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农业生物技术学报  2011年 19卷 5期  刊出日期:2011-10-01
 
研究论文
利用三重测交群体剖析玉米苗期性状杂种优势的遗传学基础
Heterosis for Seedling Traits in Maize(Zea mays L.) revealed by Quantitative Trait Loci Analysis of the Triple Testcross Design
宋方威1,彭惠茹2,张义荣3,杨小红1,刘婷婷1,孙其信1,倪中福 nzhf20024
2011, 19(5): 785-792  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1824 KB)  ( 243 )
摘要
为了探讨玉米苗期性状及其杂种优势形成的遗传学基础,以强优势玉米(Zea mays L.)杂交种组合豫玉22及其重组近交系为基础材料,采用三重测交(triple testcross, TTC)遗传交配设计,组配了包含312个测交后代的TTC群体,通过复合区间作图法检测到了30个控制发芽后第4天的最长根长、苗高、初生根数、根干重及叶干重的QTLs,并且在第2、3和7染色体上存在4个同时控制不同苗期性状的QTL区域。分析发现,在利用Z1和Z2数据定位出的22个QTLs中,以超显性位点最多(11个),加性(5个)和部分显性较少(5个),而显性最少(1个)。另外,还检测到8个QTLs与遗传背景之间的互作和16对不同标记间的互作。据此,我们提出超显性和上位性是玉米苗期性状及其杂种优势形成的主要遗传学基础。
淹水时间对水稻土中厌氧粘细菌群落结构的影响
Effect of Flooding Time on Anaeromyxobacter Community Structure in Paddy Soil
夏淑红1,由焦化1,王保莉2,曲东3
2011, 19(5): 793-800  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1376 KB)  ( 383 )
摘要
通过模拟水稻土淹水过程,分析厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter)群落结构随淹水时间的动态变化特征,揭示其群落结构变化与微生物Fe(Ⅲ)还原的内在联系。水稻土样品分别淹水处理1 h、1 d、5 d、10 d、20 d和30 d,采用PCR-RFLP方法分析厌氧粘细菌的群落结构的动态变化特征。测序序列提交NCBI,获得序列登录号为JF430083~JF4301440。应用厌氧泥浆培养方法,测定水稻土中Fe(Ⅲ)还原量变化。结果表明,在淹水不同时间处理中α多样性指数存在明显差异,淹水20 d处理的多样性最高,而10 d处理的最小。不同淹水时间处理共产生了11种优势类型(P1~P11),基于16S rRNA基因的系统发育分析将其分为3组。Group 1和Group 2分别包括5种优势类型均隶属于具有异化铁还原功能的厌氧粘细菌,其中P1优势类型在这两组中均存在。Group 3与其他两组关系较远。不同淹水时期的水稻土中,厌氧粘细菌的群落结构发生着动态演替变化,其中Group 1不仅与淹水前期的水铁矿还原有关,而且在淹水后期也与土壤中针铁矿还原能力密切相关。为进一步阐明厌氧粘细菌在土壤中的环境功能提供理论依据。
评述与展望
调控植物花发育的miRNAs的研究进展
Advances on microRNAs Regulated Flower Development of Higher Plant
覃成1,张志明2,刘红军1,高健1,荣廷昭1,潘光堂2
2011, 19(5): 938-952  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (850 KB)  ( 612 )
摘要
花发育是高等植物生长发育过程中的重要事件,可剖分为开花诱导、花的起始和花器官发育3个阶段,是由多种基因参与的十分复杂的调控过程。20年来,人们应用克隆、诱变和突变体等研究技术从模式植物中分离和鉴定了大量调控花发育的功能基因或调控因子,其中,microRNA(miRNA)是本世纪初才发现的一类新的调控因子。miRNA是生物体内长度约为21个核苷酸的非编码小RNA,通过与靶mRNA的互补配对而在转录后水平上对基因的表达进行负调控,导致mRNA的降解或翻译抑制。大量研究证实miRNA在花发育中起着重要的作用。文章重点综述了植物miRNA的作用机制、其功能研究方法及7个miRNA家族在花发育中的生物功能,并对其未来的发展方向进行了展望。
研究报告
番茄红素-β-环化酶(LYC-b)反义基因在番茄转基因后代的表达及其遗传稳定性
Expression and Genetic Stability of Lycopene-β-cyclase (LYC-b) Antisense Gene in the Progeny of Transgenic Tomato
吴江敏1,孙亚东2,梁燕2,徐加新 1
2011, 19(5): 801-807  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (723 KB)  ( 245 )
摘要
为了进一步明确番茄红素-β-环化酶(LYC-b)反义基因在番茄转基因后代的遗传表现,在已成功获得转LYC-b反义基因植株的基础上,本实验通过对反义LYC-b基因的检测、果实番茄红素含量与可溶性固形物含量的测定以及形态特征和生物学特性田间观察,进一步对2个转LYC-b反义基因的番茄(Lycopersicum esculentum)品种的T1和T2群体进行遗传及作用稳定性研究。结果表明,从T1阳性植株获得的T2植株均检测出了LYC-b反义基因的存在和表达,表明目的基因在世代之间能够稳定遗传。LYC-b反义基因对果实番茄红素含量的影响在不同品种、不同世代以及同一世代不同单株之间均有差异。T1转基因植株番茄红素含量比对照提高24%~72%;T2转基因植株番茄红素含量平均值比对照提高24.5%~105.3%。两个品种不同世代转基因植株的每序花数和每序果数均低于阴性对照;转基因番茄果实的可溶性固形物含量在不同世代以及不同单株之间均有不同层度的变化;T2有一株生长习性由无限突变为有限生长型。研究结果为获得具有稳定表型的能够在生产中推广应用的转基因品系提供了基础资料。
