不同鳞翅目昆虫细胞色素P450基因(CYPs)的比较基因组学分析

细胞色素P450(cytochrome P450,CYP)涉及许多昆虫生理功能,包括对信号分子的代谢、宿主植物的适应性及杀虫剂的抗性等.鳞翅目(Lepidoptera)昆虫的种类仅次于鞘翅目(Coleoptera),包含了大量的农业害虫.根据鳞翅目烟草天蛾(Manduca sexta L.)的基因组数据,开展CYPs的全基因组学分析,在该基因组中发现了110个可能的CYPs,可分为29个家族,其中有大量CYPs以串联重复形式排列.将分析所得序列与蝶类昆虫黑脉金斑蝶(Danaus plexippus L.)和模式昆虫家蚕(Bombyx mori L.)的CYPs进行比较基因组学分析,结果表明,在CYP2与线粒体集团(clan)中存在12对CYPs直向同源基因,而CYP3与CYP4集团的CYPs呈现种属特异性扩增趋势.通过比较分析鳞翅目昆虫与其他非鳞翅目昆虫的CYPs发现,鳞翅目昆虫之间不仅存在更多的直向同源基因对,而且鉴别出的直向同源基因群也更多,但出现新的家族与亚家族数量相对较少.不同鳞翅目昆虫基因组中的CYPs存在相当广泛的线性保守现象.这些不同昆虫间的比较基因组学分析将促进鳞翅目昆虫CYPs的研究,也有助于害虫治理新靶标的选择.     

苏云金芽孢杆菌Cry1Aa和Cry3A结构域编码区的融合

苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt)毒素蛋白由3个不连续的结构域（domains)组成，其中结构域I为膜跨越区，与膜孔道形成有关，结构域Ⅱ，Ⅲ与受体结合有关。利用基因重组技术以鳞翅目昆虫具专一活性的毒素蛋白Cry1Aa与专一性有关的结构域编码区与对鞘翅目昆虫具专一活性的毒素蛋白Cry3A编码基因融合，构建成融合表达载体，为进一步构建Bt工程菌和Bt转基因植物奠定基础。     

AtDREB1A基因过量表达对马铃薯盛花期生理生化指标的影响

以马铃薯品种陇薯3号及其转AtDREB1A基因株系T1为研究对象,在干旱胁迫条件下,研究了AtDREB1A基因过量表达对盛花期生理生化指标的影响。分析表明,在不同程度的干旱胁迫下,转基因株系T1盛花期叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性及脯氨酸(Pro)含量均高于同期非转基因陇薯3号对照,而丙二醛(MDA)含量和相对电导率均低于陇薯3号。以上结果初步表明,AtDREB1A基因的过量表达明显提高了马铃薯对干旱的抗性。     

枯草芽孢杆菌ZJF-1A5 β-葡聚糖酶基因的克隆、序列分析和表达

β-1,3-1,4-葡聚糖酶是重要的工业用酶,可有效减少大麦β-葡聚糖在啤酒酿造中所造成的麦汁过滤困难和啤酒的非生物性浑浊等负面影响.但内源β-葡聚糖酶在麦芽干燥和糖化过程中丧失了大部分活性.而微生物来源β-葡聚糖酶与麦芽内源酶有相同的底物专一性,且热稳定性优于麦芽内源酶.本研究对Bacillus subtilis mutant ZJF-1A5葡聚糖酶基因进行克隆、序列分析和表达,并对酶在细胞中的分布和酶的热学性质进行了研究.     

竹类植物中CYP85A1基因的克隆及表达分析

油菜素内酯(BRs)是一种促进植物茎秆伸长的甾类植物激素,CYP85A1基因参与了BRs合成中重要的催化反应步骤。为阐明CYP85A1基因在竹类植物节间伸长中的作用,本研究以20个竹类植物为试验材料,利用生物信息学分析了CYP85A1基因的特点,并利用实时荧光定量PCR技术分析了该基因在孝顺竹及其变种凤尾竹的不同组织和不同发育阶段的相对表达量。结果表明, 20个竹种中CYP85A1基因序列在DNA水平上的同源性为92.23%,cDNA序列的同源性为98.79%,氨基酸序列的同源性为97.86%;这些基因均含有9个外显子和8个内含子,编码465~480个氨基酸,蛋白分子量约为54 kDa,理论等电点均约为9.2。氨基酸序列中均含有细胞色素P450家族保守的血红素结合域、富含脯氨酸和氧的结构域及Glu-X-X-Arg结构域;CYP85A1基因孝顺竹和凤尾竹母竹的叶中表达量均最高,茎中次之,在根中的表达量最低。孝顺竹和凤尾竹幼竹中,该基因在顶部的表达量明显高于第2、第4、第5节间中的表达量;CYP85A1基因在快速伸长阶段的表达量明显高于生长缓慢时期,节间伸长速率越快该基因的表达量越高。综上,CYP85A1基因在竹类植物茎秆及节间伸长发育过程中具有促进作用。本研究结果为阐明CYP85A1在竹类植物中的生物学功能奠定了一定的理论基础。     

