家蚕Septin基因家族的全基因组鉴定及分析

Septin基因家族存在于除植物外的所有真核生物中,是具有GTPase活性保守基因家族。Septin蛋白功能多样,能够参与细胞分裂、细胞内物质转运、细胞周期调控及细胞凋亡等生理反应,并与肿瘤发生、神经功能障碍和病原物侵染的过程直接相关。利用果蝇的5个Septin基因家族蛋白序列检索家蚕基因组数据库,发现家蚕基因组中存在4个septin基因,其蛋白序列都具有完整的保守结构域;通过与果蝇、酵母等Septin蛋白进行聚类分析,发现该基因家族具有高度保守性,并对家蚕4个septin进行命名为BmPnut、BmSeptin1、BmSeptin2和BmSeptin4;通过查找基因芯片数据库分析了家蚕septin基因家族在各组织的表达模式,4个septin基因在各组织表达量各不相同,为下一步研究家蚕septin基因功能奠定了基础。     

新麦草YUCCA基因克隆及其表达特性分析

【目的】克隆新麦草分蘖关键基因YUCCA并明确其表达特性,为该基因功能验证和育种利用奠定基础。【方法】以不同分蘖类型的新麦草分蘖节为材料,采用PCR法克隆新麦草YUCCA基因并进行同源序列比对,构建1300-cYFP-YUCCA过表达载体,利用烟草瞬时转染及蛋白质印迹法分析新麦草YUCCA蛋白的表达位置及表达情况,通过RNA-Seq数据及qRT-PCR分析验证YUCCA基因的相对表达量。【结果】成功克隆了新麦草YUCCA基因全长,大小为1 336 bp,最大阅读框为1 236 bp,并成功构建了1300-cYFP-YUCCA过表达载体。多序列比对结果显示,新麦草YUCCA主要与麦类作物的亲缘关系较近。表达特性分析发现,YUCCA基因在多分蘖型新麦草中的相对表达量远低于少分蘖型新麦草;与叶、根等组织相比,YUCCA基因在分蘖节中的相对表达量最高。烟草瞬时转化和蛋白质印迹法分析均显示,YUCCA蛋白可以正常表达,其亚细胞定位于细胞质中。【结论】YUCCA基因在调控新麦草分蘖中起下调作用,可用于后续YUCCA基因功能的研究。     

双子叶植物VQ基因家族的全基因组鉴定与盐胁迫下的表达模式分析

VQ基因来自植物特有的VQ基因家族,因其在拟南芥的生长发育及胁迫调控中起关键作用而被广泛关注。目前,关于VQ基因家族在双子叶植物中的研究鲜有报道。利用生物信息学的方法,在全基因组水平上,系统地鉴定了拟南芥、番木瓜、葡萄和杨树4种双子叶模式植物的VQ基因家族成员,并从序列属性、进化机制和盐胁迫下基因表达水平等角度分析了VQ基因在物种内和物种间的特征。VQ基因的研究为进一步筛选具有重要性状的功能基因,同时对于物种的进化机制研究具有重要意义。     

双元植物表达载体pCAMBIA2300-HaBADH-HaCMO的构建及转化

【目的】构建双元植物表达载体,通过遗传转化提高植物的抗逆能力。【方法】将从超旱生、耐盐植物梭梭(Haloxylon ammodendron)中克隆得到的HaBADH基因,定向导入植物表达载体pCAMBIA2300-35S-OCS中,以HaCMO替换pCAMBIA2300-HaBADH中的抗性基因NPT Ⅱ,构建双元植物表达载体pCAMBIA2300-HaBADH-HaCMO,并通过农杆菌介导法将其转入粳稻品种“优引三号”,对所获得的转基因植株进行PCR检验。【结果】成功构建了双元植物表达载体pCAMBIA2300-HaBADH-HaCMO,并获得了携带有pCAMBIA2300-HaBADH-HaCMO的水稻阳性植株5株,经PCR检测,转入成功。【结论】将梭梭抗逆基因HaBADH和HaCMO构建到一个表达载体中,并成功转化水稻,为转入基因后水稻植株内甜菜碱合成和积累过程的深入分析提供了条件。     

