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农业生物技术学报  2011年 19卷 4期  刊出日期:2011-08-01
 
研究报告
大黄鱼精子的超低温冻存及细胞结构损伤的检测
Sperm Cryopreservation and the Cytoarchitecture Damage Detection of Pseudosciaena crocea
姜建湖1,闫家强2,竺俊全1,杨万喜1
2011, 19(4): 725-733  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1029 KB)  ( 287 )
摘要
为了解超低温冻存对大黄鱼精子细胞结构损伤的影响,本研究以Cortland溶液为稀释液,二甲基亚砜(DMSO)及乙二醇(EG)为抗冻剂,0.25 mL的麦细管为冻存管,两步降温法(平放在离液氮面3~4 cm处3~5 min后入液氮中保存)超低温冻存大黄鱼(Pseudosciaena crocea)精子,并用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术检测了冻精的DNA损伤,荧光双染色-流式细胞术(FCM)检测了冻精的细胞膜性结构损伤。结果表明,DMSO及EG浓度在5%~20%时,冻精的活力与鲜精相比无显著差异;其中DMSO及EG浓度在10%时,冻精的激活率、运动时间、寿命分别为(87.00±2.45)%、(8.99±0.24)min和(13.11±0.65)min及(87.50±2.52)%、(8.45±0.48)min和(12.84±0.50)min;DMSO及EG浓度在25%、30%时,冻精的活力显著下降。SCGE检测显示,DMSO及EG浓度在5%~20%时,冻精的DNA损伤与鲜精相比差异不显著;DMSO及EG浓度为25%、30%时,冻精的DNA损伤明显加重;冻精的DNA损伤与抗冻剂DMSO及EG的浓度成正相关。FCM检测显示,DMSO及EG浓度在5%~20%时,冻精中线粒体及细胞膜结构保持完整性的精子比例与鲜精相比无显著差异;DMSO及EG浓度在25%和30%时,冻精中的线粒体及细胞膜结构保持完整性的精子比例明显下降。分析认为,较高浓度的DMSO及EG是引起冻精活力下降,DNA、线粒体及细胞膜结构损伤加重的主要原因;为确保大黄鱼冻精的质量,应以10%DMSO或10%EG为抗冻剂。
猪黑素皮质激素受体-4基因(MC4R)启动子克隆及其分析
Cloning and Activity Analysis of Promoter of Pig Melanocortortin-4 Receptor Gene (MC4R)
张冬杰 1,汪亮2,刘娣3,别墅2,张晓卉2,徐兴超2,孙洪涛2,杨国伟2
2011, 19(4): 734-739  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (521 KB)  ( 253 )
摘要
本研究旨在对猪黑素皮质激素受体-4基因(MC4R)的转录调控机制进行初步探讨。首先通过PCR方法扩增MC4R基因5'上游启动区1 234 bp(-1 264 ~ -31 bp)的片段,再利用生物信息学方法对这一区域内潜在的转录起始位点进行了预测,最后采用步移缺失获得了11段长度不等的启动子片段,并分别克隆到荧光素酶(LUC)报告基因表达质粒(pGL3-Basic)中。同时,通过双荧光素酶报告活性分析检测MC4R基因启动子区不同长度片段在猪上皮型肾细胞(PK15)中瞬时转染后的活性。结果表明,猪MC4R 5'端-682 bp处存在1个潜在的转录起始位点(TSS),细胞检测结果显示-514 ~ -486 bp区域内存在控制MC4R基础转录活性的顺式调控元件,推测该序列内的热休克转录因子(HSF)结合位点可能对MC4R基因的表达调控及功能行使具有重要作用。
枯草芽胞杆菌168的遗传修饰菌株对番茄根结线虫病的生防作用
Biocontrol Effection of Genetically-modified Strains Derived from Bacillus subtilis 168 on Meloidogyne incognita
魏利辉1,周冬梅1,王云鹏2,郭坚华1
2011, 19(4): 740-745  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (643 KB)  ( 233 )
摘要
PopW 是来源于青枯病菌(Ralstonia solancearum)的一种harpin 蛋白,具有诱导植物抗病性和促进植物生长的作用。构建了含有 p43 强启动子和 nprB 信号肽的PopW基因的表达载体 pHTPOW,将表达载体 pHTPOW转入枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)168得到工程菌株BsW。SDS-PAGE 和 Western blot 结果表明 BsW 能分泌 PopW 蛋白。在离体实验中,测试工程菌 BsW 对南方根结线虫(Meloidogyne incognita)二龄幼虫(J2)的致死作用,结果显示处理24和48 h后,J2 死亡率分别为53.4%和79.6%;在温室实验中,施用工程菌 BsW的菌悬液处理番茄(Lycopersicon esculentum)植株,6 周后根系上的卵块和根结数目明显减少,防效达到60.0%。具有促生和抑制线虫作用基因工程菌的构建,为研究和开发新型微生物农药,提供了一个新的视角。
瓜类细菌性果斑病菌hpaP基因的功能分析
Functional Analysis of the hpaP Gene in Acidovorax citrulli
