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农业生物技术学报 2015年 23卷 10期 刊出日期:2015-07-08
研究论文与报告
5-氮杂胞苷和曲古抑菌素A对转基因绒山羊外源DsRed基因表达效率的影响
The Influence of 5-Azacytidine and Trichostatin A on Expression Efficiency of Exogenous DsRed Gene in Transgenic Cashmere Goats (Capra hircus)
诺明途 袁建龙 高笑宇 杨文亮 刘东军 梁浩 仓明
2015, 23(10): 1334-1342 | Full text
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摘要
基因沉默现象普遍存在于转基因动植物上,为转基因生物的培育和应用带来了新的难题。本实验对2只健康转基因克隆绒山羊(Capra hircus)上分离的耳尖成纤维细胞、表皮细胞和转基因核供体细胞进行分析,观察外源基因海葵红色荧光蛋白(red fluorescence protein from Discosoma sp., DsRed)表达情况。发现在转基因绒山羊上耳尖成纤维细胞的外源基因的表达量显著高于表皮来源细胞的外源基因表达量(P<0.05)。对2只成体转基因绒山羊(耳号为ZK0311-1和ZK110324-1)耳尖成纤维细胞的CMV启动子进行重亚硫酸盐测序后发现其处于很高的甲基化状态ZK0310-1:89.09%,ZK110324-1:86.36%。经过5氮杂胞苷(5-Azacytidine, 5-Az)处理的转基因白绒山羊细胞的DsRed mRNA表达量均有明显的升高(P<0.05),在0~1 μmol/L曲古抑菌素A(trichostatin, TSA)浓度的范围内各种细胞的DsRed mRNA表达量与TSA浓度呈剂量依赖关系(R2=0.985, P<0.01),针对来源于两只转基因绒山羊的两种细胞的最适药物处理浓度分别为:ZK0311-1成纤维细胞,5-Az:5 μmol/L、TSA:1.0 μmol/L;ZK0311-1表皮细胞,5-Az:20 μmol/L、TSA:1.0 μmol/L;ZK110324-1成纤维细胞,5-Az:10 μmol/L、TSA:1.0 μmol/L;ZK110324-1表皮细胞5-Az:5 μmol/L、TSA:0.75 μmol/L,5-Az的处理时间为7 d,TSA的处理时间为24 h。经5-Az和TSA处理细胞系的红色荧光蛋白表达量与其mRNA的表达量发生同步的提高(P<0.05)。另外经5-Az最适浓度处理后,2只转基因绒山羊耳尖成纤维细胞的CMV启动子的甲基化水平也有显著下降ZK0310-1:78.48%,ZK110324-1:49.7%(P<0.05),证明了5-Az具有明显抑制外源基因启动子甲基化水平的作用。研究结果表明,在成体来源的转基因细胞上,TSA和5-Az处理是提高外源基因表达效率的有效措施。本研究对如何改善转基因动物生产中发生的外源基因沉默的问题具有重要的参考价值。
鸡miR-1816前体区单核苷酸多态性(SNP)与鸡经济性状关联分析
The Single Nucleotide Polymorphism (SNP) in the Precursor of miR-1816 and Its Association Study with Chick (Gallus) Economic Traits
王善禾 蒋可人 王顺红 康相涛 孙桂荣
2015, 23(10): 1293-1300 | Full text
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摘要
MicroRNAs(miRNAs)前体区的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP),可能会影响miRNA的加工过程,导致成熟miRNA产量的改变,进而发挥重要的生物学功能。为研究位于miR-1816前体区圆环上的单个SNP rs16057773(A>G)的遗传效应,并探究该SNP是否影响成熟miR-1816的生成,在固始鸡-安卡鸡(Gallus)F2资源群中,对该SNP与经济性状进行关联分析,该SNP与不同周龄的体重及部分体尺性状包括胫围、体斜长和骨盆宽等性状存在显著相关(P<0.05),表明该SNP在鸡生长发育过程中扮演重要角色。使用在线软件预测显示,该SNP不影响miRNA二级结构的稳定性。