CRISPR/Cas9技术在获取双突变体材料中的应用

为了研究含双MATH结构域基因sb3 与sb6 的功能,需要创制这2 个紧密连锁基因的双突变体。利用CRISPR/Cas9 基因编辑技术对拟南芥Col-0 中的sb3、sb6 基因进行特异性定点双敲除。通过PCR和Singer 测序验证,共获得10 株T0代转基因植株,其中5 株在目标片段上没有发生编辑;另5 株在sb3 基因上的目标序列都发生了编辑,在sb6 基因的目标序列上只有2 株发生了编辑。至此成功获得了sb3 与sb6 基因双敲除的突变体,且获得该突变的类型为核苷酸缺失突变体。这个双突变体的获得为进一步研究双MATH结构域基因在拟南芥中的功能奠定了良好的基础     

花生抗病基因的研究进展

花生病害严重影响其产量和品质,抗病品种的应用是病害防治最有效的方法。为了准确有效地鉴定和利用花生抗性资源,需要运用基因技术手段来加快花生抗病品种的育成,本文介绍了花生叶斑病、黄曲霉病以及青枯病等主要病害的基因研究概况,其次归纳和总结了花生病害抗性相关分子标记的研究进展,并提出了今后基因技术和分子标记辅助育种的研究方向,最后对多种抗病基因聚合育种进行了展望。     

Oral administration of a medium containing both D-aspartate-producing live bacteria and D-aspartate reduces rectal temperature in chicks

1. The aim of this study was to investigate the effects on the rectal temperature of young chicks of the oral administration of a medium that contained both live bacteria that produce D-aspartate (D-Asp) and D-Asp.

2. In Experiment 1, chicks were subjected to chronic oral administration of either the medium (containing live bacteria and 2.46 μmol D-Asp) or water from 7 to 14 d of age. Plasma-free amino acids as well as mitochondrial biogenic gene expression in the breast muscle were analysed. In Experiment 2, 7-d-old chicks were subjected to acute oral administration of the above medium or of an equimolar amount of D-Asp to examine their effect on changes in rectal temperature. In Experiment 3, after 1 week of chronic oral administration of the medium, 14-d-old chicks were exposed to either high ambient temperature (HT; 40 ± 1°C, 3 h) or control thermoneutral temperature (CT; 30 ± 1°C, 3 h) to monitor the changes in rectal temperature.

3. Chronic, but not acute, oral administration of the medium significantly reduced rectal temperature in chicks, and a chronic effect also appeared under HT conditions.

4. Chronic oral administration of the medium significantly reduced the mRNA abundance of the avian uncoupling protein (avUCP) in the breast muscle, but led to a significant increase in avian adenine nucleotide translocator (avANT) mRNA in the same muscle.

5. (a) These results indicate that the medium can reduce body temperature through the decline in avUCP mRNA expression in the breast muscle that may be involved in reduced mitochondrial proton leaks and heat production. (b) The increase in avANT further suggests a possible enhancement of adenosine triphosphate (ATP) synthesis.     

不同品种猪感染HP-PRRSV后肺组织间PRRSV受体基因差异表达的研究

为进一步了解藏猪、藏梅猪和大约克夏猪对高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒（HP-PRRSV） JXA1分离株具有不同易感性的分子机理,本研究建立实时荧光定量RT-PCR方法比较分析藏猪、藏梅猪和大约克夏猪感染JXA1分离株前、感染后4、7和14 d肺脏中HSPG2、SIGLEC1、CD163、VIM和NMMHC-ⅡA 5个PRRSV受体基因的差异表达情况。结果显示,藏猪感染JXA1分离株后4和14 d肺脏中HSPG2的表达量显著高于感染前（P < 0.05）,而感染后7 d HSPG2的表达量显著低于感染前（P < 0.05）,藏梅猪在感染后14 d HSPG2的表达量显著高于感染后7 d（P < 0.05）;藏猪感染后4和14 d肺脏中SIGLEC1的表达量显著高于感染前（P < 0.05）,大约克夏猪感染后4、7和14 d SIGLEC1的表达量均显著低于感染前（P < 0.05）;藏猪和藏梅猪感染后14 d肺脏中CD163的表达量均显著高于感染前（P < 0.05）,大约克夏猪则感染后7和14 d均显著低于感染前（P < 0.05）;藏猪感染后7 d肺脏中VIM的表达量显著高于感染前（P < 0.05）,大约克夏猪在感染后7 d显著低于感染前（P < 0.05）;藏梅猪感染后4 d肺脏中NMMHC-ⅡA的表达量显著高于感染前（P < 0.05）,大约克夏猪在感染后4和14 d NMMHC-ⅡA的表达量显著高于感染前（P < 0.05）。结果表明,5个PRRSV受体基因中,SIGLEC1和VIM基因可能是影响藏猪、藏梅猪和大约克夏猪对JXA1分离株易感性存在差异的潜在关键基因。     