高杜娟1,韩振华1,王敏杰1,赵玉强1,刘凤权2,胡白石2
2011, 19(4): 746-752  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1117 KB)  ( 352 )
摘要
瓜类细菌性果斑病(bacterial fruit blotch of watermelon, BFB)是近年来发生在西瓜、甜瓜等葫芦科(Cucurbitaceae)植物上的重要细菌病害,由西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli, Ac)引起。本研究以xjL12菌株为背景构建了转座子(Tn5)插入文库。通过注射接种哈密瓜(Cucumis melo var. saccharinus)子叶和烟草叶片进行突变体的筛选,得到1株致病性完全丧失并失去激发烟草过敏反应的突变体△xj48。对△xj48中转座子插入基因的克隆和测序表明其突变基因为西瓜噬酸菌Ⅲ型分泌系统(T3SS)中的保守基因hpaP。利用基因重组技术构建了hpaP基因的突变体,发现hpaP突变后影响了xjL12菌株的游动性、生物膜的形成能力及hrcV基因的表达。hpaP基因的互补菌株部分恢复其致病力。本研究证实了果斑病菌中的hpaP基因与该细菌的致病力相关,在侵染瓜类作物的过程中起着不可缺失的作用。
玉米主要营养品质性状的QTL定位
QTL Mapping for Nutritional Quality Traits in Maize
孙海艳1,蔡一林2,王久光3,王国强3,代国丽1,徐德林2,孙敬芳3
2011, 19(4): 616-623  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (666 KB)  ( 289 )
摘要
淀粉、蛋白质和油分是普通玉米籽粒的主要营养成分。本研究通过SSR分子标记,以玉米(Zea mays L.)杂交种黄C×178的F2群体构建的遗传连锁图,结合2007年重庆(F2)、2007年海南(F2:3)和2008年重庆(F2:4)三个环境品质检测结果,运用区间作图法,对品质性状进行全基因组QTL扫描,共检测到16个品质性状QTL。其中,油分含量检测到6个位点,解释性状表型变异6.2%~17.8%;蛋白质含量检测到5个位点,解释性状表型变异6.3%~12.0%;淀粉含量检测到2个位点,解释性状表型变异6.3%~10.0%。16个QTL多数以超显性和部分显性为主。这16个与品质性状相关的QTL可作为利用分子标记辅助育种途径进行玉米遗传改良的依据。
甘蔗蔗糖磷酸合成酶基因(SofSPSA)的克隆及正反义植物表达载体的构建
Cloning of Sucrose Phosphate Synthase Gene (SofSPSA) from Sugarcane and Construction of Its Sense and Antisense Plant Expression Vector
黄东亮1,方锋学2,黎涛2,李双喜2,廖青2,李杨瑞3
2011, 19(4): 624-633  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3847 KB)  ( 324 )
摘要
蔗糖磷酸合成酶(SPS)是植物体内控制蔗糖合成的关键酶。本研究通过搜索NCBI数据库获得迄今植物中所有的蔗糖磷酸合成酶基因序列共77条,其中全长序列43条;对全长序列进行进化分析表明,植物SPS基因分为A、B、C和D四个家族,同一植物体内有多个分别属于不同家族的SPS基因;比对A家族中进化关系很近的甘蔗(Saccharum officinarum)SofSPSII、水稻(Oryza sativa)OsSPS4、黑麦草(Lolium perenne)LpSPS和竹子(Bambusa oldhamii)BoSPS基因序列,并在保守区设计一对引物扩增获得甘蔗A家族SPS基因(SofSPSA)2 553 bp序列,结合5'-RACE和3'-RACE技术获得甘蔗SofSPSA基因全长cDNA序列3 906 bp;该序列包含一个3 183 bp的开放阅读框(ORF),编码1 060个氨基酸残基的蛋白,其理论分子量和等电点分别为118.4 kD和6.09。该序列的起始密码子(ATG)位于转录起始位点后359 bp处,终止密码子(TAA)后还有一段365 bp的非编码序列,并带有真核生物典型的polyA尾巴 (GenBank 登录号:HM854011);SofSPSA与SofSPSII、OsSPS4、LpSPS、BoSPS的氨基酸相似性分别为99.3%、91.8%、91.6%和91.9%,一致性分别为99.2%、87.9%、87.5%和87.8%;设计引物分别扩增正、反向SofSPSA基因ORF并分别连到pBI121上获得由组成型表达启动子35S驱动的正、反义植物表达载体pBI-SofSPSA和pBI-anti- SofSPSA,为进一步研究甘蔗SPS基因的生物学功能及利用甘蔗SPS基因改良作物品种提供科学依据。
莲藕多酚氧化酶基因(PPO)的克隆与表达分析
Cloning of Polyphenol Oxidase Gene(PPO) from Lotus Rhizome Bud and Its Expression in Different Tissues
张跃进1,郝晓燕1,梁宗锁1,林文超1,郭宏波2
2011, 19(4): 634-641  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1781 KB)  ( 397 )
摘要
