黏虫CYP9A113基因的克隆及外源物质对基因表达的诱导效应

黏虫是我国作物上最重要的害虫之一。细胞色素P450能够参与昆虫外源物质代谢。本研究采用RACE技术克隆了一条编码黏虫P450基因的cDNA序列,并通过Real-time PCR技术,检测了4种外源物质对该基因表达的诱导效应。该基因被国际P450命名委员会命名为CYP9A113,GenBank登录号为KY436739。利用2.5%高效氯氟氰菊酯乳油的LD_(50)处理黏虫3 h,LD_(10)、LD_(30)和LD_(50)处理12 h和24 h,可诱导表达CYP9A113基因;20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂的LD_(10)处理黏虫12、24和48 h,LD_(30)和LD_(50)处理24 h,CYP9A113基因表达呈诱导效应;0.1和0.5 mg/mL香豆素处理6、12、24和48 h,CYP9A113基因表达均呈诱导效应;0.1和0.5 mg/mL吲哚-3-甲醇处理3、6、12、24和48 h,CYP9A113基因表达均呈诱导效应。     

氯虫苯甲酰胺和氟虫腈对黏虫细胞色素P450基因表达的影响

为筛选出黏虫Mythimna separata参与杀虫剂解毒代谢的主效细胞色素P450基因,采用叶片浸渍法测定了用于处理黏虫3龄幼虫的亚致死浓度,通过构建转录组测序文库并结合数字基因表达(digital gene expression,DGE)对不同处理的黏虫进行测序,并运用实时荧光定量PCR(realtime quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)技术验证12个P450基因的表达情况。结果表明,用于处理黏虫的氯虫苯甲酰胺和氟虫腈亚致死浓度LC_(10)分别为0.15、13.66 mg/L;对照样品、氟虫腈处理样品和氯虫苯甲酰胺处理样品分别获得59 521 504、64 838 148和41 722 990个原始序列数据,分别获得57 441 216、62 368 912和40 285 164个过滤后的序列数据;过滤后的序列长度分别为8.62、9.36和6.04 G;碱基错误率均为0.02%;Phred数值大于20、30的碱基占总碱基的百分比均高于90.59%;鸟嘌呤+胞嘧啶(guanine cytosine,GC)含量分别为47.16%、48.94%和47.55%,表明转录组测序质量较高;黏虫受氯虫苯甲酰胺胁迫后,29个P450基因表达量上调,27个P450基因表达量下调;黏虫受氟虫腈胁迫后,23个P450基因表达量上调,26个P450基因表达量下调;12个P450基因表达量的RT-qPCR技术检测结果与DGE测序文库显示的结果基本一致。     

高效氯氰菊酯对小鼠卵巢生殖功能的影响及维生素E的干预作用

为探究高效氯氰菊酯 (beta-cypermethrin, β-CP) 对雌性小鼠卵巢生殖功能的影响及维生素E (vitamin E, VE) 的干预作用,将雌性昆白小鼠随机分为6 组:空白对照组 (花生油处理)、β-CP不同剂量 (10、20、40 mg/kg) 处理组、VE保护组 (20 mg/kg β-CP+20 mg/kg VE) 和VE组 (20 mg/kg VE),连续灌胃10 d。灌胃结束后取小鼠卵巢组织,观察组织结构的病理变化,采用免疫组化法、蛋白免疫印迹试验及RT-PCR方法检测卵巢中StAR蛋白含量及casp-3、casp-8、INHα和INHβB 基因mRNA表达的变化。结果显示:与对照相比,10、20和40 mg/kg的β-CP处理均使小鼠卵巢组织结构发生了损伤,使组织中StAR蛋白的浓度分别降低了18.8%、36.3%和40.3%,casp-3基因的表达分别升高了16.0%、26.7%和52.9%,INHα基因的表达分别升高了34.5%、83.6%和228.7%,INHβB基因的表达分别升高了7.5%、39.2%和52.7%;20和40 mg/kg的β-CP处理使得casp-8基因的表达分别升高了27.1%和36.7%。上述处理组与对照组的差异均达显著水平 (P＜0.05)。与 20 mg/kg β-CP处理组相比,VE 保护组的StAR蛋白含量也显著增多 (P＜0.05)。研究表明,β-CP对小鼠卵巢具有毒性作用,这与β-CP抑制StAR蛋白的合成,上调casp-3、casp-8、INHα及INHβB基因的表达有关;添加VE对小鼠卵巢有一定的保护作用,这与VE可减弱β-CP对StAR蛋白合成的抑制作用有关。     

吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007产嗜铁素的相关基因克隆及条件优化

为了明确吡咯伯克霍尔德氏菌Burkholderia Pyrrocinia JK-SH007是否产嗜铁素,揭示其生防机制,本文通过CAS检测该菌株产嗜铁素的能力,并对其嗜铁素合成相关基因cepR进行克隆及序列分析,同时采用单因素试验及响应面法对菌株JK-SH007产嗜铁素条件进行优化。结果表明,菌株JK-SH007具有明显的产嗜铁素能力,其嗜铁素合成相关基因cepR大小为720 bp,与B.pyrrocinia（EU034001）的亲缘关系最近,同源性为99%,两者序列相似性为97%,13个位点出现SNP;另外菌株JK-SH007 cepR基因编码的氨基酸序列有3个氨基酸发生了替换,两者一致性为97%。该菌产嗜铁素最优培养时间是15 h、pH 8、转速200 r/min、最佳碳源和氮源分别是甘油和氯化铵;PB试验筛选出影响该菌株产嗜铁素的关键性因素分别是pH、加碳量、加氮量;CCD试验结果显示,pH和加氮量的交互作用较明显;最终采用Design-Expert软件分析出菌株JK-SH007产嗜铁素最佳方案为碳源加入量15.00 g/L、氮源加入量10.50 g/L、温度30℃、pH 7.36,优化后菌株产嗜铁素能力由18.59提升到37.86,响应面优化产嗜铁素条件的效果是显著的,嗜铁素产量得到明显提高。     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白Cry1D新基因的克隆与特性