丹参C4H基因pET32a原核表达载体的构建

【目的】克隆丹参中肉桂酸-4-羟化酶基因（SmC4H）的核心区,并构建SmC4H基因的原核表达载体。【方法】设计合成SmC4H基因全长引物,应用PCR克隆SmC4H基因的编码区并添加酶切位点,应用EcoRⅤ、NotⅠ双酶切SmC4H-pGM-T后与原核表达载体pET32a连接,转化到大肠杆菌BL21(DE3)中进行双酶切鉴定,诱导表达重组蛋白并进行SDS-PAGE电泳以及Western Blot分析。【结果】克隆得到了1 200 bp大小的基因片段,经测序鉴定其为SmC4H基因片段;连接表达载体测序结果表明,SmC4H-pET32a构建成功,其诱导表达蛋白经SDS-PAGE检测及Western Blot分析发现,重组蛋白表达效果较好,且主要以包涵体形式存在。【结论】成功构建了SmC4H-pET32a原核表达载体,并成功诱导了SmC4H-pET32a重组蛋白的表达。     

SMAD2介导的Activin A信号对人胚胎干细胞向限定性内胚层细胞诱导分化的促进作用

【目的】研究SMAD2在Activin A促进人胚胎干细胞向限定性内胚层诱导分化中的作用。【方法】在人胚胎干细胞中转染SMAD2基因siRNA或者过表达质粒后,收集经Activin A分别诱导0,6,12,24,48,72,96和120 h的细胞各100 ng/mL,采用实时定量PCR检测SMAD2 与内中胚层共同前体标记Brachyury和内胚层标记Sox17的表达,进一步通过Western-blot分析Activin A诱导中SMAD2和磷酸化SMAD2（p-SMAD2）表达的变化。【结果】在Activin A诱导人胚胎干细胞向限定性内胚层细胞分化的过程中,干扰SMAD2 后48 h时才检测到Brachyury强表达,而单纯Activin A处理组24 h就检测到强表达;Sox17的表达始终较单纯Activin A处理组明显降低,因此,干扰SMAD2直接抑制了Activin A的诱导作用。而过表达SMAD2,Brachyury和Sox17的表达水平较单纯Activin A处理组明显增加,促进了限定性内胚层的发生;并且在Activin A诱导过程中,p-SMAD2的表达水平明显提高,而SMAD2的表达没有明显改变。【结论】SMAD2作为关键因子,介导了Activin A诱导人胚胎干细胞向限定性内胚层的分化,并转录调控Brachyury和Sox17的表达;SMAD2的磷酸化,激活并介导了Activin A诱导的信号转导通路。     

大豆GmCYP85A2基因克隆与表达特性分析

【目的】克隆大豆GmCYP85A2基因并进行表达特性分析,为进一步研究GmCYP85A2基因的功能及其对大豆叶柄角的调控机制奠定基础。【方法】以郑豆196作为试验材料,利用同源克隆技术克隆GmCYP85A2基因,对其编码蛋白进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测GmCYP85A2基因在大豆植株不同组织（根、茎、叶片、叶柄、花、花芽和豆荚）及不同光照处理时间（0,4,8,12,16,20,24 h）下叶柄中的相对表达量,分析该基因的表达特性。【结果】成功克隆了大豆GmCYP85A2基因,其长1 524 bp,开放阅读框长1 401 bp,编码466个氨基酸;编码蛋白分子质量为53.4 ku,理论等电点（pI）为9.00,具有典型的P450超家族保守结构和蛋白三级结构,亚细胞定位结果表明该蛋白为分泌型蛋白。启动子分析结果表明,该基因转录起始位置ATG上游2 kb的基因组序列含有多个响应光照以及与生长发育、逆境胁迫相关的顺式作用元件。基因表达特性分析结果表明,GmCYP85A2基因主要在花、花芽、豆荚及叶柄中表达,且以花中的表达量最大;在营养生长时期,叶柄中GmCYP85A2的表达量受光照影响而上调,并伴随着叶柄角的变大。【结论】克隆了大豆GmCYP85A2基因,并研究了该基因的表达特性,分析了其在叶柄角调控中的可能机制。     

