虾蟹类卵黄蛋白原的研究进展

简述了十足目动物中重要虾蟹类卵黄蛋白原(vitellogenin)的基因克隆及分子相关研究进展。分别从分子的合成转运、分子结构特征、分子进化、表达和激素调控、生物学功能等几个方面展开介绍,整理回顾了目前已被克隆鉴定的十足目动物Vg分子特征;指出了同源蛋白间存在的结构和功能的相似性;分析了分子间的系统进化关系;归纳了十足目Vg种间蛋白的主要特征,并且提出一些区别于其它物种的独特之处。以期为进一步深入开展卵黄蛋白分子研究积累资料,同时为虾蟹类卵巢发育机制研究提供理论依据。     

口虾蛄卵黄蛋白原(Vg)基因的初步研究

为研究口虾蛄Oratosquilla oratoria卵黄蛋白原(vitellogenin,Vg)基因,利用c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆口虾蛄Vg基因c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR422400),并应用相对实时荧光定量PCR技术检测雌雄口虾蛄不同组织、不同发育时期卵巢Vg mRNA的表达量。结果表明:口虾蛄Vg基因全长7727 bp,其中5'端非编码区为36 bp,开放阅读框(ORF)为7521 bp,3'端非编码区为170 bp,共编码2506个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为20个氨基酸的信号肽,1个类似于枯草蛋白酶的内切蛋白酶识别位点(RSKR),3个潜在的N-连接糖基化位点,1个在无脊椎和脊椎动物卵黄蛋白原中都比较保守的KALGNVG基序;对其结构域分析表明,口虾蛄Vg蛋白含有4种保守结构域,分别为卵黄蛋白原N端结构域(Vitellogenin_N)、血管性血友病因子(v WFD)和两种未知功能结构域(domain of unknown function)DUF1943与DUF1081;经NCBI BLASTP同源性比较,口虾蛄Vg氨基酸序列与其他甲壳类的相似性为46%⁵2%;系统发育分析结果显示,口虾蛄Vg单独聚为一支;实时定量PCR结果显示,口虾蛄Vg基因在性腺和肝胰腺中均有表达,在肌肉中均不表达,卵巢中Vg mRNA的表达量显著高于其他组织(P<0.05),且口虾蛄Vg mRNA的相对表达量随着卵巢的发育不断增加(P<0.05),在成熟期时达到最高值,随后显著下降,Vg mRNA表达量在卵巢中的变化规律可以作为了解口虾蛄性腺发育的有效指标。本研究结果为口虾蛄Vg蛋白的功能研究奠定了基础。     

口虾蛄卵黄蛋白原(Vg)基因的初步研究

为研究口虾蛄Oratosquilla oratoria卵黄蛋白原(vitellogenin,Vg)基因,利用c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆口虾蛄Vg基因c DNA全长序列(Gen Bank登陆号:KR422400),并应用相对实时荧光定量PCR技术检测雌雄口虾蛄不同组织、不同发育时期卵巢Vg mRNA的表达量。结果表明:口虾蛄Vg基因全长7727 bp,其中5'端非编码区为36 bp,开放阅读框(ORF)为7521 bp,3'端非编码区为170 bp,共编码2506个氨基酸;预测的氨基酸序列中存在1个长度为20个氨基酸的信号肽,1个类似于枯草蛋白酶的内切蛋白酶识别位点(RSKR),3个潜在的N-连接糖基化位点,1个在无脊椎和脊椎动物卵黄蛋白原中都比较保守的KALGNVG基序;对其结构域分析表明,口虾蛄Vg蛋白含有4种保守结构域,分别为卵黄蛋白原N端结构域(Vitellogenin_N)、血管性血友病因子(v WFD)和两种未知功能结构域(domain of unknown function)DUF1943与DUF1081;经NCBI BLASTP同源性比较,口虾蛄Vg氨基酸序列与其他甲壳类的相似性为46%~52%;系统发育分析结果显示,口虾蛄Vg单独聚为一支;实时定量PCR结果显示,口虾蛄Vg基因在性腺和肝胰腺中均有表达,在肌肉中均不表达,卵巢中Vg mRNA的表达量显著高于其他组织(P0.05),且口虾蛄Vg mRNA的相对表达量随着卵巢的发育不断增加(P0.05),在成熟期时达到最高值,随后显著下降,Vg mRNA表达量在卵巢中的变化规律可以作为了解口虾蛄性腺发育的有效指标。本研究结果为口虾蛄Vg蛋白的功能研究奠定了基础。     

