绿色杜氏藻香叶基焦磷酸合成酶基因(GPS)生物信息学与诱导表达分析

香叶基焦磷酸合成酶(GPS)在植物体内催化二甲烯丙基焦磷酸与异戊烯基焦磷酸结合成萜类化合物前香叶基香叶基焦磷酸(GPP)。为深入理解GPS蛋白在类胡萝卜素生物合成过程中的作用,本研究采用高通量测序方法获得绿色杜氏藻GPS基因(Gen Bank序号:KT751181)c DNA全长序列,并研究乙酰水杨酸(ASA)、硫酸铈铵(CAS)和花生四烯酸(AA)3种诱导子对绿色杜氏藻GPS基因表达的影响。测序结果表明,绿色杜氏藻GPS基因c DNA全长2 281 bp,开放阅读框为1 449 bp,编码463个氨基酸。绿色杜氏藻GPS蛋白的分子量为53 714.9,理论等电点(p I)为6.66,该蛋白分子呈亲水性,无信号肽和跨膜结构域。二级结构分析显示,该蛋白分子中螺旋结构占主导地位,占47.7%。系统进化树结果表明,绿色杜氏藻GPS蛋白与莱茵衣藻亲缘关系最相近。诱导表达分析显示,62.5 mg·L-1AA、0.2~0.8 mg·L-1ACS和10 mg·L-1ASA可极显著提高绿色杜氏藻GPS基因表达;同时,类胡萝卜素含量也极显著升高,这一结果表明GPS基因与类胡萝卜素合成有关,GPS基因可能通过控制GPP的去向,间接影响绿色杜氏藻类胡萝卜素合成。本研究结果为揭示藻类类胡萝卜素合成机理及利用代谢工程策略提高类胡萝卜素含量奠定了理论基础。     

杜氏盐藻磷脂酶C基因DsPLC的克隆及盐胁迫下的表达分析

为了研究磷脂酶C基因的结构与功能,采用RT-PCR和RACE技术从盐藻中克隆出了一种磷脂酶C基因(GenBank Accession No.KF573428),命名为DsPLC,并对其进行了生物信息学分析和盐胁迫条件下的表达分析。结果表明,DsPLC的cDNA全长2 628 bp,开放阅读框1 782 bp,编码593个氨基酸。该蛋白质为亲水性稳定蛋白,没有信号肽,也没有跨膜区域,是一种非跨膜蛋白,存在多个潜在的磷酸化位点,二级结构的主要元件为无规卷曲和α-螺旋。进一步的进化分析结果表明,盐藻与衣藻、团藻的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,正常情况下DsPLC的表达量很低,当受到高盐胁迫时表达量急剧升高,且在胁迫4 h时表达量达到最高,是对照组的10倍左右,差异极显著(P0.01),表明DsPLC可能在盐藻抵御外界盐胁迫的过程中起重要作用。这些研究结果为进一步阐明DsPLC的功能及其作用机制奠定了分子基础。     

甜橙β-胡萝卜素羟化酶cDNA克隆及其瞬间反义表达*

根据已报道的温州蜜柑(Citrus unshiu)β-胡萝卜素羟化酶(BCH)cDNA序列(AF296158)，设计1对引物，以华盛顿脐橙(C.sinensis)成熟果实cDNA为模板，采用PCR扩增出1条长为1057bp的cDNA片段，将此片段克隆入pUCm—T载体，测序结果表明，所得序列与已报道序列同源99．62％，表明所获得的基因是BCH基因。将该基因反义插入到pBI121中构建成反义植物表达载体，其正确性得到测序的鉴定。含有该植物表达载体的根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)在脐橙白皮层中诱导了β-胡萝卜素积累。     

