转飞蝗CYP408B1和CYP409A1基因果蝇品系对杀虫剂的敏感性

【目的】细胞色素P450（Cytochrome P450）是昆虫体内广泛分布的代谢解毒酶系,飞蝗（Locusta migratoria）是重要农业害虫,揭示其体内P450代谢解毒功能对飞蝗有效治理尤为必要。研究旨在将飞蝗2个P450基因CYP408B1和CYP409A1分别转入果蝇（Drosophila melanogaster）体中,建立转基因果蝇品系,测定果蝇对杀虫剂的敏感性,为进一步探索飞蝗CYP408B1和CYP409A1对杀虫剂的代谢解毒功能提供依据。【方法】采用转基因技术成功构建转飞蝗P450基因CYP408B1和CYP409A1的纯合果蝇品系;分别选择雄性转基因果蝇UAS-CYP408B1、UAS-CYP409A1和亲本果蝇attp40与tub-gal4的处女果蝇杂交,提取子一代启动目的基因CYP408B1和CYP409A1表达的转基因果蝇品系tub＞CYP408B1和tub＞CYP409A1以及对照组果蝇品系tub＞attp40的DNA和总RNA,并将RNA体外反转录为cDNA。分别以DNA和cDNA为模板,PCR方法验证转基因果蝇品系UAS-CYP408B1和UAS-CYP409A1;通过杀虫剂生物学测定,进一步分析转基因果蝇品系tub＞CYP408B1、tub＞CYP409A1以及对照组tub＞attp40、UAS-CYP408B1、UAS-CYP409A1和attp40对溴氰菊酯、马拉硫磷和毒死蜱3种杀虫剂的敏感性;采用荧光法定量测定转基因果蝇品系tub＞CYP408B1、tub＞CYP409A1以及对照组tub＞attp40中细胞色素P450的总酶活性。【结果】PCR扩增结果显示以DNA为模板,启动目的基因表达的转基因果蝇品系tub＞CYP408B1和tub＞CYP409A1中均可以检测到目的条带,大小分别为1 555和1 585 bp;以cDNA为模板进行RT-PCR和RT-qPCR,结果显示在转基因果蝇品系中飞蝗CYP408B1和CYP409A1均得到表达。对3种杀虫剂的生物测定结果显示转基因果蝇品系tub＞CYP408B1和tub＞CYP409A1对溴氰菊酯的抗药性均较对照组高,且与tub＞attp40相比,抗性比分别为1.59和1.83,而对马拉硫磷和毒死蜱的抗性比并未提高。细胞色素P450总酶活性结果显示转基因果蝇品系tub＞CYP408B1和tub＞CYP409A1总酶活性与对照组tub＞attp40相比,均无显著性差异。【结论】利用转基因技术成功构建了转飞蝗P450基因CYP408B1和CYP409A1的果蝇品系UAS-CYP408B1和UAS-CYP409A1;飞蝗CYP408B1和CYP409A1均对溴氰菊酯具有一定的解毒功能。     

舞毒蛾小分子热激蛋白基因分析及对甲萘威胁迫的响应

昆虫小分子热激蛋白(smHsp)是分子质量在12~43 kDa、具有分子伴侣活性的应激蛋白,可以在环境胁迫下帮助蛋白质折叠和转运。本文为明确舞毒蛾的smHsp基因特性及对杀虫剂甲萘威胁迫的响应,从舞毒蛾无参照全转录本文库中鉴定获得6个小分子热激蛋白家族基因,全长基因开放阅读框为444~567 bp,编码147~188个氨基酸,理论等电点为5.58~6.17。根据分子质量大小分别命名为LdHsp17.0、LdHsp18.7、LdHsp19.1、LdHsp20.3、LdHsp21.3和LdHsp21.4。亚致死剂量(LC₅、LC₁₀和LC₃₀)的甲萘威处理可诱导舞毒蛾smHsp家族中LdHsp20.3、LdHsp19.1和LdHsp17.0上调表达,但抑制了LdHsp21.4、LdHsp21.3和LdHsp18.7的表达,且甲萘威处理对smHsp基因表达量的影响存在质量浓度和剂量效应。以上结果为进一步研究舞毒蛾小分子热激蛋白功能及其参与对杀虫剂抗性的机制提供了基础。      