意大利蜜蜂AmMETTL3基因的分子克隆与表达模式

为克隆意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica）的AmMETTL3基因,解析AmMETTL3蛋白的分子特性,并测定AmMETTL3在工蜂不同组织及发育时期的表达谱。通过PCR扩增AmMETTL3的CDS并进行Sanger测序验证;使用相关生物信息学软件预测AmMETTL3的理化性质和分子特性,鉴定METTL3的结构域和保守基序,并构建系统进化树;采用RT-qPCR检测AmMETTL3在工蜂7个组织及5个不同发育时期的相对表达量。结果表明：成功克隆到AmMETTL3的CDS并发现AmMETTL3不含典型的跨膜结构域和信号肽;METTL3在各种昆虫中高度保守且含1个MT-A70结构域和3个相同的保守基序;AmMETTL3与东方蜜蜂METTL3的亲缘关系最近;相较于触角中的表达量,AmMETTL3的表达量在咽下腺中极显著上调（P<0.01）,在中肠中极显著下调（P<0.01）;AmMETTL3在3日龄幼虫中的表达量极显著（P<0.01）低于卵中的表达量,在12日龄蛹中的表达量极显著（P<0.01）高于卵中的表达量,在2、6、12、15和18日龄工蜂体内的表达量极显著（P<0.01）低于1日龄工蜂体内的表达量。研究结果为深入探究AmMETTL3的功能及其参与的表观调控机制提供了参考和依据。     

中国指梗霉属Sclerospora分类研究

 本文报道指梗霉属Sclerospora中禾生指梗霉S. graminicola在国内新寄主植物和新分布,以及一新记录种法氏指梗霉S. farlowii,并讨论了本属分类变动问题。     

中国黄牛和水牛的腹腔丝虫种类探讨

 黄牛及水牛腹腔丝虫(Setaria spp.)的种类,国内外至今尚未统一。作者于1980—1987年在全国范围内收集了黄牛、水牛的腹腔丝虫约1000条,并观察了有关单位保存的虫体标本,经鉴定可肯定的种为:指状腹腔丝虫(Setaria digitata Von Linstow,1906;Boulenger,1921),马氏腹腔丝虫(Setaria marshalli Boulenger,1921),唇乳突腹腔丝虫(Setaria labiatopapillosa Alessandrini,1848)和黎氏腹腔丝虫(Setaria leichungwingi Chen,1937)。本文对马氏腹腔丝虫和黎氏腹腔丝虫的独立性作了详细的探讨,并提出了区别唇乳突腹腔丝虫与黎氏腹腔丝虫的确切方法。     

陕西省猪瘟流行毒株E0和E2全基因分子特征分析

【目的】分析目前陕西省猪瘟病毒（CSFV）流行毒株的E0、E2全基因分子特征,为猪瘟防控提供参考。【方法】根据CSFV Shimen株及HCLV株全基因序列,设计并合成了4对引物,采用RT-PCR方法,从采自陕西不同地区的猪瘟病料中扩增E0、E2全基因并进行序列测定分析。【结果】从采集的病料中成功扩增了5株猪瘟流行毒株的E0、E2全基因,这5株流行毒株E0基因核苷酸同源性在94.4％～99.8％,与参考毒株ALD、Alfort187、Brescia、CAP、Glentorf、GPE、GXWZ02、HCLV、Paderborn、Rimes和Shimen的核苷酸同源性在80.4％～96.3％,氨基酸同源性在86.5％～99.3％。5株流行毒株E2基因核苷酸同源性在91.1％～98.0％,与参考毒株的核苷酸同源性在77.7％～94.6％,氨基酸同源性在85.2％～95.9％。5株流行毒株E0 Rnase活性区域氨基酸基序位点没有变异,但导致流行毒株发生免疫逃逸的E2蛋白关键位点中有3个发生了变异。【结论】测定的陕西省猪瘟流行毒株E0、E2基因序列变异明显,其中E2蛋白关键位点变异较大。     