棕色棉类黄酮3'-羟化酶基因(F3'H)的克隆及色素合成途径中相关基因表达特性研究
Cloning of Flavonoid 3'-hydroxylase Gene (GhF3'H) and Expressional Characteristics of Several Genes Associated with Pigment Synthesis in Brown Cotton (Gossypium hirsutum L.) Fibers
梁明炜1,刘海峰2,陆雪莹3,李艳红3,宋武2,鲁春芳3,肖向文3,李晓波1
2011, 19(5): 808-815  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2329 KB)  ( 332 )
摘要
为探讨花色苷途径在彩棉色素形成中的作用及彩棉色素形成规律,本研究根据葡萄(Vitis vinifera)的类黄酮3'-羟化酶(flavonoid 3'-hydroxylase, F3'H)基因全长cDNA序列blast所得棉花(Gossypium hirsutum)的EST序列(GenBank登录号: DT545210, CO071403和 BG447485)设计引物,以开花后16 d的新彩棉5号(XC-5)纤维为材料,采用RACE(rapid amplification of cDNA ends)和RT-PCR方法分离得到了2个类黄酮3'-羟化酶基因的全长cDNA序列,长度为1 761和1 892 bp,均含有一个97~1 629 bp、长度为1 533 bp的开放阅读框,编码510个氨基酸,将这两个序列命名为GhF3'H-1和GhF3'H-2,分别提交GenBank,登录号为HM598123和HM598124,此2个序列编码区完全相同,仅在3'非翻译区(UTR)存在片段长短的差异。半定量RT-PCR检测花色苷合成途径中查尔酮合成酶(chalcone synathase, CHS)基因、F3'H、类黄酮3',5'-羟化酶(flavonoid 3', 5'-hydroxylase, F3'5'H)基因在不同色泽的棕色品种中时空表达特性,结果显示,CHS和F3'5'H基因在白棉和彩棉中花、纤维和胚珠中均有着较高水平的表达,而F3'H基因主要在开花后1 d胚珠中有一定表达,在纤维和花瓣中基本不表达。研究结果认为,棕色棉纤维色素形成与花色苷的合成可能存在相关性,进一步揭示了彩棉色素形成的基本机制,为用基因工程手段改良彩棉色彩提供了基础。
花生二氢黄酮醇还原酶基因(DFR)的克隆及表达分析
Cloning of Dihydroflavonol 4-reductase Gene (DFR) from Peanut (Arachis hypogaea L.) and Its Expression Analysis
郭凤丹1,夏晗2,袁美2,王兴军3
2011, 19(5): 816-822  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2768 KB)  ( 308 )
摘要
二氢黄酮醇还原酶(dihydroflavonol 4-reductase, DFR)是植物花青素合成过程中的关键酶,催化二氢黄酮醇生成无色花青素。本研究利用花生(Arachis hypogaea L.)未成熟种子cDNA文库,通过大规模EST测序,从花生中克隆了DFR基因的全长cDNA序列。序列分析表明,花生DFR蛋白氨基酸序列与其他植物来源的DFR有很高的同源性。利用花生cDNA芯片和半定量RT-PCR方法对花生DFR基因表达模式的研究发现,DFR基因在果针中表达水平最高,其次是花,在根和叶中有微量表达;不同种皮颜色花生品种的种子中表达差异明显,随种皮颜色的加深,DFR基因表达增强,在中花9号黑色种子中表达量最高。对茎叶紫色花生种质材料的研究表明,在紫色组织中DFR基因表达较强。结果表明DFR表达量与花青素积累量呈正相关,说明DFR催化反应是花青素合成途径的关键步骤。
牛血管生成素样蛋白4基因(ANGPTL4)编码区SNPs检测及其与南阳牛生长性状的相关性
Detection of SNPs of Bovine Angiopoietin-like protein 4 Gene(ANGPTL4) Coding Region and Its Association with Growth Traits in Nanyang Cattle
马云1,侯飞2,李荣荣2,马伟2,蓝贤勇3,陈宏4
2011, 19(5): 887-892  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (482 KB)  ( 251 )
摘要
牛血管生成素样蛋白4 (Angiopoietin-like protein 4, ANGPTL4)是一种与脂肪代谢相关的分泌蛋白,为研究ANGPTL4 基因在调节脂肪和能量代谢中的作用,本实验采用DNA测序技术和PCR-RFLP技术,对南阳牛、郏县红牛、鲁西牛、秦川牛共计789头个体该基因的多态性进行了分析,并对检测到的多态位点与南阳牛的生长性状进行了相关性分析。多态性检测结果显示,该基因(NC_007305.4)第3和第5外显子各存在1处SNP(1422T>C, 4899C>T),分别为错义和同义突变。相关性分析结果表明,2处突变位点不同基因型对南阳牛12月龄平均日增重均有显著影响 (P<0. 05);且第3外显子突变位点不同基因型对南阳牛12月龄体重指标也有显著影响 (P<0.05)。研究结果提示,该基因2处突变位点有可能对牛的生长性状产生影响,可作为牛潜在分析育种标记。
三品种小型猪与云南野猪白细胞抗原复合物(SLA)微卫星的遗传多样性
