七彩神仙鱼 BTN1A1 基因克隆及其在嗜水气单胞菌胁迫下的表达分析

【目的】克隆七彩神仙鱼（Symphysodon aequifasciatus）嗜乳脂蛋白 1A1（Butyrophilin 1A1, BTN1A1）基因,分析其在病原刺激下的表达模式,为了解七彩神仙鱼 BTN1A1 基因功能提供依据。【方法】利用生物信息学对七彩神仙鱼 2 个 BTN1A1 基因（BTN1A1-1 和 BTN1A1-2）进行结构和进化分析。根据前期获得的七彩神仙鱼皮肤转录组数据,选取 BTN1A1-1 和 BTN1A1-2 基因的 CDS 区设计引物进行克隆。采用 qRT-PCR 分析 BTN1A1 在各组织中的表达及嗜水气单胞菌刺激下的表达模式。【结果】BTN1A1-1 和 BTN1A1-2 的 ORF 序列长度为 894、1 275 bp,分别编码 298、424 个氨基酸。BTN1A1-1 和 BTN1A1-2 蛋白均具有 1 个信号肽、1 个 Ig 结构域、1 个 lg_like 结构域和 1个跨膜结构域的经典结构,BTN1A1-2 还具有 1 个胞质结构域。七彩神仙鱼 BTN1A1-1 与慈鲷科其他鱼类相似性较高,与尼加拉瓜湖始丽鱼（Archocentrus centrarchus）BTNIAI 对应氨基酸序列同源性最高、为 94.14%。但 BTN1A1-2 与其他鱼类发生分离,形成独特分支。BTN1A1-1 和 BTN1A1-2 在七彩神仙鱼各组织中均有表达,但在鳃、肠道、皮肤等与免疫相关的组织中表达量相对较高。七彩神仙鱼 BTN1A1-1 在嗜水气单胞菌胁迫后表达量先显著下降后上升,而 BTN1A1-2 表达量则先显著上升后下降。【结论】七彩神仙鱼 BTN1A1-1 基因相对保守,而 BTN1A1-2 基因在进化上较为特殊。二者在免疫刺激下的差异表达暗示其可能在七彩神仙鱼免疫防御中发生功能分化。     

Impact of Honey Bee Migratory Management on Pathogen Loads and Immune Gene Expression is Affected by Complex Interactions With Environment,Worker Life History,and Season

The effects of honey bee management, such as intensive migratory beekeeping, are part of the ongoing debate concerning causes of colony health problems. Even though comparisons of disease and pathogen loads among differently managed colonies indicate some effects, the direct impact of migratory practices on honey bee pathogens is poorly understood. To test long- and short-term impacts of managed migration on pathogen loads and immunity, experimental honey bee colonies were maintained with or without migratory movement. Individuals that experienced migration as juveniles (e.g., larval and pupal development), as adults, or both were compared to control colonies that remained stationary and therefore did not experience migratory relocation. Samples at different ages and life-history stages (hive bees or foragers), taken at the beginning and end of the active season, were analyzed for pathogen loads and physiological markers of health. Bees exposed to migratory management during adulthood had increased levels of the AKI virus complex (Acute bee paralysis, Kashmir bee, and Israeli acute bee paralysis viruses) and decreased levels of antiviral gene expression (dicer-like). However, those in stationary management as adults had elevated gut parasites (i.e. trypanosomes). Effects of environment during juvenile development were more complex and interacted with life-history stage and season. Age at collection, life-history stage, and season all influenced numerous factors from viral load to immune gene expression. Although the factors that we examined are not independent, the results illuminate potential factors in both migratory and nonmigratory beekeeping that are likely to contribute to colony stress, and also indicate potential mitigation measures.     

添加芽孢杆菌对草鱼池塘中真核微生物的影响

为了研究添加芽孢杆菌对池塘中真核微生物群落结构和理化因子的影响,采用高通量测序技术分析了实验组(添加芽孢杆菌池塘)与对照组(普通池塘)水体真核微生物群落结构,同时分析了两组池塘的水体理化指标。结果表明:8、9月实验组池塘水体中TN、NH_4~+-N、NO_3~--N含量显著低于对照组(P0.05)。水体中梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、红囊藻(Hedriocystis)、蓝隐藻(Chroomonas)、丝孢酵母属(Trichosporon)和小环藻属(Cyclotella)真核微生物丰度显著高于对照组(P0.05)。实验组池塘水体真核微生物Chao1指数和Shannon指数显著高于对照组(P0.05)。实验结果证实:通过向池塘添加芽孢杆菌,可以改变水体中真核微生物群落的结构,从而实现对池塘理化因子的调节。研究结果对于降低水产养殖尾水对水域环境的污染具有一定的意义。     