盐藻CDPK基因的克隆与生物信息学分析

为了研究CDPK基因的结构和功能,应用RT-PCR和RACE方法从盐藻Dunaliella salina中克隆得到CDPK基因(GenBank登录号为JQ964113),并对其进行生物信息学分析.结果表明:盐藻CDPK基因的cDNA全长3 052bp.5’-UTR长70bp;开放阅读框长1650bp,编码549个氨基酸;3’-UTR长1 332bp.蛋白表现为弱酸性,且稳定、亲水,二级结构中以无规则卷曲和α-螺旋为主,三级结构同源建模成功.亚细胞定位于叶绿体和细胞核中,无跨膜结构域,无信号肽.蛋白序列中存在4个丝氨酸磷酸化位点、4个苏氨酸磷酸化位点和3个酪氨酸磷酸化位点,蛋白激酶结构域在53 ～ 331位氨基酸处,蛋白激酶ATP结合域在59 ～82位氨基酸处,丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性域在173 ～ 185位氨基酸处,4个EF-hand钙结合域分别在357 ～ 385、393 ～ 421、429 ～ 457、465 ～ 493位氨基酸处.进化分析结果表明,克隆的CDPK基因与团藻、衣藻、盐藻Dunaliella tertiolecta的CDPK亲缘关系最近.为进一步研究CDPK基因的功能及探究盐藻耐盐机制的信号转导途径奠定了分子基础.     

漂浮型和定生型铜藻中色素的液质联用分析

为探究由气候变化、浅海海水污染加剧等因素造成的铜藻爆发性漂浮增殖现象,明确铜藻的漂浮生长机制,采用高效液相色谱-三重四级杆串联质谱(HPLC-QqQ-MS)技术建立11种色素(岩藻黄素、角黄素、玉米黄质、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、ε-胡萝卜素、γ-胡萝卜素和 ζ-胡萝卜素)的定性定量分析方法,分析不同地区、不同生态型及不同部位的铜藻中色素的种类和含量。结果表明,共检测到10种色素,其中东极岛漂浮型铜藻中的叶绿素a、叶绿素b和β-胡萝卜素含量显著高于其他地区,而叶黄素、玉米黄质和岩藻黄素含量最低;定生型铜藻的色素总量是漂浮型铜藻的1.6倍;铜藻气囊中含有大量的叶黄素、岩藻黄素、玉米黄质、叶绿素a和叶绿素b等5种色素。本研究建立了快速、灵敏的液相色谱质谱联用定量分析方法,比较分析了不同铜藻中的10种色素种类和含量分布规律,为铜藻的健康、可控利用研究提供了基础数据支撑。     

大麻素Ⅰ型受体基因(CNR1)特异性siRNA表达载体的构建及稳定干扰阳性L6细胞克隆的筛选

大麻素Ⅰ型受体(CNR1)是介导内源性大麻素发挥作用的关键分子,在食欲和能量代谢调控中发挥着重要作用.为了更深入研究CNR1的基因功能,本实验旨在构建和筛选有效沉默CNR1基因的干扰表达载体,并筛选出稳定转染干扰质粒的阳性细胞系.设计合成3对CNR1基因的特异性发夹小干扰RNA(siRNA)干扰引物,将其连接入干扰载体pYr-1.1,构建可沉默CNR1基因的siRNA表达载体CNR1-1、CNR1-2和CNR1-3.并采用LipofectamineTM(Lip)2000介导质粒转染L6细胞,绿色荧光蛋白的表达和流式细胞仪监测转染效率,通过实时荧光定量分析siRNA表达载体的干扰效果.并进一步用G418进行了稳定转染细胞筛选.结果显示,CNR1基因的siRNA表达载体构建正确,瞬时转染L6细胞的转染效率分别为10.45％(P＜0.01)、8.57％(P＜0.01)和8.71％(P＜0.01);干扰效率为39％(P＜0.05)、64％(P＜0.01)及68％(P＜0.01).稳定筛选的最佳G418浓度为800 μg/mL,稳定筛选后干扰效率分别为43％(P＜0.05)、78％(P＜0.01)及91％(P＜0.01).干扰效率较高的CNR1-3表达载体和稳定转染CNR1-3的细胞系为构建筛选成功的siRNA表达载体和阳性细胞系.本研究提供了一种有效沉默CNR1基因表达的方法,同时稳定沉默的阳性L6细胞系成功筛选为进一步研究大麻素Ⅰ型受体的基因功能提供了基础资料.     