通过进一步构建miR-1816的2种基因型的pcDNA3.1-EGFP表达载体并转染鸡胚成纤维细胞DF1,实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)检测显示,不同基因型重组质粒组间成熟miR-1816的表达量相似,表明该SNP不影响miR-1816的加工过程。本研究揭示了位于miR-1816基因前体区上的SNP与鸡的经济性状存在显著的相关性,但该SNP并不影响miR-1816的加工过程,不改变成熟miR-1816的表达水平,说明该SNP 不是通过调控自身miRNA的表达量而发挥重要的功能。该研究提示miRNA前体区SNP发挥功能存在不同的途径,有助于对miRNA精细加工过程的理解。
牛胎儿成纤维细胞(bEFs)中过表达SET和MYND结构域蛋白3基因(SMYD3)对细胞增殖和诱导性多能干细胞(iPSCs)诱导效率的影响
Effect of Overexpression of SET and MYND Domain Containing Protein 3 Gene (SMYD3) in Bovine (Bos taurus) Embryonic Fibroblast Cells (bEFs) on the Cells Proliferation and the Efficiency for Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs)
白海栋 董艳华 岳永莉 李燕 于海泉
2015, 23(10): 1282-1292 | Full text
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摘要
SET和MYND结构域蛋白3(SET and MYND domain-containing protein 3, SMYD3)是一种组蛋白H3赖氨酸残基4(Lysine 4, K4)三甲基化转移酶(H3K4 trimethyltransferase),其在多种癌细胞中高表达,能够促进癌细胞增殖、迁移和侵袭。为研究SMYD3在牛胎儿成纤维细胞(bovine embryonic fibroblast cells, bEFs)中的作用,以牛(Bos taurus)cDNA为模板,PCR扩增牛SMYD3基因CDS,并将其连接到巨细胞病毒(Cytomegalovirus, CMV)启动子表达载体pIRES2-Zsgreen1上,构建高表达SMYD3基因载体pSMYD3-IRES2-Zsgreen1。表达载体转染bEFs后,qRT-PCR和Western blot检测其表达,噻唑蓝(3-(4,5)-dimethylthiahiazo (-z-y1)-3,5-di- phenytetrazoliumromide, MTT)比色法监测其对细胞生长的影响。用鼠(Mus musculus)源POU5f1转录因子(octamer-binding transcription factor 4, Oct4)、性别决定基因相关转录因子2 (SRY (sex determining region Y)-box 2, Sox2)、鸟类骨髓细胞瘤元癌基因同源基因(avian myelocytomatosis viral oncogene homolog, c-Myc)和Kruppel样因子4(Kruppel-like factor 4, Klf4)诱导高表达SMYD3基因的bEFs,研究SMYD3对bEFs诱导效率的影响。酶切鉴定结果表明,表达载体pSMYD3-IRES2-Zsgreen1构建成功;qRT-PCR和Western blot结果显示,SMYD3能够在bEFs正常表达,通过荧光筛选得到了稳定表达SMYD3基因的bEFs pSMYD3。MTT结果显示,SMYD3能够促进bEFs的生长;转录因子诱导pSMYD3细胞后,与对照组相比,细胞克隆形成率明显提高,且克隆均为OCT4、NANOG同源框(nanong homeobox, NANOG)和SOX2染色阳性,说明SMYD3能够促进诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)诱导效率。本研究表明SMYD3对bEFs的生长有促进作用,并且能够提高bEFs向iPSCs的诱导效率,为牛诱导干细胞制备及机理研究提供新的思路。
苎麻谷胱甘肽还原酶基因(BnGR1)的克隆和表达分析
Cloning and Expression Analysis of Glutathione Reductase Gene (BnGR1) from Ramie (Boehmeria nivea L.)
