紫薇花器官发育调控基因LiFUL1的分离与表达分析

紫薇湘韵具有只开花不结实的特性,表现为花药不开裂、花粉败育、胚珠发育异常。紫薇红叶为普通紫薇,可正常开花结实。以紫薇湘韵为试验材料,采用RT-PCR方法,从花芽中分离得到1个FRUITFULL(FUL)同源基因,命名为LiFUL1(GenBank登录号为MN894547)。序列分析结果表明,其cDNA开放阅读框长度为753 bp,编码251个氨基酸,分子质量为28.453 13 ku。序列比对和保守结构域分析结果表明,LiFUL1基因编码蛋白具有典型的MADS-MEF2和K-box 结构域,C末端含有一个保守性高的基序euFUL MOTIF,因此,LiFUL1属于MADS家族的FUL/AP1亚家族。进化分析表明,紫薇的LiFUL1基因编码的蛋白氨基酸序列与木本植物蓝桉的FUL/AP1氨基酸序列亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果表明,LiFUL1基因在紫薇湘韵花器官分化阶段的花萼分化时期、花瓣与雄蕊分化时期、雄蕊与雌蕊分化时期的表达量显著高于紫薇红叶。另外,利用原核表达系统在大肠埃希菌中成功表达了LiFUL1蛋白,为进一步研究LiFUL1基因的功能奠定了基础。     

甘加藏羊发情周期下丘脑-垂体-卵巢轴KISS-1/GPR54的表达与分布

为了研究高原甘加藏羊(Ovis aries)发情周期下丘脑-垂体-卵巢轴(hypothalamic-pituitary-ovary axis,HPOA)中肿瘤转移抑制基因(kisspeptins,KISS-1)/G蛋白偶联受体54(G protein-coupled receptors 54,GPR54)的表达及其对藏羊季节性发情周期的调控作用,本实验选取处于发情周期的甘加藏羊32只,应用qRT-PCR和免疫组织化学技术,检测其在发情周期HPOA组织中的表达和分布。qRT-PCR结果显示,甘加藏羊整个发情周期HPOA组织中均有KISS-1和GPR54 mRNA表达。下丘脑组织中发情前期KISS-1 mRNA相对表达量显著(P<0.05)高于其他3个发情时期;在垂体组织中发情前期和间情期的相对表达量较高,与发情后期差异显著(P<0.05);卵巢轴组织中间情期的相对表达量最高,显著(P<0.05)高于其他3个时期。下丘脑组织中发情期GPR54 mRNA相对表达量显著(P<0.05)高于其他3个时期;垂体组织中发情前期的相对表达量显著(P<0.05)高于其他时期;卵巢轴组织中发情后期的相对表达量显著(P<0.05)高于其他时期。免疫组织化学染色结果显示:Kisspeptin和GPR54阳性产物在下丘脑中主要分布于促垂体区的弓状核、脑室前腹侧区;腺垂体中主要在嗜碱性细胞和嫌色细胞中表达;卵巢轴中主要在卵泡颗粒层及卵泡内膜上表达。KISS-1和GPR54在藏羊发情周期HPOA中的差异表达,对藏羊季节性发情周期有一定的调控作用。     

滩羊毛色候选基因MC1R和TCF25的mRNA表达量定量分析

为了探究影响哺乳动物毛色的黑色素皮质受体-1基因(MC1R)和转录因子25基因(TCF25)与滩羊毛色的关系,本研究利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,对15只不同毛色滩羊(纯白、褐斑、黑斑)皮肤组织中MC1R基因和TCF25基因的mRNA表达量进行研究。结果显示,MC1R基因和TCF25基因在3种不同毛色滩羊中均有表达。MC1R基因在不同毛色滩羊皮肤组织中表达量为黑斑>褐斑>纯白,其中黑斑组极显著高于纯白组(P<0.01),显著高于褐斑组(P<0.05),褐斑组显著高于纯白组(P<0.05);TCF25基因在不同毛色滩羊皮肤组织中表达量为纯白>褐斑>黑斑,组间差异不显著(P>0.05)。试验表明了目的基因表达量与滩羊毛色间的关系,为今后滩羊毛色选育与品种改良提供参考。     