为获得莲藕中多酚氧化酶(PPO)基因序列信息及其表达情况,运用RACE技术从莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn. ssp. nucifera)茎尖中克隆到多酚氧化酶基因全长序列,其cDNA全长2 074 bp,完整的编码框为1 503 bp,编码501个氨基酸,5'端有160 bp非编码区,3'端有411 bp非编码区(GenBank 登陆号为HQ380894)。采用生物信息学方法发现该蛋白分子量约为56.8 kD,pI为8.60,具典型的酪氨酸家族结构域,无信号肽结构,但有跨膜螺旋的亲水性蛋白,α-螺旋和β-折叠分散于整个多肽链中。半定量RT-PCR结果显示,该基因在莲藕茎尖、幼叶、莲藕鲜切片、花瓣、茎杆5种组织中均有表达。方差分析表明,茎尖中PPO表达量与幼叶差异不显著,但显著高于其余三个部位;幼叶中表达量与莲藕鲜切片之间差异不显著,但显著高于花瓣和茎杆;花瓣和茎杆中PPO表达量最低,两者无显著差异。上述结果说明作为重要分生组织的莲藕茎尖产生的PPO可能不具活性或极不稳定,随着植株的生长发育被分配到各组织中,在特定时空下被激活并担负相应的职责功能。
水分胁迫下小麦叶片类脱水素表达及亚细胞定位
Expression and Sub-cellular Localization of Dehydrin-like in Wheat Leaves under Water Stress
豆玲1,张林生2,邢东2
2011, 19(4): 642-648  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1592 KB)  ( 218 )
摘要
脱水素(dehydrins)是干旱胁迫逆境响应蛋白之一,为探明水分胁迫下脱水素在细胞的分布及其与耐旱程度的关系,本研究以两种耐旱性不同的冬小麦(Triticum aestivum)为材料,利用胶体金免疫电镜技术及Western blot方法,分析水分胁迫下小麦叶片类脱水素的表达、亚细胞定位,以及与植物抗旱性的关系。结果表明,在胁迫处理初期(4~8 h)金颗粒主要分布在细胞质,细胞核中仅有少量。处理中期(12~24 h)金颗粒主要分布在细胞质和细胞核,细胞器中有少量。后期(36~48 h)大量金颗粒聚集在细胞质膜附近。复水24 h后细胞质和细胞核中金颗粒相对增多。以叶片组织不进行胁迫处理和省却脱水蛋白抗体作对照,几乎未发现金颗粒。随着水分胁迫时间的延长,细胞膜相对透性增大,可溶性蛋白含量上升,有37 kD的脱水素特异表达,其表达量与小麦耐旱性呈正相关,复水后细胞膜相对透性和可溶性蛋白含量下降,脱水素在一段时间内仍存在。该实验为研究小麦叶肉细胞中脱水蛋白的表达和分布提供了直接的证据。
黄瓜果实苦味(Bt)基因的插入缺失(Indel)标记
The Insertion-deletion(Indel) Marker Linked to the Fruit Bitterness Gene(Bt) in Cucumber
张圣平1,苗晗2,程周超2,张忠华1,武剑1,孙日飞2,顾兴芳1
2011, 19(4): 649-653  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (442 KB)  ( 585 )
摘要
为了筛选与黄瓜果实苦味(Bt)基因紧密连锁的插入缺失(Indel)标记,本研究以黄瓜果实苦味和果实不苦的高代纯合自交系46GBt和931为亲本构建的F2分离群体为试材,明确了黄瓜果实苦味性状遗传是符合单显性基因控制的质量性状。同时在完成Bt基因初步定位和双亲重测序的基础上,利用生物信息学分析双亲在初步定位区域的序列差异,设计了7对InDel标记。通过对含有184个单株的F2群体分析,获得了与Bt基因连锁距离为0.8 cM的Indel标记Bt-InDel-1。利用不同于本研究且包含58个单株的黄瓜F2群体材料对Bt-InDel-1的验证分析表明,该标记检测的正确率达到94.8%。本研究可用于无苦味黄瓜的分子标记辅助选择(MAS)育种及Bt基因精细定位。
甘蔗富含甘氨酸蛋白基因(Sc-GRP)的克隆及其表达分析
Cloning and Characterization of A Glycine Rich Protein Gene (Sc-GRP) from Sugarcane
徐景升1,阙友雄 2,颜克伟3,唐唯其4,许莉萍5,6,郭晋隆3,董萌3,陈如凯1
2011, 19(4): 654-661  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (950 KB)  ( 292 )
摘要
本研究在对甘蔗(Saccharum officinarum)叶片全长cDNA文库测序的基础上,通过EST (expressed sequence tag)序列测定和生物信息学分析,获得了1个编码富含甘氨酸蛋白(glycine-rich protein, GRP)基因的全长cDNA序列,命名为Sc-GRP。生物信息学分析表明,该基因全长518 bp,包含一个273 bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF),5'端非编码区(untranslated region, UTR)长58 bp,3'端UTR长187 bp,且在3'端UTR中有典型的加尾信号AATAAA和polyA结构。该基因编码长度为90个氨基酸的蛋白,其理论分子量为10.12 Kd,等电点为5.86。Sc-GRP中甘氨酸含量最高,达到13%,且包含明显的GGX和GX重复结构单元。Sc-GRP没有信号肽和RNA结合位点。定量PCR分析结果表明,该基因在成熟叶片中的表达量远高于其在心叶中的表达量。在甘蔗茎中,随着节间成熟度的增加,其表达量逐渐升高,但在成熟根中几乎没有表达。在铝盐胁迫下,该基因在甘蔗初生根中的表达先是升高,然后随胁迫时间的增加而下降。研究结果提示该基因定位于细胞质,参与细胞的渗透调节,本研究为该基因的功能解析及其在甘蔗分子育种上的应用积累了基础资料。
