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农业生物技术学报  2015年 23卷 12期  刊出日期:2015-07-30
 
研究论文与报告
克雷伯氏菌菌株Z-13普鲁兰酶基因的克隆及酶学性质研究
Cloning and Characterization of Pullulanase Gene from Klebsiella variicola Strain Z-13
张雨杭 聂慧慧 焦国宝 邱立友 王明道
2015, 23(12): 1632-1638  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2206 KB)  ( 422 )
摘要
普鲁兰酶(pullulanase, EC 3.2.1.41)作为淀粉脱支酶,广泛应用于食品工业、制药业等领域。不断开发普鲁兰酶资源,对我国农产品深加工及淀粉工业节省成本十分必要。实验室前期已从淀粉加工厂附近土壤中筛选出一株普鲁兰酶高效降解菌株Z-13 。本研究对其发酵液中的普鲁兰酶进行了纯化及酶学性质研究,并成功克隆出克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)strain Z-13的普鲁兰酶基因(登录号: KJ146839)。纯化后蛋白分子量约为120 kD,比活力达到51.15 U/mg。薄层层析(thin layer chromatography, TLC)结果表明,该酶水解普鲁兰糖的产物为麦芽三糖。该酶最适温度45 ℃,最适pH值为5.6,稳定性较好。将终浓度为5 mmol/L的金属离子加入酶活测定体系,测定酶活力,结果显示,Na+、Ca2+,和Zn2+可促进该酶酶活,而Al3+、Co2+、Cu2+、Mg2+、K+、Mn2+和Fe2+对其有抑制作用,其中Cu2+存在的情况下,该酶的活性被完全抑制。序列比对结果表明,该普鲁兰酶基因所编码蛋白为Ⅰ型普鲁兰酶,属GH13家族。本研究通过对该普鲁兰酶进行纯化、酶学性质研究及基因克隆,为该酶进一步的异源表达、分子改造提供基础,且具有一定的工业应用价值。
番茄全基因组防御素基因鉴定及表达分析
Genome-wide Identification and Expression Analysis of Defensin Genes in Tomato (Solanum lycopersicum)
宰文珊 叶曙光 苗立祥 熊自立 张海利 马彦如 李源龙 陈勇兵
2015, 23(12): 1588-1596  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (5224 KB)  ( 707 )
摘要
植物防御素是一类由半胱氨酸残基连接而成具有典型三维结构的小分子蛋白,是植物防御过程中重要活性物质之一。本研究借助番茄(Solanum lycopersicum)全基因组测序数据,利用生物信息学方法,对番茄防御素基因进行鉴定、定位,并对其结构、系统发育关系以及表达模式进行分析。结果显示,番茄基因组共含有15个防御素基因家族成员,氨基酸序列长度为73~105 aa,分子量大小为8.09~11.91 kD;序列比对发现这些成员均含有防御素基因特有的Gamma-thionin保守结构域;染色体定位揭示这些成员分布于番茄的4条染色体上(Chr 04、Chr 07、Chr 09和Chr 11);系统发育关系分析表明,番茄和拟南芥(Arabidopsis thaliana)防御素基因可分为7组,含有1对直系同源基因; RNA-Seq表达分析发现,6个防御素基因表现为组织特异性表达,2个表现为广谱性表达,5个基因在所有组织中表达量较低;qRT-PCR分析发现,仅2个防御素基因(Solyc07g007750和Solyc07g007760)受到番茄黄化曲叶病毒的诱导。本研究结果表明,防御素基因不仅涉及番茄营养生长和生殖生长,而且可能参与番茄应对生物胁迫的反应,为进一步揭示番茄防御素基因家族成员的功能提供基础资料。
基于黄瓜花叶病毒(CMV)基因沉默载体的构建
Construction of Virus-induced Gene Silencing Vector Based on Cucumber mosaic virus (CMV)
程晓东 施伟 杜志游 廖乾生
2015, 23(12): 1550-1558  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (5746 KB)  ( 1061 )
摘要