棉花转录因子GhWRKY11的克隆及功能分析

短季棉(Gossypium hirsutum)的早熟往往伴随着早衰,挖掘和鉴定衰老相关基因对于选育早熟不早衰棉花新品种具有重要意义,而WRKY转录因子广泛参与调控植物衰老过程.本研究克隆了陆地棉WRKY转录因子GhWRKY11(GenBank accession No.JN604988),cDNA全长1 055 bp,包含1 008 bp开放阅读框(open reading frame,ORE),编码335个氨基酸,属于WRKY转录因子Ⅱd亚组.蛋白序列系统进化分析表明,GhWRKY11与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtWRKY11的相似度较高.基因结构分析表明,Gh WRKY11基因有3个外显子和2个内含子.亚细胞定位结果表明,GhWRKY11蛋白定位在洋葱(Allium cepa)表皮的细胞核.qRT-PCR结果分析表明,Gh WRKY11在盛花期的棉花叶片中优势表达,在子叶衰老过程中表达下调.赤霉素(gibberellin,GA3)处理棉花幼苗后,GhWRKY11在2、4、8和12h的表达显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)上调;水杨酸(salicylic acid,SA)处理后,GhWRKY11的表达量随处理时间的增加而逐渐升高,并且在2、4、8和12h的表达极显著(P＜0.01)上调;同时,GhWRKY11可以在某些时间点被脱落酸(abscisic acid,ABA)、乙烯(ethylene,ET)、H2O2和茉莉酸(jasmonic acid,JA)诱导表达上调.GhWRKY11在受到低温(12℃)胁迫处理时表达上调,且在2、8和12h达极显著(P＜0.01);盐胁迫(200 mmol/L NaCl)处理后,GhWRKY11在2、4、8和12 h的表达显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)上调;15％聚乙二醇6000(polyethylene glycol 6000,PEG6000)处理后,在12h的表达量极显著(P＜0.01)上调;损伤处理对该基因的表达没有显著影响.播种45 d后,与野生型拟南芥相比,GhWRKY11拟南芥过表达植株衰老延缓,由此推断,GhWRKY11可以延缓植株衰老,初步鉴定GhWRKY11是衰老的负调控因子.该基因的克隆和功能的初步分析为创制转基因抗早衰棉花材料提供基础资料.     

piggyBac转座酶的瞬时表达对莱茵衣藻体内piggyBac转座子的作用

piggyBac转座系统作为一种遗传修饰的工具,在很多生物体如哺乳动物、昆虫、酵母中已经得到了广泛应用.然而,目前piggyBac转座系统在绿藻一莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardti)中是否有活性很少有入研究.本研究构建含有一个拷贝或多个拷贝并且能够稳定表达piggyBac转座元件的莱茵衣藻藻株.然后在含有转座元件的藻株中瞬时表达普通的piggyBac转座酶和密码子优化后的piggyBac转座酶,通过限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)分析piggyBac转座元件的转座现象.转座酶转入莱茵衣藻细胞内一周和两周之后与转入之前的RFLP图谱对比,有很明显的差异.转入转座酶一周后的TR1藻株原有的1.5kb大小的片段消失,同时出现了3条新的片段:2.8、4.2和6.5 kb.两周之后,这3条片段又发生了变化,表明转座现象存在并且持续发生.转入密码子优化后转座酶一周后的TR3藻株中,1.5、3和4kb大小的片段没有发生改变,但是6.5 kb大小的片段消失了,与此同时新出现了一个2.8 kb大小的片段.两周之后,TR3的限制性片段多态性图谱并没有发生变化.为了检测转座酶是否成功转入细胞中,我们在新的接头序列两侧进行侧翼PCR,同时对PCR产物进行序列比对分析,结果显示,piggyBac转座子偶尔会在非常规性位点5’-TTT-3’和5’-ACGCAG-3’处发生剪切,而常规性剪切位点发生在5’-TTAA-3’处.研究结果表明,piggyBac转座酶对莱茵衣藻体内piggyBac转座子具有转座作用,piggyBac转座系统可以用于莱茵衣藻的遗传学修饰.     