朱守晶 余伟林 石朝燕 揭雨成
2015, 23(10): 1318-1326 | Full text
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摘要
谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase, GR)是植物体内一种重要的抗氧化酶类。本研究根据苎麻(Boehmeria nivea (L.) Gaud.)转录组中的相关片段,采用RACE技术克隆到了GR基因的全长cDNA序列,命名为BnGR1(GenBank登录号: KF747758)。该基因的cDNA全长为1 977 bp,开放读码框为1 494 bp,编码497个氨基酸,推测其蛋白相对分子量为53.7 kD,理论等电点为5.68。氨基酸序列分析表明,该蛋白具有吡啶核苷酸-二硫化物氧化还原酶classⅠ活性位点、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADP)结合位点、黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucletide, FAD)结合位点结合位点、氧化型谷胱甘肽(L-glutathione oxidized, GSSG)结合位点和胞质GR特殊结构域,与可可(Theobroma cacao)的GR蛋白(EOY05332)相似性最高,达到88%。此外,本研究成功构建了原核表达载体pGEX-4T-BnGR1,经异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-d-thiogalactoside, IPTG)诱导获得了53.7 kD左右蛋白,与理论值一致。qRT-PCR表达分析表明,该基因在苎麻的根、茎、茎尖和叶片中均有表达,其中在成熟叶中表达量最高,茎中表达量最低;同时,受CdCl2、外源脱落酸(abscisic acid, ABA)和水杨酸(salicylic acid, SA)的诱导上调表达。BnGR1可能与苎麻抗逆机制密切相关,研究结果为探寻苎麻对重金属Cd2+的耐受分子机理提供基础资料。
CMV启动子驱动报告基因EGFP在转基因猪和转基因小鼠不同组织中的表达效率比较
Comparison of the Expression Levels of EGFP Gene Driven by CMV Promoter in Different Tissues of the Transgenic Pigs (Sus scrofa) and Mice (Mus musculus)
杜宝珠 覃玉凤 杨晓亮 孙燕霞 刘志国 丛佩清 陈瑶生 何祖勇
2015, 23(10): 1327-1333 | Full text
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摘要
CMV启动子是真核表达载体中常用的一种转录调控元件,通常被认为是一种广谱性的强启动子,能够在多种不同类型的细胞中高效启动外源基因的表达,但关于其在动物不同组织中调控外源基因的表达效率的研究相对较少。本研究对CMV-EGFP转基因猪(Sus scrofa)的小肠、肺、胰脏、心脏、肌肉、肾、肝脏、脾脏等组织和转基因小鼠(Mus musculus)的肺、肌肉、肝脏、脑、肾、脾脏等组织进行切片分析,结果发现各组织中EGFP的表达量有较大差异:在转基因猪中,EGFP的表达量在肺脏、小肠和胰腺中最高,在肌肉和心脏次之,在肝脏、脾脏和肾脏中最低;在转基因小鼠中,EGFP的表达量在肺脏中最高,在肝脏、脑和肌肉中次之,在肾脏和脾脏中最低。由此可见,CMV启动子在动物的肺脏中具有较强的启动能力,在肌肉组织中启动能力适中,而在肾脏和脾脏中启动能力较弱。这提示动物不同组织中激活CMV启动子的转录因子的丰度存在较大的差异,因此在建立转基因动物模型时,应根据外源基因的表达部位,考虑是否选用CMV启动子。
香鱼akirin1基因的解析及其对单核巨噬细胞功能的调控
The Characterization of Ayu (Plecoglossus altivelis) akirin1 Gene and Regulation of Function in Monocytes Macrophages
林凡佳 裘天休 陆新江 陈炯 李明云
2015, 23(10): 1350-1359 | Full text
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摘要
