利用钾吸收基因表达评价葡萄叶面喷施钾肥效果和喷施浓度

【目的】叶面喷施钾肥可以快速、 高效地为葡萄补充钾营养,促进葡萄的高产和优质,已经被广泛应用于葡萄生产中。本实验通过对葡萄叶面喷施不同种类及浓度钾肥,测定葡萄叶片和果实等生理指标变化,以及钾吸收相关基因的表达变化,从生理和基因水平上评价这些钾肥的喷施效果,为葡萄生产中钾肥的施用提供一定指导。【方法】本实验以‘夏黑’葡萄为试材,选择两个葡萄生长关键时期盛花期和果实膨大期分别对葡萄叶片喷施0.2%、 0.5%和0.8%三种浓度的K2SO4、 K2CO3、 K2SO4·2MgSO4和KCl。然后对葡萄叶片和新梢的生长率,坐果率,叶绿素含量,单粒重,可溶性固形物等生理指标进行统计分析,并利用荧光定量PCR技术分析4个钾吸收相关基因VvHAK13、 VvKEA2、 VvSIRK和VvSORK的表达情况。【结果】叶面喷施4种钾肥后,葡萄叶片和新梢的生长率,坐果率,叶绿素含量,单粒重,可溶性固形物等各项生理指标均有不同程度的提升。钾肥种类不同,最适喷施浓度不同,同种钾肥在葡萄盛花期和果实膨大期的最适喷施浓度也有所不同,四种钾肥在果实膨大期的最适喷施浓度普遍高于盛花期。四个钾吸收相关基因在喷施不同种类及浓度钾肥后也表现出不同的表达模式,总体来讲VvKEA2、 VvSIRK 、 VvSORK的表达上调,而VvHAK13的表达下调。果实膨大期,需喷施较高浓度的钾肥,钾吸收相关基因才表现出较强烈的响应,而在盛花期则只需喷施较低浓度的钾肥。综合生理指标和基因表达两方面结果,得出4种钾肥效果依次为K2SO4·2MgSO4＞K2SO4＞K2CO3＞KCl。盛花期K2SO4和K2CO3的最适喷施浓度为0.5%,K2SO4·2MgSO4和KCl的最适喷施浓度为0.2%; 果实膨大期K2SO4、 K2SO4·2MgSO4和KCl的最适喷施浓度为0.5%,K2CO3的最适喷施浓度为0.8%。【结论】葡萄叶面喷施钾肥可以有效促进葡萄叶片和果实的生长发育,四种钾肥的效果依此为: K2SO4·2MgSO4＞K2SO4＞K2CO3＞KCl。盛花期K2SO4和K2CO3的最适喷施浓度为0.5%,K2SO4·2MgSO4和KCl的最适喷施浓度为0.2%; 果实膨大期K2SO4、 K2SO4·2MgSO4和KCl的最适喷施浓度为0.5%,K2CO3的最适喷施浓度为0.8%。适宜的喷施浓度可以有效提高钾吸收相关基因的表达,是其提高钾吸收利用的机理之一。     

蛹虫草CmKexin基因克隆和菌丝体中表达检测

为了探讨蛹虫草类枯草杆菌蛋白酶(Subtilisin-like protease)的表达特性,以真菌蛹虫草菌丝体为研究对象,通过RT-PCR获得蛹虫草CmKexin基因的ORF序列,并进行序列分析。应用Northern杂交和Real-time PCR方法,检测蓝光照射后蛹虫草菌丝体中CmKexin基因的转录情况。结果获得蛹虫草CmKexin基因的ORF序列。对翻译蛋白质产物CmKexin进行生物信息学分析,表明该蛋白质含1个属蛋白转化酶的肽酶S8家族功能域(143~429)和1个前体蛋白转化酶P功能域(514~600),符合真菌类枯草杆菌蛋白酶的特征。蛹虫草菌丝体在黑暗预培养4 d后再蓝光照射,Northern Blotting和Real-time PCR检测均可得到相同的结果,即在持续的蓝光照射48~50 h时,出现CmKexin基因的瞬时大量转录。而其他时间内均未检测到该基因的大量转录。试验结果将为蛹虫草类枯草杆菌蛋白酶的利用提供理论依据。     