胡椒4-香豆酸：辅酶A连接酶Pn4CL基因的克隆及表达分析

根据胡椒4-香豆酸：辅酶A连接酶（4-coumarate:coenzyme A ligase, 4CL）基因的部分序列设计引物,运用RACE方法获得其家族成员的1个全长cDNA,命名为Pn4cl,长度2130 bp,开放阅读框1638 bp,编码545个氨基酸。预测Pn4CL分子量为59.57 kDa,理论等电点为5.70。该基因含有AMP-binding（AMP-binding enzyme）、CaiC[Acyl-CoA synthetase (AMP-forming) /AMP-acid ligaseⅡ]、PLN02246、AFD-class I等结合域,具有植物4CL所共有的保守结构域。系统进化分析表明,Pn4CL与北细辛的同源性最高,同时与木兰分支类植物的4CL聚类在一起,与菊分支的进化距离较近,与蔷薇分支的进化距离较远。亚细胞定位表明,该蛋白定位在细胞膜上。Real-time RT-PCR结果表明,该基因受外援激素SA和MeJA诱导表达,同时接种辣椒疫霉菌后,Pn4CL基因的表达量在抗/感2种胡椒中均出现先增加后减少的现象,并且在抗病种质中表达量较高。研究结果为Pn4CL的功能研究提供了理论依据。     

白茶萎凋过程萜烯类合成相关基因的鉴定和表达分析

萜烯类化合物是植物中重要的次生代谢产物之一,对茶树挥发性香气的组成起着重要作用。从茶树基因组数据库中鉴定获得了141个茶树萜烯类合成相关基因,并对其不同组织表达特异性进行分析,筛选出16个在茶树顶芽和嫩叶中高表达的萜烯类合成代表基因。生物信息学分析结果表明,系统进化关系将茶树与拟南芥和葡萄的萜烯类合成相关基因分成了4个亚家族;茶树萜烯类合成相关基因含有5~14个外显子,在上游启动子区域分析发现了大量与光响应、植物生长发育、激素和胁迫响应密切相关的顺式作用元件。荧光定量检测发现,CsMVK、CsDXS和CsGGPS在白茶萎凋过程中的表达显著上调;CsDXR、CsMCT、CsCMK、CsMCS、CsHDS、CsGPPS和CsGGPPS在萎凋4 h和24 h的表达达到峰值。本研究结果为进一步挖掘茶叶萎凋过程中萜烯类合成相关基因对茶叶香气组分积累提供了理论依据。     

芒果中性/碱性转化酶MiNI基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术克隆了1个编码NI基因的cDNA序列,命名为MiNI基因,并对不同来源的中性/碱性转化酶的分子特征及系统进化进行比较分析。结果表明：MiNI基因开放阅读框为2034 bp,编码677个氨基酸,相对分子量为76.6 kDa,理论等电点为6.24;生物信息学分析结果显示,NI二级结构α螺旋占38.85%,无规则卷曲占35.45%,伸展链占18.91%,β折叠占6.79%;MiNI具有glycoside hydrolase family 100结构保守域,与克里曼丁桔、龙眼、巴西橡胶树和番木瓜都具有一致的motif位点;MiNI基因编码的氨基酸序列与克里曼丁桔、龙眼氨基酸序列同源性最高;构建NI系统进化树分析表明,与芒果遗传距离最近的是克里曼丁桔,最远的是玉米和枸杞。qRT-PCR分析显示,果皮MiNI基因表达量远高于果肉;花后10~40 d,果皮MiNI基因表达量显著下降;花后40~100 d,果皮MiNI基因表达量维持在一个相对稳定水平;花后100~130 d,随着果实成熟,果皮MiNI基因表达量又显著上升;而花后10~40 d,果肉MiNI基因表达量显著下降,至果实发育后期果肉MiNI基因表达量始终处于极低水平。该研究为进一步了解MiNI基因在芒果果实蔗糖代谢过程中的作用以及从分子角度阐明芒果糖代谢机理奠定理论和技术基础。     

茶树叶片响应茶饼病侵染的转录组分析

采用高通量测序技术对被茶饼病病菌侵染的茶树叶片进行转录组测序,筛选得到差异基因359个,其中248个上调表达,111个下调表达。差异基因中有216个获得GO（Gene ontology）数据库功能注释,主要涉及到生物合成过程、催化活性、细胞过程等诸多生理生化过程;KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）数据库富集分析发现,共有106个基因被注释到47个代谢通路中,其中,单萜生物合成、卟啉和叶绿素代谢、核糖体、氮代谢、双萜生物合成、植物病原互作等通路显著富集。有32个差异基因被鉴定为转录因子,分布在16个转录因子家族中。利用实时荧光定量PCR（Real time quantitative PCR,qRT-PCR）验证了随机挑选的差异基因在感病叶片和未感病叶片中的相对表达量,与转录组测序结果的变化趋势一致。结果表明,茶树响应病原菌侵染是一个复杂的过程,大量基因被诱导或抑制表达,与抗病相关的转录因子被大量激活且上调表达。本研究为深入挖掘茶树抗病基因及进一步研究抗病分子机制提供了理论依据。