4个沉默鸡恒定链基因(Ii)慢病毒载体的构建及其效果比较

恒定链(invariant chain,Ii)是脊椎动物重要的免疫分子,在主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)Ⅱ类分子递呈抗原中起重要作用。为研究鸡(Gus gallus)Ii与MHCⅡ类分子的关系,本研究构建了4个沉默Ii基因的慢病毒表达载体,并比较了其干扰效果。首先,用自行设计合成的4条鸡Ii基因干扰序列,分别经一步退火法获得双链短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA),并将其用双酶切法插入慢病毒载体pLL3.7。4个构建的慢病毒重组载体经酶切和测序鉴定,分别命名为pLLIi-shRNA236、pLL-Ii-shRNA376、pLL-Ii-shRNA527和pLL-Ii-shRNA539。然后把这些重组载体分别转染293T细胞(转染腺病毒E1A基因(lethal infection gene)的人肾上皮细胞系),进行病毒包装,再用包装的慢病毒感染鸡源巨噬细胞HD-11。结果表明,重组载体感染的293T细胞表达绿色荧光蛋白,用包装的慢病毒接种293T细胞,其滴度达2.2×107~5.1×107TU/mL;接种HD-11细胞的感染率均达到95%以上。最后用荧光定量PCR方法检测其沉默鸡源巨噬细胞HD-11的鸡Ii mRNA的效率,与对照组相比,4个重组慢病毒干扰效率分别为37%、52%、88%和78%;其中,pLL-Ii-shRNA527的干扰效率最高。综上所述,本研究从4个构建的重组载体中筛选出1个高效沉默鸡巨噬细胞Ii基因重组载体,并提示shRNA序列是决定沉默特定基因的关键。实验结果为研究鸡Ii在递呈抗原中与其他免疫分子的关系提供了基础资料。     

慢病毒介导shRNA干扰颗粒体蛋白前体(GRN)促进猪前体脂肪细胞分化

为研究颗粒体蛋白前体(granulin,GRN)在脂肪细胞发育过程中的作用,本实验构建了GRN短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)慢病毒干扰载体,包装并感染猪前体脂肪细胞,采用油红O染色、油红O提取比色法检测猪前体脂肪细胞分化情况,采用Real-time PCR法检测成脂关键基因mRNA的表达变化情况。结果显示,GRN慢病毒干扰载体病毒滴度在5×107TU/mL以上,病毒感染前体脂肪细胞后显著降低了GRN的表达,shRNA2干扰效率最高,达到76%,沉默GRN后能够促进猪前体脂肪细胞分化;脂肪细胞分化标志基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、固醇调节原件结合蛋白(SREBP-1c)、脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白(ap2)和脂蛋白酯酶(LPL)基因mRNA表达量均升高。结果表明,降低GRN基因表达促进了猪前体脂肪细胞分化,揭示GRN在猪前体脂肪细胞分化过程中可能起到抑制作用。     

近年来大肠杆菌K88ac菌毛的变异和生物学特性

2000~2005年，从猪大肠杆菌病 (colibacillosis)中分离到一些表达K88菌毛的大肠杆菌(Escherichia coli )，这些分离株只与K88 a因子单抗反应，而不与K88 b、c和d因子单抗反应。分离的菌株 (13/16)以O149为常见血清型，且全部拥有STb毒素基因，通过K88常规血清交叉吸收试验、SDS-PAGE和Western印迹，表明这些菌株不仅与K88ac参考菌株C83907制备的c因子血清反应，而且与以分离株SEC586制备且经K88ab、K88ac和K88ad参考菌株吸收后的血清也反应，表明这些分离株仍为K88ac大肠杆菌。对新近分离的SEC464、SEC525、SEC586、SEC799和EC910株及80年代我国分离的TM128株的K88主要亚单位结构基因faeG进行克隆、测序，发现新近分离株的faeG基因由846对核苷酸组成，编码菌毛主要亚单位的261个氨基酸及21个氨基酸的信号肽，比国内外报道的K88ac FaeG亚单位 (262个氨基酸)少了一个氨基酸，比K88ab、K88ad (264个氨基酸)少了3个氨基酸。TM128株的FaeG氨基酸序列与K88ac(M29375)的同源性为100.0%，SEC464、SEC525、SEC586、SEC799和SEC910株的FaeG亚单位氨基酸序列的同源性为97.7%~99.6%，它们与K88ac的同源性为94.6%~96.6%；与K88ab的同源性为90.0%~91.6%；与K88ad的同源性为87.0%~88.9%。 结果表明新分离的K88ac大肠杆菌黏附素主要亚单位已发生了部分变异。     