杂交三倍体泥鳅性腺发育观察及其基因表达分析

以杂交三倍体泥鳅(4n♀×2n♂)为研究对象,对其早期性腺分化的组织学进行观察,并采用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,对杂交三倍体泥鳅早期不同发育时期(孵化后4、14、21、23、50、60和65d)和不同组织(性腺、肝脏、肌肉、肠、鳃、鳍、皮肤和脑)中性腺发育相关基因(hormad1、dmrt1-a)的表达量进行定量检测。研究结果发现:在早期不同发育时期,hormad1和dmrt1-a基因均为在4日龄中表达量最高,14日龄次之,在50日龄中表达量最低。在不同组织中,hormad1基因在雌鱼的鳍中表达量最高,肝脏中表达量最低;在雄鱼的性脑腺中表达量最高,肝脏中表达量最低。dmrt1-a基因在雌雄鱼的性腺中表达量最高,脑中表达量最低。杂交三倍体泥鳅早期性腺的分化和发生与二倍体泥鳅无差别,可观察到原始生殖细胞、原始生殖细胞的迁移和原始性腺的生成及性腺的分化等过程。研究结果表明,hormad1、dmrt1-a这2个基因与杂交三倍体泥鳅早期性腺发育密切相关。     

vvi-miR160s介导VvARF18应答赤霉素调控葡萄种子的发育

【目的】研究vvi-miR160家族（vvi-miR160s）及其靶基因在‘魏可’葡萄种子发育过程中的作用,探究其应答赤霉素（GA）调控葡萄果实无核的潜在机理。【方法】采用miR-RACE、生物信息学分析、RT-qPCR、RLM-RACE等方法,鉴定vvi-miR160家族成员及其靶基因,分析vvi-miR160s及其靶基因应答GA的时空表达模式及其潜在功能。【结果】花前GA处理强烈抑制‘魏可’葡萄胚珠及种子发育,高效诱导其无核,且无核率达99.8%。克隆鉴定了VvMIR160s前体基因序列（501 bp）及成熟体序列,且它们在不同物种间具有较高的保守性;基于vvi-miR160s序列,预测到靶基因VvARF18,利用RLM-RACE技术检测到vvi-miR160s对VvARF18的裂解位点在第10和第11位之间,裂解频度9/17,证明VvARF18是vvi-miR160s的真实靶基因。该靶基因编码683个氨基酸,在398—411位存在核定位信号,且该蛋白亚细胞定位于细胞核上。VvARF18与其他物种间序列的同源保守性较高,基因结构相似,其中VvARF18蛋白与茶、烟草、梅花等物种亲缘关系较近。VvARF18启动子中包含4种作用元件,且含有较多激素相关元件。RT-qPCR结果显示,随着葡萄果实的发育,vvi-miR160c/d/e呈现‘V’形表达趋势,在硬核种子发育期表达较低,而VvARF18表现出与前者相反的表达趋势,在硬核种子发育期呈现高表达,表明vvi-miR160c/d/e对VvARF18负调控,但vvi-miR160a/b与VvARF18表达水平却不存在明显负相关。GA处理极显著地上调了vvi-miR160a/b在葡萄硬核种子发育期的表达,同时也显著抑制了VvARF18在同时期的表达,且它们的表达水平呈负相关,表明GA处理促进了vvi-miR160a/b对VvARF18的负调控作用;相反,GA减弱了vvi-miR160c/d/e对VvARF18的负调控作用。【结论】在vvi-miR160家族中,vvi-miR160c/d/e可能介导VvARF18在葡萄种子发育的特定阶段调控种子的发育形成,而vvi-miR160a/b可能主要介导VvARF18参与调控GA诱导葡萄种子败育的过程。     

猪肺炎支原体HNMhy1株免疫原性基因的鉴定与分析

为了研究猪肺炎支原体的致病机制,对其遗传变异及分子流行病学进行研究,以防控猪支原体肺炎。对分离的猪肺炎支原体河南株HNMhy1的主要免疫原性基因P36、P46、P97、P65、P110进行扩增测序,与GenBank中已公布的猪肺炎支原体菌株的序列进行比对,同源性均在98%以上,部分毒株同源性高达100%。将HNMhy1株的P36基因的核苷酸序列与GenBank中其他菌株基因序列进行比对,同源性均在98%以上;系统进化树显示,河南分离株HNMhy1与湖南株HN13的进化关系最近。以上结果表明,河南分离株HNMhy1主要免疫原性基因高度保守,在遗传演化中未发生太大变化。     