低温胁迫对转ICE1基因水稻抗氧化酶系统的影响

[目的]研究低温胁迫对转ICE1基因水稻抗氧化酶系统的影响。[方法]以水稻空育131及其转ICE1基因水稻T1-16及T1-24株系为材料,低温处理水稻幼苗0～2 d,测定其抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性及可溶性蛋白质含量。[结果]经低温处理后,转基因水稻和非转基因水稻的抗氧化酶活性和可溶性蛋白质含量在变化幅度方面有明显的差异,低温处理2 d后,对照植株抗氧化酶活性和可溶性蛋白质含量均开始下降,而转基因水稻SOD、POD活性和可溶性蛋白质含量高于对照,且仍继续升高。[结论]试验结果表明转入ICE1基因确实提高了水稻的抗寒性。     

转双抗三倍体毛白杨对舞毒蛾幼虫中肠解毒酶的影响

[目的]为转基因植物的合理利用提供理论依据。[方法]以转Bt基因和慈姑蛋白酶抑制剂基因三倍体毛白杨叶片喂4～5龄舞毒蛾幼虫,对其中肠几种重要解毒酶的活性进行了测定。[结果]幼虫中肠酯酶的比活力变化是先升高后降低,24 h后达到高峰,而在48 h后,比活力明显下降;谷胱甘肽-S-转移酶的比活力是一直在升高。取食抗虫杨Pb1、Pb33和Pb47叶片48 h后的舞毒蛾幼虫中肠酯酶的比活力分别为取食CK幼虫酯酶比活力的62.9%、70.7%和74.5%;24 h后的幼虫中肠谷胱甘肽-S-转移酶的比活力分别比取食CK幼虫谷胱甘肽-S-转移酶比活力下降了25.7%、27.7%和17.9%。[结论]导致幼虫中肠解毒酶活性的改变可能是转基因叶片毒杀害虫的作用机制之一。     

转舞毒蛾CYP6B53基因果蝇品系对2种杀虫剂的胁迫响应

昆虫细胞色素P450是重要的解毒酶,参与杀虫剂代谢。利用转基因果蝇技术探究舞毒蛾CYP6B53基因对溴氰菊酯和百树菊酯的胁迫响应:通过药膜法以低剂量(0.77 mg/L)溴氰菊酯和百树菊酯胁迫转CYP6B53基因果蝇(命名为att P40CYP6B53)及非转基因对照果蝇(命名为att P40),分别测定了细胞色素P450酶活性和CYP6B53基因表达量对2种杀虫剂的胁迫响应。结果表明:低剂量拟除虫菊酯胁迫下,转CYP6B53基因果蝇体内细胞色素P450活性表现出不同的时间效应,以24 h时表现为例,溴氰菊酯胁迫24 h显著抑制P450活性,而百树菊酯胁迫则显著诱导P450活性;转基因果蝇体内CYP6B53 m RNA表达水平对2种杀虫剂24 h胁迫响应呈现出相似的结果。综上,CYP6B53基因调控P450活性参与溴氰菊酯和百树菊酯胁迫响应,但胁迫响应存在显著的时间效应。     