沉默鸡B-Fα基因对IL-2、IL-4和IL-6转录水平的影响

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)和白介素(interleukin, IL)都是重要的免疫分子,其中MHCⅠ类分子递呈内源性抗原并启动细胞免疫,IL则是重要的免疫调节因子。关于鸡(Gallus gallus) MHCⅠ类分子(又称为B-Fα)与下游调节因子IL基因的关系尚不明确。本研究旨在应用基因沉默法研究下调B-Fα基因表达对IL-2、IL-4、IL-6转录水平的影响。首先构建沉默鸡B-Fα基因的重组慢病毒载体。根据B-Fα基因和短发夹RNA (short hairpin RNA, shRNA)序列的结构要求,筛选3段DNA序列并设计合成shRNA;利用限制性内切酶定向插入慢病毒表达质粒pLL3.7,获得重组质粒。分别将3个重组质粒转染293T细胞,均能表达标签蛋白并包装慢病毒。将3株重组病毒感染HD-11细胞,感染效率达95%以上。利用qRT-PCR进行检测分析显示,重组病毒干扰B-Fα基因表达,分别下调至39%、97%和61%。将其中干扰效果最佳的重组慢病毒(pLL-sh B-Fα-257)感染鸡源巨噬细胞系HD-11细胞,并检测IL-2、IL-4和IL-6的转录水平。结果显示,B-Fα基因表达下调的同时,IL基因转录水平受到不同程度的影响,其中IL-2表达下调(P0.01),IL-4上调(P0.05),IL-6没有明显变化。上述结果提示,应用基因沉默法可抑制B-Fα基因表达,并影响IL基因的转录水平,提示启动细胞免疫的B-Fα基因与下游调节免疫反应的细胞因子之间存在关联。本研究为深入探讨免疫反应的调控机理提供了基础资料。     

13种哺乳动物MUC4基因密码子使用模式分析

大肠杆菌(Escherichia coli)是导致人类和初生幼畜腹泻的重要人畜共患型病原体,而产肠毒素大肠杆菌F4是引起腹泻最常见的病原之一。前期已有研究表明4型黏蛋白基因(Mucin 4 gene,MUC4)可能作为大肠杆菌F4ab/F4ac的重要受体基因。研究密码子的使用特性有助于进一步了解某一特定基因的分子机制和进化关系。为了揭示MUC4基因密码子的使用模式,本研究选取13种哺乳动物MUC4基因的编码序列,计算其碱基组成、有效密码子数、同义密码子相对使用度(relative synonymous codon usage,RSCU)等相关参数,同时分析了影响MUC4基因密码子使用偏好性的因素。结果表明:不同物种MUC4基因偏好使用以G或C结尾的密码子,RSCU值分析发现,不同物种中CUG、AGG、GCC、AUC、GUG、ACA为最优密码子(RSCU值1.6);此外,MUC4基因密码子偏好性主要受密码子第3位碱基的GC含量(GC3s)的影响;聚类分析发现,猪(Sus scrofa)与家猫(Felis catus)聚为一类,人(Homo sapiens)与家犬(Canis lupus familiaris)聚为一类,与系统分类关系不一致。本研究系统揭示了MUC4基因密码子的使用模式,为今后MUC4基因在动物遗传改良中选择合适的受体动物,以及通过基因工程和密码子优化途径提高外源基因表达水平进而提高机体对大肠杆菌F4ab/F4ac病原菌感染的抗性提供理论依据。     