绿色杜氏藻DvGGPS生物信息学及转录差异研究

香叶酰香叶酰焦磷酸合成酶(GGPS)能够催化焦磷酸异戊烯酯(IPP)与二甲基丙烯焦磷酸(DMAPP)反应形成二萜化合物通用前体香叶酰基香叶酰焦磷酸(GGPP)。为深入了解GGPS蛋白在类胡萝卜素合成途径中的作用,通过Illumina Hi Seq TM 2000高通量测序获得Dv GGPS基因c DNA全长序列,对GGPS基因序列进行生物信息学分析,并研究花生四烯酸(AA)、乙酰水杨酸(ASA)和硫酸铈铵(ACS)对Dv GGPS基因转录水平的影响及绿色杜氏藻类胡萝卜素含量变化。生物信息学分析结果表明,Dv GGPS基因c DNA全长2 229 bp,含1 041 bp开放阅读框,编码346个氨基酸。GGPS蛋白质序列理论等电点(p I)为5.82,相对分子质量为37.66 k Da,该蛋白为疏水性蛋白,无信号肽和跨膜区域。二级结构预测显示该蛋白分子中α-螺旋结构最多,占57.23%。同源比对结果表明,绿色杜氏藻GGPS蛋白与雨生红球藻亲缘关系最近。qRT-PCR结果表明,62.5 mg·L~(-1)AA、50 mg·L~(-1)ASA和0.8 mg·L~(-1)ACS处理的Dv GGPS基因转录水平达到最高,此时类胡萝卜素含量也均有提高,说明绿色杜氏藻类胡萝卜素的生物学合成可能是通过诱导Dv GGPS基因表达实现的,Dv GGPS基因在类胡萝卜素生物合成中起关键作用。Dv GGPS基因的克隆及表达调控研究为今后探明类胡萝卜素积累的分子机理提供了重要参考,也为进一步通过代谢工程手段提高绿色杜氏藻类胡萝卜素含量奠定了理论基础。     

绒山羊次级毛乳头细胞培养优化及miR-206对其调控研究

毛乳头细胞(dermal papilla cells,DPCs),对毛囊再生具有诱导能力,并一定程度上决定毛囊的大小,在毛囊周期变化过程中发挥关键作用.本研究旨在优化陕北白绒山羊(Capra hircus)次级DPCs培养液体系,探讨miR-206对次级毛乳头细胞表达模式影响,分析miR-206与次级毛囊周期性发育关系,探索其在陕北白绒山羊皮肤毛囊发生过程中的作用.本研究采集陕北白绒山羊生长期皮肤样本,采用钝性分离与中性蛋白酶及胶原酶Ⅱ消化相结合的方法分离单根毛囊并剥离毛乳头;配制5组细胞培养液,利用细胞免疫荧光染色的方法检测毛乳头细胞中α-平滑肌激动蛋白基因(α-smooth muscle actin,α-SMA)和CD133的表达;利用脂质体3000介导miR-206模拟物转染次级毛乳头细胞,qRT-PCR检测7个与毛囊周期变化相关基因的表达情况.本研究成功进行了毛乳头细胞原代和传代培养,毛乳头细胞3d即可贴壁并伴有迁出;同时添加双抗、雌二醇(β2 estradiol,β2)、胰岛素-转铁蛋白-硒(insulin-transferrin-selenium,ITS)和表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)的培养液中毛乳头细胞从贴壁时间和迁出效率及细胞活力上均优于其他组,建议绒山羊次级毛囊生长期毛乳头细胞培养液为改良杜氏伊格尔培养基(dulbecco's modified eagle medium:nutrient mixture F-12,DMEM/F12)(1∶1)、10％胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)、双抗(100 IU)、β2(0.3 μg/mL)、ITS(5.0 μg/mL)、EGF(7.0 μg/mL).与对照组相比,miR-206转染毛乳头细胞后,蛋白络氨酸磷酸酶N1基因(protein tyrosine phosphatase,non-receptor type 1,PTPNl)、骨形态发生蛋白2基因(bone morphogenetic protein 2,BMP2)表达量极显著升高(P＜0.01),BMP4表达量无显著差异(P＞0.05),与BCL-2相关的永生基因(BCL-2 associated athanogene 4,BAG4)、MAX二聚蛋白4基因(MAX dimerization protein 4,MXD4)、胰岛素样生长因子1基因(insulin like growth factor 1,IGF-1)和成纤维细胞生长因子受体2基因(fibroblast growth factor receptor 2,FGFR2)表达量极显著下降(P＜0.01).经筛选分析BAG4可能是miR-206的候选靶基因.本研究成功对毛乳头细胞培养液进行了优化,转染的miR-206能够在绒山羊次级毛乳头细胞中稳定表达,初步判断其过表达对生长期毛囊的发育具有一定的抑制作用.本研究为进一步研究miR-206在毛囊周期发育中的分子机制提供了理论依据.     