舞毒蛾气味结合蛋白基因克隆及对CO2胁迫的响应

气味结合蛋白（OBPs）可以特异性地结合并运输气味分子,在昆虫嗅觉系统感受气味分子过程中发挥重要作用。为探讨舞毒蛾OBP基因特性及对CO₂浓度升高的响应规律,克隆了2个舞毒蛾OBP基因,利用生物信息学分析其基因特性,并通过qRT−PCR技术研究不同CO₂浓度下OBP基因组织特异性表达。结果表明LdOBP1和LdOBP2基因开放阅读框（ORF）分别为450 bp和417 bp,编码149和138个氨基酸,蛋白质分子量为19.41 kDa和15.35 kDa,理论等电点为11.17和6.73,LdOBP1为碱性蛋白,LdOBP2为酸性蛋白。LdOBP1和LdOBP2均无明显跨膜区域,LdOBP1无信号肽序列,而LdOBP2在1～22位有信号肽序列。进化树分析表明舞毒蛾LdOBP1和LdOBP2分别与桃小食心虫OBP（AYD42195.1和AYD42180.1）亲缘关系较近。舞毒蛾OBPs基因均在幼虫头部表达水平最高。高浓度CO₂下显著抑制了舞毒蛾幼虫各组织LdOBP1基因的表达,而LdOBP2基因在高浓度CO₂下头部和中肠表现出不同程度的诱导上升。舞毒蛾OBPs基因均在成虫触角表达水平最高,高浓度CO₂下显著抑制舞毒蛾雌、雄成虫触角LdOBP1和LdOBP2基因表达。舞毒蛾可能通过调控各组织OBPs基因的表达水平来响应CO₂胁迫。     

山新杨转eIF1A基因及耐盐性分析

将从柽柳cDNA文库中分离的eIF1A基因采用农杆菌介导法进行山新杨的遗传转化。经PCR及Northern检测,证明了该基因已经整合到山新杨基因组中,并且能够在转录水平上得到表达。盐胁迫处理表明:盐胁迫处理7 d后,转基因山新杨净光合速率(Pn)、气孔导度平均值(Gs)分别为对照的1.33、1.27倍。光化学猝灭系数(qp)、PSⅡ电子传递量子产率(ΦPSⅡ)的平均值是对照株系的1.49、1.10倍。胁迫处理15 d后,转基因株系与非转基因株系相比,所受的盐害较小,而高生长均高于对照株系,其平均值是对照的1.26倍。这些指标的变化均证实eIF1A基因的表达能够提高转基因山新杨抵抗盐胁迫的能力。     

转Mz_2NHX_1基因拟南芥对盐胁迫的生理响应

为了探讨珠美海棠Na~+/H~+逆向转运蛋白基因Mz_2NHX_1在植物耐盐中的作用,以野生型拟南芥和转Mz_2NHX_1基因拟南芥为材料,研究不同盐浓度对转基因和野生型拟南芥种子萌发、植株耐盐性相关生理指标的影响。结果表明:在不同盐胁迫下,转基因拟南芥种子发芽率明显高于野生型。随着盐浓度的增加,野生型和转基因植株的电导率呈上升趋势;SOD活性呈先上升后下降趋势;POD活性、可溶性糖含量、脯氨酸含量在野生型植株中呈先上升后下降趋势,在转基因植株中呈不断升高的趋势。盐胁迫下,转基因植株的各项生理指标均优于野生型,表明Mz_2NHX_1基因的过量表达,提高了转基因拟南芥的耐盐性。     

盐胁迫对转BADH基因水稻R1的影响

以转BADH基因水稻R1和常规对照品种为材料,采用3种不同浓度NaCl在苗期和孕穗期进行盐胁迫处理,分析了R1和对照之间的株高、BADH活性、叶片相对电导率和植物大分子渗漏值等指标,并进行PCR分子检测。结果表明,PCR阳性与阴性植株个数分离比不完全符合简单的孟德尔遗传规律;相对电导率和植物大分子渗漏值低,而BADH活性高的转基因植株耐盐性比对照增强。此结果说明转基因水稻R1耐盐性明显高于对照,目的基因正常表达,此结果对今后培育新的抗性品种奠定了基础。     

转蜘蛛杀虫肽+Bt毒蛋白基因欧美杨108号对舞毒蛾的抗性

以转蜘蛛杀虫肽+Bt毒蛋白基因欧美杨108号2个株系为材料,以舞毒蛾幼虫为供试昆虫进行了抗虫性测定.结果表明:取食TP1和TP2的1～4龄幼虫发育历期分别比对照延长3.28和3.60 d.取食TP1和TP2 30 d后,幼虫体质量分别降低50.48%和46.79%,各龄期食叶量和排粪量均低于对照组,对舞毒蛾1～2龄幼虫具有27.78%～42.30%的致死亡率.     

