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农业生物技术学报 2015年 23卷 6期 刊出日期:2015-04-20
研究论文与报告
重组GAL基因型酿酒酵母菌株的生长、发酵及遗传稳定性研究
Studies on the Growth, Fermentation and Genetic Stability of the Recombinant GAL Genotype Yeast (Saccharumyces cerevisiae)
郭钦 张伟 阮晖 何国庆
2015, 23(6): 720-726 | Full text
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摘要
半乳糖激酶基因(GAL1)启动子是酿酒酵母(Saccharumyces cerevisiae)表达外源蛋白的高效诱导性启动子,其表达效率受到GAL4的调控和半乳糖的诱导,改变酵母的GAL基因型有助于提高外源蛋白的表达水平,但重组GAL菌株的菌株特性仍需要进一步研究以确保蛋白表达的稳定性。本研究分别对敲除了不同GAL1和插入不同GAL4基因拷贝数的重组GAL基因型酵母进行了生长发酵性能和遗传稳定性研究。结果表明,重组菌株的GAL基因型在传代过程中较为稳定,没有发生回复突变和遗传霉素(G418)和博来霉素(Zeocin)抗性恢复的情况;与对照原始MS-1酵母相比,重组菌株(SG1、DG115、DPG65和GQ21)的生长性能在葡萄糖培养基中的生物量略有下降。与半乳糖诱导培养基(yeast peptone galactose, YPG)相比, GAL1基因的敲除在甘油培养基(yeast peptone galactose glycerin, YPGL)中对酿酒酵母半乳糖利用的影响更为显著。其中,在YPG和YPGL培养基内,对照MS-1、SG1、DG115和DPG65利用完所有半乳糖分别需要20、20、20、26、20、44、44和68 h,而GQ21均无法利用半乳糖。GAL基因的敲除和插入没有影响酿酒酵母的热致死温度,原始菌株和重组菌株皆为54 ℃。本研究将为工业利用酵母表达系统大规模、低成本生产重组蛋白提供研究基础。
应用Pull-down方法检测草鱼恒定链(Ii)与主要组织相容性复合体(MHC)分子的结合
Binding of Grass Carp (Ctenopharyngodon idellus) Invariant Chain (Ii) with Its Major Histocompatibility Complex (MHC) Molecules Detected with a Pull-down Method
林海斌 张娅菲 杨聪莺 罗兰芳 杨磊 余为一 刘洪明 陈芳芳
2015, 23(6): 772-778 | Full text
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摘要
恒定链(invariant chain, Ii)能结合主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)Ⅰ类和Ⅱ类分子,并在MHC递呈抗原中起重要辅助作用。为了探讨鱼类Ii和MHC分子体外结合关系,本研究采用Pull-down方法检测草鱼(Ctenopharyngodon idellus) Ii与MHCⅠ类或Ⅱ类分子的结合。克隆草鱼Ii (711 bp)、MhcⅠα (540 bp)和MhcⅡβ (549 bp)基因片段,再将其分别插入原核表达质粒PET-22b(无His标签)或PET-28a (含His标签)中,构建了3个重组质粒PET-22b-Ii、PET-28a-MhcⅠα和PET-28a-MhcⅡβ。然后分别转染工程菌大肠杆菌(Escherichia coli) Rosetta(DE3),进行诱导表达、纯化和聚丙烯酰胺凝胶电泳(polyacrylamide gel electrophoresis, PAGE)鉴定。结果表明,含His标签的MHCⅠα和MHCⅡβ不仅表达,而且可高效纯化,其相对分子质量约为24 kD;Western blot结果表明,Ii可表达,相对分子质量约为30 kD。将PET-22b-Ii与PET-28a-MhcⅠα或PET-28a-MhcⅡβ分别共转染Rosetta (DE3),构建了重组菌Rosetta(DE3) (PET-28a-MhcⅠα+PET-22b-Ii)和Rosetta(DE3) (PET-28a-MhcⅡβ+PET-22b-Ii)。经诱导表达和PAGE检测发现,MHCⅠα和MHCⅡβ分别结合Ii,形成相对分子质量为54 kD的复合物; SDS处理后,分别被解离形成单分子Ii(30 kD)以及MHCⅠα 或MHCⅡβ (24 kD)。在Western blot中,解离后的Ii可与特异性多克隆抗体结合并被电化学发光(electrogenerated chemiluminescence, ECL)显色。综上所述,草鱼Ii可以分别与MHCⅡβ和MHCⅠα结合,为进一步研究动物Ii与MHC分子的关系提供了基础资料。