The Genetic Polymorphism of the Swine Leukocyte Antigen Complex (SLA) Microsatellites in Three Breed Miniature Pigs and Yunnan Wild Boar
刘荣辉1,李华2,左启祯1,于辉1,赵红娟1
2011, 19(5): 893-899  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (966 KB)  ( 231 )
摘要
为研究明光小耳猪、滇南小耳猪、巴马香猪遗传多样性以及命名,本研究利用猪白细胞抗原复合物(SLA)区域内18个微卫星,探讨了3品种小型猪和云南野猪(Sus scrofa silvianus)的观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、多态信息含量(PIC)等遗传参数;且从单倍型分型、聚类分析以及主成分分析进一步研究了其亲缘关系。结果表明,云南野猪多态性最高(PIC=0.694),巴马香猪最低(PIC=0.585),3品种小型猪均具有丰富的遗传多样性。在检测群体中SLAⅠ、Ⅱ区域分别有12种和14种单倍型,其中明光小耳猪、滇南小耳猪和云南野猪共享4个单倍型H1、H3、H4和H03,巴马香猪仅与明光小耳猪共享单倍型H2。通过系统聚类和主成分分析发现,明光小耳猪、滇南小耳猪与云南野猪亲缘关系较近,巴马香猪与之关系较远。研究结果提示,明光小耳猪和滇南小耳猪具有相似的遗传背景,明光小耳猪可能是滇南小耳猪的一个品系,这为解决同种异名问题提供了分子证明。
金华猪和大约克猪分娩后21 d乳腺microRNAs的预测和差异研究
Different Expressing of microRNAs in Mammary Gland Tissue of Jinhua and Yorkshire Pig Breeds on Postpartum 21 Days
党文庆1,张立凡2,徐宁迎3,王颖3,蔡兆伟2,翟继鹏2,吕尊周2,郝柱3
2011, 19(5): 900-907  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (798 KB)  ( 267 )
摘要
microRNAs(miRNAs)是一类单链小RNAs,是重要的基因表达调控因子,通过与靶基因的3'UTR序列互补来调控基因的表达。鉴定乳腺组织的miRNAs及其靶基因,对揭示miRNA在乳腺组织基因调控中的作用十分重要。本研究分别从分娩后21 d金华和大约克母猪的乳腺组织中提取小RNA并构建各自的cDNA文库,通过Illumina Genome Analyzer Ⅱx测序平台对它们进行高通量深度测序。将测序初始序列经过序列类型、长度、丰度的筛选得到比对序列,然后与已有的miRNA数据库、Genome和EST数据库进行比对。将两个猪种检测到的miRNA进行品种间差异性比较,并在差异性结果中选择相对丰度较高的前10个miRNA对其进行生物信息学分析。结果发现:金华猪乳腺组织的比对序列有9 672 024条,大约克猪6 946 905条;共检测到金华猪单一序列miRNA有848个,大约克猪683个;金华猪预测的新单一序列miRNA有369个,大约克猪231个;两个猪种间差异显著的miRNA有288个(P<0.01);相对丰度较高的前10个miRNA的靶基因有1 829个,这些靶基因主要参与了抗原加工和呈递、Ⅰ型糖尿病、缝隙连接与精氨酸和脯氨酸代谢、同种异体移植排斥等代谢途径。本研究充实了猪miRNA数据库,同时为研究猪乳腺中miRNA的功能和调控机制提供了依据。
基因芯片技术鉴定棉铃虫胁迫后棉花差异表达基因
Screening and Identification of Differentially Expressed Genes Induced by Cotton Bollworm Infestation from Cotton Plants with cDNA Microarray Method
武娟1,齐放军2,田文华2,韩榕2,张永军2,郭予元2
2011, 19(5): 908-915  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1196 KB)  ( 245 )
摘要
棉花在受到植食性昆虫为害后基因表达会发生变化,筛选鉴定这些调控基因有助于解析昆虫诱导棉花抗虫性的分子机制。本研究以棉花(Gossypium spp.)(中12)为实验材料,分别从正常生长条件下的棉花(对照)和棉铃虫(Helicoverpa armigera Hübner)取食胁迫6、12、24和48 h的棉花叶片(处理)中提取总RNA,采用Affymetrix棉花基因芯片进行了基因表达谱分析。结果表明,棉铃虫取食6 h时,差异表达基因共有4 109个(占28%),其中上调1 917个,下调2 192个;棉铃虫取食12 h时,差异表达基因共有2 605个(占18%),其中上调1 326个,下调1 279个;棉铃虫取食24 h时,差异表达基因共有3 213个(占22%),其中上调1 424个,下调1 789个;棉铃虫取食48 h时,差异表达基因共有2 763个(占19%),其中上调1 450个,下调1 313个。进行生物信息学分析后发现,这些基因功能涉及氧化应激响应、防御响应、信号转导、转录调控、黄酮类生物合成、萜类化合物合成与代谢以及源于多种氨基酸的罗勒生物碱生物合成等多个方面。另外,从芯片结果中鉴定获得调控棉花特异性挥发物的相关基因,发现法呢基焦磷酸合酶基因的表达量受昼夜节律的影响,同时,棉铃虫取食棉花诱导杜松萜烯合酶基因表达量上调。实时荧光定量PCR检测发现,棉铃虫取食6 h的棉株中法呢基焦磷酸合酶基因和查尔酮异构酶基因表达量较高,而在被棉铃虫取食48 h的棉株中这两个基因的表达量较低。研究结果为棉花受棉铃虫为害后产生的防御机制的研究提供了基础资料,进一步为植食性昆虫取食诱导植物产生萜烯类化合物提供了依据。
苦瓜Mp-21.6蛋白的分离及生化特性