哲罗鲑生殖周期中血清卵黄蛋白原浓度的ELISA检测

采用柱层析、蛋白免疫印迹和电泳等方法对哲罗鲑(Hucho taimen)的卵黄脂磷蛋白进行研究,并以其鼠抗和兔抗血清为抗体建立了夹心酶联免疫反应(ELISA)对生殖周期中哲罗鲑血清卵黄蛋白原浓度的变化进行检测.结果表明,哲罗鲑卵黄脂磷蛋白分子量在460 ku,并且由3个亚基组成,分子量分别为137.8 ku、84.2 ku和10.8 ku.蛋白免疫印迹表明,卵黄脂磷蛋白抗血清与雄鱼血清无特异性反应,而与雌鱼血清有特异的反应.本研究建立的双抗体夹心ELISA检测灵敏度为7.8 ng/mL,批内变异系数为4.06%,批间变异系数为4.58%,工作范围为30～2 000 ng/mL,在该范围内标准曲线具有良好的线性和重复性.生殖周期中哲罗鲑血清卵黄蛋白原浓度由每年6月份产孵后的最低值573.4 ng/mL升高到12月份的最高值1 918.2 ng/mL,卵黄积累持续期为6个月,整个生殖周期中血清卵黄蛋白原浓度只出现一个高峰期,表明人工养殖条件下,性成熟哲罗鲑的生殖周期为1年.     

鲢鱼体内卵黄蛋白原ELISA试剂盒的研制

以鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)卵黄蛋白原(Vitellogenin,Vtg)为抗原,卵黄蛋白原抗血清为抗体,建立了检测鲢鱼体内卵黄蛋白原的间接酶联免疫吸附反应(ELISA)方法,组装卵黄蛋白原ELISA试剂盒,并对其性能进行鉴定。结果表明,建立的ELISA间接法检测浓度为6.1~396.0 ng/m L,灵敏度为6.1 ng/m L,且在该范围内标准曲线线性良好;稳定性试验结果表明,在系列抗原标准品中添加1%蔗糖、20%甘油和0.000 5%Mg Cl_2时,试剂盒在37℃条件下放置7 d,其标准曲线灵敏度和线性基本保持不变,说明筛选的该稳定剂配方对ELISA试剂具有良好的保护作用。     

中华绒螯蟹卵黄蛋白原基因cDNA序列的克隆与结构分析

通过RT-PCR,RACE等技术克隆得到中华绒螯蟹卵黄蛋白原的cDNA序列全长,其长度为7 921 bp,软件分析后知其含有一个7 689 bp的开放阅读框,其5′和3′的非翻译区分别为28 bp和204 bp; 预测该序列编码一个含2 562个氨基酸残基的蛋白质,和其它已知卵黄蛋白原序列的蟹类相比,理化性质、空间构型相似,且含有2个结构域：参与脂质转运的卵黄蛋白原N端结构域（Vitellogenin_N）,以及血管性血友病因子（von Willebrand factor）D型结构域（VWD）。将其开放阅读框翻译为氨基酸序列后进行数据库对比（BLASTP）,与其他已知的甲壳类卵黄蛋白原序列间存在33%～77％的相似性。     