苏云金芽胞杆菌晶体蛋白2Ab32(Cry2Ab32)基因的克隆、表达与杀虫活性分析
Cloning, Expression and Insecticidal Activity Analysis of Crystal2Ab32 (Cry2Ab32) Gene from Bacillus thuringiensis Strain
余宗兰 黄刚辉 李巧 贺利业 龚莉 刘瑶 李平 郑爱萍
2015, 23(6): 798-805 | Full text
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摘要
为了扩充新的鳞翅目杀虫蛋白基因,本研究采用限制性片段长度多态性PCR(PCR- restricted fragment length polymorphisms, PCR-RFLP)方法对苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)菌株BN23-5中所含杀虫晶体蛋白基因进行鉴定和分析。结果表明,该菌株中含有晶体蛋白(crystal, cry)cry2Ab类基因。根据已知cry2Ab类基因编码区设计简并引物,以菌株BN23-5全质粒DNA为模板进行扩增并测序。结果显示,扩增产物为一个完整的cry2Ab类基因,全长1 902 bp,由634个氨基酸组成,氨基酸序列与Cry2Ab1同源性最高(96.5%),命名为cry2Ab32(GenBank登录号: KJ710647)。将该基因插入表达载体pET-28a,构建重组质粒pET-2Ab并转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3),异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-d-thiogalactoside, IPTG)诱导成功表达蛋白,十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)验证其相对分子质量为65 kD左右。表达的包涵体蛋白采用饲喂法进行生物活性测定,结果表明,Cry2Ab32对小菜蛾(Plutella xylostella)、玉米螟(Ostrinia fumacalis)和棉铃虫 (Helicoverpa armigera)均有杀虫活性,半致死浓度(median lethal concentration, LC50)分别为8.99、19.34和21.24 μg/mL,对甜菜夜蛾(Laphygma exigua)的致死率不高,但能明显抑制甜菜夜蛾的生长。cry2Ab32新基因的发现将为重要农业害虫的防治提供更多选择,为进一步研究Cry2Ab类蛋白结构和杀虫机理提供基础资料。
甘肃小麦品种1BL/1RS易位系鉴定及面筋熟制特性分析
Identification of 1BL/1RS Translocation Lines and Analysis of Gluten Cooking Features of Wheat (Triticum aestivum) Germplasms in Gansu Province
马小乐 李葆春 孟亚雄 杨轲 师桂英 王化俊 尚勋武
2015, 23(6): 747-754 | Full text
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摘要
为了解甘肃省春小麦(Triticum aestivum)品种的品质状况并明确其影响因素,在已测定其高分子量麦谷蛋白亚基(high molecular weight glutenin subunits, HMW-GS)的基础上,本研究利用分子检测、生化检测和基因组原位杂交(genomic in situ hybridization, GISH)对小麦种质1BL/1RS易位系进行鉴定及面筋熟制特性分析。结果表明,甘春23号、甘春20号、永良4号以及和尚头为非1BL/1RS易位系,甘春24号、甘春22号、武春4号和武春121为1BL/1RS易位系,从而解释了这4个1BL/1RS易位系品种尽管含有优质的HMW-GS,但其品质并未达到高筋的原因。