钩藤UrLAMT基因及其启动子的克隆与分析

【目的】克隆钩藤(Uncaria rhynchophylla)中马钱苷酸甲基转移酶(loganic acid methyltransferase,LAMT)基因及其启动子,对UrLAMT基因的组织表达及其对生物和非生物胁迫的响应进行分析,并对UrLAMT及其启动子的生物信息学进行分析,为进一步研究UrLAMT转录调控奠定基础。【方法】基于钩藤的转录组数据设计引物,采用PCR从钩藤cDNA中克隆UrLAMT序列,并对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR,分析UrLAMT在钩藤不同组织(根、茎、叶、花、果实、钩)中的表达,以及对外源茉莉酸甲酯(MeJA)、遮光/复光胁迫的响应;利用FPNI-PCR技术克隆UrLAMT上游启动子序列,并验证其活性,结合酵母单杂交试验,分析相应转录因子与UrLAMT启动子的调控关系。【结果】克隆得到钩藤UrLAMT序列,其长度为1 137 bp,共编码378个氨基酸。UrLAMT蛋白质相对分子质量为42.64 ku,理论等电点为5.76,为亲水性蛋白,无信号肽,不含跨膜结构,定位在细胞质中;UrLAMT基因在钩藤叶中表达量最高,其次为根;UrLAMT均能响应MeJA和光;其与短小蛇根草和长春花的进化关系较近。UrLAMT启动子序列长度为1 141 bp,除核心响应元件外还含有多个光响应元件,UrLAMT启动子在酵母中与光调控转录因子HY5存在相互作用。【结论】获得了UrLAMT基因及其启动子序列,其在钩藤叶中表达量最高,可能受光诱导。     

猪流行性腹泻病毒COE基因的原核表达和免疫原性分析

为研究猪流行性腹泻病毒中COE基因的原核表达情况及免疫原性,从感染猪流行性腹泻病毒的猪体内采集肠内容物、肠段及肠系膜淋巴结,参照GenBank中所收录的猪流行性腹泻病毒（PEDV）CV777株的COE基因序列设计1对特异性引物,通过RT-PCR扩增出COE基因,克隆到原核表达载体pET-32α上,并构建重组表达质粒pET-32α-COE,在大肠杆菌Rosetta中进行表达,并进行Western blot检测。结果显示,重组蛋白获得了高效的表达,并能与多抗血清发生特异的免疫印迹反应。COE基因是猪流行性腹泻病毒的中和抗原位点,具有良好的免疫学活性。     

绵羊MSTN基因慢病毒表达载体的构建及其对成肌细胞的分化作用

【目的】构建新疆细毛羊MSTN基因慢病毒表达载体,研究其在细毛羊成肌细胞分化中的作用,并探讨其作用机制。【方法】采用RT-PCR技术,扩增MSTN编码区序列,克隆入plex-mcs慢病毒表达载体,构建plex-MSTN慢病毒表达载体,并进行酶切及测序鉴定。将plex-MSTN包装成plex-MSTN慢病毒。用酶消化法分离培养新疆细毛羊成肌细胞,慢病毒感染制备MSTN过表达成肌细胞系,通过马血清诱导分化,Western blotting检测分化细胞MSTN基因的表达,免疫荧光分析分化肌管的融合率及肌管直径,Realtime RT-PCR检测分化相关基因的表达。【结果】 克隆的新疆细毛羊MSTN基因编码区全长序列（1 128 bp）与NCBI上公布的序列99.9%同源,仅在外显子2上存在单碱基突变;Western blotting检测结果显示,MSTN过表达成肌细胞过表达MSTN蛋白;免疫荧光检测表明,MSTN过表达成肌细胞的肌管融合率与肌管直径分别为5.69%和12.35 μm,显著低于非转化成肌细胞（10.21%和18.5 μm）（P<0.05）;Realtime RT-PCR结果显示,MSTN过表达成肌细胞中的Myogenin、p21、MyoD-基因表达显著下调,Smad3基因表达极显著上调（P<0.01）。【结论】 成功构建了细毛羊MSTN基因慢病毒表达载体,MSTN基因对细毛羊成肌细胞的分化具有显著的抑制作用,确定了MSTN基因与Myogenin、p21、MyoD及Smad3基因在成肌细胞分化过程中的调控关系。     