Akirin是一个高度保守的核因子,与动物的免疫功能密切相关。本研究克隆获得香鱼 (Plecoglossus altivelis) akirin1的cDNA序列(Paakirin1),该基因包含一个549 bp的开放阅读框,编码182个氨基酸(GenBank登录号: KP278589)。Paakirin1与虹鳟(Oncorhynchus mykiss) akirin1的氨基酸序列同源性最高,达到86%,而且含有核定位序列。系统进化树分析表明,鱼类akirin1聚为一大簇,Paakirin1和大西洋鲑(Salmo salar)、虹鳟、红点鲑(Salvelinus alpinus)的akirin1聚类在一起。半定量PCR结果显示,Paakirin1主要在头肾、脾、肠和单核巨噬细胞表达。Paakirin1 mRNA在鳗弧菌 (Vibrio anguillarum)感染后的香鱼头肾和脾组织中表达量显著上调(P<0.05)。单核巨噬细胞在多种免疫刺激后Paakirin1 mRNA也上调(P<0.05)。RNA干扰敲低Paakirin1在单核/巨噬细胞的表达,并不影响单核巨噬细胞在鳗弧菌感染后的白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)表达,但是显著下调细胞向重组CXC趋化因子配体8 (CXCL8)蛋白的趋化(P<0.05)。综上,Paakirin1的表达与免疫刺激密切相关,且调控单核巨噬细胞的趋化功能。本研究为进一步了解鱼类的单核巨噬细胞功能和调控提供理论依据和参考。
转北美海蓬子胆碱单加氧酶基因(cmo)烟草的获得及耐盐性鉴定
Transformation of Salicornia bigelovii Choline Monooxygenase Gene (cmo) into Nicotiana tabacum and Salt Resistance Identification of Transgenic Plant
朱天艺 龚一富 刘增美 王何瑜
2015, 23(10): 1310-1317 | Full text
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摘要
胆碱单加氧酶(choline monooxygenase, CMO)是植物甜菜碱合成过程中重要的限速酶。为探讨转北美海蓬子(Salicornia bigelovii)cmo基因烟草(Nicotiana tabacum)在耐盐基因工程中的应用,利用基础质粒pCAMBIA1300UR构建pCAMBIA1300UR-cmo植物表达载体,通过电击法将重组质粒导入农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)EHA105中,并采用农杆菌介导的叶盘转化法转入烟草,经抗生素筛选、PCR和qRT-PCR检测后,对阳性烟草植株进行耐盐性鉴定。结果表明,北美海蓬子cmo基因在烟草中具有80%的转化效率,在200 mmol/L盐胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)及脯氨酸(proline, PRO)含量明显高于非转基因的烟草植株,而丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量和过氧化氢(hydrogen peroxide, H2O2)含量则低于非转基因组。结果表明,cmo基因的转化提高了烟草的耐盐性,为进一步阐明cmo基因在植物体内的甜菜碱合成代谢途径、抗逆调控机制及培育耐盐植物新品种提供基因资源库和理论参考。
小麦-大麦矮秆渗入系WB29的分子细胞学鉴定及其矮秆遗传特性分析
Molecular Cytogenetic Identification of a Wheat (Triticum aestivum L.)-Barley(Hordeum vulgare ssp. distichon Hsü.) Dwarf Introgression Line WB29 and Its Dwarf Traits Genetic Analysis
昝凯 郑青焕 敬樊 陈真真 白宇浩 刘洋 王亮明 刘淑会 王中华 陈新宏
2015, 23(10): 1273-1281 | Full text
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摘要