为扩充鳞翅目害虫杀虫基因资源,本研究从苏云金芽胞杆菌BN23-5中克隆得到一个新的cry基因,并对其进行鉴定和分析。该基因为一个完整的cry1D基因,全长3501 bp,编码1166个氨基酸残基。该氨基酸序列是一个新的Cry氨基酸序列,与Cry1Db1的同源性最高,为86%,命名为Cry1Dd1（登录号为KJ728844）。将该基因插入穿梭表达载体pSTK中,转入BT无晶体突变株HD73^-中进行表达。结果表明,cry1Dd1基因能在BT无晶体突变株中表达,并形成菱形伴孢晶体。SDS-PAGE验证其分子量为132.2 kD,与预测的大小相符。生物活性测定表明,Cry1Dd1晶体蛋白对小菜蛾的幼虫具有杀虫活性,LC₅₀为13.1 μg/mL;能明显抑制甜菜夜蛾幼虫的生长;但对棉铃虫幼虫没有杀虫活性。对cry1Dd1基因序列进行分析,cry1Dd1包含8个block保守区域,这和目前其他的cry基因相似;Cry1Dd1蛋白的活性区域为N端的37~593位氨基酸残基。     

柑橘胼胝质合成酶基因家族的表达分析

胼胝质由胼胝质合成酶合成,胼胝质沉积是植物对入侵病原的防御反应。为了探索胼胝质合成酶(Callose synthase,CalS)基因在柑橘中对黄龙病的应答情况,从甜橙基因组中筛选并利用生物信息学分析了柑橘胼胝质合成酶(CsCalS)家族的12个基因。这些基因编码的氨基酸序列与拟南芥中的胼胝质合成酶具有较高的同源性。荧光实时定量PCR结果显示,CsCalS5和CsCalS12在柑橘健康叶片中的表达量高于其他胼胝质合成酶基因。比较黄龙病感病材料和健康对照材料,发现CsCalS5、CsCalS7和CsCalS8在感病的‘砂糖橘’和‘强德勒’柚中均上调表达,可能参与柑橘对黄龙病病原的应答反应。     

利用CRISPR/Cas9敲除葡萄VviPDS1基因的研究

选择葡萄八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase)基因VviPDS1为靶标,利用CRISPR/Cas9系统构建基因敲除载体,瞬时转化葡萄叶片原生质体,检测到不同类型的突变。通过农杆菌介导转化‘无核白’葡萄胚性愈伤组织,筛选获得卡那霉素抗性植株71株。经PCR鉴定,其中53株为阳性植株,阳性率为74.64%。测序结果表明,共有20株在靶点发生不同类型的突变,编辑效率为37.74%;其中9株产生了双等位基因突变。对其进行氨基酸序列预测,在第202位氨基酸之后发生了不同程度的变异。利用CRISPR/Cas9系统敲除VviPDS1获得的突变体植株呈现整体矮化,其叶片出现不同程度白化。表明CRISPR/Cas9系统可以通过细胞中的瞬时或稳定表达进行基因编辑,可以实现在葡萄编辑植株中产生纯合敲除。     

基于家族基因分析的甘蓝MLPK互作PUB蛋白的筛选

MLPK(M–位点受体激酶)是芸薹属自交不亲和正向调控关键元件,其参与自交不亲和信号传导的分子机制尚不明确,同时自交不亲和下游信号元件也有待于进一步分离。为了探索分离MLPK互作蛋白的思路和方法,构建了不含核定位信号的MLPK短截蛋白(MLPK-T),并利用酵母双杂交检测到MLPK与臂重复蛋白1(ARC1)作用,通过全基因组鉴定分别获得了96个甘蓝、101个白菜、70个琴叶拟南芥和62个拟南芥PUB蛋白,其中含有臂重复序列的PUB蛋白共为127个。通过系统进化分析,筛选到8个含臂重复序列的甘蓝BoPUB蛋白,其8个基因全部在柱头内表达,且成功利用酵母双杂交检测到MLPK与3个含臂重复序列的BoPUB蛋白Bol008579、Bol016165和Bol023511相互作用。     

“黄瓜基因组和重要农艺性状基因研究”成果获国家自然科学奖二等奖

中国农业科学院蔬菜花卉研究所黄三文等以黄瓜为研究对象,通过破译黄瓜基因密码为突破口,开创了从“基因组到新品种”的新道路,成功地培育了无苦味的美味黄瓜新品种。     

肌纤维以及MYOZ1基因对肉质性状影响的研究进展

随着当今膳食结构的优化,消费者更加青睐高蛋白、低脂肪、低胆固醇的绿色营养畜禽肉制品。畜禽的肌肉生长性状是影响产肉力等经济性状的重要因素之一,肌肉的生长和发育是决定畜禽胴体和肌肉重量的核心,肌纤维作为构成肌肉的基本单位,其种类、数量、伸展性等特性与肉品质紧密相关。MYOZ1基因是影响畜禽肉质性状的潜在候选基因,它通过参与Ca²⁺信号转导途径和调控Calcineurin/NFAT信号通路,从而对骨骼肌组织的发育、再生,以及骨骼肌纤维类型的转化等过程产生显著影响。文章综述了与肌纤维类型、MYOZ1基因生物学特性以及该基因表达对肌纤维的调控等研究进展,从而为更深层次地探究MYOZ1基因对肉质性状的影响提供参考。