棘孢木霉ACCC30536葡聚糖酶基因的克隆及表达

以棘孢木霉(Trichoderma asperellum)ACCC30536菌株为试材,采用聚合酶链式反应(PCR)技术克隆获得葡聚糖酶GH71基因的全长c DNA序列。结果表明:此基因的c DNA编码区序列全长1 296 bp,编码区可编码431个氨基酸。经Blast P相似性分析,其属于GH99~GH71超家族,与深绿木霉(T.atroviride)氨基酸序列XP_013941146的同源性最高,达到94%。7种不同诱导条件下,GH71基因的表达量变化明显。在2种病原菌细胞壁的诱导下,GH71基因的表达均呈先上升后下降又上升的趋势,在培养的12 h时达到最大值,分别为未诱导时的24.3倍和23.9倍。而在这2种病原菌发酵液的诱导下,GH71基因的表达均呈先下降后上升的趋势。在山新杨茎与叶的诱导下,GH71基因的表达量在24 h最大,分别为未诱导的25.4倍和25.2倍;在山新杨根的诱导下,GH71基因的表达量在48 h达到最大,是未诱导的28.1倍。     

福建地区2株猪嵴病毒 VP1基因的克隆及遗传进化分析

[目的]调查猪嵴病毒在福建地区腹泻猪群中的流行和变异情况。[方法]根据Gen Bank中登陆的猪嵴病毒(porcine kobuvirus,PKo V)结构蛋白VP1基因序列设计特异性引物,采用RT-PCR方法从某猪场采集腹泻小肠样品中扩增猪嵴病毒VP1基因,将扩增后的目的片段克隆后进行序列测定。应用生物信息学软件,将获得的2株猪嵴病毒VP1和Gen Bank的猪嵴病毒株VP1基因序列进行对比分析。[结果]猪嵴病毒CH/FJNP/12L/2015与匈牙利株K-30-HU/2008/HUN(GQ249161)的核苷酸同源性最高,为88.1%,氨基酸同源性为95.3%。CH/FJNP/12W1/2015与越南株714441/CAOLANH-VH/2012-2-21(KT266058)的核苷酸同源性最高,为88.2%,氨基酸同源性为96.1%,同源重组分析显示,2株毒株均无明显同源重组发生。[结论]频繁的畜禽国际贸易,以及如今便捷的现代化交通工具,人们生活提供方便的同时,也加速了猪嵴病毒毒性的传播。     

杨树抗黑斑病相关基因表达谱分析

利用黑斑病的高抗无性系美洲黑杨I-69及黑斑病的高感无性系欧美杨I-45为材料建立的2个cDNA文库,随机挑取cDNA克隆进行5'端EST序列测序,共获得有效序列20 023条.序列经聚类分析和拼接后,共获得10 816个Unigene,其中包括3 734个Contig,7 082个独立的Singleton.被注释的8 853个具有同源性匹配序列基因中,按照GO的分子功能、生物过程和细胞组分3个不同分类角度进行分类.在具有功能注释的8 853个Unigene中,选出330个与完成全基因组测序的毛果杨序列进行BLAST分析,结果发现有177个抗病相关候选基因出现在282个Unigene中,其中135个分布于杨树的18个不同连锁群上,其他42个基因位于还没定位的scaffolds上.所测定的这些EST序列为后期在基因组水平上研究杨树黑斑病的水平抗性遗传机制及进一步的相关基因发现奠定基础.