稀有鮈鲫卵黄蛋白原基因全序列的克隆与分析

稀有鮈鲫（Gobiocypris rarus）是我国特有的一种小型鲤科鱼类,目前已作为一种新型模式生物应用于实验研究。运用普通PCR方法克隆得到一段长6 299 bp的序列,序列分析发现编码区与稀有鮈鲫卵黄蛋白原cDNA序列相似性为100%。再参考6 299 bp序列5′端设计两对特异性引物,进行基因组步移,获得长度为1 285 bp的序列。经过序列拼接后得到7 573 bp的序列,分析发现其中含卵黄蛋白原基因全序列长度为 6 595 bp卵黄蛋白原基因上游调控序列长度为978 bp。进一步分析开放性阅读框得知：稀有鮈鲫卵黄蛋白原基因含有26个外显子和25个内含子,编码1 299个氨基酸序列,CDS长3 900 bp。经BLAST比对发现,稀有鮈鲫卵黄蛋白原上游调控序列中220～838 bp区间与朝鲜（Acheilognathus yamatsutae）卵黄蛋白原基因启动子序列2 857～3 469 bp 区间有80 %相似性。     

长江口降海雌、雄鳗鲡血清生化指标和卵黄蛋白原的差异分析

比较了长江口降海洄游的鳗鲡雌、雄鱼血清中的14项生化指标及卵黄蛋白原含量的差异,并利用血清生化指标建立了相应的性别判定函数。结果发现,鳗鲡雌鱼血清中的甘油三酯、低密度脂蛋白、钙离子含量显著低于鳗鲡雄鱼(P0.05),白蛋白、葡萄糖含量显著高于鳗鲡雄鱼(P0.05),而谷丙转氨酶、谷草转氨酶、碱性磷酸酶、总胆红素、总蛋白、肌酐、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和磷酸根离子的含量在鳗鲡雌、雄鱼间无明显差异(P0.05)。此外,鳗鲡雌鱼的卵黄蛋白原含量显著高于鳗鲡雄鱼(P0.05)。根据不同生化指标,采用逐步选择法和全模型法分别建立了两个鳗鲡性别判定函数。     

核酸技术在植物系统与进化研究中的应用

本文评述了ＤＮＡ／ＤＮＡ杂交、ＲＦＬＰ分析、核酸序列分析和ＰＣＲ技术在植物系统与进货研究中的应用。     

昆虫线粒体DNA在分子进化研究中的应用

阐述了昆虫线粒体DNA在分子进化中的研究进展,包括昆虫线粒体DNA的组成和各部分的进化特点,以及线粒体DNA在昆虫系统学中的应用情况,并对今后的深入研究提出了建议。     

鮡科褶鮡属鱼类部分线粒体DNA序列分析与分子进化

采用PCR技术获得了中国鮡科褶鮡属(Pseudecheneis)5种鱼类及外群种类巨魾[Bagar-ius yarrelli(Sykes)]和红河纹胸鮡(Glyptothorax fukiensis honghensisLi)的线粒体部分基因序列.序列分析结果表明:间褶鮡(Pseudecheneis interm ediusChu)与平吻褶鮡(P.pavieiVail-lant)在Cyt b基因片段上完全无差异,形成单倍型,支持间褶鮡应为平吻褶鮡的同物异名.凭Cyt b基因片段构建了它们的NJ,MP和ML分子树,3棵分子树基本一致,均支持褶鮡属构成一单系群;怒江和伊洛瓦底江"黄斑褶鮡"不同样品分别聚在一起,但二水系的样品未能形成一单系;其他各种的不同样品均能分别聚在一起形成单系.怒江和伊洛瓦底江"黄斑褶鮡"的分类地位值得今后进一步研究.     

赖草属林下组植物GBSSI基因序列的系统发育与分子进化

【目的】探讨赖草属林下组植物的种间系统关系与GBSSI基因的分子进化式样。【方法】对赖草属林下组3个类群的GBSSI基因序列进行多克隆测序,并将其与来自小麦族8个代表Ns,St,P,F,Ee和Eb基因组的二倍体植物的GBSSI序列进行序列与系统比较分析。【结果】基因序列多态性与系统发育分析表明:①L.duthiei和L.duthiei var.longearistatus亲缘关系密切;②不同Ns基因组供体参与多倍化物种形成可能导致L.komarovii与L.duthiei和L.duthiei var.longearistatus发生遗传分化;③赖草属林下组植物的GBSSI基因序列在Ns基因组拷贝上的多态性水平低于新麦草属植物Ns基因组序列多态性。【结论】支持L.duthiei和L.duthiei var.longearistatus互为种与变种的分类等级。复制基因GBSSI在多倍体中多态性水平不平等。     