黄鳝Ⅰ型α螺旋细胞因子中6个白介素基因的序列特征及表达分析

为了解白介素在黄鳝抗维氏气单胞菌（Aeromonas veronii）感染过程中的分子机制,利用生物信息学方法分析了黄鳝il-6、il-12p35、il-12p40、il-15、ebi3和il-34基因及其编码蛋白的序列特征,并采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）方法分析了这些基因在健康和维氏气单胞菌感染后黄鳝中的表达模式。结果显示,黄鳝6个白介素蛋白氨基酸序列与尼罗罗非鱼相似性最高且进化关系最近;6个白介素基因与其他鱼类的基因结构基本相同;共线性分析显示il-15在进化上相对保守;白介素基因在健康黄鳝不同组织中均有表达;与对照组相比,白介素基因的表达在维氏气单胞菌感染后均发生了显著变化,其中,il-6、il-12p35和ebi3参与早期阶段的黄鳝抗菌免疫反应。研究结果表明,il-6、il-12p35、il-12p40、il-15、ebi3和il-34基因在黄鳝抵抗病原入侵的免疫防御活动中均有调控作用。     

七彩神仙鱼Vasa基因cDNA的克隆及表达分析

源自DEAD-box家族的Vasa基因是生殖细胞的分子标记之一。本研究克隆了七彩神仙鱼（Symphysodon haraldi） Vasa基因的全长序列,并进行了不同组织的表达分析。结果表明：七彩神仙鱼Vasa 基因cDNA序列共2 370 bp,其中5''UTR占123 bp,3''UTR为279 bp,ORF编码655个氨基酸,长1 968 bp。氨基酸序列同源性分析表明七彩神仙鱼的Vasa基因与尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）的同源性最高。半定量分析表明,Vasa基因在成熟七彩神仙鱼的性腺中特异表达,在其它组织中无表达信号。qRT-PCR结果显示,Vasa在七彩神仙鱼早期胚胎发育阶段及出膜后50日内均有表达。在受精卵至囊胚期阶段,Vasa基因表达持续增加,在囊胚期至孵化期阶段,表达持续降低。在仔鱼阶段,Vasa分别在25日龄和40日龄出现了最低和最高表达量。繁殖前后比较发现,繁殖前的精巢组织中Vasa表达量比繁殖后的表达量低,而卵巢恰好相反。本研究结果可为研究七彩神仙鱼的性分化、生殖细胞分子标记及其发育提供参考。     

桔小实蝇P450基因CYP6A41的克隆与表达分析

【目的】克隆桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)P450基因,研究其在不同组织及发育时期的表达情况,探索其可能存在的生理功能。【方法】采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术,克隆桔小实蝇P450基因CYP6A41;采用实时荧光定量PCR（real-time PCR）方法,研究CYP6A41mRNA在桔小实蝇不同组织及不同发育时期的相对表达量。采用Homology程序模拟构建CYP6A41蛋白的三维结构,应用CDOCK程序将之与甲酸乙酯、乙酸乙酯、甲基丁香酚3种气味分子进行模拟对接分析。【结果】克隆获得了桔小实蝇P450基因,并命名为CYP6A41。CYP6A41阅读框全长1 530 bp,编码509个氨基酸,该蛋白序列与桔小实蝇的另外一种P450蛋白CYP4D46序列的一致性最高,达99.2%。荧光定量PCR分析表明,CYP6A41在桔小实蝇不同发育时期都有表达,并且在化蛹第1天表达量达到最高峰;CYP6A41在各组织中也都有表达,但以触角中的表达量最高;雄虫生殖节中的表达量约是雌虫的6.8倍;对接结果表明,CYP6A41蛋白与3种小分子化合物均能形成稳定的复合物。【结论】CYP6A41在桔小实蝇雌雄生殖节中的差异表达,暗示该蛋白在雄虫生殖生理过程中发挥作用;CYP6A41在化蛹第1天及触角中的高表达量暗示CYP6A41不仅参与了蛹早期的发育过程,且可能参与了嗅觉气味分子的降解过程。     