WB29是由农家二棱大麦(Hordeum vulgare ssp. distichon Hsü.)与普通小麦(Triticum aestivum L.)7182回交多代选育的矮秆种质,平均株高57 cm,为明确其矮秆性状遗传规律,结合细胞学鉴定、田间株高调查、赤霉素敏感性鉴定和分子标记技术对该种质进行了鉴定。细胞学鉴定结果表明,WB29根尖染色体数为2n=42,用大麦基因组DNA为探针对WB29根尖细胞染色体进行基因组原位杂交(genomic in situ hybridization, GISH)未发现大麦杂交信号;大麦特异序列标签位点(specific sequence-tagged site, STS)标记ABG459(2HS)在WB29中扩增出了大麦特征条带。利用10对小麦矮秆基因(reduced height gene, Rht)标记对农家二棱大麦、7182、WB29和中国春鉴定,结果7182和WB29检测出含有Rht-D1b,而其他材料不携带任何所检测的基因。通过WB29与中国春杂交获得BC1F1和F2分离群体,对这两个分离群体进行统计分析发现WB29的矮秆性状受1对不完全显性基因控制。赤霉素鉴定结果表明,该矮秆种质为赤霉素不敏感型。对F2群体利用引物ABG459进行筛选后鉴定出322株含有与WB29相同的大麦特征条带;同时对F2中Rht-D1b基因进行了检测,发现343株含有该基因。连锁分析结果表明,ABG459与WB29中主效矮秆基因连锁,遗传距离约为7.0 cM,而Rht-D1b与该主效矮秆基因不连锁。以上结果证实,WB29中携带有大麦2HS染色体遗传物质,WB29中矮秆基因可能位于大麦2HS染色体上或其插入位点附近,且该基因对降低WB29的株高起到了一定作用。本研究明确了WB29为小麦-大麦杂种后代,此材料的育成不仅丰富了小麦-大麦中间材料的种质资源,而且该材料中的主效矮秆基因可能来自于大麦,可能为一新的矮源,对丰富矮秆种质资源和扩大小麦育种中矮秆基因的利用范围具有一定意义。
灵昆鸡视黄醇结合蛋白(CRBP4)和蛋壳基质蛋白(OCX-32)基因多态性与产蛋性状的相关性研究
Correlation Analysis of Single Nucleotide Polymorphisms of Cellular Retionol-binding Protein 4 (CRBP4) and Ovocalyxin-32 (OCX-32) Genes with Egg Production Traits in Lingkun Chicken (Gallus gallus)
张丽萍 曾涛 卢立志 刘均 周树和 林兴钦 田勇
2015, 23(10): 1343-1349 | Full text
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摘要
细胞视黄醇结合蛋白(cellular retionol-binding protein 4, CRBP4)担任着肠道吸收维生素A和运输细胞视黄醇的重要任务,并通过与代谢酶的相互作用调节类视黄醇的代谢与平衡。蛋壳基质蛋白(ovocalyxin-32, OCX-32)是禽蛋壳形成过程中子宫内的一种组成成分,因其具有抗菌和潜在的终止蛋壳钙化的功能而被广泛关注。为了寻找CPBP4和OCX-32基因多态性与灵昆鸡(Gallus gallus)产蛋性状的相关性,本研究采用DNA直接测序法,对灵昆鸡276个个体的CRBP4基因外显子2、5和OCX-32基因外显子5进行单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)筛选。结果发现,CRBP4基因存在3个突变位点,即A337C、G2727A和A2847G,其中A337C位点与300日龄灵昆鸡产蛋量显著相关(P<0.05),G2727A和A2847G位点与蛋形指数、蛋白高度显著相关(P<0.05),AA基因型是优势基因型;OCX-32基因内含子4上有3个突变位点,G6566A、A6612G和A6760T,G6566A位点与蛋白高度显著相关(P<0.05),A6612G、A6760T位点与蛋黄重显著相关(P<0.05),BB基因型为优势基因型。6个位点均处于Hardy-Weinberg平衡状态。本研究结果表明,CRBP4和OCX-32基因可能与灵昆鸡的产蛋性状密切相关,可以尝试作为灵昆鸡产蛋性状分子标记辅助育种的候选基因,为灵昆鸡选育工作提供理论依据。
鞘氨醇单胞菌菌株CL01的分离鉴定及其对连作西瓜的促生效应
Isolation and Identification of Sphingomonas sp. CL01 and Its Promoting Effects on Watermelon (Citrullus lanatus) in Continuous Cropping Soil
王志刚 胡云龙 徐伟慧 胡影 刘帅 王春龙
2015, 23(10): 1360-1367 | Full text
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摘要