Abstract：

In an attempt to elucidate the molecular mechanism for resistance of black spot disease in poplar,gene expression profiles in leaves of Populus deltoides'Lus'(I-69/55)and P.euramericana'I-45/51',which were inoculated with the pathogen Marssonina brunnea f.sp.brunnea,were analyzed based on expressed sequence tags (ESTs).A total of 20 023 valid ESTs from the 5'terminal ends derived from corresponding cDNA libraries of the two poplar species were sequenced.Cluster analysis of the 20 023 sequences yielded 10 816 tentative unigenes,including 3 734 contigs and 7 082 singletons.All tentative unigenes were classified by Gene Ontology functional categories.To find resistance-associated candidate genes and locate them on poplar genome,330 unigenes was chosen from 8 853 annotated tentative unigenes,and their BLAST alignment was conducted with Populus trichocarpa assembly,1 77 related candidate resistant genes were found,and they presented in 282 unigenes.Among these genes,there were 1 35 genes located on 18 different linkage groups of poplar genome,and 42 genes located on the different scaffolds.This study supplied a resource of candidate genes for further exploring the genetic mechanism for the host horizontal resistance to the pathogen Marssonina brunnea at the whole genome range,and provided important information for further gene discovery.     

橘色双冠丽鱼TYR基因的克隆及其发育时序和组织表达分析

酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)是动物体内黑色素合成信号通路中起关键性作用的限速酶,黑色素生成的速度和种类取决于TYR基因的表达量和活性水平.为了解色素相关基因与体色变化的关系,采用cDNA末端快速克隆技术(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术获得橘色双冠丽鱼(Amphilophus citrinellus) TYR基因cDNA全序列,并利用qRT-PCR分析了橘色双冠丽鱼体色变化不同时期和不同组织中TYR基因的表达差异.实验获得cDNA全长序列2 683 bp,其中阅读框1 620bp,编码540个氨基酸,5'UTR区246 bp,3'UTR区817 bp.氨基酸序列和系统发育分析表明,相比与脊椎动物间的保守性,TYR蛋白序列在鱼类间的保守性更高.qRT-PCR结果表明,TYR基因在胚胎各期均有表达,受精期表达量最低,血液循环期开始急速上升;在“黑色-灰色-亮黄色”三个典型体色褪黑过程中,各组织TYR基因表达量均在黑色期呈现最高值,显著高于灰色和亮黄色期,灰色到亮黄色时期鳞片和尾鳍的TYR基因表达量逐渐降低,但差异不显著(P＞0.05),而皮肤组织的TYR基因表达量在三个体色褪黑期均显著降低(P＜0.05);亮黄色时期,TYR基因在心、肾、脑、鳔、性腺、尾鳍和眼等组织均有表达,其中眼部表达量最高,其次是鳔和尾鳍,皮肤和性腺表达量最低.橘色双冠丽鱼TYR基因在三个典型体色褪黑期表达逐渐降低,可能与红色素细胞和黄色素细胞逐渐增多以及黑色素细胞数量和分布比例发生变化相关.本研究通过了解体色变异的分子基础,为鱼类体色遗传和体色改良研究积累资料.     

miR-122靶向调控鸡BZW2基因的表达

miR-122(MicroRNA-122)是在肝脏中高表达的miRNA,在肝脏的生长发育和脂类代谢等过程发挥重要作用,BZW2 (basic leucine zipper and W2 domains 2)主要参与蛋白质合成代谢,本研究目的是确定BZW2是否为miR-122调控的靶基因.通过生物信息学预测miR-122的靶基因,并分析BZW2的3-UTR区域与miR-122种子区的配对情况,再用双荧光素酶报告系统和突变实验证明miR-122作用于BZW2的3'UTR.用荧光定量PCR检测转染miRNA-122mimic的鸡(Gallus gallus)肝癌细胞系(leghorn hepatocellar,LMH)细胞和转染LNA-antimiR-122的鸡原代肝细胞中BZW2的表达.鸡BZW2的3'-UTR区域与miR-122种子区互补配对,荧光素酶报告基因和突变实验分析表明,miR-122能够通过与BZW23'-UTR区结合抑制基因的表达;将miR-122在LMH细胞中过表达后,发现BZW2 mRNA表达水平显著下降;利用LNA-antimiR-122抑制鸡肝脏原代细胞中的miR-122后,BZW2 mRNA表达水平呈显著性上升.结果证明BZW2是miR-122的靶基因,其在mRNA水平上受到miR-122的负性调控,本研究为揭示miR-122在鸡肝脏中的广泛的功能提供了理论依据.     