Characterization of T-complex polypeptide 1 (TCP-1) from the Chilo suppressalis HSP60 family and its expression in response to temperature stress

Many proteins require assistance from molecular chaperones at various stages to attain correctly folded states and functional conformations during protein synthesis. In this study, the gene encoding T-complex polypeptide 1(TCP-1), which belongs to the heat shock protein 60(HSP60) family, was isolated and characterized from the rice stem borer, Chilo suppressalis, by RACE and q PCR, respectively. The full-length c DNA of Tcp-1 was 2 144 bp and encoded a 1 635-bp ORF; the deduced translational product contained 545 amino acids with 5′-and 3′-UTRs and an isoelectric point of 5.29. Cluster analysis confirmed that the deduced amino acid sequence shared high identity(60–99%) with TCP-1 from other insects. To investigate Tcp-1 expression in response to abiotic stress, q PCR was used to analyze expression levels of Tcp-1 m RNA in C. suppressalis larvae exposed to temperatures ranging from –11 to 43°C. With respect to heat shock, Tcp-1 expression was higher than the control after a 2-h exposure to 30 and 36°C and declined at 39 and 43°C. Difference in Tcp-1 expression was observed at temperatures ranging from –11 to 27°C. q PCR analyses revealed that Tcp-1 expression was the highest in hindgut tissue as compared to heads, epidermis, fat body, foregut, midgut, and malpighian tubules. Our results indicated that Tcp-1 expression was differentially expressed in C. suppressalis tissues, and was impacted by temperature stress.     

长柄链格孢AlCyP1基因的克隆及其在渗透胁迫适应中的作用

为了阐明烟草赤星病(tobacco brown-spot disease)病原真菌长柄链格孢(Alternaria longipes)对二甲酰亚胺类杀菌剂抗性的分子机制,以不同抗性水平的长柄链格孢菌株为实验材料,通过基因钓鱼(Gene Fishing)技术进行基因差异表达分析;并利用基因敲除技术对已克隆到的AlCyP1基因进行功能分析.结果表明:一个亲环蛋白基因AlCyP1的表达量在不同抗性水平的长柄链格孢中存在明显差异;应用DNA步移(DNA walking)方法克隆得到AlCyP1基因的DNA序列,其开放阅读框中存在2个翻译起始密码子,可以编码产生2种不同长度的多肽,长、短多肽产物分别具有222和188个氨基酸,其中短多肽起始于长多肽的第35个密码子;另外,氨基酸序列同源性分析发现,AlCyP1和其他真菌的亲环蛋白具有很高的同源性,达50.0%～61.3%;利用基因敲除技术对AlCyP1基因进行功能分析发现,该基因通过表达水平的改变参与了长柄链格孢对渗透胁迫的适应调节过程.     

桃NAC家族基因生物信息学分析及其响应低温胁迫的表达特征

NAC(NAM-ATAF1/2-CUC2)是植物特有的具有多种生物功能的一类重要转录因子,在植物应对非生物胁迫、激素信号应答与器官形成中发挥重要作用。为了解桃NAC蛋白(PpNAC)及其在桃低温胁迫过程中的响应,采用生物信息学方法和qRT-PCR系统分析了桃NAC家族基因的成员、结构、功能和低温胁迫下的表达。结果表明,桃NAC家族共有119个成员,命名为PpNAC001~PpNAC119。PpNACs的氨基酸长度在68~862 aa,平均氨基酸长度为352 aa,分子量为7.2~96.1ku,等电点为4.3~9.5。除PpNAC119定位在染色体骨架上之外,其余基因均定位在桃的8条染色体上。基因结构和保守基序分析表明,位于同一亚族的成员基因结构相似,外显子数量和长度基本相同,并且同一亚族中的成员所含motif的种类和排列顺序基本相似,推测同一亚族的成员可能具有相同的功能,而不同亚族之间的差异可能与他们的功能特异性有关。对PpNACs蛋白启动子区2 000 bp的序列进行顺式作用元件分析,结果表明,脱落酸响应原件、光响应原件、茉莉酸甲酯响应原件、赤霉素响应原件、低温响应原件和生长素响应原件在筛选到的所有原件中占比较大。qRT-PCR结果显示,在4 ℃低温胁迫2、6 h,部分基因表达量上调不明显;低温胁迫12 h,16个NAC基因的表达量均显著上调。     