解磷菌(Phosphate-solubilizing microorganisms)能够提高土壤中有效磷含量,增加土壤肥力,促进植物生长,缓解作物连作障碍。本研究从植物根际分离得到一株高效解磷菌并对其进行菌株鉴定,同时测定了其解磷和吲哚乙酸 (indole acetic acid, IAA)分泌能力,及其对连作西瓜(Citrullus lanatus)幼苗生长的影响。经鉴定,筛选得到的菌株CL01为鞘氨醇单胞菌 (Sphingomonas sp.),解磷能力强,最大解磷量可达到642.60 mg/L,其IAA最大分泌量可达到22.87 mg/L,经OD600=0.5浓度菌液处理后,连作西瓜幼苗的根干重、根长、根体积、根尖个数和毛根(d=0.0~0.5 mm) 比例显著增加,根系平均直径显著降低。经OD600=1.0浓度菌液处理后,连作西瓜幼苗根 尖数和毛根(d=0.0~0.5 mm)比例显著增加,西瓜幼苗根系平均直径显著降低;相比较而言,低浓度菌液对连作西瓜幼苗的促生效果更好。本研究表明,经筛选鉴定的鞘氨醇单胞菌菌株Sphingomonas sp. CL01具有较高的解磷能力,可分泌IAA,且能够优化西瓜根系形态,改善根系组成,在缓解西瓜连作障碍方面具有较好的应用前景。
鸭梨几丁质酶Ⅲ基因(PbChiⅢ)的克隆及原核表达
Cloning and Prokaryotic Expression of Chitinase Ⅲ Gene (PbChiⅢ) from Pyrus bretschneideri Yali
李朋朋 许建锋 张玉星 彭建营 董金皋
2015, 23(10): 1301-1309 | Full text
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摘要
几丁质酶(chitinase, Chi)可以降解病原物真菌细胞壁组分,是一类重要的病程相关蛋白,水杨酸(salicylic acid, SA)、乙烯、植物病原真菌、细菌、病毒等均可诱导其产生。为探究鸭梨(Pyrus bretschneideri Yali)Chi基因的作用,本研究从鸭梨中克隆了几丁质酶Ⅲ(chitinase Ⅲ, ChiⅢ)基因的CDS序列,命名为PbChiⅢ(GenBank登录号: KJ872675),全长897 bp。系统进化分析表明,该基因与黄冠梨(Pyrus Huangguan)ChiⅢ基因(ACM45715.1)的氨基酸同源性最高,其核苷酸序列与黄冠梨(FJ589785.1)的亲缘关系最近。实时定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)分析显示,PbChiⅢ基因在鸭梨的根和果实中表达量较大,极显著高于茎和叶中的表达量(P<0.01);PbChiⅢ的表达受SA的调控,在供试的96 h内,SA可诱导该基因表达,且表达量在12 h达到最高,与同期对照相比差异极显著(P<0.01)。利用原核表达系统成功表达了PbChiⅢ蛋白,在大约31 kD处成功诱导出一条特异蛋白条带。本研究首次克隆了鸭梨PbChiⅢ基因的CDS序列,研究了其在鸭梨不同组织器官中的表达量及在SA诱导下的表达特性,为进一步探索PbChiⅢ CDS序列的功能提供了基础资料。
水稻CDPK12基因启动子的表达模式及其逆境应答元件分析
Expression Pattern and Stress Response Elements Analysis of CDPK12 Gene Promoter in Rice (Oryza sativa ssp. japonica)
张利娜 刘瑜 林拥军
2015, 23(10): 1261-1272 | Full text
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摘要
水稻(Oryza sativa)是人类赖以生存的重要粮食作物之一,但是各种不利的环境条件严重影响水稻的生长发育,进而限制水稻的生产。深入研究植物启动子的结构、功能及作用模式,有助于进一步探索植物对其生长环境的适应机制以及创造优良的抗逆转基因水稻。V9703Q8E(calcium-dependent and calmodulin-independent protein kinases, CDPKs)是一类仅在植物和部分原生生物中存在的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在介导植物生长发育信号和逆境信号转导中具有重要作用。本研究主要对OsCDPK12的表达及其启动子区域顺式调控元件进行了分析。