猪β防御素研究进展

β防御素是猪体内分泌的一类抗菌肽，广泛分布于各个组织中，在抵抗病原入侵和免疫调节中发挥着重要作用。猪β防御素对细菌、真菌和病毒都有很强的杀灭作用，并且具有分子量小、热稳定性好、无残留等优点，是理想的抗生素替代品。研究表明，猪β防御素的表达与个体抗病力正相关，增加内源性防御素表达或直接摄入外源性防御素均能增强机体免疫力并促进生长。脂肪酸、氨基酸、维生素、益生菌、病原微生物等外源刺激皆可影响β防御素的表达。随着防御素相关研究的深入，将有望解决养猪生产中长期使用抗生素而导致的耐药性、药物残留及环境污染等问题。文章介绍了猪β防御素的结构特征、表达特异性及生物学功能，主要综述了外源刺激对β防御素表达的影响及其作用机制，初步说明外源β防御素作为饲料添加剂在仔猪生产中的效果，旨在为猪β防御素的深入研究及其在生猪健康养殖中的应用提供参考。     

高粱光敏色素A基因的克隆、蛋白结构与长短日照诱导表达模式

光敏色素是一类红光/远红光受体,对植物光形态建成、外部形态和生理功能等方面起着重要的调节作用。为明晰光敏色素A在调控高粱光形态建成发育过程中的作用,本研究比较分析光温敏感程度不同的高粱品种Btx623、Rio、Tx430和LH645的PhyA基因序列和PHYA蛋白的保守结构域,利用qRT-PCR明确长短日照条件处理下PhyA基因的表达模式。结果表明,Btx623、Rio和Tx430之间PhyA基因序列存在非同义突变,LH645在PhyA基因的第7个外显子上插入了5 bp碱基序列;高粱PhyA蛋白中含有1个PAS-2结构域、1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个组氨酸激酶A结构域和1个类似组氨酸激酶的ATP激酶结构;遗传进化树分析表明,单子叶和双子叶植物PhyA蛋白明显聚为2大类,高粱PhyA、谷子PhyA和玉米PhyA1、PhyA2聚为一个亚类,相互间亲缘关系较近,与水稻PhyA同源性相对较远;在短日照(SD)条件下各时期PhyA基因转录水平变化显著,Rio PhyA基因转录水平较Btx623和Tx430变化明显,LH645 PhyA基因转录变化不显著,在长日照(LD)条件下Rio PhyA基因转录水平低于Btx623和Tx430,LH645 PhyA基因转录水平变化不显著。以上结果表明,PhyA受光周期诱导,推测其在高粱光形态建成中起重要调控作用。本研究为进一步解析PhyA基因功能及其在调控高粱光形态建成发育过程中的作用提供理论基础。     

拟南芥DUF647家族成员RUS4植物表达载体的构建及亚细胞定位

ROOT UV-B SENSITIVE4 (RUS4)是拟南芥DUF647蛋白家族的一个功能未知的成员。RUS1和RUS2曾经报道和根UV-B-感应途径相关联,并在拟南芥早期幼苗形态发生和发育中发挥重要作用。为了探究RUS4的分子功能,本研究对RUS4蛋白进行了亚细胞定位分析。首先,我们通过Gateway TOPO载体系统,构建了融合蛋白表达载体pMDC83-RUS4;然后,通过农杆菌介导的花苞转化法,获得了转化pMDC83-RUS4的转基因拟南芥株系;对转基因植物叶肉原生质体的荧光显微镜观察显示,RUS4-GFP信号与叶绿体的自发荧光共定位,说明RUS4蛋白定位叶绿体中。该结果为进一步研究RUS4的分子功能奠定了良好的基础。