Gln减轻LPS诱导奶牛睾丸支持细胞炎症损伤的作用

谷氨酰胺(glutamine,Gln)可以调节多种抗炎因子的表达,但是其能否减轻脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的炎症损伤不得而知.本研究将传至第3代的奶牛(Bos taurus)睾丸支持细胞(sustentacular cell,SCs)分别与Gln (0.5,1,2,4和8mmol/L)共培养12h,更换培养液培养4h后用试剂盒检测各组细胞存活率,当Gln浓度为2 mmol/L时细胞存活率为90.81％.将培养的睾丸支持细胞随机分为4个组:对照(空白)组、LPS (0.1 μg/mL LPS共培养12 h)组、Gln(2 mmol/L的Gln共培养12 h)组和LPS+Gln(2 mmol/L的Gln共培养12h后用0.1 μg/mL LPS处理4 h)组,用qRT-PCR和Western blot分别检测热体克蛋白72 (heat shock protein 72,HSP72),白介素-1受体相关激酶-M (interkeukin receptor-associatedkinase-M,IRAK-M),Toll作用蛋白(toll-interacting protein,Tollip)和锌指蛋白(zinc finger protein,A20)的表达,用酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)法检测白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β),白介素-6(IL-6),白介素-8(IL-8),白介素-10(IL-10),白介素-13(IL-13)和白介素-17(IL-17)的表达.结果显示,Gln能诱导SCs HSP72、IRAK-M、Tollip和A20的表达,且HSP72mRNA和其蛋白的时效表达量分别在2和4h最高.与空白对照组相比,LPS组细胞的HSP72、IRAK-M、Tollip和A20均显著升高(P＜0.05),与LPS组相比,LPS+Gln组细胞的上述指标均显著降低(P＜0.05).同样,与空白组相比,LPS组细胞IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13和IL-17的表达量均显著升高(P＜0.05),与LPS组相比LPS+Gln组细胞的上述相应指标的表达量均显著降低(P＜0.05);上述结果说明,LPS能够诱导炎性因子、HSP72、IRAK-M、Tollip和A20炎症负反馈调节因子的表达.而Gln能够抑制LPS诱导的炎性因子、促进抑炎因子的表达,从而减少炎性损伤.研究结果为进一步筛选抗睾丸炎症的分子药物提供新的理论依据.     

过表达SlMPK3基因提高番茄低温耐受能力

促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK/MPK)级联是植物响应外界环境变化的重要信号传导途径.为了验证番茄促分裂原活化蛋白激酶3(Solanum lycopersicum mitogenactivated protein kinases 3,S1MPK3)在低温胁迫中的功能,本研究将醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)SlMPK3基因在栽培番茄(S.lycopersicum)M82中过表达,获得了过表达SlMPK3的转基因番茄后代.结果表明,低温胁迫下转基因番茄幼苗SlMPK3基因被迅速诱导表达.低温处理8h处,SlMPK3的表达量达到最大值,转基因植株(OE4,OE6和OE7)中SlMPK3的表达量显著高于野生型(P＜0.05).苗期耐冷性鉴定结果表明,转基因植株耐冷指数(OE4(0.81),OE6 (0.78),OE7(0.77))显著高于对照((0.37),P＜0.05).低温胁迫下表型观察发现,4℃低温胁迫24 h,野生型番茄叶片边缘失水萎蔫,叶面出现明显黄色枯斑;转基因番茄植株叶片表现正常.低温胁迫120 h后,野生型植株的相对电解质渗透率为74.66％,而转基因植株的电解质渗透率平均为59.79％,比对照低14.87％;转基因植株叶片中丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量为6.76 μmol/g FW,比对照(9.77 μmol/g FW)低30.81％;野生型植株叶片中的H2O2含量显著高于转基因植株(P＜0.05),比转基因植株高22.02％.低温胁迫处理引起了转基因植株和野生型植株的抗氧化酶(antioxidant enzymes,AOEs)活性显著增加(P＜0.05),低温处理120 h后,转基因植株中超氧化物歧化酶(super-oxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性分别比对照高29.40％、24.24％和22.83％.转基因和野生型植株中可溶性蛋白(soluble protein)和可溶性糖(soluble sugar)含量均随低温处理时间的推移逐步增加,4℃处理120 h后转基因植株可溶性蛋白含量为40.02 mg/g FW (OE-4),42.21 mg/g FW (OE-6)和40.33 mg/g FW (OE-7),显著高于对照(36.86 mg/g FW)(P＜0.05);转基因植株可溶性糖含量平均为51.87 mmol/g FW,比对照高21.82％.本研究证明,SlMPK3过表达提高了番茄植株的低温耐受能力,为进一步研究番茄SlMPK3基因的功能提供依据,同时为耐低温番茄育种提供了新种质.     