家畜多脊椎性状研究进展

多脊椎性状是指动物脊椎数比正常个体增加的现象,是存在于家畜中的有益突变。胸腰椎数的增加可增大家畜的体长,改变相应胴体指标,从而提高其经济价值。多脊椎性状具有较高遗传力,这为多脊椎肉用家畜的选择和培育奠定了遗传基础,使多脊椎个体在家畜遗传改良中发挥优良的生产性能成为可能。因此,家畜多脊椎性状的研究,可为多脊椎肉用家畜新品种的培育奠定理论基础。目前,已在猪、羊和牛3种家畜上发现多脊椎现象。其中,猪多脊椎性状的研究已取得了较大的进展,而牛和羊多脊椎性状的研究结果则相对有限。作者就家畜中的脊椎数变异情况、多脊椎性状对家畜生产性能的影响及其候选基因/突变位点的研究3方面内容进行阐述,并简要分析了家畜多脊椎性状研究空白及可能的研究方向。     

小麦与叶锈菌互作过程中LRRs类基因在转录水平的表达分析

本试验以小麦近等基因系TcLr26和Thatcher分别与叶锈菌生理小种260组成不亲和及亲和组合,基于RNA-Seq高通量测序数据库,通过基因表达差异分析,筛选了6个在接种后较0h表达明显变化的属于LRRs类基因的Unigenes,利用实时定量PCR(RT-qPCR)技术对这6个LRRs类基因在接种叶锈菌后的表达进行了分析,为深入研究这些LRRs类蛋白在小麦抗叶锈菌侵染过程中的作用机制奠定了重要试验基础。     

苦荞全生育期芦丁积累与其生物合成途径相关基因表达分析

【目的】探究苦荞全生育期芦丁含量变化与其合成途径关键酶基因和调控因子MYB基因表达量之间的相关性,以期进一步明确苦荞植株体内芦丁生物合成的分子机制。【方法】以九江苦荞为试验材料,整个生育期分别在萌发期、子叶期、真叶期、盛叶期、现蕾期、盛花期、灌浆期和籽粒成熟期共8个时期取材(S1—S8)。采用RT-PCR方法,克隆获得与黄酮类代谢相关的MYB类转录因子基因。采用T-coffee软件进行氨基酸同源序列比对及保守结构域分析。与拟南芥黄酮类代谢相关的MYB转录因子及荞麦同源MYB转录因子序列比对,基于邻近法构建系统进化树;实时荧光定量PCR技术分析芦丁合成途径中5个关键酶Ft CHS、Ft F3H、Ft4CL、Ft FLS-like和Ft UFGT及上述克隆到的MYB转录因子在不同组织中的表达模式。基于高效液相色谱法(HPLC)测定全生育期取材组织的芦丁含量。同时采用相关性分析方法分析不同组织中芦丁含量变化与基因表达模式的相关性。转换上述数据为矩阵,采用欧式距离法构建共表达层次聚类图谱。【结果】克隆到2个MYB类转录因子,即Ft MYB7和Ft MYB9,其核酸序列长度分别为876和912 bp,分别编码291和303个氨基酸残基。氨基酸序列同源性比对分析结果表明,二者均具有典型的R2R3保守结构域,为R2R3类型的MYB转录因子。结合Nr数据库中17个苦荞和3个拟南芥黄酮类代谢相关MYB转录因子同源氨基酸序列构建系统进化树,结果表明这22个基因分成6大类群,其中Ft MYB7属于第II类群,Ft MYB9属于第IV类群,二者分属于不同类群,暗示这2个MYB转录因子可能涉及调控植物生长发育过程中不同功能类型。荧光定量结果显示,Ft MYB7在S3(真叶期)和S5(现蕾期)基因相对表达量最高,达到501和867倍;Ft MYB9在S1(萌发期)和S2(子叶期)相对表达量最高,分别为34和72倍。上述基因表达量与芦丁含量变化模式相关性分析表明,8个生长时期中,Ft4CL、Ft CHS、Ft F3H、Ft UFGT和Ft MYB7相对表达模式与芦丁含量变化幅度呈正相关,其相关系数分别为0.748、0.683、0.704、0.890和0.862。而Ft FLS-like和Ft MYB9与芦丁含量的变化幅度呈负相关,其相关系数分别为-0.442和-0.501。【结论】Ft MYB7和Ft MYB9转录因子在整个生育时期中表达模式存在明显差异。其中Ft MYB7可能在苦荞芦丁积累的过程中起到正调控作用,而Ft MYB9则为负调控作用。     

