多年生黑麦草细胞分裂素信号通路B类ARR转录因子LpARR10的耐镉功能分析

镉（Cd）是矿区重金属污染的主要元素之一,严重限制了植物的生长、发育。细胞分裂素（CTK）能够缓解镉对植物的毒害,但具体机制尚不清楚。本研究克隆了多年生黑麦草CTK信号通路基因LpARR10,该基因具有6个外显子,编码598个氨基酸。进化分析表明,LpARR10与拟南芥B类ARR转录因子（B-ARRs）聚为一组,其中与AtARR10和AtARR12的亲缘关系较近。氨基酸序列分析结果显示,LpARR10具有B-ARRs典型的磷酸受体结构域、磷酸化和金属离子结合位点。表达模式分析表明,CTK（25 μmol·L^-1 6-BA）和Cd（200 μmol·L^-1 CdCl₂）处理0.5、2、6、12、24和48 h均显著提高了黑麦草根部LpARR10的表达;而在叶片中,LpARR10的表达仅在CTK和Cd处理2和6 h后显著升高。过量表达LpARR10转基因和野生型拟南芥在无Cd的MS培养基上生长10 d后,根长和鲜重没有显著差异;而在含有Cd（180 μmol·L^-1 CdCl₂）的MS培养基中,过量表达转基因株系的根长和鲜重显著高于野生型对照。综上,LpARR10在细胞分裂素调控的植物耐镉机理中发挥重要作用。     

宿主膜联蛋白A2与伪狂犬病病毒US3蛋白互作及其对细胞凋亡的影响

US3蛋白激酶是伪狂犬病病毒（PRV）的一个重要毒力因子,研究显示US3参与了细胞骨架重排、病毒复制和传播、细胞凋亡和干扰素信号通路等多个生物学过程,鉴定新的和US3互作的宿主蛋白对于认识其生物学功能具有重要意义。本研究首先利用免疫共沉淀和pull-down技术验证了US3和宿主膜联蛋白A2（ANXA2）的相互作用;然后利用RNAi技术,通过荧光定量PCR、病毒滴度测定和免疫印迹分析,发现敲低ANXA2的表达显著抑制了PRV在PK-15细胞上的增殖;进一步发现过表达ANXA2可以抑制PRV或者凋亡刺激剂诱导的细胞凋亡,提示ANXA2具有负调控细胞凋亡的作用。本研究进一步完善了可以和US3蛋白互作的宿主蛋白成员,加深了人们对ANXA2生物学功能的理解。     

五指山猪和杜洛克猪全基因组选择信号差异分析

旨在探究五指山猪和杜洛克猪免疫和脂质代谢相关基因的选择信号差异。本研究从海南国家级五指山猪保种场采集30头4月龄健康(10公,20母)五指山猪的耳组织进行全基因组重测序(whole genome sequencing,WGS),从NCBI数据库下载29头杜洛克猪全基因组重测序数据(SRA：PRJNA378496);通过生物信息学方法分析59个样本WGS数据的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNPs),进行SNPs过滤,定位SNPs在基因组的位置,分析其结构特征和基因型频率,并注释对应基因的功能;使用XP-CLR方法筛选五指山猪基因组受到强烈选择的区域,分析两个品种相关通路基因的功能差异。结果表明,五指山猪平均每个样本共筛选到36 961 902个SNPs位点,内含子区域分布最多,平均每个样本16 729 364个,约占45.26%,编码区(起始、终止密码子)平均有2 073个SNPs;五指山猪受选择的基因组区域主要集中在免疫、代谢和神经功能相关通路;免疫反应通路中,9个基因(TGFBR2、IL26、IL15、BMPR2、TNFSF15、TNFSF4、TNFSF8、ACKR4、TNFRSF11B)功能区域SNPs位点在五指山猪中只存在一种突变纯合基因型,而在杜洛克猪大部分个体中存在3种基因型(野生纯合基因型、杂合子、突变纯合基因型),其中野生纯合基因型比例最高;脂类代谢通路中,关键调节基因IRS2、PRKG1、ADCY5的基因型频率与免疫反应基因类似。在五指山猪中突变纯合基因型比例为100%,在杜洛克猪中野生纯合基因型所占比例为48%~93%(14/29-27/29)。本研究筛选出与五指山猪免疫性状相关的候选基因9个、与脂类代谢相关的候选基因3个,发现五指山猪免疫、代谢和神经功能相关基因的受选择程度强于杜洛克猪,为揭示五指山猪特色性状形成的分子机制提供参考。     

