Bx–daf–2与Bx–tre–1协同调控海藻糖促进松材线虫低温抗逆

分析–5℃处理松材线虫转录组数据,筛选出低温胁迫诱导差异表达基因胰岛素样生长因子受体基因Bx–daf–2。筛选低温胁迫和Bx–daf–2 RNA干扰松材线虫共表达基因,发现海藻糖酶基因Bx–tre–1受Bx–daf–2调控。进一步研究低温胁迫下松材线虫Bx–tre–1功能,结果表明,松材线虫Bx–tre–1表达量下调,参与低温胁迫响应,从而导致海藻糖酶活性降低,海藻糖含量升高。Bx–tre–1 RNA干扰处理组松材线虫低温胁迫下海藻糖酶活性下降,海藻糖含量升高,存活率升高,说明低温胁迫条件下,海藻糖含量升高有助于提高松材线虫存活率,Bx–daf–2与Bx–tre–1协同调控海藻糖含量升高,促进松材线虫低温抗逆。     

外源海藻糖对生菜根系生长的影响

分析不同浓度海藻糖对生菜根系生长的影响情况,结果表明,随着海藻糖浓度的增加,根活力、根系表面积、体积、根尖数、生长素和细胞分裂素均呈现先增加后降低的趋势,根总长和赤霉素呈现逐渐降低的趋势,海藻糖促进生菜根系生长的最适浓度为15 mmol/L。     

SH-110菌海藻糖合成酶基因克隆、表达及酶学性质研究

为找到理想的工业化生产海藻糖合成酶基因工程菌,以长白山温泉SH-110基因组DNA为模板,PCR扩增编码Tres基因片段,克隆至pET-30a(+)原核表达载体,转化E.coli BL21(DE3),实验中采用IPTG和乳糖同时进行对比诱导,对表达产物进行SDS-PAGE和酶学性质研究。成功克隆了2912 bp的Tres基因,实验中发现加入IPTG和乳糖后,融合蛋白在胞内都得到了表达,而且添加乳糖诱导的蛋白表达量偏高。表达重组酶Tres相对分子量约为110 kDa,最适作用温度60℃,最适pH7.0。金属离子Ca2+、K+、Zn2+对重组酶有明显激活作用,Ba2+、Cu2+、Mn2+有明显抑制酶活作用。重组酶的动力学常数Km为8.823 mmol/L和Vmax为235.29 mmol/L。已成功在大肠杆菌表达重组Tres,为进一步研究利用基因工程菌生产大量海藻糖合成酶,进行大规模生产海藻糖提供理论依据。     

海藻糖对高温胁迫龙须菜的生理及基因表达的影响

摘要：大型海藻龙须菜（Gracilariopsis lemaneiformis）主要用来养鲍和提取琼胶,但其产量与栽培周期受夏季高温限制。海藻糖作为一种信号分子在对抗高温、干旱等逆境胁迫中发挥了重要作用。为了探讨海藻糖在大型藻类抗逆中的作用及其机制,本文研究了外源海藻糖对高温胁迫下龙须菜的生长、抗逆相关化合物和代谢酶、水杨酸及相关基因表达的影响。结果表明10 mmol/L海藻糖的添加促进了龙须菜的生长（相对生长速率为对照组的1.39倍）和部分叶绿素荧光参数的升高;促进了脯氨酸的积累（为对照组的1.34倍）,而丙二醛（MDA）含量和脂氧合酶（LOX）活性降低。同时,外源海藻糖激活了龙须菜中海藻糖-6-磷酸合成酶（TPS）和异分支酸合酶（ICS）的活性,显著促进了水杨酸的积累,其含量是对照组的2.05倍,此外,热激蛋白70（hsp70）基因、lox1和 ics基因在海藻糖添加后表达上调,而lox2基因在12 h表达下调。可见,海藻糖可以通过缓解高温对细胞膜的损伤、增强抗胁迫物质和水杨酸积累等来保护高温胁迫的龙须菜。     

短时高温胁迫对双斑长跗萤叶甲雌虫游离氨基酸、海藻糖和可溶性糖的影响

双斑长跗萤叶甲是新疆北疆棉花的主要害虫之一,为探索短时高温对双斑长跗萤叶甲雌虫部分生理指标的影响,在室内研究了不同高温(33、37、41、45℃)不同时间(0.5、1.5、2.5、6、12h)处理条件下,双斑长跗萤叶甲雌虫体内游离氨基酸、可溶性糖及海藻糖的变化规律。结果表明:在相同温度处理下,随处理时间的延长,双斑长跗萤叶甲雌虫体内的游离氨基酸含量降低,可溶性糖和海藻糖含量增加;在处理时间相同时,随处理温度的升高,双斑长跗萤叶甲雌虫体内游离氨基酸含量降低,可溶性糖含量和海藻糖含量增加。双斑长跗萤叶甲雌虫对45℃高温也有一定的适应性,这预示着在气候变暖趋势下,双斑长跗萤叶甲仍将是新疆棉花上重要的害虫之一。     

基于海藻糖的生物节水抗逆农业研究进展

生物节水农业主要包括新品种选育、外源有益物质和激素的添加及高效节水栽培措施的建立三个方向。海藻糖是国际上开发的主要低聚糖之一,常被作为外源有益物质应用于农业生产。在综合国内外相关研究文献的基础上,对海藻糖的性质及其提高植物抗逆性的机理、海藻糖与气孔免疫的关系等方面进行分析,发现外源性的海藻糖具有良好的非特异性保护作用,它能有效提高植物的抗逆性以及抗病虫害的能力。其次,海藻糖能通过调节气孔发育和气孔运动进一步增强农作物的抗旱性。本文认为海藻糖在生物节水农业方面有广阔的应用前景,是提高农作物水分利用效率的重要途径。     