植物血红蛋白基因家族的分子进化研究

植物血红蛋白(Hemoglobin)是一类由珠蛋白(Globin)和血红素(Ferroheme)组成的结合蛋白,广泛存在于植物界中.根据序列特征、表达模式及配基结合性质可将血红蛋白分为共生血红蛋白(Symbiotic hemoglobin,sHb)、非共生血红蛋白(Nonsymbiotic hemoglobin,NsHb)和截短的血红蛋白(Truncated hemoglobin,tHb)3大类,并对植物血红蛋白基因家族进行了分子系统发育分析和进化研究.结果表明,通过基因重复在被子植物中产生了class 1和class 2两类血红蛋白基因.该基因重复发生在单、双子叶植物分化之前,但由于class 2类基因在单子叶植物中发生了一次基因丢失事件,致使class1类基因广泛分布于单、双子叶植物中,而class 2类基因则仅见于双子叶植物;class 2类基因的进化速率高于class 1类基因,并分别在class 2、sHbs的祖先支上检测到了正选择的发生,表明基因重复发生后,class 2、sHbs通过插曲式进化和适应性进化获得了不同的功能;在class 1和class 2的功能性分歧位点检测中获得14个Ⅰ类功能性分歧位点,但未能发现Ⅱ类功能性分歧位点,这些功能性分歧位点是由正选择作用或者放松的选择限制产生的.该研究结果可以指导后续的试验工作,来验证那些具有重要功能的氨基酸置换位点和正选择位点,从而揭示功能性分歧和适应性进化的分子基础.     

基于ITS序列的竹亚科植物分子鉴定研究

利用ITS序列对竹亚科13个属76个竹种进行DNA条形码分子鉴定.该研究提取慈竹属、刚竹属、箬竹属、唐竹属、矢竹属、大明竹属、赤竹属、巴山木竹属、倭竹属、短穗竹属、簕竹属、酸竹属及少穗竹属共13个属62个竹种DNA,对其内转录间隔区ITS序列进行PCR扩增和双向测序,所得序列与GenBank数据库下载的14条ITS序列共76个竹种序列用Clustal X软件比对,再利用MEGA6.06软件构建K2P距离法的NJ系统发育树.结果显示,种内遗传距离为0~3.907,平均遗传距离为0.370;种间遗传距离为0~4.394,平均遗传距离为2.287,种内遗传距离远小于种间遗传距离.ITS序列可用于竹类资源的物种鉴定研究.     

高等生物着丝粒序列更新与进化的研究进展

综述了近年来国内外在高等生物着丝粒序列更新与进化方面的研究进展,包括着丝粒序列的进化与变异、着丝粒序列变异的分子机制(插入缺失、扩增)以及着丝粒序列的选择动力等。     

Molecular Detection of Verticillium albo-atrum by PCR Based on Its Sequences

We developed one species-specific PCR assays for rapid and accurate detection of the pathogenic fungi Verticillium albo-atrum in diseased plant tissues and soil. Based on differences in internal transcribed spacer （ITS） sequences of Verticillium spp., a pair of species-specific primers, Vaal/Vaa2, was synthesized. After screening 17 isolates of V. alboatrum, 121 isolates from the Ascomycota, B asidiomycota, Deuteromycota, and Oomycota, the Vaal/Vaa2 primers amplified only a single PCR band of approximately 330 bp from V. albo-atrum. The detection sensitivity with primers Vaal/Vaa2 was 10 fg of genomic DNA. Using ITS1/ITS4 as the first-round primers, combined with Vaa1/Vaa2, the nested PCR procedures were developed, and the detection sensitivity increased 1 000-fold to 10 ag. The detection sensitivity for the soil pathogens was 100-conidiag^-1 soil. The PCR-based methods developed here could simplify both plant disease diagnosis and pathogen monitoring as well as guide plant disease management.     

