44%;叶绿体基因组共编码130个基因,包括85个蛋白质编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因;叶绿体基因组共检测出73个简单重复序列(SSRs),单、二、三、四、五和六核苷酸SSRs的数目分别为41、28、3、1、0和0。从锈毛两型豆和两型豆叶绿体基因组中筛选到适用于密码子使用偏好性分析的CDS基因共48条,两种植物叶绿体基因组具有相似的...     

截形叶螨雌成螨应对高温胁迫的转录组分析

为明确截形叶螨Tetranychus truncatus雌成螨应对热胁迫的差异表达基因，采用Illumina HiSeq 4000进行转录组测序。结果表明，截形叶螨雌成螨热胁迫后共检测到17 577个差异基因，其中12 831个上调，4 746个下调。GO功能富集发现，雌成螨热胁迫后的差异基因主要富集于细胞过程、催化活性和细胞，KEGG通路富集分析发现，差异基因主要富集在代谢途径和溶酶体等。从转录组测序数据中筛选出与高温存在关联的抗氧化酶和热激蛋白等基因。采用RT-qPCR技术检测这些基因在截形叶螨雌成螨上的表达特征，发现17条基因的上下调趋势与转录组测序结果一致。这为后续深入研究截形叶螨与热胁迫相关基因的功能奠定了基础。     

中国瘰螈皮肤转录组测序及活性多肽分析

首次对中国瘰螈皮肤组织进行了转录组测序并分析其活性多肽。提取中国瘰螈皮肤组织总RNA用于构建cDNA文库，采用Illumina HiSeq 4000进行测序。测序数据处理后获得unigene，并对其进行基因注释和生物信息学分析。共组装获得了74 371 个非冗余unigene（平均长度为762 bp），其中33 627个unigene在七大功能数据库中得到功能注释，5 137个unigene的注释结果来自两栖类物种，约占注释总数的15%。另外，从转录组数据中识别了一些皮肤活性多肽如胆囊收缩素、防御素、伤口愈合肽、蛋白激酶抑制剂、胸腺素，它们大多数具有皮肤免疫或防御功能，且在其他两栖动物种类中均发现有较高序列相似性的同源多肽。结果为阐明蝾螈皮肤免疫或防御机制提供了前期基础资料。     

青花菜线粒体基因组组装与序列特征分析

为更好地从分子水平了解青花菜,对青花菜进行线粒体基因组组装,并对其序列特征进行分析。青花菜线粒体基因组大小为219 964 bp,GC含量为45.25%。线粒体基因组注释到61个基因,包括33个编码蛋白基因,23个tRNA基因,3个rRNA基因和2个假基因。其中8个基因的核苷酸多样性较高;24个基因无核酸多样性。变异数量最多的基因是 rrn26、 rrn18和 atp1,其变异数量分别为326、277和136。密码子偏好性分析结果显示RSCU值>1的密码子有29个,大多以A/U碱基结尾,表明其密码子更偏向于A/U结尾。基因组序列中共检测到345个重复序列,包括170个正向重复序列和175个回文重复序列。青花菜与花椰菜的线粒体基因组具有极好的共线性,且基因的位置基本一致。青花菜线粒体和叶绿体基因组中共检测到22条同源片段。同源片段总长度为13 355 bp,平均607 bp。     

基于家系基因组测序对骡基因组结构多样性分析

为分析马(Equus caballus)和驴(Equus asinus)杂交后两套结构和功能完善的独立基因组在骡基因组中整合后的结构多样性，本研究以马属动物三成员家系的全基因组序列为研究对象，分别以纯血马基因组和驴基因组为参考，识别驴、马和骡的InDel、SNP和CNV；通过生物信息分析，分析骡的de novo SNP及其突变频率、识别骡特异性CNV，并进行功能分析。结果显示:1)驴、马和骡分别获得100.01、103.78和114.36 Gb 的高质量Illumina基因组测序数据。2)以纯血马基因组为参考，识别的InDels、SNPs和CNVs分别为402 533~2 110 786、5 012 403~23 819 055和2 126~3 761；以驴基因组为参考，识别的InDels、SNPs和CNVs分别为527 351~2 279 875、3 212 499~23 549 224和3 572~7 812。3)骡de novo SNPs分别为555和419，其突变频率为1.72×10^-7~2.21×10^-7。4)获得骡特异性CNVs分别为396和859，总长度分别为2.15和3.77 Mb。5)变异相关基因主要和机体的免疫及癌症过程相关。综上，骡基因组发生了高频率的de novo SNPs和特异性CNVs，这些结构变异可能对马和驴异种杂交不相容以及骡的遗传适应性具有重要意义，为进一步开展马和驴异种杂交的遗传基础及其分子机制的研究提供候选遗传位点。     