彩色马蹄莲2n花粉诱导及其三倍体植株的获得
Induction of 2n Pollen in Coloured Zantedeschia Hybrid and Obtaining of Its Triploid
吴红芝1,石景峰2,郑思乡2,张敬丽2,周涤3
2011, 19(4): 662-668  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1009 KB)  ( 600 )
摘要
2n 配子介导的有性多倍化因其具有染色体重组创造新型变异的机会而越来越受到育种家的重视。本研究用化学试剂秋水仙素处理彩色马蹄莲(coloured Zantedeschia hybrid)二倍体栽培种幼蕾诱导2n配子,并对2n配子形成的细胞学特征进行了显微观察。结果显示,秋水仙素处理可以诱导彩色马蹄莲2n花粉产生,2n花粉的花粉粒明显变大,适宜的秋水仙素处理浓度为0.15%;配子形成过程中出现平行、融合等纺锤体定位异常现象,四分体时期出现二分体、三分体,产生减数分裂异常的多核细胞、小孢子形成过程中核融合等异常现象;诱导的2n花粉与正常1n雌配子杂交,杂交后代经染色体鉴定筛选获得三倍体后代(2n=3x=36)。本研究结果表明,人工诱导2n花粉是培育彩色马蹄莲有性多倍体的一种有效可行的方法。
利用拟南芥rd29A启动子驱动AtNHX1基因提高烟草耐盐性
The AtNHX1 Gene Driven by Stress-inducible rd29A Promoter from Arabidopsis thaliana Can Increase Tobacco Saline Tolerance
张俊莲 1,王丽2,秦舒浩2,司怀军3,刘玉汇2,王蒂1
2011, 19(4): 669-676  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1372 KB)  ( 262 )
摘要
拟南芥液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(AtNHX1)在植物耐盐机制中有重要作用。为了鉴定AtNHX1基因功能和创制耐盐烟草新种质,本研究用农杆菌介导法将rd29A启动子驱动的AtNHX1基因导入烟草(Nicotiana tabacum L.),获得72株卡那霉素抗性再生植株,17株在MS+85.5 mmol/L NaCl培养基上生长良好。对其进行PCR、Southern杂交和Northern杂交检测,证实AtNHX1基因已整合到烟草基因组中,并进行正常转录,且其转录受盐逆境的诱导。在含盐(85.5、171、256和342 mmol/L NaCl)培养基上进行对照植株和转基因植株生长及叶片丙二醛含量的分析,结果显示,转基因株系的生长势和根发生能力明显优于对照,且叶片丙二醛含量显著低于对照,表明rd29A启动子驱动AtNHX1基因的导入和表达可显著提高转基因烟草植株的耐盐性。结果提示rd29A启动子驱动的AtNHX1基因表达单元可在异源植物中正常转录和表达,可用于植物耐盐基因工程育种。
23种野生百合遗传关系的SRAP分析
Phylogenetic Relationship Analysis of 23 Wild Species of Lilium by SRAP Markers
智丽1,滕中华2,李先源2,眭顺照2,李名扬3
2011, 19(4): 677-684  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (551 KB)  ( 376 )
摘要
为探讨百合属属下类群间亲缘关系,本研究选用19对SRAP(sequence-related amplified polymorphism) 标记引物对百合属(Lilium) 23个野生种基因组DNA进行遗传多样性及遗传关系分析;NTSYS-pc2.1和POPGEN1.32数据处理软件分析数据。共得到清晰条带236条,多态性条带233条,多态性条带比率为98.72%,平均每对引物产生12.3条多态性条带。相似系数变化范围为0.3750~0.7679,遗传距离变化范围为0.2642~0.9808,UPGMA聚类结果将23个供试材料分成4类。岷江百合与宜昌百合亲缘关系最近,野百合与朝鲜百合亲缘关系最远,来源相同、形态相似的材料大部分聚在一起,钟花组与卷瓣组存在基因交流。聚类分析结果与形态分类结果大致吻合。SRAP标记适合于百合属植物遗传多样性检验与遗传关系分析。
牛巨噬细胞天然抗性蛋白Ⅰ基因可变剪接体(NRAMP1-ISO)的克隆及在细胞和组织中的表达
Cloning of the Bovine Natural Resistance-associated Macrophage ProteinⅠ Gene Isoform (NRAMP1-ISO) and Its Expression in the Cells and the Tissues
程祥1,邓捷1,孟书燕1,来威锋1,王华岩2
2011, 19(4): 685-691  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (980 KB)  ( 238 )
摘要
