AtSOS基因在紫花苜蓿中的表达及其耐盐性研究

本研究采用基因工程技术改良紫花苜蓿耐盐性,通过种植转基因耐盐紫花苜蓿达到改良土壤的目的。以紫花苜蓿子叶节为外植体,通过农杆菌介导法将来源于拟南芥的AtSOS1-AtSOS2-AtSOS3多基因表达载体导入阿尔冈金紫花苜蓿中,经PCR检测、抗除草剂筛选和RT-PCR鉴定,获得了能稳定表达的转基因株系。以转基因的紫花苜蓿和野生型紫花苜蓿为材料进行盐处理,每个处理重复3次,测定其生理生化指标、株高、Na⁺和K⁺含量、细胞膜透性、叶绿素含量。结果显示,在不同盐浓度处理下,所有植株的株高均有所增长,但在100和200 mmol·L^-1的NaCl处理下,转基因植株的长势显著高于野生型植株;随着处理时间的增加,所有植株的叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势,且野生型植株叶绿素含量均低于转基因植株;在100和200 mmol·L^-1的NaCl处理下,转基因植株的细胞膜透性、超氧化物歧化酶活性和脯氨酸含量的增加量均小于野生型植株,而过氧化物酶、过氧化氢酶活性和可溶性糖含量的增加量均大于野生型;各植株中丙二醛含量均下降,且野生型植株下降的更为明显;盐处理后,转基因植株根系中Na⁺的积累比野生型植株少,而K⁺的吸收多于野生型植株。转AtSOS基因的紫花苜蓿通过发挥AtSOS途径的作用,促进了植物体将细胞内的Na⁺外排,从而减轻盐胁迫对植物体的伤害,提高了转基因植株的耐盐性。     

二丁基羟基甲苯对雨生红球藻虾青素和油脂积累的影响

以雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)为对象,研究高光照、缺氮条件下,外源添加不同浓度的二丁基羟基甲苯(Butylated hydroxytoluene, BHT)对雨生红球藻生长、虾青素积累、油脂合成、脂肪酸组成、碳水化合物、蛋白含量以及虾青素和脂肪酸合成相关酶基因的影响。结果显示,添加不同浓度的BHT后,2 mg/L BHT添加组虾青素积累量为最高,显著高于其他实验组和对照组(P<0.05),达到31.66 mg/g,是对照组的1.87倍。油脂含量达45.56%,高于同期对照组(39.06%),脂肪酸组成变化不显著。在此条件下,虾青素合成关键酶基因dxs和bkt表达水平分别是对照组的5.19倍和2.04倍;脂肪酸合成关键酶基因kas和acp表达水平较对照组显著提高(P<0.05),分别是对照组的4.56倍和3.02倍。与对照组相比,2 mg/L BHT添加组的碳水化合物和蛋白含量均呈下降趋势。研究表明,在胁迫条件下,外源添加适量浓度的BHT能有效促进雨生红球藻中虾青素的积累,同时提高了藻细胞内的油脂含量。     

早竹TB1同源基因的克隆和表达分析

竹笋的形成和生长发育过程涉及侧枝形态发生,探讨侧枝发育有关基因在竹笋发育过程中的作用,对于阐明竹笋发育基因调控机制有重要意义.利用禾本科TB1同源基因在序列上的保守性,在基因上游的非编码区设计简并引物,通过RT-PCR技术, 从早竹笋中克隆到一个1 296 bp的cDNA序列,该序列包含1个编码349个氨基酸的阅读框,在氨基酸水平上与玉米TB1相似性达64.7%,定名为PpTB1.序列分析比对表明,PpTB1基因的编码产物含有保守的SP区、TCP区和R区,属于基因家族的1个成员.进化分析进一步表明,竹子TB1相似基因是玉米TB1基因的同源基因,且竹子TB1同源基因的分歧时间介于水稻和现有其他TB1同源基因之间.RT-PCR分析表明,该基因在笋、叶片和花中均有表达.原位杂交分析表明,PpTB1在笋的侧芽中表达较多.研究表明,PpTB1很可能与禾本科其他植物的TB1同源基因相似,在竹笋发育过程中,参与侧枝的形成.另外,TB1同源基因也可能在竹子分类和进化研究上有重要价值.     

德南牛全基因组变异解析和功能基因挖掘

[目的]研究德南牛的群体遗传结构和解析影响其重要性状的关键基因。[方法]通过主成分分析、群体进化树分析、群体遗传结构分析等方法,研究德南牛的遗传结构和与其他品种的亲缘关系;同时,利用全基因组SNP数据,计算德南牛与德国黄牛、南阳牛群体固定指数(Fst)和核苷酸多样性比值(π ratio)、复合似然比(CLR)、XP-EHH等多种选择信号指标,以筛选出德南牛基因组上受到选择的信号,鉴定出重要的候选基因。[结果] 德南牛具有欧洲普通牛(0.789)、东亚牛(0.176)、中国瘤牛(0.035)的混合血统。在θπ和CLR方法中鉴定出93个共有基因,使用FST和XP-EHH方法鉴定出17个共有基因。进行富集以及基因功能注释后,发现这些基因可能与生殖性能(TUBB3、NSD2、GRM1、ERBB4)、生长性状(RFX3、FGFR3、GABRB1、PDE4D)、环境适应性(PGR、GRIA4)和免疫系统反应(P2RY12、P2RY13、GPR87、P2RY14、GPR171)有关。[结论]本项研究发现德南牛血统受德国黄牛影响较多,且挖掘了德南牛基因组内可能具有经济意义的性状相关的选择特征,为德南牛种群的选育提高提供理论支撑。     