菊花CmAP1基因克隆及其植物表达载体构建

[目的]克隆菊花CmAPETALA1基因(CmAP1)并构建植物表达载体,为该基因功能的遗传改良打下研究基础.[方法]采用同源克隆及RT-PCR从菊花叶片中克隆CmAP1基因,运用在线生物信息学分析工具对其核苷酸及氨基酸序列进行分析,利用实时荧光定量PCR对该基因的组织表达差异进行分析,并用双酶切法将目的基因与pCAMBIA1300载体连接,构建植物表达载体.[结果]克隆获得的CmAP1基因(GenBank登录号KU872999)编码区开放阅读框(ORF)长741 bp,编码246个氨基酸;CmAP1蛋白属亲水性蛋白,分子质量约28.3 kD、理论等电点(pI)为8.76,预测该蛋白内含10个磷酸化位点和2个潜在的N-糖基化位点;蛋白氨基酸序列比对和系统发育进化分析结果表明,CmAP1蛋白与CDM111蛋白的同源性达98%,属MADS-box基因家族A类基因的euAP1分支;实时荧光定量PCR分析结果表明,CmAP1基因在花蕾中表达量极高,在舌状花和筒状花中表达量较低,而在营养器官中仅痕量表达.将CmAP1基因连接到pCAMBIA1300载体上,可成功构建植物表达载体pCAMBIA1300-CmAP1.[结论]CmAP1基因在花的发育及形成过程中发挥重要作用,成功构建获得的植物表达载体pCAMBIA1300-CmAP1可为后期利用基因工程手段改变菊花花形态结构、调控花期及遗传改良打下基础.     

3-1E/mChIL-15融合基因构建及在真核细胞中的表达

将鸡堆形艾美尔球虫(E.acervulina)子孢子和裂殖子表面抗原3-1E基因片段与鸡白细胞介素15成熟蛋白基因片段(mChIL15)通过四个柔性氨基酸SPGS连接,构建并鉴定真核表达质粒pcDNA3.1/3-1E-linker-mChIL-15。表达质粒纯化后应用磷酸钙法体外转染293T细胞,通过间接免疫荧光和免疫组织化学方法对重组质粒的体外瞬时表达进行检测。结果表明,成功构建了融合基因3-1E-linker-mChIL-15,转染后30h可检测到融合基因编码的融合蛋白在293T细胞中的瞬时表达。研究为鸡艾美尔球虫基因工程疫苗进一步研制及应用奠定了基础。     

中华蜜蜂AccMRJP1基因克隆及在大肠杆菌中的表达

根据中华蜜蜂Acc MRJP1表达序列标签(EST)序列,从已完成EST测序的蜂脑cDNA文库中选出3个Acc MRJP1克隆,通过PCR检测和测序筛选获得1个cDNA全长为1 302 bp、可编码433个氨基酸残基的Acc MRJP1开放阅读框(ORF),该氨基酸序列与已报道的Acc MRJP1编码序列(AY279539)的同源性为99.8%.将该Acc MRJP1基因克隆到表达载体pGEX-4T-2,转化大肠杆菌BL21中进行融合表达.SDS-PAGE电泳分析显示一条分子量大小约76 ku、占细胞总蛋白17.7%的特异性条带;以谷胱甘肽转移酶(GST)多克隆抗体为一抗作Western blot分析,检测到Acc MRJP1与GST的融合表达蛋白印迹,并通过亲和柱分离获得了纯化的表达产物,证明Acc MRJP1基因已表达成功,这为开展MRJP1的生物工程利用提供了技术基础.     