巨噬细胞天然抗性蛋白1(NRAMP1)可抑制结核分枝杆菌(Mycobacterium)和布氏杆菌(Brucella)等多种胞内寄生病原菌的感染,提高动物机体的抗病能力。本研究从秦川牛脾脏中克隆了NRAMP1基因的一种可变剪接体NRAMP1-ISO,序列分析表明NRAMP1-ISO比NRAMP1多了第三个内含子,从而导致编码序列提前终止于第三个内含子。NRAMP1-ISO编码200个氨基酸。为了探索可变剪接体NRAMP1-ISO的表达情况,本研究分别构建了原核表达载体pET-41-NRAMP1-ISO和真核表达载体pEGFP-NRAMP1-ISO。原核表达载体pET-41-NRAMP1-ISO可在不同浓度的IPTG诱导下在大肠杆菌BL21中高效表达。真核表达载体pEGFP-NRAMP1-ISO转染牛成纤维细胞后,EGFP-NRAMP1-ISO融合蛋白分布在细胞核和细胞质中,而正常的NRAMP1蛋白只分布在细胞质的溶酶体膜周围。半定量RT-PCR检测表明,NRAMP1-ISO基因在心、脾脏、肺脏等组织有较高的表达,而在脑、胰、生殖嵴中的表达量相对较低。本研究为进一步研究NRAMP1-ISO基因生物学功能提供了重要信息。
SYBR GreenⅠ荧光定量PCR法检测朗德鹅填饲前后黑素皮质素受体-4基因(MC4R)的表达
The Melanocortin-4 Receptor Gene (MC4R) Expression Detected By SYBR GreenⅠReal-time Quantitative PCR in Landes Geese before and after Overfeeding
原昊1,张红艳2,田勇3,沈军达3,王芳 4,弓彦2,王德前2,石放雄5,卢立志3
2011, 19(4): 692-697  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1052 KB)  ( 256 )
摘要
MC4R基因在各组织中的不同表达对于鹅脂肪代谢具有重要作用。本研究应用强制填饲技术建立腹型肥胖朗德鹅(Casuarius casuarius)模型,提取填饲后及正常朗德鹅新鲜腹脂、肝脏等13种组织的总RNA,SYBR GreenⅠ荧光定量PCR法检测各组织MC4R基因的表达,选择β-actin作为内参基因,使用半定量2-ΔΔCt法分析。PCR结果显示,MC4R基因及β-actin在填饲前后朗德鹅心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、肌胃、小肠、胰腺、脑、胸肌、腿肌、腹脂、皮下脂等13种组织中均存在不同程度表达。SYBR GreenⅠ荧光定量PCR结果表明:在肾、小肠和心这3个组织中,填饲后朗德鹅MC4R表达量均比对照组中朗德鹅该基因表达量低,填饲后分别为填饲前表达量的0.41±1.80、0.65±5.75和0.72±1.22倍。而在其他组织中,MC4R基因表达量均有不同程度的增加,填饲组/对照组相对表达量倍数由高到低顺序分别为: 22.78±1.00倍(脑), 9.08±2.80倍(肝), 5.28±1.83倍(肺), 3.78±3.01倍(胰), 3.07±3.64倍(腿肌), 2.90±0.97倍(胃), 2.34±1.66倍(皮下脂肪), 2.18±3.01倍(腹脂), 2.07±0.37倍(胸肌),2.01±1.75倍(脾)。结果符合MC4R作用机理,为畜牧生产及人类肥胖问题的研究提供间接依据。
中草药添加剂的抗小鼠腹泻效果及其对小鼠肠道微生物菌群的影响
Effects of Chinese Medicine Herbal Additives on Anti Bacterial Diarrhea and Intestinal Bacteria of Rats
朱雯1,张莉2,吴跃明3,刘建新4
2011, 19(4): 698-704  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1039 KB)  ( 288 )
摘要
为研究中草药提取液的抗小鼠腹泻效果及其对小鼠肠道菌群的影响,本实验选用50只体重为18~22 g的清洁级ICR(Institute of Cancer Researcch, USA)小鼠(Mus musculus),随机分为5 个处理组:空白对照组、复方提取液组、黄柏提取液组、白头翁提取液组和白头翁∶黄柏(1∶1)提取液组。每天按照4 g生药/kg体重剂量定时灌胃,空白对照组给予等剂量的蒸馏水。第10天每只小鼠按0.02 mL/g体重剂量腹腔注射108 cfu/mL大肠杆菌(Escherichia coli)菌液,建立小鼠细菌性致腹泻病理模型,观察各提取液对小鼠的腹泻的影响,第13 天收集粪样,变性梯度凝胶电泳(DGGE)研究肠道微生物区系的变化。结果显示,造模当天对照组的体重变化最为明显,腹泻最为严重,与其他各给药组相比均差异显著(P<0.05);4个中草药提取液添加组小鼠的腹泻次数比对照组分别降低了51%、26%、33% 和 35%,其中复方组抑制小鼠的腹泻效果最为显著(P<0.05);小鼠粪便微生物DGGE图谱分析显示复方组的条带数和多样性指数均显著高于其他处理组(P<0.05)。研究结果表明,中草药添加剂能够显著的抑制小鼠腹泻,有效的改善肠道微生物菌群结构,其中复方组的效果最优。
大白猪二脂酰甘油酰基转移酶1和2基因(DGAT1和DGAT2)发育性表达特点及其与背膘厚的关联分析
Developmental Expression Characteristics of Acyl CoA: Diacylglycerol Acyltransferase Genes 1 and 2(DGAT1 and DGAT2) and Their Association Analysis with Backfat Thickness in Large White Pig
王国富1,高树新1,张立凡1,蔡兆伟1,徐宁迎2
2011, 19(4): 705-710  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (327 KB)  ( 299 )
摘要