产蛋前期和产蛋高峰期鸡全基因组甲基化差异及其对肝脏转录组影响的研究

旨在通过对产蛋前期和产蛋高峰期鸡肝全基因组甲基化差异进行分析,解析基因组甲基化对不同发育阶段肝中基因表达差异的影响。本研究采用全基因组重亚硫酸盐测序（WGBS）技术对产蛋前期（20周龄）和产蛋高峰期（30周龄,各3只DNA混池）卢氏绿壳蛋鸡肝全基因组的甲基化水平进行检测,并与已有的肝mRNA转录组数据进行整合分析,探讨基因组甲基化对不同生理阶段基因表达差异的影响。结果表明,全基因组范围约有4%的胞嘧啶（C）发生了甲基化（mC）;两个生理阶段的总体甲基化水平基本一致。共检测到670个差异甲基化区域（DMRs）和356个差异甲基化基因（DMGs）。基因本体（GO）和相关信号通路（KEGG）分析发现,超甲基化DMGs显著富集在发育的正向调控、细胞形态改变的调控、VEGF信号通路、肌动蛋白细胞骨架的调控、粘着斑及间隙连接等相关过程,低甲基化DMGs显著富集在胚胎消化道形态的发生、间充质细胞增殖的正向调控、淀粉和蔗糖代谢及Wnt信号通路等相关过程。基因不同功能区域甲基化水平与基因表达水平有关,启动子（promoter）及基因体（gene body）区域甲基化水平与基因表达水平呈显著负相关,其他区域（内含子、3'UTR）的甲基化水平与基因的表达水平无明显关系。其中,与肝脂质代谢相关的候选基因RASD1、HAO1、UBE2O、MSRB3受甲基化调控。本研究绘制了不同生理时期卢氏绿壳蛋鸡全基因组甲基化图谱,结合mRNA转录组数据阐述了DNA甲基化在基因表达方面的调控作用,并鉴定出了不同生理时期受甲基化调控的基因,为深入研究表观遗传调控在不同生理时期蛋鸡肝代谢中的作用机制提供参考。     

系统分析多组织转录组鉴定影响猪脂肪沉积的关键基因

旨在挖掘影响松辽黑猪脂肪沉积的关键基因及脂肪、肝和肌肉在体内的功能。本研究选择体重100 kg左右健康且背膘厚差异显著的6头(高、低各3头)松辽黑猪为试验动物,利用高通量转录组测序技术检测其脂肪、肝和背最长肌组织中基因的表达水平,鉴定不同脂肪沉积猪和不同组织中的差异表达基因,并分析差异表达基因的生物学功能。结果表明,在不同分组的猪中发现135个差异表达基因,其中部分参与了PPAR信号通路、AMPK信号通路、代谢通路、脂肪酸代谢和甘油代谢等通路。经生物学功能分析发现,EHHADH、ME1、SCD、OLR1、PHGDH、ACLY、LEP和CYP超家族基因等基因为影响猪脂肪沉积的关键基因。在不同组织的差异表达表达基因中,脂肪组织中高表达的基因显著富集在胰岛素信号通路、MAPK信号通路、三羧酸循环、氧化磷酸化等通路;肝中高表达基因显著富集在多种物质的代谢、脂肪酸的降解、氨基酸的合成等通路;背最长肌中高表达的基因主要参与了蛋白质的降解、PI3K-Akt信号通路、氧化磷酸化通路、Wnt信号通路、磷脂酰肌醇信号通路等通路。不同组间差异表达基因分析结果提示,EHHADH、ME1、SCD、OLR1、PHGDH、ACLY、LEP和CYP超家族基因等基因是影响脂肪沉积的关键基因;不同组织间差异表达基因表明,脂肪组织是脂肪合成的主要部位,而肝和肌肉组织主要涉及脂肪酸的降解。本研究结果对脂肪性状的遗传改良、机理解析有一定意义。     

日本血吸虫基因重组抗原rSj06868对小鼠的免疫保护效果

为克隆、表达日本血吸虫假想蛋白SJCHGC068068编码基因（暂命名为Sj06868）并观察重组抗原的免疫预防效果。应用PCR技术从日本血吸虫7 d童虫、14 d童虫mRNA反转录制备的cDNA中克隆到Sj06868基因的46-438 bp DNA片段,BLASTn分析未发现其他物种中的同源性序列,也未发现其保守序列和相关功能结构域。以pET32a为表达载体、Sj06868基因在大肠杆菌Rosetta（DE3）中获得高效表达,表达产物rSj068068分子量为36 kDa,能被感染血吸虫14 d兔血清识别。将纯化的重组抗原与佐剂ESSAI ISA 206 CELL混合后免疫BALB/c小鼠,与佐剂对照组和PBS对照组相比,分别获得了31.63%、29.19%减虫率以及55.63%、56.27%肝脏虫卵减少率。用ELISA检测各组血清中抗rSj068068特异性抗体结果显示,免疫组在攻击感染前、佐剂对照组和PBS对照组在感染后均产生了较高水平的特异性抗体。本研究结果说明,Sj068068是日本血吸虫特有的童虫期高表达基因,rSj068068在抗血吸虫疫苗和血吸虫感染的诊断方面均有潜在应用价值。     