比较3种1BL/1RS易位系的检测方法发现,利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(acid poly acrylamide gel electrophoresis, A-PAGE)和GISH技术检测1BL/1RS易位系准确性高,而分子检测中个别品种的检测结果与实际不符。面筋熟制特性分析结果表明,1BL/1RS易位系品种的面筋在熟制过程中表现出易膨大、易塌陷的特征。在4个易位系品种中,甘春24号、甘春22号和武春4号均为中筋品种,含有优质亚基(5+10),武春121无(5+10)亚基,为弱筋品种,说明优质亚基(5+10)对1BL/1RS易位系造成的品质负面效应有较大的补偿作用。研究结果为1BL/1RS易位系的精确和高效鉴定及小麦品质育种和食品加工提供一定的理论依据。
中国小麦花叶病毒(CWMV)单克隆抗体制备及其检测应用
Development of Monoclonal Antibodies Against Chinese wheat mosaic virus (CWMV) and Their Application
刘欢 李娜 周雪平 任春梅 程兆榜 吴建祥
2015, 23(6): 711-719 | Full text
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摘要
中国小麦花叶病是引起小麦(Triticum aestivum)严重减产的中国小麦花叶病毒(Chinese wheat mosaic virus, CWMV)造成的。本研究旨在以制备的抗CWMV特异性单克隆抗体(monoclonal antibody, MAb)为核心建立检测CWMV的血清学方法,为该病毒病的诊断和科学防控提供技术支撑。用CWMV提纯病毒免疫小鼠(Mus musculus),经细胞融合、培养基筛选培养、阳性细胞的检测与单克隆化后,共获得4株能分泌抗CWMV单克隆抗体的杂交瘤细胞株5H5、7C2、9A7和12E5,并注射入BALB/c小鼠(Mus musculus)腹腔制备单抗腹水;间接酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)表明,4种单抗腹水效价均达到10-7,抗体类型及亚类均为IgG1、kappa链。Western blot分析表明,4株单克隆抗体均能与CWMV的外壳蛋白亚基有特异性反应。利用制备的单抗建立检测田间小麦样品中CWMV的抗原包被酶联免疫吸附实验(antigen coating plate enzyme-linked immunosorbent assay, ACP-ELISA)和斑点酶联免疫吸附实验(dot-enzyme-linked immunosorbent assay, dot-ELISA),结果表明,该两种血清学方法检测感染CWMV小麦植物组织粗提液呈特异性阳性反应,而检测感染小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus, WYMV)的小麦、感染大麦黄花叶病毒(Barley yellow mosaic virus, BaYMV)的大麦(Hordeum vulgare)和健康小麦均呈阴性反应,说明建立的两种方法能特异性地检测小麦植物中的CWMV。灵敏度分析表明,以5H5和12E5单抗为核心建立的ACP-ELISA方法检测小麦病叶的灵敏度达到1∶81 920(W/V, g/mL),而以7C2和9A7单抗为核心建立的ACP-ELISA方法检测小麦病叶灵敏度达到1∶40 960(W/V, g/mL)倍稀释;以12E5和5H5单抗为核心建立的dot-ELISA方法检测小麦病叶的灵敏度达到1∶2 560倍稀释(W/V, g/mL),而以7C2和9A7单抗为核心建立的dot-ELISA方法的检测灵敏度达到1∶1 280倍稀释(W/V, g/mL)。田间样品检测结果表明,建立的ACP-ELISA、dot-ELISA方法能准确、可靠地用于小麦中CWMV病毒的检测,且进一步证明该病毒病在江苏和山东流行。CWMV单克隆抗体的制备及其血清学检测方法的建立为中国小麦CWMV的诊断、预测预报及科学防控提供了物质和技术支撑。
尼罗罗非鱼生长激素促分泌素受体基因(GHSR)生长相关单核苷酸多态性(SNPs)位点的筛选
Screening of Single Nucleotide Polymophisms (SNPs) Related with Growth in Growth Hormone Secretagogue Receptor Gene (GHSR) of Nile Tilapia (Oreochromis niloticus)
王春晓 卢迈新 高风英 刘志刚 曹建萌 朱华平 可小丽 王淼 叶星 叶卫
2015, 23(6): 762-771 | Full text