猪CD8B表达谱、基因多态性及其与血液免疫性状的关联分析

白细胞分化抗原8(cluster of differentiation 8,CD8)是主要表达在CD8+T细胞表面的共受体和信号转导分子.CD8B基因编码CD8蛋白的β链,在免疫应答中起着潜在的调节作用.为分析CD8B基因在猪(Sus scrofa)不同组织中的表达特征,并探究CD8B基因多态性对血液免疫性状的遗传效应,本研究利用qRT-PCR测定CD8B基因在大白猪7个组织中的表达量,并用PCR产物测序与限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)方法对382头大白猪、84头长白猪和90头松辽黑猪CD8B基因编码区进行SNPs检测,以及分析CD8B基因突变对大白猪外周血T淋巴细胞亚群和血常规指标的影响.结果表明,CD8B基因在脾脏中的mRNA表达量最高,然后依次是肺脏、胃、肝脏、肾脏、心脏和肌肉.CD8B基因外显子5处检测到1个错义突变(c.602G＞A),在大白猪、长白猪和松辽黑猪群中均存在3种基因型(AA、AG和GG型),且3个猪种都是GG为优势基因型.统计分析显示,CD8B基因多态性与大白猪血液中的CD4+CD8-、CD4 CD8+、CD4 +/CD8+、血红蛋白含量(hemoglobin,HGB)和红细胞压积(hematocrit,HCT)指标显著相关(P＜0.05).最小二乘分析表明,3种CD8B基因型个体具有不同的血液参数,其中GG型的CD4+CD8-指标显著高于AG型,AG型的CD4-CD8+指标显著高于GG和AA型,GG和AA型的CD4+/CD8+、HGB和HCT指标显著高于AG型(P＜0.05).因此,CD8B基因可能参与血液生理指标的调控,可作为影响猪免疫性状的重要功能候选基因.本研究为进一步揭示CD8B基因的生物学功能提供依据,也为猪的标记辅助抗病育种提供了基础资料.     

猪生长抑素Ⅱ型受体基因(SSTR2)shRNA的构建与筛选

生长激素(GH)是调控动物生长的重要激素,GH分泌水平的高低主要受正性调控因子生长激素释放因子(GRF)和负性调控因子生长抑素(SS)的双向调节。SS通过生长抑素受体(somatostatin receptor,SSTR)发挥作用,减少GH的分泌水平。本研究设计了3条SSTR2的短发夹RNA(shRNA),构建猪(Sus scrofa)SSTR2真核表达质粒(pcDNA3.1(-)-SSTR2)和SSTR2慢病毒RNA干扰质粒(pshRNA-copGFP lentivector,LV-shRNA),并共转染中国仓鼠(Cricetulus griseus)卵巢细胞系(CHO),通过对转染细胞的荧光观察、Real-time PCR和酶联免疫法(ELISA)检测,结果表明,CHO转染细胞中猪SSTR2 mRNA表达水平不同程度的抑制,分别为90.4%、28.3%和86.3%,(P<0.05)。其中,LV-shRNA1表现出最高的沉默效率:转染效率在80%左右时,猪SSTR2mRNA水平沉默效率为90.4%,蛋白质水平降低了33.3%。本研究成功地筛选到了降低猪SSTR2基因表达的shRNA,为利用shRNA技术下调动物基因表达,构建转基因模型提供思路。     

第三代慢病毒高效率包装系统的建立

慢病毒介导法是最有前途的转基因动物生产方法之一,高滴度慢病毒颗粒的包装是慢病毒转基因动物技术的关键。本研究应用含有增强型绿色荧光蛋白基因（eGFP）的第3代慢病毒载体系统,用脂质体转染法将慢病毒系统4质粒共转染293T包装细胞,培养48-72h收集病毒上清液,通过超速离心进行浓缩,采用批量快速测定法（LaSRT）定病毒滴度。结果显示,用脂质体转染法包装的慢病毒能成功地感染293T细胞,经检测病毒滴度达到5×10^8IU／mL以上,初步建成了高滴度慢病毒包装平台,为慢病毒介导制作转基因动物奠定了良好的研究基础。     