甘蓝抗枯萎病基因FOC1植物表达载体构建及遗传转化

为研究甘蓝枯萎病抗性基因FOC1的抗性功能,利用前期克隆的FOC1基因,以pBI121质粒为植物表达载体,采用同源重组法构建FOC1基因的过表达载体;将构建好的重组质粒采用冻融法转入根癌农杆菌LBA4404菌株中,并通过农杆菌介导的甘蓝外植体转化法对感病甘蓝进行遗传转化,利用载体特异引物对获得的转基因植株进行PCR鉴定。结果表明,最终成功构建FOC1基因的过表达载体pBI121-35S-FOC1,并已成功整合到受体甘蓝基因组中。     

Arbuscular mycorrhizal fungi reduce ammonia emissions under different land-use types in agro-pastoral areas

Ammonia (NH₃) emissions, the most important nitrogen (N) loss form, always induce a series of environmental problems such as increased frequency of regional haze pollution, accelerated N deposition, and N eutrophication. Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi play key roles in N cycling. However, it is still unclear whether AM fungi can alleviate N losses by reducing NH₃ emissions. The potential mechanisms by which AM fungi reduce NH₃ emissions in five land-use types (grazed grassland, mowed grassland, fenced grassland, artificial alfalfa grassland, and cropland) were explored in this study. Results showed that AM fungal inoculation significantly reduced NH₃ emissions, and the mycorrhizal responses of NH₃ emissions were determined by land-use type. Structural equation modeling (SEM) showed that AM fungi and land-use type directly affected NH₃ emissions. In addition, the reduction in NH₃ emissions was largely driven by the decline in soil NH⁺₄-N and pH and the increases in abundances of ammonia-oxidizing archaea (AOA) amoA and bacteria (AOB) amoB genes, urease activity, and plant N uptake induced by AM fungal inoculation and land-use type. The present results highlight that reducing the negative influence of agricultural intensification caused by land-use type changes on AM fungi should be considered to reduce N losses in agriculture and grassland ecosystems.     

植物病原细菌Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000致病基因比较基因组及原核表达分析

番茄细菌性叶斑病是由Pseudomonas syringae pv. tomato引起的一种世界范围内广泛发生的植物细菌性病害,其模式菌株DC3000已完成全基因组测序。试验通过比较基因组学方法将该模式菌株基因组中的致病基因与其他已完成全基因组测序的植物病原细菌的基因组序列进行比对,得到3个DC3000菌株特有的致病基因PSPTO_4707、PSPTO_4708、PSPTO_4711,并对PSPTO_4711基因进行原核表达和蛋白活力检测,发现其表达的活性蛋白对拟南芥具有很强的毒性。