魔芋GDP甘露糖焦磷酸化酶基因及其启动子的克隆与分析

以花魔芋和白魔芋为材料,通过魔芋5个转录组高通量测序数据库,与拟南芥进行tBlastn比对、拼接,得到魔芋中的GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因GMP的推定全长,设计基因特异性引物,克隆得到魔芋GMP基因的部分cDNA序列,长度为1 233 bp,其中基因编码区长度为1 086 bp,编码的氨基酸为361个.在此基础上运用FNPI-PCR技术得到了魔芋GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因GMP上游启动子2 116 bp,经生物信息学分析,该序列具有典型的TATA-box、 CAAT-box及与胁迫相关的元件和光应答元件.     

基于高通量测序组装‘赤霞珠’叶绿体基因组及其特征分析

【目的】以欧亚种葡萄‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)为试材,建立适于葡萄属(Vitis)植物完整叶绿体基因组组装及其特征分析的方法,为研究葡萄属植物的进化和系统发育提供方法指导。【方法】采用Illumina Hi Seq PE150双末端测序策略对其全基因组DNA建库测序,建库类型为350 bp DNA小片段文库,测序深度为10倍。以已发表的拟南芥(Arabidopsis thaliana)和欧亚种葡萄‘黑比诺’(Pinot Noir)的叶绿体基因组序列为参考,通过BLASTN比对提取葡萄叶绿体基因组序列,并用SOAPdenovo软件进行组装,得到‘赤霞珠’完整的叶绿体基因组并对其进行特征分析。【结果】基于高通量Illumina测序,共获得5.2 G的全基因组原始数据,其中,葡萄叶绿体基因组序列为0.42 G,约占全基因组序列的8%。用抽提出来的葡萄叶绿体基因组序列成功组装出‘赤霞珠’完整叶绿体基因组。特征分析表明,叶绿体基因组序列全长160 676 bp,包括大单拷贝区(large single copy,LSC)、小单拷贝区(small single copy,SSC)和2个反向重复序列(inverted repeat,IRA和IRB),长度分别为89 134、19 072和26 235 bp,具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构;共注释得到154个基因,包括99个蛋白编码基因、47个t RNA基因和8个r RNA基因;其叶绿体基因组的GC含量为37.43%;共检测到37个串联重复序列(tandem repeat sequence)和53个散在重复序列(dispersed repeats),其中,绝大部分串联重复序列的长度为11—42 bp,占叶绿体基因组序列的0.83%,而散在重复序列占叶绿体基因组序列的5.33%;此外,还检测到50个简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)位点,大部分的SSRs均由A或T组成,同时SSRs在‘赤霞珠’叶绿体基因组上的分布是不均匀的,LSC区段含有39个SSRs,而SSC区段和IR区段分别仅有7个和4个SSRs;与蛋白编码基因对应的密码子偏好使用A/T碱基,并且编码亮氨酸(L)的密码子使用频率最高,而编码半胱氨酸(C)的密码子使用频率最低;系统发育分析表明‘赤霞珠’与‘黑比诺’、夏葡萄(Vitis aestivalis)、圆叶葡萄(Vitis rotundifolia)亲缘关系最近。【结论】基于全基因组高通量测序的方法,成功组装出‘赤霞珠’完整的叶绿体基因组,与传统获得叶绿体基因组的方法相比,此方法不需要分离叶绿体和提取cpDNA,缩短了试验时间、降低了劳动强度,并且极大地提高了试验的可行性。‘赤霞珠’叶绿体基因组的基因结构、基因顺序、GC含量和密码子偏好性均与典型的被子植物叶绿体基因组类似。