首先通过PCR技术从粳稻(Oryza sativa ssp. japonica)品种日本晴基因组上克隆到OsCDPK12上游2 109 bp的启动子区域,命名为12P,将其融合报告基因β-glucuronidase(GUS),转化粳稻品种中花11,组织化学染色结果显示主要在根茎过渡区、茎节、花药、种子中表达;之后对该启动子进行5'端缺失分析,构建8个融合报告基因GUS的缺失载体,对其转基因水稻植株的研究发现,除12P687外,各个缺失启动子均能驱动GUS基因在根茎过渡区、幼穗花药、枝梗、茎节、种子中表达,而在叶、叶鞘和根中不表达,12P687却能驱动GUS基因在各个组织中表达,表现为组成型表达的特征。对比分析不同缺失启动子转基因植株各组织的染色结果,可以看出,在-966~-687 bp区域,存在关键的负调控元件;-687~-472 bp区域,具有正向调控的顺式作用元件。GUS活性的定量测定结果显示,12P687启动子在叶和叶鞘组织中的活性约为35S启动子活性的1/2,而根中12P687启动子的活性约为35S启动子活性的1/3。此外,还对不同缺失启动子的转基因植株进行了低温、低氮和高盐胁迫处理,发现12P1828的转基因材料经冷胁迫后在叶片中表达上升,而12P687的转基因材料经高盐胁迫后在根中表达下降。本研究鉴定出12P驱动下游靶基因的表达特征及潜在的重要调控元件,并初步验证OsCDPK12基因的表达受低温和高盐调控,为今后抗逆转基因水稻的培育及基因功能研究工作提供参考。
研究资源与技术改进
添加甘蓝7号染色体片段的大白菜易位系获得及遗传稳定性分析
Obtaining and Genetic Stability Analysis of Chinese Cabbage (Brassica oleracea var. capitata)-Cabbage (Brassica compestris ssp. pekinensis) Translocation Lines with Fragment of Cabbage Chromosome 7#
康香辉 轩淑欣 李晓峰 赵建军 申书兴 王彦华
2015, 23(10): 1368-1376 | Full text
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摘要
易位系是指一个物种的染色体与另一物种染色体发生单向或相互易位的个体,易位系中外源染色体片段的遗传稳定性研究对外源优良基因的利用具有重要意义。为创建大白菜(Brassica compestris ssp. pekinensis, AA)-结球甘蓝(Brassica oleracea var. capitata, CC)易位系,本研究以大白菜-结球甘蓝7号单体异附加系(AC7)、二倍体大白菜亲本85-1和结球甘蓝11-1为实验材料,采用45 Gy 60Co-γ射线对其花粉进行辐射,用辐射后的花粉与二倍体大白菜亲本回交获得M1植株,并对M1植株进行自交获得M2。利用结球甘蓝7号染色体相对应的结球甘蓝01连锁群特异(相对于大白菜)的31个InDel (Insertion-Deletion)标记对M2进行筛选,结合细胞学鉴定从M2中获得了10个易位系植株,从中选择了两个添加不同甘蓝片段的易位系植株AT7-1和AT7-2进行游离小孢子培养和自交、回交留种,利用结球甘蓝特异的InDel标记对AT7-1和AT7-2的自交、回交后代和小孢子植株进行鉴定,并对其自交后代的田间农艺性状进行了调查。结果表明,两个易位系中外源染色体片段的遗传稳定性不同,同一易位系自交、回交后代和小孢子植株中外源染色体片段的稳定性亦有差异。AT7-1的自交、回交后代和小孢子植株中具有甘蓝片段的植株比例分别为73%、28%和50%;AT7-2的自交、回交后代和小孢子植株中具有甘蓝片段的植株比例别为84%、62%和25%。AT7-1自交后代植株的结球性状出现分离,而AT7-2自交后代植株的结球性状没有明显分离。大白菜背景中外源染色体的遗传稳定性研究结果为大白菜新种质在育种中的应用提供了参考资料。
云纹石斑鱼心脏细胞系的建立与鉴定
Establishment, Characterization of a New Cell Line From Heart of Kelp Bass (Epinephelus moara)
刘肖峰 陈松林 沙珍霞 吴娅红 于洋 王娜 修旺珊
2015, 23(10): 1394-1400 | Full text
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摘要