病毒介导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)广泛应用于植物基因功能分析。本研究以黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV)不同株系的RNA2与CMV-Fny基因组R1和R3进行组合接种,获得在本氏烟(Nicotiana benthamiana)中症状轻的病毒组合F1TshR2F3;将CMV-Fny基因组R1、R2、R3和Tsh2克隆到植物瞬时表达载体pCB301中,构建载体pCB301-R1R2R3。农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)浸润接种本氏烟结果显示,pCB301-R1R2R3引起寄主症状与病毒cDNA体外转录产物侵染所产生症状一致;TshR2的2b基因缺失3' 端的95 nt 碱基(Tsh2VIGS)后病毒能系统性侵染寄主植物,但降低病毒外壳蛋白(coat protein, CP)含量;F1TshR2VIGS-Su351 F3接种10 d后整个植株的大部分叶片出现黄色表型;qRT-PCR结果表明,pCB301-F1TshR2VIGS-Su351 F3接种植株中的镁离子螯合镁亚基基因Sulphur mRNA含量为对照植株20%。为进一步验证该载体能否沉默植物中其他基因,将烟草中细胞自噬相关基因Beclin1基因部分序列插入载体pCB301-TshR2VIGS并接种于NN三生烟(N. tabacum cv. Xanthi NN)中,烟草花叶病毒(Tobacco, mosaic virus, TMV)侵染结果表明,F1TshR2VIGS-Beclin337F3浸润接种寄主呈现系统性坏死症状反应,而对照植株仅在TMV接种区域产生局部枯斑。本研究所获得的CMV农杆菌侵染性克隆及其VIGS载体,为构建CMV其他寄主的VIGS载体奠定基础。
小鼠生长激素(GH) shRNA可控表达载体构建及其基因沉默效率
Construction of Controllable Mus Musculus Growth Hormone(GH) shRNA Expression Vector and Its Gene Silencing Efficiency
鞠辉明 赵如梦 于珊 白立景 李奎
2015, 23(12): 1611-1616  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2344 KB)  ( 511 )
摘要
生长激素(growth hormone, GH)是由垂体分泌的一种促进动物机体生长、肌肉发育、调节代谢等重要生理功能的多肽激素。本研究根据小鼠(Mus musculus) GH mRNA序列设计1对mGH小发卡RNA(short hairpin RNA,shRNA)并构建了整合型可控表达mGH shRNA载体pSingle-tTS-mGH shRNA-RFP。重组载体转染小鼠垂体瘤AtT-20细胞,在培养液中添加诱导底物强力霉素(doxycyclin, DOX),借助荧光显微镜观察红色荧光蛋白(red fluorescent protein, RFP)的表达,利用实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)及Western blot检测细胞内mGH的表达变化。结果表明,经DOX诱导后,转染含GH shRNA重组载体细胞组GH mRNA相对表达水平比未经DOX诱导组及其他对照组细胞中降低70%左右,差异极显著(P<0.01),GH蛋白也下降90%左右,其他各组间GH mRNA及蛋白表达量差异不显著(P>0.05)。本研究成功构建了可控表达GH shRNA载体,并在细胞水平证明有很好的可控基因沉默效率,后续配合可控过表达GH基因系统,通过控制GH基因表达水平研究其在生长发育及相关疾病发生中的机制。
黄芩苷促进体外培养小鼠胚胎发育的研究
Effects of Baicalin on the Development of Mouse (Mus musculus) Embryos Cultured In vitro
齐晓楠 杨文浩 张倩 赵园 丛霞 李华涛 曹荣峰 田文儒
2015, 23(12): 1604-1610  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4330 KB)  ( 665 )
摘要
黄芩苷(baicalin, bai)是一种黄酮类化合物,能促进移植后体内胎儿的生长发育,且对胎儿发育没有毒性。为了研究黄芩苷对体外培养小鼠(Mus musculus)胚胎发育的影响及其作用机制。本研究将体外培养的小鼠胚胎随机分成对照组(CZB培养液)和实验组(4 μg/mL黄芩苷处理),采用体视显微镜分别观察胚胎各阶段发育率;采用地衣红染色法计数囊胚细胞数;实时荧光定量检测间隙连接蛋白(gap junction protein alpha-1, GJA1),热休克蛋白70(heat shock 70, Hsp70),B细胞淋巴瘤/白血-2蛋白(B- cellymphoma/leukemia- 2, Bcl-2)和Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein, Bax)的基因表达。结果显示,黄芩苷能显著提高2-细胞和4-细胞卵裂率、桑椹胚、早期囊胚、扩张囊胚发育率和囊胚孵化率(P<0.05),增多扩张和孵化囊胚细胞数(P<0.05),显著上调GJA1,下调Hsp70 和Bax mRNA的表达(P<0.05),降低Bax/Bcl-2的比值(P<0.05)。上述结果表明,黄芩苷通过上调GJA1基因表达、下调Hsp70和Bax基因的表达,提高体外培养小鼠囊胚发育率和囊胚质量。本研究从分子水平揭示了黄芩苷促进胚胎发育的可能作用机理,为深入研究黄芩苷的安胎作用提供基础资料。
内皮特异性表达人血栓调节蛋白的载体构建及体外表达