猪FUT1基因启动子区的确定及活性分析

F18大肠杆菌(Escherichia coli F18,E.coli F18)是养猪(Susscrofa)业中发生最普遍、危害最大的病原菌之一,球系列鞘糖脂生物合成通路及通路中α-(1,2)岩藻糖转移酶1基因(alpha(1,2)fucose transferase 1,FUT1)对断奶仔猪F18抗性具有重要调控作用.本研究运用生物信息学技术挖掘课题组前期获得的断奶仔猪转录组测序结果,确定FUT1基因的转录起始位点和启动子区.同时对启动子区序列进行CpG岛分析;采用双荧光素酶报告基因以及AliBaba 2.0软件,分别分析启动子区活性和CpG岛序列潜在的转录结合位点.通过比对人类(Homo sapiens)和猪的基因序列信息数据库,结果表明,FUT1基因转录起始区域具有5种可变剪接(AS-1,AS-2,AS-3,AS-4和AS-5)和2个启动子区域(启动子1和启动子2);双荧光素酶报告基因检测结果进一步显示,FUT1基因启动子2的转录活性极显著高于启动子1的转录活性(P＜0.01),启动子2的活性是启动子1的2.75倍,根据结果可以推测启动子2在转录过程中起主导作用;CpG岛分析显示,猪FUT1基因启动子1和启动子2分别存在一个CpG岛.FUT1启动子1扩增片转录因子预测分析表明,FUT1基因启动子1存在20个潜在的转录因子结合位点,并且Sp1出现在多个转录结合位点处.本研究结果为猪FUT1基因的甲基化检测和调控机制分析提供一定的基础和依据.     

鸡FGF8基因RNA干扰载体的构建及其对PGCs形成的影响

原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)作为精细胞的祖细胞,广泛用于研究精子的发生。成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)家族对PGCs的形成至关重要。为了探究成纤维生长因子8(FGF8)的具体功能,本研究通过构建家鸡(Gallus domesticus)FGF8的短发夹RNA(short hairpin RNA,sh RNA)慢病毒干扰载体,获得稳定低表达FGF8的鸡胚胎干细胞株,并进一步研究FGF8在鸡胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)向PGCs分化中的功能。根据家鸡FGF8的转录本设计3个RNA干扰靶点,连接到p GMVL-SC5干扰载体,瞬时转染鸡胚成纤维细胞DF1。以q RT-PCR技术检测各靶点对FGF8的干扰效率,将干扰效率最佳的sh RNA载体进行慢病毒包装。在以慢病毒敲低FGF8的ESCs中进行视黄酸(retinoic acid,RA)诱导,观察各组细胞形态变化,收集不同时间的各组细胞,利用q RT-PCR、间接免疫荧光以及流式细胞术等方法,分析检测生殖相关标记基因的表达变化和PGCs形成效率。结果表明,FGF8慢病毒干扰载体构建成功,分别命名为sh FGF8-1、sh FGF8-2、sh FGF8-3,其中sh FGF8-2干扰效率最佳。将sh FGF8-2进行慢病毒包装,获得滴度为5×10~(8 )TU/m L、干扰效率为(70±4.31)%的慢病毒载体。对于FGF8表达抑制的ESCs,体外RA诱导4 d后,PGC样细胞显著增加,ESC标记基因Nanog表达极显著下调(P0.01),PGC标记基因Cvh、C-kit表达极显著上调(P0.01)。此外,免疫荧光及流式细胞术分析结果也进一步证实,诱导4 d后与对照组比较,FGF8低表达使CVH~+PGCs比例显著增加(P0.01)。本研究成功构建了稳定转染鸡胚胎干细胞的FGF8特异性慢病毒载体,并证实FGF8在体外参与调控PGCs的形成。     