二脂酰甘油基转移酶(acry1 CoA: diacylglycerol acyltransferase, DGAT)在细胞甘油脂类的代谢中起着重要的中心作用。本研究应用荧光定量PCR技术,研究了在60、90和120日龄,二脂酰甘油酰基转移酶1和2(DGAT1 和DGAT2) 基因在大白猪肝脏、皮下脂肪和眼肉中的表达特点,并将组织表达谱与肩部、6~7 肋处、胸腰椎接合处和腰荐接合处4个部位的背膘厚进行了关联分析。结果表明,大白猪DGAT1在不同日龄的表达差异均不显著(P>0.05),但DGAT2在60和90日龄的表达差异极显著(P<0.01)。对不同组织DGAT1和DGAT2的表达量分析,DGAT1表达量在肝脏中最高,皮脂次之;DGAT2表达量在皮脂中最高,肝脏次之;眼肉的DGAT1和DGAT2表达量最低。关联分析结果表明,在肝脏中DGAT1表达量与第6~7肋背膘厚(r = 0.71,P<0.01)和胸腰椎接合处背膘厚(r = 0.62,P<0.01)呈极显著的正相关,在皮脂中DGAT2表达量与前背膘厚呈显著的负相关(r = -0.46,P<0.05)、与第6~7肋背膘厚呈显著的正相关(r = 0.49,P<0.05)。研究结果提示,DGAT2基因在2个日龄的表达以及DGAT1和DGAT2基因在3个组织中的相对表达水平均存在差异,并且与部分背膘厚相关显著,可考虑将DGAT1和DGAT2基因作为大白猪背膘厚选育的候选基因。
pEGFP-loxP-Lox2272载体的构建及牛胎儿转基因阳性细胞筛选程序的优化
Construction of a Vector pEGFP-loxp-Lox2272 and Optimization of Procedure for Selecting Transgenic Bovine Fetal Fibroblasts
王帅1,赵学明2,朱化彬2,杜卫华2,郝海生2,王栋2,刘岩3,秦彤2,王宗礼4
2011, 19(4): 711-718  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1508 KB)  ( 488 )
摘要
通过插入型打靶和重组酶介导的盒式交换反应相结合的两步法技术路线将绿色荧光蛋白基因定点整合到牛胎儿成纤维细胞的Y染色体上,并利用体细胞核移植技术生产转基因公牛,在这种转基因公牛生产的精液中,绿色荧光蛋白特异性的富集在Y精子中,利用这种精液生产性控精液能够大幅提高生产效率。本研究通过特殊的引物设计和高保真酶PCR扩增相结合的方法完成了对pEGFP-N3载体的改造,成功的构建了pEGFP-loxp-lox2272载体,同时为载体的改造提供了一种有效的方法。利用pEGFP-loxp-lox2272载体对牛胎儿成纤维细胞进行的转染,利用不同浓度的G418筛选G418抗性细胞克隆点,在G418浓度为600μg/mL的全培养基中筛选到了一些细胞克隆点,利用克隆环将这些细胞克隆点挑取至48孔细胞培养板进行扩大培养,其中的一个细胞克隆点成功的扩大培养至六孔细胞培养板中的一孔。本试验的结果为牛Y染色体基因打靶阳性细胞的筛选工作提供了重要的技术参考。
牛卵母细胞对成纤维细胞重编程作用
The Bovine Oocyte Plays a Role in Reprogramming of Fibroblast Cell
吴苏君1,马晓玲2,赵贵民3,杨文琳3,云彦雷安民 5
2011, 19(4): 719-724  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (600 KB)  ( 247 )
摘要
转录因子nanog和oct-4是细胞具有多潜能性的关键调控因子,一般认为它们的表达是细胞具有多潜能性和自我更新能力的标志。本研究将牛成纤维细胞(BEF422)分别移入GⅤ期和MⅡ期卵母细胞,体外培养24 h后,RT-PCR检测其nanog和oct-4基因的表达情况,并用免疫荧光染色法对这两个基因在移植卵中的分布进行定位。结果表明,牛成纤维细胞移植入GⅤ期和MⅡ期卵母细胞培养后,nanog和oct-4基因均被诱导表达,并且明显定位于移植细胞的细胞核上,而成纤维细胞组和未注射成纤维细胞的空白卵母细胞组中均未检测到nanog和oct-4的表达。说明GⅤ期和MⅡ期卵母细胞均能激活成纤维细胞中转录因子nanog和oct-4的表达,使其发生重编程。本研究选取GⅤ期和MⅡ期这两个关键时期的卵母细胞为研究对象,为进一步解释卵母细胞中含有的与供体细胞重编程相关的物质及作用机理提供了一定的基础资料。
研究论文
利用香味基因(fgr)的功能分子标记1F/1R高效选育籼稻香型不育系
Efficient Selection of Cytoplasmic Male Sterile(CMS) Lines of Aromatic indica Rice by Fragrance(fgr) Gene Functional Molecular Marker 1F/1R
任三娟1,周屹峰1,孙出1,赵霏1,金亮1,包劲松2,沈圣泉 3
2011, 19(4): 589-596  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (568 KB)  ( 344 )
摘要
为了尝试利用分子育种技术高效选育实用性籼稻优质香型不育系,本实验对参试的13份水稻籼型(Oryza sativa ssp. indica)保持系进行了稻米香味性状测定,并采用香味基因(fgr)的功能分子标记1F/1R进行PCR分子检测,发现宜香B有浓烈香味,PCR扩增出Ⅰ型带(fgr/fgr),其余材料均为Ⅱ型带(Fgr/Fgr)。利用该分子标记,对Ⅱ-32B/宜香B配组的F1~3进行了1F/1R标记多态性鉴定,结果表明,分子标记具有共显性特性,表现为单基因控制模式。经过F2代分子标记辅助选择,F3代入选株系的香味特异性标记1F/1R纯合率高达96.0%。在F3选留的Ⅰ型纯合系基础上,结合株型、粒型、透明度、垩白度、糊化温度、直链淀粉等指标的田间和室内选择,选株与Ⅱ-32A成对交,并以后每世代保持约50~60对成对交规模,连续5代选株成对交,最终获得了一批性状稳定的优质香型不育系(保持系),暂定名为浙农香A(B)系列。实验还选取4份代表性不育系(保持系)作了较为全面的特性鉴定,结果表明,该4份不育系(保持系)的1F/1R均为Ⅰ型标记,香味明显,且株型良好、粒型细长、高透明度、低垩白、中等糊化温度、中等AC含量,是较为理想的优质香型不育系(保持系)。研究结果提示,利用1F/1R分子标记辅助选择,可以大大提高选育优质香型不育系(保持系)的育种效率。