Construction and In vitro Expression of Vectors Which Specifically Express Human (Homo sapiens) Thrombomodulin in Pig (Sus scrofa) Endothelium
宋小凤 石宁宁 冯冲 魏静 周艳荣 陈红星 潘登科
2015, 23(12): 1597-1603  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1881 KB)  ( 538 )
摘要
血栓调节蛋白(thrombomodulin, TBM)是血管内皮细胞表达的一种膜蛋白,在凝血过程中起到关键作用。已有研究表明,异种移植时由于分子不匹配造成猪(Sus scrofa)TBM不能有效地调节凝血而形成血栓,而在猪的血管内皮细胞表达人TBM可能有助于调节凝血。本研究利用猪源TBM启动子调控人(Homo sapiens)TBM基因(Human thrombomodulin, hTBM),采用基因抓捕的方法获得了7和9 kb猪血栓调节蛋白(Pig thrombomodulin, pTBM)启动子,构建两种表达hTBM的载体,命名为p7K(pTBM)-hTBM和p9K(pTBM)-hTBM。体外转染猪内皮细胞、耳成纤维细胞及肾细胞,通过RT-PCR、qRT-PCR和Western blot检测其特异性表达。RT-PCR显示,7和9 kb两种启动子都能特异调控hTBM在血管内皮表达;qRT-PCR和Western blot显示,9 kb启动子的启动活性高于7 kb (P<0.05)。本研究表明,9 kb pTBM启动子能够驱动hTBM在血管内皮特异性高效表达,为创建血管内皮特异高表达人抗凝血因子的转基因猪提供了基础资料,有助于克服异种移植分子不匹配出现的凝血失调。
N63D及A143E定点突变对枯草芽孢杆菌木聚糖酶最适pH及活性的影响
Mutations at N63D and A143E Change the pH Optimum and Activity of Xylanase from Bacillus subtilis
代云静 李婵娟 汤文浩 吴高兵
2015, 23(12): 1617-1624  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3944 KB)  ( 346 )
摘要
木聚糖酶水解木聚糖主链β-1,4 木糖苷键生成寡糖或木糖,在造纸、饲料和酿造等工业中有着广泛的应用。本研究对来源于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的木聚糖酶基因xyl11采用寡核苷酸介导的PCR定点突变方法构建xyl11N63D、xyl11A143E单突变和xyl11N63D/A143E双突变基因。将重组质粒pGEX-6p-xyl11、 pGEX-6p-xyl11N63D、pGEX-6p-xyl11A143E和pGEX-6p-xyl11N63D/A143E分别转化至大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)中进行蛋白表达和纯化。纯化后的重组酶和突变体经十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)检测后,发现蛋白条带单一,且大小均为20 kD左右。进一步分析了重组酶和突变体的最适反应pH及动力学参数。结果发现, Xyl11最适pH为6.0,以山毛榉木聚糖(beechwood xylan)为底物时,米氏常数(Km)、最大速率(Vmax)和催化常数(Kcat)分别为5.996 mg/mL、360.615 μmol/(min.mg)和1054.429/s。突变体Xyl11N63D的最适pH为4.5, Km为6.876 mg/mL,Vmax为326.289 μmol/(min.mg),Kcat为15.013/s;突变体 Xyl11A143E的最适pH为5,Km为9.178 mg/mL,Vmax为212.959 μmol/(min.mg),Kcat为6.544/s;双点突变体Xyl11N63D/A143E的最适pH为5,Km为14.885 mg/mL,Vmax为201.248 (min.mg),Kcat为4.742/s。与野生型酶相比,单突变体和双突变体的最适pH均下降,Km值增大,Vmax和Kcat均减小,说明突变体对底物的亲和力和酶活性均大大降低。该研究表明,在Xyl11中63和143位点的氨基酸残基对酶的最适pH及酶活性有着重要影响,为研究Xyl11的结构与功能关系及进一步改造该酶提供了基础。
拟南芥ZYP1蛋白的原核表达、多克隆抗体制备及细胞学行为分析
Prokaryotic Expression, Polyclonal Antibody Preparation and Cytological Analysis of ZYP1 in Arabidopsis thaliana
毋瑞华 杨妍 刘征 程征 田保明 位芳
2015, 23(12): 1568-1575  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4745 KB)  ( 666 )
摘要