4种鱼类肝脏细胞色素P450对毒死蜱、对硫磷及马拉硫磷的脱硫代谢

以毒死蜱、对硫磷及马拉硫磷为供试农药,以斑马鱼、剑尾鱼、麦穗鱼及太阳鱼为供试生物,研究了3种农药对4种鱼的急性毒性,4种鱼肝细胞色素P450对3种农药的脱硫代谢作用及两者之间的相关性。结果表明,毒死蜱对于上述4种鱼的96hLC50分别为1.94、0.171、0.0273、0.0681mg·L^-1;对硫磷为2.6、0.0559、1.78、1.02mg·L^-1;马拉硫磷为7.07、0.907、6.03、0.172mg·L^-1。4种鱼肝脏P450对于毒死蜱代谢的Vmax/Km值分别为1.67×10^4、2×10^4、5×10^4、2×104min^-1;对于对硫磷代谢的Vmax/Km值分别为2×10^4、5×10^5、1.11×10^5、1.43×10^5min^-1;对于马拉硫磷的值分别为5×10^3、5×10^4、2.5×10^3、1.67×10^4min^-1。96hLC50值与Vmax/Km值大体呈负相关,其中毒死蜱的相关性较弱,对硫磷及马拉硫磷的相关性较强（R^2值分别为0.2181、0.8490、0.5102）。研究结果说明P450在鱼类耐药性形成过程中发挥了阻碍作用。     

蚯蚓（Eiseniafetida）细胞色素P450及抗氧化酶系对环境浓度苯并（a）芘的响应

以赤子爱胜蚓（Eiseniafetida）为供试生物,草甸棕壤为供试土壤,以蚯蚓微粒体细胞色素P450含量、抗氧化酶系以及谷胱甘肽转移酶活性为指标,进行了土壤中苯并（a）芘[B（a）P]暴露与酶活性的量-效关系研究。结果表明,在接近沈抚灌区实地污染状况B（a）P（0．1～2．0mg·kg-1）暴露下,第1、3、7以及第14d取样时,P450和SOD有较好的响应：SOD在第1、3d显著升高,而在第7、14d时降低;P450总体表现为低浓度B（a）P诱导下降低,高浓度下升高的趋势。CAT、POD以及GST的敏感性相对较差。比照其他4个指标,蚯蚓P450的敏感性更为优异,具有较好的应用前景。指标敏感性总体表现为：P450〉SOD〉CAT／POD〉GST。     

利用shRNA真核表达载体干涉雌性鸡胚性腺中芳香化酶基因(CYP19A1)的表达

本研究通过把构建的短发夹结构RNA(shRNA)真核表达载体导入鸡胚,检测鸡胚性腺分化期质粒载体在鸡胚体内代谢情况及雌性鸡胚性腺中芳香化酶基因(CYP19A1)mRNA表达效率,进而探讨利用该方法在鸡胚体内进行特定基因干涉的可行性.实验针对CYP19A1基因构建了4条特异性表达载体,一条非特异性表达载体.每个实验组选取45个新鲜种蛋作为实验材料进行胚盘下腔注射,并设立空白对照组.鸡胚发育12d时,检测各处理组鸡胚肝脏组织中质粒存在情况,并取其左侧性腺组织进行目标基因的荧光定量分析.研究结果表明,导入组在12日胚龄时所有鸡胚基因组中均可检测到绿色荧光蛋白基因(EGFP);荧光定量结果显示,导入特异性表达载体cyp-580、cyp-1083和cyp-1295后,对应雌性鸡胚性腺CYP19A1 mRNA表达效率显著低于空白对照组,干涉效率分别为:73％、52％和85％;特异性表达载体cyp-1403组CYP19A1mRNA表达效率与空白对照组相比有所降低但无显著性差异.本实验为诱导鸡胚性反转提供了新方法并建立了鸡胚发育期特定基因体内干涉新平台.     