~(14)C-丁草胺、~(14)C-毒死蜱和~(14)C-DDT在日本林蛙中的生物学行为(英文)

用同位素示踪技术研究了14 C 丁草胺、14 C 毒死蜱和14 C DDT在日本林蛙 (RanajaponicajaponicaGuenther)中的生物学行为。结果发现 ,14 C 丁草胺、14 C 毒死蜱和14 C DDT在 2 4h后分布到青蛙的各个器官组织 ,并分别以胆囊、小肠、小肠为它们的特异性浓集器官。与胆囊或小肠的14 C放射性活度比较 ,其它器官组织中的要小得多。14C DDT在日本林蛙中较难降解 ,2 4h后DDT母体在肝和脂肪组织中占DDT代谢物的54 6%和 88 4%。青蛙中的14 C 丁草胺、14 C 毒死蜱和14 C DDT可被丙酮提取 ,但三者之间以及在青蛙的器官之间有差异     

土壤中14C-甲磺隆存在形态的动态研究

利用同位素示踪技术 ,在实验室条件下研究了1 4 C -甲磺隆在 1 5种不同土壤中存在形态的动态变化。结果表明 ,土壤pH值与甲磺隆1 4 C残留物的降解半衰期、残留量及可提取态残留量呈显著的正相关 ,而与结合态残留量呈显著负相关 ;土壤微生物的活性越强 ,甲磺隆降解速率越快 ,但结合态残留量也越高 ;土壤中各腐殖质组分和粘粒的含量也影响甲磺隆在土壤中的降解速率和存在形态。土壤中甲磺隆的残留符合一级反应动力学指数方程C =C0 e-kt,拟合方程的复相关系数达到极显著水平。甲磺隆残留与土壤性质之间经逐步回归分析可得到拟合效果较好的方程 ,由各自变量的决定系数可知 ,土壤pH值、微生物生物量碳和有机碳中富啡酸碳所占的比例是影响甲磺隆在土壤中残留的主要因素     

用~(15)N示踪法研究人参吸氮及其对~(14)C同化物分配的影响

利用^15N法踪法研究了人参对肥料氮的利用和损失及氮对人参光合同化产物分配的影响。结果表明,人参对肥料氮利用率,1年为9．85％,2年为19．06％;肥料回收率第1年为81．59％,第2年为69．78％,2年肥料氮损失率为30．22％,供氮10g/m^2时,人参的^14CO2同化力以及硝酸还原酶（NR）活性最高;供氮40g/m^2时,总可溶性糖、蔗糖含量下降,淀粉含量增加,人参皂甙含量下降。     

菟丝子幼苗对~(14)C-除草通和~(14)C-灭草喹的吸收机理

试验表明,亲脂性很强的二硝基苯胺类除草剂——除草通经简单的扩散作用进入菟丝子幼苗组织,幼苗的生理状态及介质的酸碱度不影响这种被动吸收过程。咪唑啉酮类除草剂——灭草喹的吸收是与幼苗代谢相联系的、需要能量的“弱酸俘获”过程。     