基于卷积神经网络的蜜蜂采集花粉 行为的识别方法

实时监测蜜蜂觅食行为不仅有助于评估当地农作物授粉状况,也有助于及时采取措施提升蜜蜂产品的产量和品质。将计算机视觉技术引入蜜蜂觅食行为(是否携带花粉)的监测,设计5种浅层卷积神经网络(CNN)进行对比分析,并与深层网络GoogLeNet V1的迁移学习进行对比,寻找适合监测蜜蜂觅食行为的最优模型。发现GoogLeNet V1的识别准确率最高,达0.953 6,但训练耗时最长(7 326 s);浅层卷积神经网络中准确率最高的模型为11层神经网络模型(含4层卷积层),测试准确率为0.903 6,耗时相对较短(1 054 s)。最后,对比传统机器学习算法,发现深度学习优势明显。研究表明,GoogLeNet V1深层网络适用于精度要求高、设备条件好的蜜蜂监测环境;而11层卷积神经网络更符合智能养蜂的实际需求。     

蛋白质激发子Hrip1对小麦黄矮病的诱抗作用

小麦黄矮病是由大麦黄矮病毒（barley yellow dwarf virus,BYDV）引起的一种小麦病毒病,其传播介体是小麦蚜虫,在小麦生产中造成巨大的经济损失。近年来,植物诱导抗性作为一种新兴的植物病虫害防治措施引起了广泛的关注。蛋白质激发子Hrip1可以激活多种植物的免疫防御反应诱导植物产生广谱抗性。本研究评价了Hrip1对小麦黄矮病的诱抗效果。用30 μg/mL的Hrip1溶液进行小麦浸种和幼苗喷雾,随后接种BYDV,接种后第14 d,Hrip1对小麦黄矮病控制效果在50%以上,接种后第21 d控制效果仍在30%以上。实时荧光定量PCR检测结果显示,在Hrip1处理的小麦幼苗体内,BYDV外壳蛋白mRNA的数量显著低于对照组;EPG结果显示,在Hrip1处理的小麦幼苗上,麦二叉蚜寻找叶片刺吸位点和韧皮部取食位点的时间增加。以上结果表明：Hrip1能够有效地抑制BYDV在小麦体内的增殖;影响传毒媒介麦二叉蚜的取食行为,抑制其传毒能力。此外,Hrip1处理小麦能有效缓解BYDV引起的叶片黄化和植株矮化的症状。因此,Hrip1可以作为生物诱导剂综合控制小麦黄矮病。     

嗜线虫致病杆菌抗菌代谢产物Xcn1的研究进展

Xenocoumacin1（Xcn1）是嗜线虫致病杆菌产生的一种水溶性小肽类抗菌化合物,对真菌和细菌具有广谱的抑菌活性,在农业病害防治中具有良好的开发和应用前景。本文综述了Xcn1化合物的合成和降解机制、合成调控机制、抗菌作用机制以及防控植物疫病的研究进展,并展望了高产Xcn1生产菌株的改良和产业化应用前景。     

生物炭对Bt Cry1Ac蛋白抗紫外能力影响

为了研究生物炭对紫外线的防护作用,以豆壳烧制的生物炭作为载体,研究生物炭对Bt Cry1Ac蛋白的吸附行为以及生物炭对Cry1Ac蛋白的紫外保护作用。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线粉末衍射以及傅立叶红外光谱等手段对生物炭的形貌和结构进行表征。结果表明,生物炭是典型的多孔结构材料,表面具有丰富的官能团。Cry1Ac蛋白与生物炭吸附平衡时间为50 min,最合适的吸附浓度比（生物炭：蛋白）为1：100,二者吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型。在UVB紫外照射4 h后,生物炭与Cry1Ac蛋白复合物对棉铃虫的生物活性是单纯蛋白的4.93倍,显示生物炭具有较好的紫外抵抗效果。研究结果初步表明,制备得到的生物炭能够显著提高Cry1Ac蛋白的抗紫外能力,为后续研发耐受紫外线的农药剂型提供新材料。