供体细胞和曲古抑菌素(TSA)对奶牛克隆胚胎发育的影响
Effect of Donor Cell and Trichostatin A(TSA) on Development of Cloned Dairy Cattle Embryos
章美玲1,张运海2,陶勇1,刘亚1,曹鸿国3,李运生2,Oto Hanus3,Josef Kucera3,章孝荣2
2011, 19(4): 597-605  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (680 KB)  ( 228 )
摘要
本研究探讨供核细胞处理策略(新鲜消化、-196℃冻存组(复苏后)和曲古抑菌素(TSA)处理组 )和TSA-CR1aa胚胎培养液处理时间对克隆胚发育的影响。利用体细胞核移植技术生产奶牛克隆胚胎,将部分克隆胚移植给自然发情同步的受体,检验克隆胚的体内发育能力。结果显示:TSA处理体细胞组的克隆胚卵裂率和囊胚率与新鲜消化和-196℃冻存组相比差异显著(P<0.05);-196℃冻存组与新鲜消化组差异不显著;用TSA-CR1aa分别处理新鲜消化细胞构建的克隆胚0、24、48和60 h,其中,60 h处理组的囊胚率最高(36.11±1.78%)与其他组对比差异显著(P<0.05); 用TSA-CR1aa分别处理TSA处理组构建的重构胚24、48和60 h,结果发现,60 h TSA-CR1aa处理组囊胚率(37.39±1.78%)最高,显著高于24 h(25.48±1.34%)TSA-CR1aa处理组,且差异显著(P<0.05)。将所获得的克隆胚胎分别移植给40头自然发情的受体母牛,并观察移植25,45,65和90 d后的返情情况,结果显示,各组受孕率无统计学差异,但经TSA处理细胞和胚胎组移植的受体中,获得一头存活的体细胞克隆奶牛。说明优化的处理方法处理胚胎可以完成体内发育。
鲈鱼6-磷酸葡萄糖酶催化亚基(G6PC)cDNA和5'侧翼序列的克隆及分析
Cloning and Sequence Analysis of Lateolabrax japonicus Glucose-6- phosphatase catalytic subunit (G6PC) cDNA and Its 5'-flanking Region
钱云霞1,郑伟贤2,宋娟娟2
2011, 19(4): 606-615  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2630 KB)  ( 299 )
摘要
6-磷酸葡萄糖酶(glucose-6-phosphatase,G6Pase,EC 3.1.3.9) 催化6-磷酸葡萄糖水解产生磷酸和葡萄糖,即糖异生途径和糖原分解途径的最后一个限速反应。我们用SMART RACE技术从鲈鱼(Lateolabrax japonicus)肝脏中克隆了6-磷酸葡萄糖酶催化亚基(glucose-6-phosphatase catalytic subunit, G6PC)基因cDNA序列。该序列全长1651 bp,5' 端非翻译区75 bp,3' 端非翻译区496 bp,开放阅读框1 080 bp,可编码一个由359个氨基酸组成的蛋白,该蛋白理论分子量40.45 kD、等电点9.30(GenBank登录号:HQ317736.1)。氨基酸序列分析表明,鲈鱼G6PC与胡瓜鱼(Osmerus mordax)、翘嘴红鲌(Erythroculter ilishaeformis)、慈鲷(Haplochromis nubilus)、斑马鱼(Danio rerio)、黑青斑河鲀(Tetraodon nigroviridis)、金头鲷(Sparus aurata)、非洲爪蟾(Xenopus laevis)、牛(Bos taurus)、人(Homo sapiens)、小鼠(Mus musculus)及大鼠(Rattus norvegicus)11个物种的同源性达58%以上,其中与胡瓜鱼同源性最高,为85%。RT-PCR分析G6PC基因在鲈鱼肌、心、眼、脑、鳃、肝、肠、肾、脂和脾10个组织中的表达,在肝、肠和肾中有较高的表达,在脑和鳃只有微弱的表达。用基因组步移技术克隆了G6PC基因的5'侧翼区的序列1 243 bp,表明该序列含有2个TATA box位点,2个胰岛素作用序列(insulin response sequence, IRS)及C/EBPb、CRE-BP、HNF-3b等潜在的转录因子结合位点。本研究结果表明,鲈鱼G6PC基因在肝、肠和肾中有高表达,其5'侧翼区存在多个转录因子结合位点,该结果为研究G6PC基因的表达调控机制提供了基础资料。
研究资源
鸭早期胚胎发育相关基因消减文库的构建与分析
Construction and Analysis of a Subtractive cDNA Library of Duck Early Embryonic Development Related Genes
钟灵秀1,刘雅丽2,李进军2,沈军达3,卢立志3,石放雄4
2011, 19(4): 763-770  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (449 KB)  ( 253 )