角毛壳菌降解粗纤维基因的筛选

以角毛壳菌菌丝体为材料,构建cDNA文库并进行了部分表达序列标签(ESTs)的分析。文库的滴度为1.02×106pfu/mL,重组率为95.3%,插入片段平均长度大于1.2kb。在cDNA文库中随机选择克隆从5′端测序得到1219个高质量ESTs,拼接为804条独立基因。其中460条(57.2%)与NCBI中非冗余蛋白质库(NR)已知基因有不同程度同源性的代表已知功能基因,344(42.8%)条独立基因与NR库中基因没有显著同源性的代表未知功能新基因。从已知基因中鉴定出了降解粗纤维的基因:β-1,4-内切葡聚糖酶基因、β-葡萄糖苷酶基因、β-内切木聚糖酶基因、木糖苷酶基因、漆酶基因。     

乳房炎奶牛金黄色葡萄球菌毒素基因的检测及PFGE分型研究

作者针对临床及亚临床乳房炎奶牛乳汁中金黄色葡萄球菌分离株的毒素基因进行检测和脉冲场凝胶电泳(PFGE)基因分型,比较2种类型乳房炎金黄色葡萄球菌分离株的差异.无菌法采集奶样,采用国际标准方法从中分离金黄色葡萄球菌,用多重PCR方法扩增nuc基因和mecA基因以确证金黄色葡萄球菌(SA)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA).进一步用PCR方法检测SA的各种毒素基因(SEs、ETs、TSST 1和PVL基因等).利用限制性内切酶Sma Ⅰ对SA基因组DNA进行酶切和PFGE分析,最后利用BioNumerics软件进行聚类分析.结果:19.3％(23/119)的临床乳房炎奶样和14.8％(26/176)的亚临床乳房炎奶样确定为金黄色葡萄球菌阳性样品,分别从中分离鉴定出43株和26株金黄色葡萄球菌,其中临床乳房炎分离株中有5株为mecA基因阳性.临床乳房炎奶牛奶样中检测到SA的SEA、SEB、SED、SEJ和PVL毒素基因,检出率分别为3.8％(1株)、11.5％(3株)、19.2％(5株)、7.7％(2株)和31.2％(10株);亚临床乳房炎奶牛乳样中仅检测到SA的SEA和PVL毒力基因,检出率分别为7.0％(3株)和84.1％(37株).表明临床与亚临床乳房炎奶牛乳汁中SA菌株携带的毒素基因不一样,SEs可能是临床乳房炎菌株的重要致病基因,PVL可能是亚临床乳房炎菌株的重要致病基因.69株SA使用Sma Ⅰ酶切分型后,可分为7个大簇、50个基因型,来源相同的SA分型后大部分位于同一簇内.临床乳房炎奶牛乳汁中检测到MRSA菌株,PVL基因在亚临床乳房炎中的检出率为临床乳房炎的2.7倍.PFGE方法能较好的区分临床乳房炎和亚临床乳房炎的SA分离菌株.     

转Bt+Sck基因双价抗虫棉的抗虫性及遗传分析

对通过花粉管通道注射获得的转Bt Sck双价基因抗虫棉纯系312-5T2和332-2T2进行了生物抗虫性测定,转基因纯系对棉铃虫的抗性显著高于非抗虫对照苏棉16和抗虫对照品种sGK321,与抗虫对照R19抗虫性相当.遗传分析表明,转Bt Sck双价基因抗虫棉的抗性基因符合一对显性基因的分离规律.对转Bt Sck双价基因抗虫棉与R19及sGK321的杂交F1进行了抗虫性测定,所有的F1植株都表现出与转Bt Sck基因纯系亲本一致的抗虫性.转Bt Sck双价基因抗虫棉纯系312-5T2和332-2T2等位性测验证明:312-5T2与R19、sGK321的抗虫基因整合位点不连锁,表现为15∶1的自由组合比例;而332-2T2与R19中抗虫基因的整合位点表现连锁,与sGK321的抗虫基因表现自由组合.这为培育新的双价抗虫棉品种(系)提供了优良的育种材料.     