玉米种胚内质网胁迫相关基因对人工老化处理的响应

【目的】在植物中,内质网胁迫（endoplasmic reticulum stress,ERS）和未折叠蛋白应答（unfolded protein response,UPR）参与环境胁迫响应过程,然而,玉米种子老化过程中内质网胁迫相关基因表达情况尚未见报道。文章利用基因数字表达谱技术探究玉米种子老化过程中内质网胁迫相关基因表达规律,以期为揭示种子衰老的分子机制提供理论依据。【方法】以玉米杂交种郑单958种子为材料,采用高温（45℃）高湿（相对湿度100%）的方法进行人工老化处理。分别提取未老化处理（对照）和老化处理3 d的玉米种胚总RNA,利用Illumina HiSeqTM 2000平台进行高通量测序。去除原始数据中的接头序列、包含模糊碱基的序列以及低质量序列,获得Clean reads,利用短序列比对软件SOAPaligner/ SOAP2将Clean Reads分别比对到玉米参考基因组和参考基因序列,采用RPKM（reads per kb per million reads）方法计算基因的表达量,根据FDR（false discovery rate）＜0.001和|log2 ratio(T/CK)|≥1的标准筛选差异表达的基因,对获得的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）进行KEGG（kyoto encyclopedia of genes and genomes）数据库功能注释分析,筛选出响应人工老化的内质网胁迫相关差异表达基因。利用qRT-PCR技术定量分析内质网胁迫相关基因在不同人工老化时间内的表达特性。【结果】基因数字表达谱鉴定结果表明,有104个差异表达基因在人工老化过程中参与内质网蛋白质加工（protein processing in endoplasmic reticulum）通路,其中内质网胁迫相关基因有97个（81个上调表达,16个下调表达）。对差异表达基因功能注释分析表明,内质网胁迫的标志性蛋白基因BiP以及分子伴侣蛋白基因CRT、CNT和GRP94等显著上调表达。参与内质网相关性降解（endoplasmic reticulum-associated degradation,ERAD）途径的有83个差异表达基因（70个上调,13个下调）,其中启动ERAD途径的关键酶基因EDEM （ER degradation enhancing mannosidase I-like protein）下调,参与蛋白泛素化的E2泛素结合酶基因UbcH5、E3泛素连接酶基因Hrd1和Doa10等也发生显著的表达变化。qRT-PCR结果表明,内质网胁迫相关基因在不同人工老化时间内表现表达多样性和复杂性。【结论】人工老化处理能造成玉米种胚细胞发生内质网胁迫。细胞通过上调分子伴侣基因表达和诱导ERAD途径响应内质网胁迫,但ERAD途径受阻可能引起错误折叠蛋白聚集,从而进一步加剧细胞损伤,最终导致种子活力降低甚至丧失。     

广州市蔬菜质量安全监管与追溯平台构建

农产品质量安全事件频繁发生,给人们的人身安全构成了较大的危害.针对广州市蔬菜农产品质量安全问题,构建了蔬菜农产品监管与追溯体系.从政府监管角度出发,研究分析了农产品信息采集、产品检测、数据传输等关键技术,在此基础上研发了广州市蔬菜农产品质量安全监管与追溯平台.该平台在广州市农产品质量安全监管部门及生产企业进行应用示范,结果表明监管与追溯平台的构建能有效地管理生产企业及其相关产品信息并保障农产品的质量安全.     

鸡PD-1单克隆抗体的制备及生物学功能研究

试验旨在筛选并制备鸡PD-1单克隆抗体,对该单克隆抗体的免疫学特性、结合活性及其对鸡PD-1/PD-L1信号通路激活的阻断作用进行初步研究。运用杂交瘤细胞融合技术筛选杂交瘤细胞株,采用ELISA方法、Ig抗体亚型鉴定试剂盒、Western blotting鉴定抗体的免疫学特性,利用间接免疫荧光技术及流式细胞术检测筛选单抗与鸡PBMCs的结合情况,应用该单抗与IBDV感染7 d后的鸡PBMC细胞作用,利用实时荧光定量PCR技术检测IL-2、IL-6和IFN-γ等细胞因子的表达情况。结果显示,试验获得1株特异、稳定分泌鸡PD-1单克隆抗体的杂交瘤细胞株,命名为PD-1-D05。该单克隆抗体的亚型属于IgG1,杂交瘤细胞培养上清和腹水的效价分别为1：2¹¹和1：2.048×10⁵。ELISA和Western blotting检测结果表明,PD-1-D05单抗能与免疫原发生特异性反应,与pET-28a （+）、Rosetta菌株蛋白提取液上清及无关蛋白无交叉反应。间接免疫荧光及流式细胞术检测结果显示,PD-1-D05单克隆抗体能与鸡PBMC特异性结合,且IBDV感染7 d后的PBMC经单抗处理后,IL-2表达量显著升高（P<0.05）,IFN-γ转录水平显著下降（P<0.05）,IL-6表达水平较IBDV攻毒组细胞虽有所下降,但并无统计学差异（P>0.05）。结果表明,试验成功筛选并制备了能够稳定分泌鸡PD-1单克隆抗体的细胞株,所获得的PD-1单克隆抗体具有良好的免疫学特性,该单抗能够特异性识别鸡PD-1分子并与鸡PBMC细胞特异结合,并在一定程度上恢复由于IBDV感染导致的PD-1/PD-L1信号通路激活引发的免疫调节相关细胞因子IL-2、IFN-γ的异常表达。