Separation and Biochemical Properties of Protein Mp-21.6 from Momordica charantia
蔡马1,于群1,朱新产2
2011, 19(5): 823-831  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1258 KB)  ( 219 )
摘要
为研究苦瓜蛋白的有效分离技术与抑菌活性,本实验采用(NH4)2SO4分级分离油苦瓜(Momordica charantia L.)蛋白质,将Sephadex G-100凝胶柱在DEAE-52阴离子交换柱色谱工作站上串联,分步聚集纯化出苦瓜蛋白Mp-21.6。SDS-PAGE凝胶电泳显示单一蛋白条带;经生化分析鉴定,Mp-21.6 (Momordica protein of 21.6 kD)蛋白的分子量为21.6 kD,等电点pI=9.6;双向还原SDS-PAGE确定苦瓜蛋白Mp-21.6仅存在链内二硫健;Aacomplement软件的基于氨基酸组成比较发现,Mp-21.6类似于RNMC_MOMCH[Ribonuclease MC(RNase MC,EC=3.1.27.1)]。抑菌试验显示Mp-21.6对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、沙门氏菌(Salmonellab sp)、枯草芽胞杆菌(Bacillus sabtilis)、啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和黄曲霉(Aspergillus flavus)产生明显的抑菌活性,其最小抑菌浓度(MIC)远低于苯甲酸钠。随着苦瓜蛋白的逐级分离纯化,其清除羟自由基和总抗氧化能力均有上升的趋势。研究结果提示,苦瓜Mp-21.6蛋白具有广谱抗菌活性及显著的抗氧化能力,利用区隔性分离方式,分级提纯苦瓜的生物活性蛋白,将能开发出有发展潜力的新型抗菌药物。
鸡核受体辅激活蛋白基因(NCOA1) SNPs分析及mRNA的表达
SNPs Analysis and mRNA Expression Level of Nuclear receptor Co- activator 1 Gene (NCOA1) in Chicken
黎寿丰1,赵振华2,黄华云3,李春苗2,张 静2,薛龙岗2
2011, 19(5): 832-836  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (325 KB)  ( 233 )
摘要
核受体辅激活蛋白基因(NCOA1)是类固醇激素受体超家族中的一员,在生殖细胞的生长和分化过程中起着重要的调节作用。本研究利用PCR-SSCP技术对NCOA1基因外显子的多态性进行了分析,在第3和12外显子上分别发现了SNPs位点,并采用实时荧光定量PCR对多态性位点处mRNA表达水平进行了研究,发现NCOA1 基因随着生长发育其表达量呈波动性增加,14周龄前表达量很少,随着性成熟NCOA1 基因表达量快速增加,28周龄时其表达量达到峰值,之后表达量下降。产蛋性能较好的母系鸡NCOA1基因的相对表达量比产蛋性能较差的父系鸡较早地开始增加,并且在14周龄后表达量显著高于父系鸡(P<0.05)。同位点对产蛋性能有显著影响的优势基因型AA和CC个体的表达量在16周后也显著高于同位点的其他基因型个体(P<0.05)。研究提示NCOA1基因mRNA表达水平影响鸡的性成熟过程和产蛋性能。
松材线虫及其近缘种热激蛋白90基因(hsp90)克隆与序列分析
Cloning and Sequence Analysis of Three New Heat Shock Protein 90 Genes(hsp90) from Bursaphelenchus xylophilus, B. mucronatus and B. doui
代玲玲1,彭德良2,黄文坤3,彭焕4,龙海波2,王高峰2
2011, 19(5): 916-923  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1360 KB)  ( 394 )
摘要
热激蛋白90家族(heat shock protein 90(HSP)family)是一种进化保守的蛋白质,在分子伴侣功能、细胞循环调控、抗原传递方面发挥着重要作用。本研究用RT-PCR和 RACE技术,克隆得到了松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)、拟松材线虫(Bursaphelenchus mucronatus)和豆伞滑刃线虫(Bursaphelenchus doui)热激蛋白90 基因的cDNA全长序列,分别命名为Bx-hsp90、Bm-hsp90和Bd-hsp90,(GenBank登录号分别为:GU013561、HMO34943和 HM347331),其cDNA全长分别为2 255、2 193和2 232 bp,开放阅读框均为2 127 bp,编码708个氨基酸,5'端非编码区的长度分别为 33、13和13 bp,3'端非编码区的长度分别为 95、53和92 bp。其DNA全长分别为2 440、2 388和2 407 bp,包含3个内含子。三者氨基酸序列的一致性为98.78%。进化分析表明,松材线虫、拟松材线虫、豆伞滑刃线虫与秀丽小杆线虫(Caenorhabditis elegans)的亲缘关系较近,推测三者的进化较为低等。松材线虫热激蛋白90基因与松材线虫对环境温度的适应性密切相关。本研究结果对于深入了解和研究松材线虫的入侵机制具有重要的实际意义,为松材线虫及其近似种对环境适应性等方面的研究提供了良好的技术基础。
叉头框转录因子O亚族1 (FoxO1)去磷酸化抑制猪前体脂肪细胞分化
Dephosphorylation of Forkhead Box Transcription Factor O1 (FoxO1) Suppresses Differentiation of Pig Preadipocytes
史新娥1,宋子仪2,杨浩2,鞠大鹏2,杨公社3