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摘要
本研究用直接测序法,以尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)基础群体和快长群体父母本为材料进行生长激素促分泌素受体基因(growth hormone secretagogue receptor, GHSR)单核苷酸多态性(single nucleotide polymophisms, SNPs)位点的筛选;再以两群体的子代为材料,采用snapshot法对筛选到的SNPs进行基因分型,并利用一般线性模型(general linear model, GLM)对基因型与生长性状进行相关性分析。结果表明,从两个尼罗罗非鱼群体的GHSR基因中共获得S1(A-409G)、S2(G-424T)、S3(T-553A)、S4 (T-1114A)和S5(A-1168C)等5个SNPs位点,且均分布于该基因5′侧翼区。SNPs基因型与尼罗罗非鱼子代生长指标关联性分析结果表明,当S4位点为AA或AT基因型时,尼罗罗非鱼个体的体重、体长、体高、头长、尾柄长和尾柄高等生长指标均显著大于S4位点基因型为TT的个体(P<0.05),快长群体子代中S4位点AT基因型频率最高(55%),而在基础群体子代中TT基因型频率最高(75.94%)。5个SNPs位点不同基因型组成了7种双倍型(D1~7),其中D3和D5双倍型个体的体重、体长、体高、头长、尾柄高等生长指标显著高于D4和D7双倍型个体(P<0.05);而D1(体宽除外)、D2(体宽和尾柄长除外)和D6(体高除外)双倍型个体与其他双倍型个体之间在生长指标上均无显著差异(P>0.05)。快长群体子代和基础群体子代中的优势双倍型分别为D3双倍型(46.25%)和D4双倍型(35.44%)。因此,尼罗罗非鱼GHSR基因中S4位点处AA、AT基因型及双倍型D3、D5与快长性状密切相关,可作为尼罗罗非鱼分子标记辅助育种的候选标记。
不同β-胡萝卜素含量的玉米自交系及其杂交组合农艺性状配合力分析
Combining Ability Analysis on Agronomic Traits of Maize (Zea mays) Inbred Lines and Their Hybridized Combinations of Different β-carotene Content
汪静 李润 曹墨菊
2015, 23(6): 738-746 | Full text
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摘要
玉米(Zea mays)是世界上主要粮食作物之一,通过育种手段培育富含β-胡萝卜素的玉米品种,是解决玉米β-胡萝卜素含量相对较低的有效方法之一。为筛选出农艺性状配合力较高且富含β-胡萝卜素玉米自交系和杂交组合,本研究以β-胡萝卜素含量较高和较低共8个玉米自交系作为亲本,按照完全双列杂交的方法组配成64个杂交组合,将64个杂交组合分别播种于云南元江和四川雅安两地,调查亲本和杂交组合的13个农艺性状,并按Griffing 3的方法对各性状进行配合力分析。结果表明,产量相关农艺性状一般配合力(general combining ability, GCA)表现较高的自交系有9636、R08和698-3,且单株产量和穗重效应最大;产量相关农艺性状特殊配合力(specific combining ability, SCA)表现较好的杂交组合有9636×黄早四、698-3×Mo17、东单54-3-1-1-1×R08和5311×698-3;产量相关农艺性状反交效应表现较高的杂交组合有9636×48-2、9636×东单54-3-1-1-1、东单54-3-1-1-1×Mo17和东单54-3-1-1-1×黄早四。结合前期β-胡萝卜素含量配合力分析结果,认为在元江和雅安两个环境下自交系9636不论是β-胡萝卜素含量还是产量性状的GCA均较高,其杂交组合9636×黄早四的β-胡萝卜素含量与产量性状SCA均较好。研究结果在农艺性状方面为富含β-胡萝卜素玉米品质育种提供了参考。
卵泡刺激激素受体基因(FSHR)在贵州地方山羊的多态性及表达研究
Study on Polymorphism and Expression of Follicile Stimulating Hormone Receptor Gene (FSHR) in Guizhou Native Goat (Capra hircus)
龙威海 丁玫 冯文武 许厚强 陈祥
2015, 23(6): 755-761 | Full text
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摘要