秸秆碳的田间原位分解和微生物量碳的周转特征

应用14 C示踪技术研究了杂交狼尾草秸秆在稻麦轮作田中为期 1年的原位分解。结果表明 :秸秆用量对其分解率影响甚微 ,1年后秸秆C分解了 72 %左右 ,分解速率常数为 2 7× 1 0 - 3d- 1,但秸秆用量的多少与土壤原有碳的分解和土壤有机碳平衡密切相关。黄棕壤原有C年分解率为 5 4 5 %～ 6 0 7% ,分解速率常数在 1 0 4× 1 0 - 4～ 1 1 8× 1 0 - 4d- 1之间。随秸秆用量增加 ,黄棕壤原有C分解率和分解量均增加 ,土壤有机碳的亏缺减少。微生物量14 C占加入秸秆14 C的 3 79%～ 1 0 63% ,占土壤残留14 C的 1 2 2 7%～1 7 4 3% ,其大小变化及减少程度均较微生物量12 C显著。微生物量12 C约为微生物量14 C的 0 74～ 3 85倍 ,说明大多数情况下 ,土壤原有C仍是土壤微生物活动所需能量和养分的主要来源。微生物量14 C的周转率在 1 1 0～ 1 1 8a- 1之间 ,微生物量12 C的周转率在 0 97～ 1 0 6a- 1之间。增加秸秆用量可加快土壤微生物量C的周转速度 ,反过来微生物量C周转速度的加快又加速了秸秆C和土壤原有C的分解。土壤原有C和秸秆C的分解进程与微生物量12 C和微生物量14 C的动态变化趋势一致 ,说明有机碳分解的快慢是土壤微生物活动强弱的外在表现。     

嫁接促活剂对黄瓜嫁接苗愈伤过程、~(32)P和~(14)C的吸收和运转的影响

^32P和^14C示踪试验结果表明,嫁接促活剂可使砧木吸收^32P的量比对照增加1倍,使砧木吸收的^32P运到接穗或使接穗同化的^14C到砧木比对照提早2d,并且明显提高了^32P和^14C的输出量及比例,明显促进接口愈伤组织的形成和维管束的连接,提高了嫁接成活率。     

~(14)C-氟乐灵在土壤中的迁移和降解

在实验室条件下,用放射性同位素示踪技术研究了~(14)C-氟乐灵(Trifluralin)在土壤中的吸附、迁移和降解。结果表明:氟乐灵在土壤中的吸附性很强,在不同土壤中的吸附率为73.89％～90.66％。土壤有机质含重对吸附有重要影响。氟乐灵在有机质丰富、粘粒含量较高的草甸黑土中淋溶很低,而在砂土中淋溶较高,易向下迁移。在厌氧条件的土壤中,氟乐灵降解较快,30天在土壤提取态中有60.2％～64.2％降解,610天有90.0％～94.7％降解,主要降解产物为R_f值等于0.06,0.15和0.42的化合物。     

~(14)C-林丹在人参土壤中的降解

本文应用~(14)C-林丹研究了γ-六六六在不同人参土壤中的降解。在模拟环境条件下,经过228天的观察发现,林丹在土壤中矿化降解十分缓慢,当土壤中浓度为20ppm时,达到完全矿化,估计黑钙土需要9年,棕钙土需要11年。此外,林丹在土壤中矿化的速率与微生物种群有关,真菌矿化林丹的能力大于细菌。林丹在土壤中的残留绝大部分以可溶态形式存在,约占总残留物的77.43％—80.54％,与土壤结合的仅为一小部分,即13.11％—20.77％。     

螺旋环剥对荔枝~(14)C光合产物转运及分配的影响

试验以两年生糯米糍荔枝盆栽为材料,叶饲喂＾１４ＣＯ２,研究荔枝主干不同处理＾１４Ｃ光合产物转运及分配规律。结果表明,环剥完全阻断了光合产物下运到根中,而螺旋环剥只是降低了光合产物的下运到根中的强度;环剥和螺旋环剥树随饲喂后的时间延长,从源叶输出的＾１４Ｃ光合产物减少,在饲喂后４８－７２ｈ,螺旋环剥和环剥树的源叶＾１４Ｃ光合产物输出分别为２．７１％和１．０２％,而对照树高达１８．４１％,环剥和螺环剥     

除草剂虎威的标记合成

5-( 2-氯-4-三氧甲基 )苯氧基 )- N-(甲基磺酰基 ) - 2-硝基苯甲酰胺 (虎威 )的14 C标记合成经 6步完成。其放化收率为 1 8 1 5 % (以14 C 以苯甲酸计 ) ,放化纯度经薄板检测大于 99%。