高油脂产率微藻的筛选及发酵条件的优化

本研究旨在从自然水域分离、筛选出高油脂产率的微藻藻株,对其生产油脂的发酵条件进行优化,以期为用微藻制备生物柴油的工业化生产打下基础.从不同淡水环境中分离纯化了17株微藻,根据形态特征对这些微藻进行了初步鉴定.比较了其中11株微藻的生物量、油脂含量及油脂产率.从中选取生物量和油脂含量都较高的椭圆栅藻(Scenedesmus ovalternus)、雷氏衣藻(Chlamydomonas reinhardii)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)3株微藻,研究了光照、温度、pH、碳源、氮源及不同水平碳氮源组合对其比生长速率和油脂产率的影响,结果表明,添加葡萄糖作为碳源时3株微藻生长较快,油脂产率较高;其最适发酵温度为28(2;椭圆栅藻和蛋白核小球藻最适pH为7,而雷氏衣藻最适pH为9;葡萄糖和尿素分别为这3种微藻的最适碳源和氮源.从油脂产率方面考虑,椭圆栅藻的最佳碳、氮源组合为:30g/L葡萄糖和2.1 g/L尿素;蛋白核小球藻的最佳碳、氮源组合为:40 g/L葡萄糖和2.1g/L尿素;雷氏衣藻则为:30/L葡萄糖和1.2g/L尿素.雷氏衣藻和蛋白核小球藻的5 L发酵试验表明,与摇瓶培养相比,发酵培养时间由7 d缩短为5 d,OD540nm分别可达61.2和59.9,而且2株微藻生物量干重分别由11.2 g/L和8.8 g/L提高到26.58 g/L和20.19 g/L,油脂含量分别由20.3%和17.2%提高到23.2%和20.1%,油脂产率分别由0.3248 g/L/d和0.2162 g/L/a提高到1.2333 g/L/d和0.8112 g/L/a.本研究结果表明,从天然水域分离、筛选得到的两株微藻雷氏衣藻(Y7)、蛋白核小球藻(Y9)经过发酵条件优化控制油脂产率分别可达1.2333 g/L/a和0.8112 g/L/a,有望应用于利用微藻制备生物柴油的工业化生产.     