为揭示黔北麻羊(Ovis Linnaeus)卵泡刺激激素受体基因(follicile stimulating hormone receptor, FSHR)的多态性及其在贵州地方山羊(Capra hircus)下丘脑、垂体、子宫、输卵管和卵巢组织中的表达差异,本研究采用PCR产物直接测序结合聚合酶链式反应-单链构象多态(polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism, PCR-SSCP)技术对黔北麻羊FSHR外显子1和10的单核苷酸多态性进行检测,并采用实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)技术对FSHR在黔北麻羊、贵州白山羊和贵州黑山羊不同组织中的差异表达量进行研究。结果表明,黔北麻羊FSHR的第1和10外显子存在3个多态位点(1-C126T、10-C1246A和10-A1412C),其中1-C126T位点为同义突变,表现为3种基因型,分别命名为CC、AC和AA,基因型频率分别为0.472 7、0.309 0和0.218 3,在该群体表现为高度多态;基因型与产羔数关联分析发现,黔北麻羊AA基因型个体的产羔数显著高于CC和AC基因型个体 (P<0.05)。qRT-PCR结果表明,FSHR在3个品种山羊6月龄母羊下丘脑、垂体、子宫、输卵管和卵巢组织中均有表达,其中在下丘脑组织表达量最高,输卵管中表达量最低;3个品种山羊各组织间均未达到差异显著水平(P>0.05)。结果提示,FSHR对黔北麻羊的多羔性状具有重要的作用,可能是黔北麻羊多羔的主效基因,为进一步研究地方山羊品种繁殖性状的改良提供科学依据。
单增李斯特氏菌Lm319主要毒力基因的时序性表达研究
Study of The Temporal Expression of Listeria monocytogenes Lm319 Virulence Genes
亢春雨 于宏伟 郭润芳 贾英民
2015, 23(6): 788-797 | Full text
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摘要
单核细胞增生性李斯特氏菌(Listeria moncytogenes)是一种重要的食源性病原菌,由于其具有分布广、耐受力强、高致病力等特点而备受食品安全领域所关注。本研究通过摇瓶培养和检测菌液OD600值制作了该病原菌的生长曲线;采用特异引物对单增李斯特菌Lm319中27个毒力基因进行了PCR检测;采用实时荧光定量PCR技术(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)对其中的10个毒力基因的表达量进行了12个批次的定量检测。结果表明,Lm319在培养2 h内处于生长延滞期,培养2 ~8 h为菌体的指数生长期,培养8 h 菌体增长量达到最高峰,8~18 h为菌体生长稳定期,18 h后进入衰亡期;对27个毒力基因的PCR检测结果显示,Lm319中明确含有23个毒力基因;qRT-PCR定量检测结果显示,其中10个毒力基因在24 h内的表达规律相似,毒力基因的表达量在菌体生长的稳定期后期(16~18 h)达到高峰,此后表达量逐渐降低,但到衰亡期毒力基因的表达又呈上升趋势。同时发现,10个毒力基因的表达量差距明显且各不相同,其中细胞壁水解酶基因(invasion associated protein, iap)、纤连蛋白结合蛋白基因(fibronectin-binding protein, fbp)、己糖磷酸盐转运蛋白基因(hexose phosphate transporter, hpt)和sRNA 伴侣蛋白基因(host factor for RNA phage Qβ replicase, hfq) 4个基因表达量较高,而肌动蛋白聚集蛋白基因(actin polymerizing protein, actA)和溶血素基因(hemolysin, hlyA)两个毒力基因的表达量较低。研究表明,单增李斯特菌Lm319中主要毒力基因表达量在菌体生长的稳定期后期达到高峰,到衰亡期毒力基因的表达仍然处于相对较高水平。本研究为单增李斯特菌的检测、预防提供了理论依据。
耐低温木质纤维素降解菌群的富集培养及其种群结构分析
Enrichment Culturing and Bacterial Community Structures Analysis of a Cold-adapted Lignocellulose Degrading Microflora
罗立津 万立 陈宏 温翠莲 徐福乐 贾纬 聂毅磊 袁红莉
2015, 23(6): 727-737 | Full text