鱼类细胞系在鱼类病毒学及功能基因组学方面发挥着重要作用。云纹石斑鱼(Epinephelus moara) 是一种具有重要养殖价值的海水鱼类,尚未见细胞系建立的报道。本研究以云纹石斑鱼的心脏组织为材料,建立了云纹石斑鱼心脏细胞系(epinephelus moara heart cell line, EMH)。细胞系所用的培养基是在L15基本培养基中添加了HEPES(4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid),抗生素,胎牛血清(fetal bovine serum, FBS),β-巯基乙醇(2-Mercaptoethanol, 2-ME)和碱性成纤维生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)的完全培养液。EMH细胞已传至20多代,由成纤维样细胞和上皮样细胞组成。本研究检测了温度及FBS浓度对EMH细胞生长的影响。EMH细胞在18~30 ℃能正常生长,其最适生长温度为30 ℃,在36 ℃时不能正常生长。FBS浓度在10%~20%细胞均能快速生长,最适FBS浓度为15%。染色体分析表明,具有正常二倍体染色体数目(2n=48)的细胞所占的比例为62%。用脂质体法将含增强绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein, EGFP)基因的质粒载体pEGFP-N3转入EMH细胞后,EGFP成功表达。EMH细胞系的建立将为病毒的分离、鉴定和功能基因的研究奠定基础。
牛HA和Flag标记h3f3b基因真核表达载体的构建及鉴定
Construction and Identification of Bovine (Bos taurus) Flag and HA Epitope-tagged h3f3b Eukaryotic Expression Vector
何荣军 谢荣霞 葛陆星 权富生 张涌
2015, 23(10): 1386-1393 | Full text
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摘要
组蛋白变体H3.3是一种参与重编程的关键母源因子,在核移植操作后,卵母细胞中的组蛋白变体H3.3蛋白会将供体细胞中的组蛋白H3.3替换,从而打开染色质结构,促进重编程过程。这两种H3.3蛋白的氨基酸序列上没有差别,而且目前还没有特异性的H3.3抗体,为了研究这一替换过程,本实验采用添加标签的方法,构建了牛(Bos taurus)H3.3蛋白的真核表达载体。H3f3b是编码这一蛋白的基因,实验通过PCR的方法获得了h3f3b的CDs区全长,并添加标签,通过双酶切的方法将片段连接到真核表达载体pcDNA3.1(+)上,构建了pcDNA3.1(+)-HA-h3f3b和pcDNA(+)-Flag-h3f3b重组质粒。双酶切和测序结果显示,片段连接正确,测序结果与GenBank一致。将该质粒转染293T细胞后,通过反转录PCR(reverse transcription-PCR, RT-PCR)和免疫荧光染色及免疫印迹(Western blot)等方法确定了重组质粒的表达和定位。反转录PCR检测表明,只有在转染重组质粒组才能检测到重组H3.3基因的表达; Western blot检测表明,只有在转染重组质粒组中才能检测到标签蛋白的表达;免疫荧光染色后发现融合蛋白可以正确的定位到细胞核中。本研究成功构建了两种携带标签的h3f3b表达载体,并且能正确表达,可为将来研究H3.3交换提供方便。这种添加标签的方法也可以用于其他母源蛋白对供体细胞中蛋白交换的研究。
应用锁式探针技术检测大豆细菌性斑疹病
Development of Padlock Probe Based Method for Detection of Bacterial Pustule of Soybean (Glycine max)
陈艳鸿 田艳丽 赵玉强 胡白石
2015, 23(10): 1377-1385 | Full text
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摘要
大豆(Glycine max)细菌性斑疹病是危害大豆的重要种传细菌病害。近年在全国发病逐年加重,生产无病种子是控制该病害的关键。本研究以看家基因DNA复制和修复蛋白基因(DNA replication and repair protein, recF)为靶标,建立基于锁式探针(Padlock)结合正向斑点杂交技术的地毯草黄单胞菌大豆致病变种(Xanthomonas axonopodis pv. glycines)检测体系。结果表明,该锁式探针能够特异性识别大豆细菌性斑疹病菌,检测灵敏度达到100 fg/μL。该系统对人工模拟种子带菌检出率达到0.1%,利用建立的检测体系对市售大豆种子进行了实际检测应用,从市售的45份大豆种子中检出4份带有大豆细菌性斑疹病菌。本研究表明,基于锁式探针结合正向斑点杂交技术的检测体系能够准确识别大豆细菌性斑疹病菌,从而为该病害的预防和控制提供了有益的参考。
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