南方型紫花苜蓿苗期叶片盐胁迫差异蛋白分析

以南方型紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Millennium’)30 d苗龄的实生苗为实验材料,分析正常培养和250 mmol/L NaC1处理72 h后叶片中的蛋白表达变化,以期从蛋白质水平上揭示南方型紫花苜蓿适应盐胁迫的分子机制.采用同位素相对标记与绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)结合双向液相色谱与串联质谱(2-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry,2D-LC-MS/MS)定量蛋白质组技术鉴定南方型紫花苜蓿叶片响应盐胁迫的差异表达蛋白,对所获得差异蛋白进行生物信息学分析,筛选出可能的耐盐潜在靶标蛋白.结果表明,共鉴定3 712个定量蛋白,417个表达量有显著差异的蛋白质(变化倍数≥1.2,P≤0.05),其中包含291个表达上调的蛋白,126个表达下调的蛋白.按照基因本体(Gene Ontology,GO)分类体系,对差异蛋白归类分析,揭示其亚细胞定位和分子功能.京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路显著性富集于代谢途径、次生代谢产物生物合成、吞噬体、脂肪酸代谢和光合作用等(P＜0.05,错误发现率(false discovery rate,FDR)＜0.05).成功鉴定的差异蛋白分别涉及到光合作用(7％)、信号传递(3％)、防御(2％)、碳水化合物代谢(11％)、氨基酸代谢(7％)、脂类代谢(5％)、其它代谢(7％)、蛋白质合成、加工与降解(18％)、细胞结构、分裂和细胞骨架(3％)、抗氧化物(6％)、能量产生与转运(7％)、膜和胞内运输(7％)及未知功能蛋白类(16％).差异表达蛋白中与抗氧化物、能量产生与转运、防御和信号传递及代谢等相关的蛋白表达量总体上调,而与蛋白质合成、加工与降解和光合途径相关蛋白表达量总体下调.研究发现,细胞色素P450、PSⅡ放氧增强蛋白、磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶、甘露糖-6-磷酸还原酶、海藻糖-6-磷酸合酶、天冬氨酸转氨酶、E3泛素连接酶和H+-ATP酶C亚基蛋白等可能是紫花苜蓿耐盐潜在靶标蛋白.采用iTRAQ结合2D-LC-MS/MS技术,能有效地筛选出南方型紫花苜蓿叶片响应盐胁迫差异表达蛋白,这些差异表达蛋白可能在紫花苜蓿耐盐调控过程中发挥重要作用,该研究为深入认识紫花苜蓿盐胁迫的应答分子调控机制提供理论依据.     

崂山奶山羊乙酰辅酶A羧化酶α基因(aCA CA)多态性及其与泌乳性状的相关分析

利用高效液相色谱法(denaturing high-performance liquid chromatography,DHPLC)和直接测序法,检测了174只崂山奶山羊(Capra hirc us)泌乳母羊的ACA CA基因启动子PⅢ位点多态性,采用最小二乘方法分析其与泌乳性状之间的关联效应.结果显示,在启动子PⅢ部分序列中共检测到3个SNPs,即第1206位的B/D,1255位的A/C和1322位的M/N,其等位基因和基因型频率在种羊场(F)和农户(P)两个群体中分布不均衡,均处于Hardy-Weinberg平衡状态(P＞0.05).在两个样本群中,大部分泌乳性状均存在显著的场别效应(P＜0.01或P＜0.05),而位点的基因型效应均不显著(P＞0.05).在F群体的1206位点上,等位基因B为乳蛋白率、乳糖率、非脂肪物性状的有利等位基因,BB基因型与BD基因型的乳蛋白率和乳糖率性状差异极显著(P＜0.01),非脂肪物和乳密度性状差异显著(P＜0.05),乳蛋白率、乳糖率和非脂肪物性状均存在显著的等位基因替代效应(P＜0.05);而在P群体中,两种基因型之间的所有性状则差异不显著(P＞0.05).在F群体的1322位点上,等位基因N为乳糖率的有利等位基因,为300 d产奶量的不利等位基因,MN基因型与MM基因型的300 d产奶量和乳糖率性状差异显著(P＜0.01或P＜0.05),其等位基因替代效应分别为-52.22 kg和0.12％(P＜0.01);而在P群体中,等位基因M为乳蛋白率、乳糖率、非脂肪物、乳密度的有利等位基因,基因型MM与MN在乳蛋白率、乳糖率、非脂肪物和乳密度性状均存在显著差异(P＜0.05),乳糖率和非脂肪物的等位基因替代效应分别为-0.25％和-0.44％(P＜0.05).研究结果提示,ACACA基因启动子PⅢ相同等位基因在不同育种群体中,对乳蛋白率、乳糖率、非脂肪物、乳密度、300 d产奶量存在不同程度的影响.     