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摘要
针对农业生物质废弃物在冬季低温环境下生物转化效率低的问题 ,本研究通过采集高寒地区长期堆积牛粪的土壤,经低温继代富集培养,获得一组耐低温的具有较高降解纤维素活性的菌群A25-3。分析表明其在15 ℃能迅速生长,在72 h内使牛粪的失重率达48.28%,15 ℃培养菌液的羧甲基纤维素酶(carboxymethyl cellulose, CMCase )酶活高于25 ℃培养的菌液,在120 h时达到42.37 U高峰。提取两种温度下培养的细菌总 DNA,分别构建基于通用引物 PCR 扩增的16S rRNA 基因克隆文库,通过 HinfⅠ和 Csp6 Ι限制性内切酶进行限制性片段长度多态性分析(amplified ribosomal DNA restriction analysis, ARDRA),将所有阳性克隆分为若干个可操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU),通过构建两种温度下细菌克隆文库的系统发育树,并分析种群结构表明,在25 ℃培养条件下, A25-3菌群中优势种群主要有短波单胞菌属(Brevundimonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、金黄杆菌属(Chryseobacterium)、不动杆菌属(Acinetobacter)、鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)、芽胞杆菌属(Bacillus)等,但在15 ℃低温下,优势菌种只有不动杆菌属、Psychrobacillus和芽胞杆菌属。由此推断,菌群A25-3在15 ℃中具有更高的纤维素酶活性是由于耐低温降解纤维素细菌重要种属(特别是不动杆菌)更占优势。本研究为今后菌群活性菌株分离及纤维素酶合成条件优化提供科学依据。
蚌科DNA条形码识别与系统发育分析
DNA Barcoding and Molecular Phylogenetic Analysis of Freshwater Unionids
欧阳解秀 苏金荟 欧阳珊 周春花 吴小平 李绍波
2015, 23(6): 779-787 | Full text
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摘要
DNA条形码技术能准确、快速地鉴定物种,对物种分类和系统发育研究有着重要意义。作为真瓣鳃目(Eulamellibranchia)中最大的一个科,蚌(Unionidae)是淡水生态系统中的关键物种。本研究依据我国19种蚌的线粒体CO1(cytochrome c oxidase 1)和ND1(NADH dehydrogenase subunit 1)基因片段的测序结果,结合NCBI数据库中10种美国蚌相关基因的序列信息,采用DNA条形码技术,进行种间、种内遗传距离分析,构建系统发育树。结果表明,1)除三角蛏蚌(Solenaia triangularis)与河蛏蚌(Solenaia rivularis)外,DNA条形码对物种识别结果与形态鉴定结果基本一致;2)种间遗传距离均大于种内遗传距离10倍以上,说明基于线粒体CO1和ND1基因的DNA 条形码技术可以用于蚌科物种的快速鉴定;3)在分子系统发育树中,每个物种都独自聚为一支。本研究结果为DNA条形码技术用于准确鉴定蚌科物种、分析蚌科生物量和保护淡水贝类提供了重要参考依据。
棉花尿苷二磷酸糖基转移酶基因GhUGT85O1的克隆及其功能分析
Cloning and Function Analysis of Uridine Dipfosphate Glycosyltransferase Gene GhUGT85O1 in Cotton (Gossypium hirsutum)
黄娟 范术丽 宋美珍 庞朝友 魏恒玲 喻树迅
2015, 23(6): 701-710 | Full text
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摘要