刺参响应灿烂弧菌侵染差异microRNAs鉴定及靶基因分析

microRNA参与基因的转录后调控,在真核生物的生长发育、细胞分化和免疫防御等过程中发挥重要作用。刺参(Apostichopus japonicus)病害问题已成为产业发展的主要限制因素之一,而其病害发生的分子机制尚待进一步完善。本研究以刺参重大疾病“腐皮综合征”的重要致病原灿烂弧菌(Vibrios splendidus)为侵染菌株,通过人工侵染实验制备患病刺参样本,采用miRNA-seq技术对侵染组(PT16S)和对照组(PT10H)各3头刺参的体壁组织进行miRNA测序,通过相关生物信息学软件对miRNAs进行鉴定和分析,筛选差异表达miRNAs (DEmiRNAs)并预测其靶基因,构建关键调控途径的miRNA-mRNA调控网络。结果显示,PT10H组平均得到5 902 588条有效序列,194个已知miRNA和19个新的miRNA;PT16S组平均得到5 053 529条有效序列,182个已知miRNA和42个新的miRNA。对2组鉴定到的miRNA进行差异表达分析,共筛选到2个上调和11个下调的具有显著差异的DEmiRNAs (P≤0.05),上调的DEmiRNAs靶基因预测结合到3010个靶基因,注释到585个GO terms及24条信号通路(P≤0.05),下调的DEmiRNAs靶基因预测到19 072个靶基因,注释到514个GO terms以及22条信号通路(P≤0.05)。对筛选到的DEmiRNAs进行实时荧光定量PCR (qRT-PCR)验证,显示miRNA-seq与qRT-PCR的一致率达到70%。根据KEGG分析结果构建泛素介导的蛋白水解途径和Notch信号通路的miRNA-mRNA调控网络,结果显示,13个DEmiRNAs分别靶向结合134个与泛素介导的蛋白水解相关的mRNAs和109个与Notch信号通路相关的mRNAs,Aja-miR-184、Aja-miR-2478和Aja-miR-9277p等DEmiRNAs可能参与对Notch信号通路和对泛素介导的蛋白水解的调控。相关研究结果将为刺参疾病发生调控网络建立和机制解析提供依据。     

美洲鲥鱼嗜水气单胞菌病原的分离与鉴定

2021年,山东省临沂市一养殖场养殖的美洲鲥鱼(Alosa sapidissima)突发疾病并出现严重死亡,日死亡率高峰期达到2.5%,累积死亡率约为90%。患病鱼主要症状为体表出血、溃疡,解剖可见腹腔腹水、肝脏暗红,并伴有肠炎。组织病理学检测发现,病鱼肝脏出现弥散性坏死,嗜碱性粒细胞增多和细胞肿胀空泡变性;脾脏出现出血性贫血性坏死灶、核破裂和核固缩;肾脏淋巴细胞坏死脱落,肾小体毛细血管球萎缩,近端小管和远端小管内的细胞出现不同程度的细胞结构消失。发病鱼肉眼和显微镜观察未见明显寄生虫,利用PCR方法检测鲤疱疹病毒2型(Cyprinid herpesvirus 2)、鲈鱼蛙病毒(largemouth bass ranavirus)等淡水鱼类常见病毒均为阴性。细菌分离培养结果显示,从发病鱼的肝脏、肾脏和脾脏中分离得到形态一致的优势菌,命名为AS-AH2101。经16S rRNA测序比对和生理生化鉴定,确定AS-AH2101为嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)。毒力基因检测结果显示,AS-AH2101携带气溶素(aerA)、溶血素(hlyA)、丝氨酸蛋白酶(ahpA)、...     

基于转录组测序筛选乌苏里白鲑肌肉生长关键候选基因研究

为了挖掘调控乌苏里白鲑(Coregonus ussurinsis Berg)肌肉生长的关键候选基因,本研究对不同生长速度乌苏里白鲑的肌肉组织进行转录组测序,以期为乌苏里白鲑群体选育提供基础数据。首先,在同等条件下(从混合池中)随机选择乌苏里白鲑F2个体进行实验分组(快长组和慢长组)。接着分别从快长组[体重为(219.20±38.66) g]和慢长组[体重为(74.30±17.86) g]中随机选取10尾样本,取其背部肌肉进行转录组测序。以FDR (false discovery rate)<0.05且|log2(FC)|>1 (FC, fold change)为条件筛选差异表达基因并对其进行GO (gene ontology)和KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析,并通过qPCR验证转录组数据的准确性。转录组测序结果显示,共筛选出2 211个差异表达基因,与慢长组相比,快长组中583个差异基因表达上调及1 628个基因表达下调。GO功能注释结果显示,差异基因主要参与细胞过程和结合过程,差异基因显著富集到251条KEGG通路(P<0.05),其中,MAPK信号通路(MAPK signaling pathway)、PI3K-Akt信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)、紧密连接(tight junction)、胰岛素信号通路(insulin signaling pathway)、糖酵解/糖异生(glycolysis/gluconeogenesis)和PPAR信号通路(PPAR signaling pathway)参与细胞生长。之后结合功能注释结果和KEGG,鉴定出肌浆/内质网钙ATP酶基因atp2a1和atp2a2、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因g6pc、生长因子结合蛋白1基因igfbp1以及肌球蛋白重链基因myh1、myh4、myh6、myh7、myh9和myh13等可能与肌肉生长密切相关的基因。本研究共筛选出10个可能与乌苏里白鲑肌肉生长相关的关键候选基因,为今后乌苏里白鲑分子标记辅助育种提供了基础数据。