黄曲霉ste20-like基因功能鉴定及与ste20基因功能的比较

为了鉴定ste20-like基因在黄曲霉生长、分生孢子形成、菌核形成中的作用以及其侵染性,并比较其与ste20基因功能的差异,以A.flavus NRRL3357为研究对象,对两个基因进行相似度比对和生物信息学分析,根据同源重组策略获得单基因缺失菌株Δste20、Δste20-like和双基因缺失菌株Δdouble（Δste20-like&ste20）,并分析基因敲除对菌株生长、分生孢子形成、菌核形成、黄曲霉毒素B₁（AFB₁）生物合成和侵染功能的影响。应用pyrG的双向遗传筛选成功获得Δste20、Δste20-like和Δdouble;与野生型相比,单基因缺失和双基因缺失突变株的生长速率、分生孢子量、菌核数量以及侵染能力都显著降低,在毒素合成方面,Δste20、Δste20-like和Δdouble菌株分别降低约76%、93%和72%;突变株之间比较发现,ste20-like缺失对生长速率的影响大于ste20基因;突变株之间的分生孢子产生量无显著差异;Δste20无菌核产生而Δste20-like还有少量菌核产生;Δste20-like菌株产生的毒素显著低于Δste20和Δdouble菌株。ste20-like基因正调控黄曲霉生长、分生孢子生成、菌核形成、AFB₁生物合成,并影响黄曲霉分生孢子对粮油种子的侵染能力。与ste20基因功能相比,ste20-like基因在调控黄曲霉生长、毒素合成方面对菌株的影响方面较显著,而在菌核形成方面ste20的基因调控作用更显著。     

黄曲条跳甲JH诱导蛋白基因的克隆与表达分析

【目的】克隆黄曲条跳甲保幼激素诱导蛋白（Juvenile hormone-inducible protein,Ps-jhip-1）基因,并分析其表达特征。【方法】克隆黄曲条跳甲Ps-jhip-1基因,对其进行系统发育分析,并对其编码蛋白进行生物信息学分析。利用荧光定量PCR方法分析Ps-jhip-1基因在黄曲条跳甲不同组织器官及1个生物钟周期内表达量的变化趋势。【结果】成功克隆了Ps-jhip-1全长cDNA,其长度为1 252 bp,开放阅读框为1 230 bp,编码409个氨基酸。Ps-jhip-1基因编码蛋白具有典型的类蛋白激酶C超家族的蛋白功能域,不具备保幼激素膜受体分子的特征。系统发育分析结果表明,Ps-jhip-1与同为鞘翅目昆虫赤拟谷盗的8种JH诱导蛋白基因聚为一支。荧光定量PCR结果表明,Ps-jhip-1基因mRNA在黄曲条跳甲雌雄成虫的多种组织器官中都有表达,其中在触角和头部的表达量相对较高,而在中足和后足的表达量相对较低,约为触角表达量的6%;Ps-jhip-1基因mRNA表达水平在1个生物钟周期内存在4个下调表达时段,但并未表现出明显的节律性特征。【结论】成功克隆了黄曲条跳甲Ps-jhip-1基因,并分析了其在不同组织及1个生物钟周期内表达量的变化。     

我国未报道过的一个青霉稀有种

 从昆明水稻土中分离到一株囊状青霉,因只有很少几位作者分离过此菌,故是一个稀有种。囊状青霉(Penicillium sacculum Dale) (异名:Eladia saccula(Dale) Smith;Scoputariopsis verticilliodes Kamyschko)首先由 Dale(1914) 从土壤中分出并在后来(1926) 命名为 Penicillium sacculum。Raper 和 Thom(1949) 曾把它归为帚霉属(Scopulariopsis),Mason 鉴定了 Marcus(1952) 的分离体并肯定它是 P.sacculum。