在植物糖基转移酶大家族中,多基因家族尿苷二磷酸糖基转移酶(uridine dipfosphate glycosyltransferase, UGT)成员最多,广泛参与植物生长发育调控、逆境响应等生理过程。本研究克隆了陆地棉(Gossypium hirsutum)UGT家族基因GhUGT85O1(GenBank登录号: KP300000),其开放阅读框(open reading frame, ORF)全长1 422 bp,编码473个氨基酸。实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)结果表明,该基因在衰老叶片中大量表达,并且受脱落酸(abscisic acid, ABA)、茉莉酸(jasmonic, JA)和聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)诱导。该基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过表达能够促进拟南芥早花(P<0.01)和提前衰老,衰老时期叶绿素含量显著低于野生型(P<0.01),AtORE1、衰老相关基因12(senescence-associated gene, AtSAG12)、AtSAG13、WRKY结合蛋白6基因(WRKY DNA-binding protein 6, AtWRKY6)、NAC转录因子基因(AtNAP)和病程相关蛋白1基因(pathogenesis-related protein 1, AtPR1)等衰老关键基因的表达量高于野生型(P<0.05或P<0.01)。启动子缺失研究表明,该基因启动子的关键区域在上游-1 077~-1 363 bp内,该区域含有厌氧响应元件(anaerobic response element, ARE)、WRKY转录因子结合位点(WRKY transcription factors binding site, W box)和TGA元件(TGA element, TGA) 3个关键调控元件。研究结果初步表明,GhUGT85O1参与了植物逆境胁迫、开花时间和衰老进程的调控,为在棉花中进一步阐明其功能奠定了基础,为培育生育期短的短季棉提供了优质基因资源。
研究资源与技术改进
山羊瘤胃微生物基因组DNA提取方法比较
Methods Comparison of Genomic DNA Extraction for Rumen Microbiology in Goats (Capra hircus)
曾波 康劲翮 汤少勋 王敏 韩雪峰 周传社 颜琼娴 贺志雄 谭支良
2015, 23(6): 823-830 | Full text
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摘要
为了获得高质量的山羊(Capra hircus)瘤胃微生物基因组 DNA,用于分析瘤胃微生物多样性,本研究采用珠磨+Tris-饱和酚法、珠磨+十二烷基磺酸钠(sodium dodecyl sulfate, SDS)法、珠磨+SDS/异硫氰酸胍(guanidine thiocyanate, GITC)法、珠磨+SDS/醋酸铵(NH4Ac)法、珠磨+SDS/GITC/NH4Ac法和SDS/GITC法等6种DNA提取法提取山羊瘤胃微生物基因组DNA。通过DNA浓度和纯度的测定、聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)、变性梯度凝胶电泳技术(denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)对提取效果进行比较,以找到适合于山羊瘤胃微生物基因组DNA的提取方法。结果表明,应用珠磨+SDS/GITC/NH4Ac法提取的瘤胃微生物基因组DNA纯度较好,浓度高达96.4 ng/μL,并可同时扩增出瘤胃细菌和产甲烷古菌的16S rDNA片段,且细菌和产甲烷古菌的多样性指数均最高,更适合于瘤胃微生物菌群后续分子生物学研究。
瘤胃细菌群落多样性研究中变性梯度凝胶电泳(DGGE)方法的优化
Optimization of Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) Protocol in Analyzing Rumen Bacterial Community Diversity
张俊 赵圣国 王加启 卜登攀 金迪 杜洪
2015, 23(6): 831-840 | Full text
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摘要