2011, 19(5): 837-842  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (687 KB)  ( 597 )
摘要
叉头框转录因子O亚族1 (forkhead box transcription factor O1, FoxO1)在细胞增殖、分化过程中发挥重要的作用。为了阐明其磷酸化水平对猪前体脂肪细胞分化的影响及其分子机理,本研究分离培养猪前体脂肪细胞,用FoxO1的激活剂渥曼青霉素(wortmannin,WM)处理后,采用油红O染色、油红O化学比色法检测猪前体脂肪细胞分化情况,运用qRT-PCR和Western blot方法分析FoxO1及脂肪细胞分化标志基因mRNA和蛋白的表达情况。结果显示,随着脂肪细胞分化,FoxO1mRNA和蛋白水平以及磷酸化的FoxO1(p-FoxO1)蛋白水平明显升高;WM处理猪前体脂肪细胞后第5天FoxO1蛋白的表达较对照组显著升高(P<0.05), 而FoxO1蛋白磷酸化水平显著下降, FoxO1 mRNA表达水平无显著变化(P>0.05);油红O染色结果显示,脂肪细胞分化受到显著抑制(P<0.05);脂肪细胞分化标志基因PPARγ和C/EBPα mRNA表达显著低于对照组(P<0.05)。研究结果提示,WM能降低FoxO1的磷酸化水平,并通过降低PPARγ和C/EBPα mRNA表达来抑制猪前体脂肪细胞分化。FoxO1去磷酸化可以抑制猪前体脂肪细胞分化。
影响体外受精生产奶牛性控胚胎的因素
Influence Factors on Producing Bovine Sexed Embryos by In vitro Fertilization with Sex-sorted Sperm
赵学明1,杜卫华1,郝海生1,任晶晶2,王栋1,刘岩2,秦彤1,朱化彬1
2011, 19(5): 843-848  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (305 KB)  ( 203 )
摘要
为了促进性控精液体外受精胚胎的产业化应用,本实验从卵母细胞体外成熟后卵丘细胞脱除程度(不脱除~完全脱除)、种公牛个体(A~C)、性控精液受精滴体积(30~100 μL)和性控精子密度(0.3×106~1.0×106个/mL) 4个方面,研究影响牛性控精液体外受精效率的因素。结果表明:(1)卵丘细胞部分脱除组的卵裂率(67±4.74)%显著高于不脱除组(41±2.23)%和完全脱除组(37.50±2.88)% (P<0.05);(2)种公牛B的性控精液进行体外受精,卵裂率(61.25±5.78)%和囊胚率(26.53±3.31)%显著高于A(42.5±3.45,17.65±3.65)%和C(30±2.62,16.67±2.36)% (P<0.05);(3)50~100 μL受精滴卵裂率(60±3.54)%~(64.17±3.04)%和囊胚率(20.41±4.33)%~(23.38±4.47)%无显著性差异(P>0.05),但显著高于40、30 μL的卵裂率[(48.33±2.89)%, (33±2.74)%]和囊胚率[(13.79±2.02)%, (12.12±3.73)%] (P<0.05); (4)精子密度0.5×106~1.0×106个/mL的卵裂率(62±4.12)%~(68.75±4.64)%和囊胚率(22.58±2.17)%~(27.27±3.49)%相比无显著差异(P>0.05),但显著高于0.3×106个/mL组卵裂率(38.75±3.58)%和囊胚率(16.13 ±3.46)%(P<0.05)。结果提示,采用适宜的种公牛精液、卵丘细胞部分脱除,结合较小的受精滴体积、较低的精子浓度,对于提高性控精液体外受精效率、降低性控胚胎体外生产成本具有重要意义。
应用酵母双杂交技术筛选猪Calsarcin-2蛋白结合蛋白
Screening of Proteins Interacting with Porcine Calsarcin-2 by Yeast Two-hybrid Techniques
辛磊磊1,朱文娟2,杨锷2,陈大雷2,张宁波2,唐中林2,杨述林3,李奎 1
2011, 19(5): 849-855  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (400 KB)  ( 268 )
摘要
Calsarcins是钙调磷酸酶肌小节特异性结合蛋白家族,本实验旨在研究Calsarcin-2(CS2)在猪骨骼肌纤维形成和信号通路调控中的功能。应用酵母双杂交方法筛选猪骨骼肌组织中CS2蛋白结合蛋白,从猪骨骼肌文库中筛选出180个阳性克隆,经分析得到12个相互作用的蛋白,研究发现骨骼肌α-肌动蛋白1(ACTA1),肌联蛋白(TTN)及钙调素1(CALM1)为CS2互作蛋白。ACTA1参与肌肉收缩过程,TTN调节肌小节动力传导及Z线装配,CALM1参与钙离子信号传导。结果表明,CS2在维持Z线结构稳定和参与钙离子信号传导方面起重要作用。
利用单根肌纤维法分离和培养猪骨骼肌卫星细胞及其成肌诱导分化
Isolation and Culture of Porcine Skeletal Muscle Satellite Cells by Single Muscle Fiber and Their Muscle Differentiation
刘月光1,史新娥2,沈清武3,袁媛3,杨秋梅3,高晓娟3,陈宗正3,杨公社1
2011, 19(5): 856-863  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1679 KB)  ( 777 )
摘要