枯草芽胞杆菌ZJF-1A5的β-葡聚糖酶热稳定性改造及酶学性质分析

利用定向进化技术对来自枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)ZJF-1A5的β-葡聚糖酶基因进行改造,并对野生酶和突变酶的酶学性质进行研究。获得了2株可以产较高热稳定性酶的突变体,分别被命名为EGs1和EGs2。酶学性质分析结果显示,与野生酶相比,EGs1和EGs2突变酶的半失活温度分别提高了3和5℃,达到了65.5和67.5℃;突变酶的最适反应温度也提高了5℃,达到了60℃;2个突变酶对地衣多糖的水解能力分别提高28%和降低21.6%;对地衣多糖的亲和力未见改变;野生酶和EGs1突变酶最适pH6.5,而EGs2突变酶最适pH7.0;野生型和突变型β-葡聚糖酶都有较宽的pH稳定范围,在pH6.0～8.5的范围内放置48h,仍保持80%以上的酶活力。遗传稳定性检验结果表明,突变株的遗传稳定性良好。     

改良3：1式麦套棉田间小气候效应及对小麦生育的影响

以常规３：１式为对照，研究改良３：１式棉麦套作共生期田间小气候效应及对小麦生育和产量的影响。结果表明，两种方式的田间小气候变化差异明显，小麦株高、穗长和千粒重等性状差异不明显。改良３：１式的小麦灌浆速率小于常规３：１式，结实小穗和穗粒数也少于常规３：１式，但穗数明显多于常规３：１式，产量也高于常规３：１式（相差４６２ｋｇ／ｈｍ￣２）。     

砀山酥梨细胞色素P450的基因组学分析

细胞色素P450在植物的苯丙烷类、生物碱和萜类等生物合成中起着非常重要的作用。为了更好地了解砀山酥梨中P450的种类和数量,利用砀山酥梨基因组的氨基酸和c DNA数据库对P450基因进行筛选,分析砀山酥梨全基因组中P450基因的种类、进化关系、基因的物理定位、以及二级结构元件。结果显示,在砀山酥梨基因组中发现并初步确定了226个P450基因,通过基因的定位分析确定了226个基因分布在17条染色体上,其中除了4、5、9号染色体上无基因簇分布外,其他的染色体都有基因簇的分布。通过基因结构和进化树之间的比较,进一步确定了基因结构和进化之间的相互联系。二级结构的分析表明,砀山酥梨P450蛋白序列同样具有P450蛋白特征性结构域。本研究结果为砀山酥梨P450基因功能的深入分析奠定了基础。     

小鼠卵巢内细胞色素P450胆固醇侧链裂解酶的发生

利用免疫组织化学技术探讨了细胞色素P450胆固醇侧链裂解酶[P450（SCC）]在小鼠卵巢内的发生时相，研究发现15日龄的胎鼠卵巢内即存在P450（SCC）的免疫染色；出生前后卵巢内的基质细胞和前体颗粒细胞中均可检测到P450（SCC）的免疫染色，伴随卵泡发育，产后10d的小鼠卵巢次级卵泡膜细胞开始出现P450（SCC0的免疫染色，并随着日龄的增加而逐渐增强；临近性成熟小鼠卵巢内较大的有腔卵泡颗粒细胞也开始出现P450（SCC）的免疫染色。研究结果初步阐明了P450（SCC）在卵巢内的发生时相和表达模式；产后小鼠卵巢内P450（SCC）伴随次级卵泡膜细胞的形成而发生；优势卵泡排卵前的成熟发育进程中壁层颗粒细胞逐渐获得表达P450（SCC），进而分泌孕酮的能力。     

褪黑激素受体1A基因(MTNR1A)的分子遗传学研究进展

褪黑激素(melatonin,MEL)是一种重要的内分泌激素,主要由松果体和视网膜分泌,通过与褪黑激素受体(melatonin receptor,MTNR)结合而发生作用,具有广泛的生物学功能。本文主要介绍了褪黑激素受体1A基因(melatonin receptor 1A,MTNR1A)的结构、表达及其在不同物种上克隆、定位、多态性、性状关联分析的研究进展,重点讨论了该基因与季节性繁殖的关系,并对未来MTNR1A基因的研究重点进行了展望,为进一步阐明季节性繁殖机理相关研究提供理论参考。     