杜仲EuCHIT1基因表达载体构建及在大肠杆菌中的表达

构建了T7启动子驱动杜仲几丁质酶基因EuCHIT1的原核表达载体pET-EuCHIT1和pMCSG-EuCHIT1,其表达产物分别含6个组氨酸(6His)标签和6个组氨酸连接的麦芽糖结合蛋白(his6-tag–maltose-binding protein,MBP)标签,分别将重组载体遗传转化大肠杆菌细胞BL21(DE3),在37℃、150 rpm条件下培养至菌液OD值为0.4~0.8后,转到16℃、150 rpm条件下以1 m MIPTG诱导培养12 h,表达产物经SDS-PAGE分析,p ET-EuCHIT1/BL21(DE3)表达以包涵体形式存在36.03 kD融合蛋白,pMCSG-EuCHIT1/BL21(DE3)成功表达可溶形式存在的77.21 kD融合蛋白。故可以使用pMCSG-EuCHIT1/BL21(DE3)获得可溶的融合蛋白,为之后的EuCHIT1的多克隆抗体的制备和及功能研究奠定基础。     

鸡传染性支气管炎病毒S1基因的真核表达及其产物的免疫原性

采用RT-PCR扩增出鸡传染性支气管炎病毒(IBV)M 41株的全长S1基因,并将其片段连接到pGEM-T载体,经酶切、PCR及序列测定表明,获得的S1基因ORF全长为1 659 bp,与G enB ank上公布的IBV M 41 S1基因序列一致。将S1基因与真核表达质粒pVAX 1连接,构建重组真核表达质粒pVAX 1-S1。将重组质粒转染COS-7细胞,采用间接免疫荧光检测转染细胞S1蛋白的表达。同时以重组质粒免疫小鼠,可诱导产生特异性针对IBV S1蛋白的抗体(P<0.01)。这为鸡传染性支气管炎新型基因工程疫苗的研制奠定了基础。     

奶山羊POU1F1基因CDs区的克隆、分析及原核表达

【目的】克隆奶山羊垂体特异性转录因子POU1F1基因CDs区,并对其进行生物信息学分析和原核表达。【方法】采集关中奶山羊垂体组织,提取其总RNA,根据绵羊POU1F1基因序列,利用反转录RT-PCR克隆POU1F1基因CDs区,对其进行生物信息学分析,并构建原核表达载体pET-32a-POU1F1,在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS中进行表达。【结果】关中奶山羊POU1F1基因(GenBank登陆号:FJ547813)开放读码框由876个碱基组成,编码291个氨基酸,基中包含1个POU-specific结构域(从第124～198个氨基酸)和1个Homeobox结构域(从第214～276个氨基酸);奶山羊POU1F1基因CDs区核苷酸序列与绵羊(NM_001009350)、牛(NM_174579)、人(NM_000306)和小鼠(NM_008849)的同源性分别为98%,97%,91%和86%,其氨基酸序列与绵羊、牛、人和小鼠的同源性分别为98%,98%,96%和92%;成功构建了重组质粒pET-32a-POU1F1的原核表达系统,并在体外条件下诱导表达出融合蛋白His-POU1F1。【结论】POU1F1基因编码的功能氨基酸在奶山羊、绵羊、牛、人和小鼠上高度保守,推测奶山羊POU1F1基因与其他物种的POU1F1基因具有相似的功能。     

龙眼体胚Obg1基因的克隆及其在龙眼体胚发生过程中的表达分析

本试验克隆了龙眼体胚Obg1基因(DLObg1)的3个转录本.序列分析表明,DLOBG1蛋白具有典型的OBG蛋白结构域,与其他植物的OBG蛋白具有较高的同源性,与葡萄、蓖麻和玉米的氨基酸序列同源性分别为84%、84%和82%.实时荧光定量PCR分析显示,DLObg1基因的转录水平随龙眼体胚的发育而变化,在心形胚和鱼雷形胚阶段的表达量最高,可能与子叶等器官的形成有关.