建立单根肌纤维法体外培养猪骨骼肌卫星细胞的体系,了解其增殖和成肌特性。通过Ⅰ型胶原酶消化,从猪骨骼肌中分离完整的单根肌纤维并培养,用细胞免疫荧光鉴定肌纤维上的卫星细胞,随后对从单根肌纤维上游离出来的卫星细胞进行细胞免疫荧光染色,传代培养,成肌诱导分化和Western blot分析骨骼肌卫星细胞成肌特异性蛋白的表达。结果显示:分离并培养的单根肌纤维上附着有卵圆形的细胞,并随时间的推移,细胞缓慢向外迁移并增殖,卫星细胞特异性标志基因对盒转录因子(Paired protein box, Pax7)和成肌分化抗原(Myogenic Differentiation Antigen, MyoD)免疫荧光染色呈阳性,且阳性率达到90%以上。成肌诱导分化后,细胞开始汇合,并呈方向性生长,最终形成多核肌管,且成肌特异性标志基因Myogenin和myosin heavy chain(MyHC)表达呈阳性。MyoD蛋白高表达于增殖期,而Myogenin和MyHC在进入分化期才表达。该实验成功建立了猪骨骼肌单根肌纤维的体外培养方法并获得了高纯度的卫星细胞,为骨骼肌卫星细胞进行活体移植治疗相关疾病研究提供了实验材料。
西农萨能羊47 kD尾部相互作用蛋白基因(TIP47)的cDNA克隆、序列结构分析与组织表达
cDNA Cloning, Sequence Structural Analysis and Tissue Expression of Tail-interacting Protein 47 Gene (TIP47) in Xinong Saanen Dairy Goat
郝娟1,罗军2,王紫骞3,赵旺生3,孙雨婷3,钟瑜3,李君4
2011, 19(5): 864-872  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2689 KB)  ( 228 )
摘要
47 kD尾部相互作用蛋白基因(tail-interacting protein 47, TIP47)是影响脂滴形成和代谢的重要基因。本实验以西农萨能羊(Capra hircus)的乳腺组织为研究材料,采用RT-PCR和RACE,克隆了山羊TIP47基因的cDNA全长序列。结果得到TIP47基因cDNA序列全长1 906 bp(GenBank收录号为:HQ846827), 包括5'UTR 82 bp,完整编码区 1 314 bp及3'UTR 510 bp,编码蛋白质的氨基酸数为437,分子量47.36 kD,等电点(pI) 5.14。对TIP47基因的核苷酸和氨基酸序列分析发现,山羊的TIP47与GenBank中牛(Bos taurus)、人(Homo sapiens)、小鼠(Mus musculus)和猪(Sus scrofa)的TIP47相似性较高。蛋白质结构分析显示,TIP47不存在信号肽序列和跨膜结构;疏水性分析发现,其N端疏水性较强,中间靠近C端部分亲水性较强;三级结构分析发现,其C端呈大写的L形;该基因的遗传距离分析发现,山羊与牛的亲缘关系最近,其次是猪和人。通过RT-qPCR技术对TIP47基因进行了组织表达分析,发现所检测的12个组织中均有TIP47 mRNA的表达,其中乳腺组织中表达最丰富,且远远高于其它组织,脾脏、肺脏次之,肌肉相对最少。研究结果提示,TIP47基因可能在乳腺组织中对脂滴的形成代谢过程有重要作用。
藏绵羊MHC-DRB1基因第3外显子的PCR-SSCP检测及其序列分析
PCR-SSCP Detection and DNA Sequence Analysis of MHC-DRB1 Gene Exon 3 in Tibetan Sheep
徐飞1,成述儒2,刘秀3,王继卿3,胡江3,罗玉柱2
2011, 19(5): 873-880  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1766 KB)  ( 283 )
摘要
为了研究藏绵羊DRB1基因第3外显子多态性,确定其等位基因数、核苷酸多态位点、变异类型和各等位基因间的遗传关系,本研究采用PCR-SSCP方法,分析了500只藏绵羊(Ovis aries)DRB1基因第3外显子多态性,并对不同等位基因进行克隆和测序。结果表明,藏绵羊DRB1基因第3外显子表现了8个等位基因, 8个单倍型序列分析发现了15个核苷酸多态位点,与GenBank序列对比分析,有7个DRB1的等位基因是首次发现。8个DRB1第3外显子的单倍型序列NJ系统发育树呈2支分化趋势。3个种群藏绵羊中B 均为优势等位基因,该位点PIC > 0.5,为高度多态且显著偏离Hardy-Weinberg 平衡状态。研究认为,藏绵羊DRB1基因第3外显子具有丰富的多态性;藏绵羊DRB1基因最初是由2个等位基因突变分化成两大类等位基因。
血管紧张素转化酶2(ACE2)对大鼠肾氧化应激损伤的保护作用及其机制
Protective Effect and Mechanism of Angiotensin Converting Enzyme 2(ACE2) on Renal Oxidative Stress Injury in Rats
王艳霞1,张伟1,韩东宁2,张源淑2
2011, 19(5): 881-886  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (571 KB)  ( 306 )
摘要
本研究以腹腔注射链脲佐菌素(STZ)制造大鼠(Rattus norregicus)肾脏氧化应激损伤模型,并每天皮下注射3.7 ×10-5 mol/L 的胰岛素溶液1 mL进行干预,探讨血管紧张素转化酶2(ACE2)在高糖所致的肾脏氧化应激损伤中的保护作用及其可能的机制。30 d后,所有大鼠断头处死,采集血清及肾脏组织。测定所用大鼠血清中糖基化终末产物(AGEs)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、血管紧张素Ⅱ (AngⅡ)、血管紧张素 1-7(Ang 1-7)含量和肾脏组织中ACE2及Ang 1-7受体Mas mRNA水平。结果表明,与对照组相比,高血糖组大鼠血清AGEs、MDA和AngⅡ含量均极显著升高(P<0.01),SOD和Ang1-7含量极显著下降(P<0.01);肾脏组织中ACE2 mRNA表达极显著下调(P<0.01),Mas mRNA表达极显著上调(P<0.01)。胰岛素治疗后,大鼠血清中AGEs和MDA含量极显著下降(P<0.01),血清SOD含量极显著升高(P<0.01);AngⅡ含量显著下降(P<0.05),Ang1-7含量显著升高(P<0.05);肾脏组织中ACE2 及其受体Mas mRNA表达均极显著上调(P<0.01)。实验结果提示, ACE2参与了高糖所致的肾脏氧化应激损伤的抗损伤过程,其机制可能是通过激活ACE2-Ang(1-7)-Mas轴,减少了AngⅡ的产生。