为了提高瘤胃细菌多样性研究中变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)方法的准确性,本研究对DGGE的最佳变性剂梯度范围、PCR扩增程序和PCR产物处理方法进行了优化。设计DGGE变性剂浓度梯度为35%~70%、40%~60%和55%~65%,分别利用一步PCR和修补PCR(reconditioning PCR)对瘤胃细菌16S rDNA进行扩增;PCR产物分别经变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(denatured polyacrylamide gel electrophoresis, d-PAGE)和绿豆核酸酶纯化;之后对DGGE凝胶图谱聚类分析,并选取部分DGGE条带割胶测序。结果表明,DGGE的变性剂浓度为40%~60%时,DGGE图谱中条带分离效果较好。修补PCR结合d-PAGE纯化在一定程度上可减少PCR产物中的单链DNA(single-stranded DNA, ssDNA)。通过聚类和条带割胶测序分析发现,不同处理方法条件下DGGE图谱条带分布不同,DGGE凝胶图谱中的单一条带并不能代表是单一菌种。本研究在用DGGE对瘤胃细菌群落多样性分析时使用40%~60%凝胶变性剂浓度,并用修补PCR结合d-PAGE纯化样品DNA可获得最佳效果。研究结果为瘤胃微生物样品DGGE分析提供了参考资料。
副猪嗜血杆菌Wza基因缺失株的构建及生物学特性研究
Construction and Biological Characteristic of Wza-deficient Mutant of Haemophilus parasuis
康磊 李军星 王一成 袁秀芳 徐丽华 江军 闵智宇 蒋佳颖
2015, 23(6): 806-815 | Full text
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摘要
副猪嗜血杆菌(Haemophilus parasuis, HPs)荚膜多糖目前被认为是其主要的毒力因子之一,其Wza基因在荚膜多糖的合成运输方面起重要作用。本研究通过构建pUC18-LR-Kan同源重组质粒和运用自然转化法,以Kan抗性的TSA平板成功筛选出Wza基因缺失株(ZJ1208-ΔWza)。生物学特性研究表明,ZJ1208-ΔWza缺失株和ZJ1208野毒株的菌落形态无明显差异,荚膜染色镜检表明在体外培养二者都能形成较薄的荚膜。在体外培养的生长速率方面,二者都在约12 h时其OD600达到最大值,其中ZJ1208-ΔWza缺失株 OD600为1.246,而ZJ1208野毒株为2.196,高于ZJ1208-ΔWza株0.95;二者活菌数在约8 h多达到最大,ZJ1208野毒株活菌数对数值为9.763 4,ZJ1208-ΔWza缺失株株约为9.322 2,低于ZJ1208野毒株。菌体形态方面,在培养6 h左右,ZJ1208-ΔWza缺失株菌体大多数可形成长链状或长杆状,而野毒株大多数为较松散,短小的单个菌体。与ZJ1208野毒株比较,ZJ1208-ΔWza株有较快的体外沉降速率,对猪肺泡巨噬细胞(porcine alveolar macrophage, PAM)的吞噬作用更加敏感,对小鼠毒力明显减弱;以上结果表明,Wza基因的缺失对HPs ZJ1208株的多项生物学特性产生了影响。本研究为进一步研究Wza基因在HPs荚膜形成中的作用提供基础资料。
一种高效的苹果茎沟病毒(ASGV)TaqMan探针实时荧光定量(qRT-PCR)检测方法
An Efficient TaqMan Quantitative Real-time PCR(qRT-PCR) Assay for Detecting Apple stem grooving virus (ASGV)
秦子禹 孙建设 王娜 邵建柱
2015, 23(6): 816-822 | Full text
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摘要
为建立一种检测苹果茎沟病毒(Apple stem grooving virus, ASGV)的TaqMan探针实时荧光定量PCR(quantitative Real-time RT-PCR, qRT-PCR)方法,本研究根据ASGV外壳蛋白(coat protein, CP)基因保守序列设计了特异性引物和TaqMan探针,以构建的ASGV-cp重组质粒为阳性标准品绘制标准曲线,并对该方法的特异性、灵敏性和重复性进行检验。建立的标准曲线相关系数达0.999,扩增效率为96.8%;该方法特异性好,与苹果茎痘病毒(Apple stem pitting virus, ASPV)、苹果褪绿叶斑病毒(Apple chlorotic leaf spot virus, ACLSV)、苹果锈果类病毒(Apple scar skin viroid, ASSVd)均无交叉反应;灵敏度为10 拷贝/μL,比常规RT-PCR高1 000倍;批内和批间变异系数均<1%。表明该方法具有特异性强、灵敏高和重复性好的优点,适用于实际样品中ASGV的快速准确检测。
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