摘要
动物胚胎发育受到多个基因的表达调控,为探索鸭早期胚胎发育的分子机制,本实验构建了鸭早期胚胎发育相关基因的消减文库,筛选与鸭早期胚胎发育相关的候选基因。采集两个不同时段的鸭(Anas platyrhynchos)胚(6和20 h)分别作为驱动组(driver)和实验组(tester),通过由双链特异性核酸酶(designated duplexspecific nuclease, DSN)介导的消减杂交方法,构建鸭早期胚胎发育相关基因的消减文库,并进行生物信息学分析。结果表明,在构建好的文库中随机挑选216个阳性克隆进行测序,最终共得到54条有效序列,平均长度为1 084 bp。将这些序列在GenBank中进行BLAST比对,其中44条有同源基因,基因注释(gene ontology, GO)显示,这些基因与代谢、建立细胞定位、生物调节等各种生物途径相关,它们在鸭早期胚胎发育过程中的不同方面(如神经系统发育、免疫调节、转录调节等)都发挥着非常重要的作用。这些差异表达基因的分离与鉴定,有助于家禽早期胚胎发育的相关研究。
评述与展望
通过转基因手段改善作物产量性状
Improving Crop Yield by Genetic Engineering
沈亚欧1,李淑君2,林海建2,张志明3,江舟2,何晶2,潘光堂3
2011, 19(4): 753-762  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (652 KB)  ( 383 )
摘要
在世界范围内,目前的作物转基因研究主要针对于提高作物自身的抗逆性开展,而产量是一个较为复杂的农艺性状,受多种基因与环境的相互作用所控制。其中,光合作用、氮素同化、碳源分配、植株株型等生理过程是产量形成的基础。随着植物基因组测序工程的逐渐完善,控制上述生理过程的许多基因已被成功分离,并通过基因工程手段对其进行遗传修饰,最终获得了产量性状得以明显改善的转基因植物。虽然目前对于基因如何调控每个性状的机制尚未得到充分阐明,但是这些基因的获得及其增产功能的验证为作物的高产育种提供了一条全新的思路和一系列新方法。随着国家转基因生物新品种培育科技重大专项的实施,对功能基因的认识显得尤为重要,本文主要从影响作物产量形成的源、流、库、株型、氮素及水分利用率等几方面入手,对近10年来控制植物产量性状基因的相关研究进行了综述,期望为高产转基因作物新品种的培育提供一定的理论依据。
技术改进
杨桃细菌性斑点病菌的ITS序列分析及PCR检测
Analysis of ITS Sequence and PCR Detection of Bacterial Spot of Carambola, Pseudomonas syringae pv. averrhoi
林静1,陈庆河2,李本金3,兰成忠2,邱思鑫4,许旭萍1,翁启勇3
2011, 19(4): 777-784  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (930 KB)  ( 339 )
摘要
由丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae pv. averrhoi)引起的杨桃(Averrhoa carambola)细菌性斑点病是杨桃生产上的重要病害。本研究利用细菌16S~23S rDNA间的内源转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列通用引物L1(5'-AGTCGTAACAACGTAGCCGT-3') 和 L2(5'-GTGCCAAGGCATCCACC-3')扩增参试菌株的基因组DNA;并对其PCR产物进行克隆测序,经多重比对分析后设计出杨桃细菌性斑点病菌的特异性引物PsaveF(5'-CTTATCGACGACTCAGCTGCG-3')和 PsaveR(5'-TCATGCGTTGATCGTCAGGATC-3')。此引物可以从杨桃细菌性斑点病菌基因组DNA中扩增出373 bp的特异性片段,而其余参试的细菌无扩增条带,该引物检测的灵敏度可达10 pg,且可从自然发病的杨桃组织中扩增出特异性条带。表明该方法可以应用于杨桃细菌性斑点病的快速、灵敏、可靠的检测。此外,本研究对多种病原细菌的ITS序列进行比对分析,发现该病菌与核果树细菌性溃疡病菌Pseudomonas syringae pv.morsprunorum是近源种。该检测技术对杨桃细菌性斑点病害的控制有一定的实用意义。
利用实时荧光PCR进行植原体通用检测
Utilization of Real-time PCR for General Detection of Phytoplasma
张甜甜1,牟海青2,刘长霞2,朱水芳3,赵文军4
2011, 19(4): 771-776  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (599 KB)  ( 239 )
摘要
本实验意在研究一种能够应用于植原体初筛,并且不易污染,易操作耗时短的通用方法。比较了已报道TaqMan实时荧光PCR与目前最常用巢式PCR在植原体通用检测中的应用。利用12种植原体感染植株及9种健康植物DNA测试了实时荧光PCR的特异性及通用性。所有植原体材料均获得强的荧光信号,为阳性结果,而健康植物DNA及空白对照均为阴性结果。实验结果证明该实时荧光PCR应用于植原体通用检测具有良好的特异性,相对灵敏度比巢式PCR高10倍,耗时短,操作方便,有效避免了PCR产物污染。实时荧光PCR为植原体病害的口岸检疫、田间监测及大量样品的通用检测提供了良好的技术支撑,是一种可能代替目前最常用巢式PCR的方法。
 
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