马铃薯腐烂茎线虫类FMRF酰胺多肽基因(Dd-flp-1)的克隆与表达定位分析
Cloning and Localization Analysis of a Novel FMRFamide-like Neuropeptide Gene (Dd-flp-1) from Migration Plant-parasitic Nematode (Ditylenchus destructor) on Sweet-potato in China
彭焕1,胡先奇2,黄文坤3,贺文婷4,彭德良4
2011, 19(5): 924-931  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1880 KB)  ( 220 )
摘要
植物寄生性线虫类FMRF酰胺多肽(FMRFamide-like neuropeptides, FLPs)在线虫的取食、分泌、迁移入侵和繁殖过程中发挥着重要的作用。本研究根据EST序列结合RACE方法,获得了一个马铃薯腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor)类FMRF酰胺多肽基因的cDNA全长。该基因cDNA全长序列为891 bp,包括一个681 bp的完整开放阅读框,编码一个包含227个氨基酸的蛋白,预测的分子量为25.36 kD。序列分析表明,该蛋白N端有一个由43个氨基酸残基组成的信号肽,C端含117个氨基酸的FMRF酰胺肽的特征区,其中包含有5个NFLRFG的FLPs肽,属于典型的FLP-1型蛋白,该基因命名为Dd-flp-1 (GenBank登录号为GU198750)。系统发育分析表明,Dd-FLP-1与自由生活线虫、动物寄生线虫和其他迁移性植物寄生线虫的FLPs属于同一支,推测线虫FLP的进化与其生活习性密切相关。原位杂交结果表明,Dd-flp-1在马铃薯腐烂茎线虫的咽神经环、后膀胱神经节多个细胞特异表达。推测DD-FLP-1主要与马铃薯腐烂茎线虫的取食、运动和排泄功能相关。本研究结果将为植物线虫flp基因功能的研究和寻求新的植物寄生线虫防治策略提供理论依据。
苏云金芽胞杆菌新型vip3Aa基因的克隆、表达与活性分析
Cloning, Expression and Analysis of Insecticidal Activity of a Novel vip3Aa-type Gene from Bacillus thuringiensis
何晓明1,束长龙2,刘晓垒3,李海涛3,高继国3,张杰1,宋福平1
2011, 19(5): 932-937  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (514 KB)  ( 417 )
摘要
为了发掘新型vip3基因,本研究采用 PCR 和高分辨熔解曲线的方法对72株菌株中vip3基因进行了鉴定和分析,结果表明, 有18 株菌呈阳性,分别含有vip3Aa、vip3Af 和 vip3Ba 共 3 类 vip3 基因。根据已知vip3基因的全长序列设计引物,以菌株T03B001(B. thuringiensis subsp. sumiyoshiensis)的总DNA为模板扩增出长为2.37 kb的全长基因,插入表达载体pEB,转化大肠杆菌(Escherichia coli) Rosetta (DE3)菌株,在低温条件下经IPTG诱导后,表达88 kD的蛋白,该蛋白由789个氨基酸组成,与已知的Vip3Aa氨基酸一致性为96%,已被国际Bt命名委员会正式命名为Vip3Aa39,GenBank登录号为HMI17631。Vip3Aa39蛋白与本实验室此前获得的Vip3Aa11蛋白进行比较,发现两者存在39个氨基酸的差异。两种蛋白的表达产物采用饲喂法分别对小地老虎(Agrotis ipsilon)、小菜蛾(Plutella xylostella)、棉铃虫(Helicoverpa armigera)和甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)的杀虫活性进行了测定,结果表明,Vip3Aa39对小地老虎有较高的杀虫活性,50%致死浓度(LC50)为5.43 μg/mL,而Vip3Aa11的LC50为73.62 μg/mL;Vip3Aa39对小菜蛾具有较高的杀虫活性,LC50为140.64 μg/mL,而Vip3Aa11对小菜蛾杀虫活性极低;Vip3Aa11对棉铃虫具有较高的杀虫活性,LC50为35.18 μg/mL,而Vip3Aa39的LC50仅为286.99 μg/mL;Vip3Aa39和Vip3Aa11均对甜菜夜蛾具有高毒力,LC50分别为2.02和2.04 μg/mL。以上结果说明Vip3Aa39与Vip3Aa11对小地老虎、小菜蛾和棉铃虫的杀虫活性显著不同。Vip3Aa39对小地老虎和小菜蛾的毒力比Vip3Aa11高,而对棉铃虫的毒力明显低于Vip3Aa11。 Vip3Aa39的发现将为重要农业害虫的防治提供更多的选择,为进一步研究Vip3蛋白结构和杀虫机理提供了材料。
研究资源
胚柄特异性表达顺式元件结合蛋白酵母单杂交文库的构建
Construction of Yeast One-hybrid Library for Screening Suspensor Specific cis-element Binding Protein Genes
宋国琦1,王兴军2,赵传志1,夏晗1
2011, 19(5): 953-959  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (914 KB)  ( 545 )
摘要