利用免疫共沉淀联合质谱技术筛选盐藻MAPK的互作蛋白

为进一步探究杜氏盐藻促有丝分裂原活化蛋白激酶(DsMAPK)的功能,采用免疫共沉淀联合质谱技术筛选盐藻MAPK的互作蛋白。将pGS21a-MAPK质粒转入大肠杆菌BL21中表达MAPK蛋白并制备多克隆抗体;将培养至对数生长期的盐藻细胞进行盐胁迫处理,然后提取盐藻总蛋白,并进行SDS-PAGE和Western blotting检测;以内源性靶蛋白为诱饵,将细胞总蛋白与MAPK抗体进行共孵育,将经蛋白A/G琼脂糖珠纯化的免疫共沉淀复合物进行质谱检测。结果表明,制备的多克隆抗体特异性良好;筛选出165种特有的差异蛋白。通过GO和KEGG分析发现,这些差异蛋白主要参与了新陈代谢、遗传信息的传递以及信号转导等生物学调控过程。蛋白质互作网络分析发现,直接与MAPK相互作用的蛋白有4种。本研究结果为深入研究杜氏盐藻响应盐胁迫的分子机制提供了参考。     

中间锦鸡儿CiMYBJ2基因克隆及表达分析

MYB转录因子是植物体内最大的转录因子家族之一,参与植物生长发育的调控、对逆境的响应等生理过程。本研究通过RACE技术从中间锦鸡儿(Caragana intermedia)中克隆了一个MYB转录因子Ci MYBJ2(Gen Bank登录号:KJ937783),并对其在植物中的表达及其启动子进行了初步研究。本研究克隆得到该基因c DNA全长1 368 bp,3'UTR长196 bp,5'UTR长203 bp。其中开放阅读框长969 bp,编码一个含322个氨基酸的亲水蛋白。g DNA序列长1 285 bp,有2个内含子和3个外显子。采用实时荧光定量PCR技术分析了Ci MYBJ2的表达模式,结果发现,在高温、脱水、Na Cl、干旱等处理条件下,Ci MYBJ2基因对不同胁迫均有响应。在高温处理后,Ci MYBJ2基因的表达量在1和3 h明显降低,之后维持一个较低值,在不同时间点基因表达量与0 h相比差异均达到极显著水平(P0.01);在脱水处理1 h后Ci MYBJ2基因的表达量上升,且与0 h相比差异极显著(P0.01),然后逐渐降低,在3 h Ci MYBJ2基因的表达量与0 h相比差异不显著(P0.05),在8和12 h该基因的表达量与0 h相比差异均达到极显著(P0.01),在24 h的表达量是0 h的一半,且差异显著(P0.05);在Na Cl处理1 h后Ci MYBJ2基因的转录水平开始增加,3 h达到最高,之后总体呈下降趋势,在8 h表达量最低,在1、3、8和24 h该基因的表达量与0 h相比差异极显著(P0.01),在12 h Ci MYBJ2基因的表达量与0 h相比差异不显著(P0.05);干旱处理6 d后,Ci MYBJ2基因的表达量上升,之后一直下降,且与0 d相比差异达到极显著水平(P0.01),15 d表达量最低。研究结果暗示Ci MYBJ2基因可能在植物对胁迫的响应过程中起作用。利用染色体步移技术克隆了中间锦鸡儿Ci MYBJ2基因启动子序列,长度为873 bp,分析显示,该启动子具有响应多种非生物胁迫的顺式作用元件。研究结果为进一步研究Ci MYBJ2基因功能和表达调控提供了依据。     

绍兴鸭性成熟前卵巢GnRH-Ⅰ与ER-βmRNA表达的发育性变化

采用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR)方法检测了绍兴蛋鸭出雏至90日龄卵巢GnRH-Ⅰ和ER-βmRNA表达丰度的变化.结果表明:从1～90日龄卵巢GnRH-ⅠmRNA含量逐渐升高,1日龄水平最低,60和90日龄时水平显著高于1和30日龄(P＜0.01);卵巢ER-βmRNA含量呈先升后降趋势,60日龄时表达量最高,显著高于1、30(P＜0.01)和90日龄(P＜0.05).提示:绍兴鸭卵巢内GnRH-Ⅰ mRNA表达的上调可能对后期等级卵泡的形成起重要调节作用;而ER-βmRNA则主要参与介导E2对卵巢早期发育调节.