缺锌对SD大鼠垂体基因表达谱的影响

锌参与动物体内300余种酶和功能蛋白的组成,它们在动物体内不仅参与DNA、RNA、蛋白质、糖类、脂类、维生素和矿物质代谢,而且还与胰岛素、胰高血糖素、前列腺素等的功能和活性有关(Brandao-neto et al.,1995)。本实验应用表达谱基因芯片筛选锌缺乏SD大鼠垂体差异表达的基因,检测缺锌对SD大鼠垂体基因表达谱的影响。1材料和方法1.1材料SD雄性大鼠240只,体重(95±5)g,随机分为2组,正常组(ZA)和缺锌组(ZD),含锌量分别为35.94和3.15mg/kg。饲料配制参照AIN-93G大鼠纯合日粮;大鼠cDNA表达谱基因芯片V1.2由上海生物芯片有限公司提供。1.…     

Effect of different termite feeding groups on P sorption and P availability in African and South American savannas

Nest structures of six termite species, four with epigeous (above-ground) and two with subterranean nests were analysed to find out how their building and feeding habits could be related to their nests phosphorus status compared with control soils. Termite nest structure was found to affect significantly the P status in savanna soils: mounds of the African Trinervitermes geminatus and the South American Nasutitermes ephratae (both grass-feeders) displayed a greater amount of available P, especially in the inner part of the nest, than the surrounding soil. The abundant quantities of dead grass material stored in the mound can explain the available soil P increase. A similar increase in P availability was also found for the soil-feeder Cubitermes severus. In mounds of Macrotermes bellicosus, on the other hand, there was a drastic increase in P sorption (and a corresponding decrease in available P) compared to adjacent soils, which was attributed to the building strategy of this species. M. bellicosus selected clay from subsoil to build its nest structure. The data obtained for the subterranean species Ancistrotermes cavithorax and Microtermes toumodiensis indicated also that there is an increase in P sorption in mounds when compared with associated topsoils. Consequently, the nest structures of only certain termite species should be considered, and utilised, as a soil amendment in place of fertilisers. This impact on the P cycle in savannas seems to be related to the termite feeding status and to the type of material utilised in nest building. This should be taken into account before using termite nest material in soil fertility status improvement.     

Comparison in metabolic activity of cytochrome P450 1A1 on heterocyclic amines between human and rat

In mutagenicity and antimutagenicity tests, the toxicants have been activated to the ultimate mutagenic forms usually with rat cytochrome P450 (CYP) enzymes. An understanding is important of whether these data can be available for human. In this paper are compared the activating abilities of CYP1A1 between human and rat using recombinant yeast cells that express respective CYP1A1 and yeast NADPH-CYP-oxidoreductase simultaneously. Three different types of dietary procarcinogens, heterocyclic amines, were tested by two methods: a bioassay with Salmonella mutagenicity test and a chemical determination of N-hydroxyls as the ultimate mutagenic forms. Compared with ED(50) values, saturation levels, and V(max)/K(m) values at an initial stage of the enzyme activity, human and rat CYP1A1 showed almost similar abilities for the metabolic activation on heterocyclic amines. The two enzymes also had the same preference for the tested procarcinogens and the same affinities to the specific inhibitors such as flavonoids.     

小尾寒羊MTNR1A基因外显子2的克隆与序列分析

对常年发情的绵羊品种小尾寒羊和季节性发情的绵羊品种多赛特羊共20只母羊的褪黑激素受体1A(melatonin receptor 1A，MTNR1A)基因外显子2的824 bp扩增产物进行了克隆测序及序列比较分析。结果表明, 小尾寒羊MTNR1A基因外显子2的核苷酸序列与已发表的绵羊序列(GenBank登录号U14109)完全相同。小尾寒羊与多赛特羊MTNR1A基因外显子2的差异由5个变化的核苷酸(分别为C329T、G355T、C566T、C580A和A675G)组成，核苷酸同源性为99.4%。小尾寒羊与山羊、母牛、猪、人、小鼠、挪威大鼠、西伯利亚仓鼠和鸡之间MTNR1A基因外显子2的核苷酸序列同源性为73.2%～98.5%，氨基酸序列同源性为78.5%～98.5%。