旨在构建酵母单杂交文库用于筛选与胚柄特异基因G564启动子顺式元件结合的转录因子。本研究根据植物胚柄特异表达基因G564启动子关键序列(GAAAAGCGAA)合成了5次串联重复序列,并与报告质粒pHIS2.1连接构建诱饵载体pHIS2.1-G564-5A;以纯化的拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼嫩种子mRNA为模板,合成SMARTTMⅢ和CDSⅢ锚定末端ds cDNA;并将ds cDNA与线性化融合表达载体pGADT7-Rec2以及诱饵载体pHIS2.1-G564-5A共转化到酵母Y187,构建酵母单杂交文库。文库的共转化效率为5.53×105 cfu/μg。对文库中的阳性克隆进行测序,获得117条可读序列。对其进行基因功能注释并进一步分析基因的功能发现,具有DNA 结合功能的蛋白14个,具有蛋白质结合功能的蛋白8个。上述22个蛋白包括TATA结合蛋白1(TBP1),支架结构相关区(SAR)DNA-结合蛋白,胚珠发育蛋白,G - box结合因子1(GBF1),组蛋白H3等。本研究为分离和克隆胚柄中特异表达的转录因子提供了候选基因。
无抗性标记的人白血病抑制因子打靶载体的构建及表达
Construction and Expression of Marker-free Targeting Vector of Human Leukemia Inhibitory Factor
王韵斐1,陈秋菊2,崔易虹2,杨明明2,曹斌云2
2011, 19(5): 960-966  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1481 KB)  ( 320 )
摘要
为了构建无抗性标记的人白血病抑制因子基因(hLIF)打靶载体,并验证其在乳腺上皮细胞中的稳定表达。本试验利用条件重组元件LoxP序列、山羊β-酪蛋白5′和3′同源臂、正负向筛选标记基因和人白血病抑制因子基因(hLIF)构建hLIF打靶载体。脂质体法转染山羊乳腺上皮细胞,进行G418和GANC筛选获得同源重组的阳性克隆,并通过PCR、实时定量PCR和Western blotting检测阳性克隆中hLIF基因的表达情况。酶切和测序分析结果显示,本试验成功构建了hLIF打靶载体pLoxP-NT53L。阳性克隆经PCR、实时定量PCR和Western blotting均检测到了目的条带。表明打靶载体pLoxP-NT53L已经成功整合至山羊β-酪蛋白基因座中,并能在山羊乳腺上皮细胞中特异性表达hLIF蛋白。为无抗性标记的转hLIF基因奶山羊生产奠定了基础。
技术改进
小反刍兽疫N蛋白单克隆抗体的制备及竞争ELISA方法的建立
Preparation of Monoclonal Antibodies Against Peste des petits ruminant virus(PPRV) Nucleoprotein and Establishment of a Competitive ELISA for the Detection of PPRV Antibodies
邱文英1,李伟1,李刚 1,田康乐2,曾妮2
2011, 19(5): 967-972  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (382 KB)  ( 959 )
摘要
小反刍兽疫(PPR)是由小反刍兽疫病毒(PPRV)引起的一种危害严重的急性接触性传染病。为了检测血清中存在的抗PPRV的抗体,本研究利用纯化后的真核表达的PPRV N蛋白重组蛋白(rBacmid-PPRN)作为免疫原免疫BALB/c小鼠(Mus musculus),并使用原核表达的PPRV N蛋白重组蛋白(rpET-PPRN)作为间接ELISA检测抗原,共筛选得到8株抗PPRV N蛋白的单克隆抗体(mAb)。其中1D5单抗腹水效价达1∶106,分泌单抗亚类为IgG2b。以1D5作为竞争抗体、纯化后的rpET-PPRN蛋白作为包被抗原,建立了检测小反刍兽疫血清抗体的单抗竞争性ELISA(c-ELISA)方法。所建立的c-ELISA方法能够特异性的区分牛瘟阳性血清和小反刍兽疫阳性血清,并具有较高的灵敏度和特异性。应用建立c-ELISA检测方法检测共129份山羊(Capra hircus)血清样品,与标准c-ELISA试剂盒的符合率为96.9%。本研究成功地建立了可特异性检测动物血清中抗PPRV抗体的竞争性ELISA方法,对小反刍兽疫的诊断、疫苗免疫水平的监控及控制其流行具有重要意义。
双色荧光PCR检测醉马草内生真菌(Neotyphodium gansuense)
Double-colored Real-time Fluorescence PCR Method for Detection of Neotyphodium gansuense from Drunken Horse Grass(Achnatherum inebrians)
汪琳1,廖芳2,黄国明3,刘跃庭3,罗加凤3,周琦1
2011, 19(5): 973-980  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (445 KB)  ( 242 )
摘要
醉马草内生真菌(Neotyphodium gansuense)曾对我国的畜牧业造成过巨大损失,目前其鉴定仍是基于表型和分离培养的检测技术。本研究以与N. gansuense 形态非常相似的同属种N. coenophialum、N. lolii、N. huerfanum、N. chisosum和N. aotearoae等共6种7个标准菌株,以及采自新疆的醉马草种子为环境材料,扩增和测定了它们的β-Tub基因约430 bp的序列。根据序列分析结果,设计了Neotyphodium属的通用Taqman探针和引物以及N. gansuense的特异探针和引物,基于双色荧光PCR技术成功建立了快速、敏感的分子检测方法。所建立的检测技术可实现对N. gansuense菌丝培养物、单粒醉马草种子中N. gansuense的检测,并且检测时间只需7 h。该检测技术能很好弥补传统检测鉴定方法的不足,可直接应用于国内外畜牧业种子和草坪草种子中N. gansuense带菌率的检测。
 
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