海藻糖、二甲乙酰胺对公猪精液冷冻保存效果的研究

采用5% 二甲乙酰胺(DMA)(V/V)完全替代甘油,比较乳糖、海藻糖对精液冷冻保存效果的影响。结果表明,海藻糖显著提高了冷冻——解冻后精子成活力(49.32%±1.52%)与顶体完整性 (47.33%±1.16%)(P<0.05)。然后利用海藻糖替代乳糖,评价不同浓度的DMA对公猪精液冷冻保存的影响。结果表明,当DMA添加量为4%时,解冻后精子活率、成活力、顶体完整率分别为(45.17±0.56)%、(50.33±0.67)%、(48.30±1.44)%,均显著高于3% DMA、6% DMA添加组(P<0.05),精子活率显著高于5% DMA添加组(P<0.05),但精子成活力、顶体完整性与其差异不显著(P>0.05)。因此,当利用海藻糖作为冷冻保存基础稀释液,DMA最适添加量为4%。     

海藻糖的应用及其合酶基因TPS在植物转基因中的研究进展

对海藻糖的理化性质、生物学特性及其应用情况作了简要的概述;介绍了酵母中海藻糖合酶复合体基因的组成及各个组成基因的功能,并着重阐述了海藻糖-6-磷酸合酶基因在植物转基因方面（尤其在提高植物抗逆性）的研究进展。     

褐飞虱GSK-3调控糖原与海藻糖代谢的潜在功能

【目的】昆虫胰岛素信号途径能够介导糖原合成酶激酶3（glycogen synthase kinase 3,简称GSK-3或GSK3）调控体内糖原及海藻糖等糖代谢过程,从而控制昆虫的各项生命活动。论文旨在探究糖原合成酶激酶在褐飞虱（Nilaparvata lugens）体内对糖原与海藻糖代谢的调控作用。【方法】首先,基于GSK-3的cDNA编码序列,利用ExPASy工具翻译GSK-3氨基酸序列,预测蛋白分子量大小及等电点（pI）;然后利用SignaIP4.1Server对其信号肽进行分析。其次,以笔者实验室饲养的褐飞虱为研究对象,从4龄开始,每12 h取材,取至成虫48 h。利用Trizol法提取褐飞虱总RNA,根据反转录试剂盒合成第一链DNA,以18S作为内参基因,通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测褐飞虱GSK-3在不同龄期mRNA水平上的相对表达量。然后利用RNAi技术,向褐飞虱体内显微注射双链RNA(dsRNA)抑制GSK-3,以注射dsGFP的褐飞虱作为对照组。注射后48 h利用qRT-PCR技术检测GSK-3的表达情况,确定抑制效果。另外,取注射后48 h虫体,分别测定褐飞虱体内海藻糖、葡萄糖、糖原含量及海藻糖酶（trehalase,TRE）活性变化。最后采用qRT-PCR检测胰岛素信号通路胰岛素受体基因(insulin receptor,InR)、类胰岛素多肽基因(insulin-like peptides,Ilps)及海藻糖代谢途径TRE、海藻糖合成酶基因(trehalose-6-phophate synthase,TPS)、糖原磷酸化酶基因(glycogen phosphorylase,GP)、糖原合成酶基因(glycogen synthase,GS)中相关基因的表达,分析GSK-3在胰岛素信号通路及海藻糖代谢途径中的调控作用。【结果】褐飞虱GSK-3开放阅读框为1 914 bp,编码637个氨基酸;预测蛋白分子量为69.25 kD,等电点为9.15,为偏碱性蛋白,无信号肽结构,序列高度保守。发育表达模式结果显示GSK-3在不同发育阶段表达不一致,5龄若虫蜕皮前后低表达。GSK-3的dsRNA注射后48 h,与对照组dsGFP相比,GSK-3表达极显著下降,表明RNA干扰效果明显。糖原含量和两类海藻糖酶活性显著下降,而海藻糖含量显著上升,推测糖原和葡萄糖转化为海藻糖,作为其生理活动的能量来源。qRT-PCR检测发现,当GSK-3表达抑制后48 h,TRE1-2的表达量显著下降,而TRE1-1和TRE2的表达量极显著下降。另外,2个TPS基因、GS以及GP的表达量均极显著下降;胰岛素信号通路的2个InR基因和4个Ilps基因的表达同样被抑制,间接表明InR能够调控GSK-3的表达。【结论】褐飞虱GSK-3低表达后能够通过调控胰岛素信号通路及海藻糖代谢途径相关基因表达来调控糖原及海藻糖代谢。相关研究结果有助于更加全面地探索褐飞虱等昆虫糖原合成酶激酶调控海藻糖及糖类物质平衡的潜在分子机理。     

海藻糖对AA肉鸡生长及屠宰性能的影响

采用灌喂试验研究AA肉鸡对海藻糖的吸收机理,以及日粮添加海藻糖对AA肉鸡生长及屠宰性能的影响,结果表明,海藻糖是以完整二糖形式直接吸收进入血液,而其他二糖一般分解为葡萄糖后吸收,此为海藻糖消化吸收原理方面的新发现。日粮添加海藻糖能显著促进肉鸡的生长,降低死淘率,显著提高半净膛率和全净膛率,提高屠宰性能。以0.1%添加量效果最优,可显著提高肉鸡体重9.42%(P<0.05),料肉比显著低于对照组(P<0.05)。