高等生物着丝粒序列更新与进化的研究进展

综述了近年来国内外在高等生物着丝粒序列更新与进化方面的研究进展,包括着丝粒序列的进化与变异、着丝粒序列变异的分子机制(插入缺失、扩增)以及着丝粒序列的选择动力等。     

植物抗病基因进化的分子基础

探索植物抗病基因进化的分子机制是开展和实施作物抗病基因工程的基础，也是目前国内外研究的热点。自Johel等（1992）应用转座子标签法分离出第一个玉米抗病基因Hm1，Martin等（1993）首次应用定位克隆法分离出第二个番茄抗霜霉病基因Pto以来，这方面的研究已取得长足的进展。随着对抗病基因及其编码产物的结构和功能的了解，以及信号转导链上其他组分的解读，人们对植物与病原菌互作、植物抗病基因进化的分子机制的认识正在不断深化，各种着眼于植物抗病基因及其启动的植物内在抗病机制的基因工程正由设想变成现实。一、植物抗病性的分…     

棉属GhPEPC1同源基因的克隆与进化分析

根据GenBank中的GhPEPC1(登陆号:AF008939)的开放阅读框设计引物,运用PCR技术分别得到棉属16个种的PEPC同源基因全长序列.序列比对结果表明,核苷酸和氨基酸的序列差异除长萼棉外分别是0.3％～9.8％和0.2％～18.8％.利用核苷酸序列构建的NJ和ME系统进化树对它们的亲缘进化关系进行了分析,...     

家蚕卵黄原蛋白受体BmVgR的体外表达

【目的】克隆家蚕卵黄原蛋白受体（vitellogenin receptor, VgR）,分析其在昆虫细胞中的表达特征,了解正常VgR和突变VgR的表达模式,为阐明其生物学功能提供参考依据。【方法】基于家蚕VgR的基因编码序列设计特异引物,扩增的目的片段连接到载体pET28a上,构建原核表达载体,转化E. coil BL21（DE3）表达菌株,IPTG诱导获得目的蛋白;用镍柱亲和层析方法纯化诱导表达的家蚕VgR肽蛋白;将纯化后的肽蛋白制备BmVgR的兔源多克隆抗体;PCR扩增获得大造和突变型白妙卵（scanty vitellin,vit）的LBD1+EGF1结构域（C11D和C11V）片段,连接到细胞表达载体上,通过细胞转染表达目的蛋白,采用细胞免疫组化检测大造和突变型vit的VgR在细胞里的表达情况;通过Western blot检测细胞培养液中大造和突变型vit VgR的表达量。【结果】原核表达获得了一个大小约为22 kD的融合蛋白,以包涵体形式表达;镍柱亲和层析初纯化得到BmVgR的肽蛋白,进一步切胶纯化后,以此为抗原制备BmVgR的兔源多克隆抗体,其抗体效价＞1﹕512 000,纯度为95%以上。转录水平检测表明Sf9和Spli221昆虫细胞中没有BmVgR和BmVg内源基因的表达;在Sf9昆虫细胞中成功表达了家蚕野生型和突变型vit BmVgR的结构域SP+LBD1+EGF1肽段,家蚕突变型vit在BmVgR第1个表皮生长因子同源区域的第3个ClassB区域有编码50个氨基酸残基的核酸序列缺失;细胞免疫组化试验表明,突变型和正常型的C11V和C11D都能在Sf9细胞质中正常表达;制备的BmVgR兔源多克隆抗体和Myc标签抗体同时检测到细胞表达的目的蛋白,表明试验所制备的VgR抗体特异性较好;由于SP+LBD1+EGF1肽段存在信号肽,细胞表达的蛋白会分泌进入细胞培养液中,Western blot对培养液进行蛋白检测,表明突变型vit存在氨基酸缺失,但并不影响肽蛋白的正常表达,且表达量没有明显差异。【结论】EGF1结构域的缺失并不影响SP+LBD1+EGF1肽蛋白的正常表达,可能是其蛋白功能异常导致突变型vit表型产生。