为分析联会复合体(synaptonemal complex, SC)相关蛋白ZYP1在植物减数分裂过程细胞学行为,本研究通过克隆拟南芥(Arabidopsis thaliana) ZYP1基因片段,构建重组载体pET-28a(+)-ZYP1,优化大肠杆菌(Escherichia coli)诱导表达体系,将亲和层析纯化后的ZYP1融合蛋白,免疫新西兰大白兔(Oryctolagus cuniculus),制备ZYP1蛋白的多克隆抗体,并通过Western blot和酶联接免疫吸附剂测定( Enzyme-Linked Immunosorbnent Assay, ELISA)确定抗血清的特异性和效价。结果表明,成功构建的拟南芥ZYP1原核表达载体,在大肠杆菌中以1.0 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactoside, IPTG),37 ℃诱导表达4 h后,融合蛋白得到高水平表达。所制备的多克隆抗体具有较高的特异性和灵敏性,通过免疫荧光染色,能够检测或定位植物细胞内ZYP1蛋白抗原。同时,免疫荧光分析结果表明,ZYP1蛋白在减数分裂前期过程的细线期开始出现,双线期逐步减少,到达终变期时几乎消失,因此,ZYP1蛋白的动态变化与SC的形成与解散一致,是调控减数分裂期同源染色体联会的重要组成。研究结果有助于深入分析联会复合体相关蛋白ZYP1在植物减数分裂过程中的生物学功能。
南方型紫花苜蓿叶片盐胁迫应答基因鉴定与分析
Identification and Premliminary Analysis of Salt Stress-responsive Genes in Leaves of Southern Type Alfalfa (Medicago sativa ‘Millennium’)
马进 郑钢
2015, 23(12): 1531-1541  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1471 KB)  ( 1520 )
摘要
以南方型紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Millennium’)为材料,以正常培养(WT_CK2)和盐胁迫(WT_N2)条件下的2个样品叶片进行转录组分析,鉴定紫花苜蓿叶片盐胁迫应答相关基因,从转录组水平揭示南方型紫花苜蓿适应盐胁迫环境的分子机制。提取常培养(WT_CK2)和盐胁迫(WT_N2)叶片总RNA,以Illumina Hiseq 2000 平台进行RNA Sequencing(RNA-Seq)分析。同时,对上调和下调DEGs(differential-expressed genes)进行基因本体(Gene Ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)代谢途径富集分析。选择DEGs 6个,以 qRT-PCR验证RNA-Seq 结果的可靠性。结果表明,滤低质量reads后,WT_CK2和WT_N2分别保留了62 771 040和60 394 756 对高质量reads 用于差异表达基因的筛选,其中52.47%和53.07%的reads 能准确比对到参考序列蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)上,说明RNA-Seq 结果和参考序列可靠。DEGs 鉴定结果表明,7 497个基因受盐胁迫诱导差异表达,其中上调表达4 078个,3 419下调表达,其中包括46个转录因子家族的474个转录因子基因在盐胁迫差异表达。GO富集分析表明,差异表达基因广泛涉及结合、催化活性、细胞过程、代谢过程和刺激响应。KEGG代谢分析表明,差异表达基因广泛涉及次生代谢、代谢途径、苯丙素的生物合成、黄酮类生物合成和植物激素信号转导。紫花苜蓿叶片盐胁迫响应中活性氧清除类、渗透调节和离子转运类基因上调,参与生物合成和钙依赖蛋白激酶信号转导途径,丝裂原活化蛋白激酶,PP2C(protein phosphatase 2C)基因家族、ABA(abscisic acid)通路和激素(水杨酸, 乙烯和茉莉酸)信号途径基因表达上调,C3H、NAC、WRKY 和AP2/EREBP转录家族因子不同程度上调,而基础代谢和蛋白合成途径总体上受到抑制。此外,候选了与盐胁迫响应相关的海藻糖-6-磷酸合成酶基因、Na+/H+逆向转运蛋白基因、类受体激酶基因、钙依赖性蛋白激酶基因、非酵解型蛋白激酶基因、类萌发素蛋白基因及相关转录因子基因等。qRT-PCR 检测6 个DEGs 的表达模式与RNA-Seq 分析结果一致,证实了RNA-Seq 结果的可靠性。本研究为阐明南方型紫花苜蓿耐盐分子机制提供基础资料。
芍药花分生组织决定基因(AP1)克隆、序列分析及其在不同发育时期花瓣中的表达变化规律
cDNA Cloning, Sequence Analysis and Tissue Expression Detection of APETALA1 Gene (AP1) in Paeonia lactiflora Pall. Petals of Different Development Stages
吴彦庆 葛金涛 陶俊
2015, 23(12): 1559-1567  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1322 KB)  ( 462 )
摘要
为进一步了解芍药(Paeonia lactiflora Pall.)花分生组织决定基因(APETALA1, AP1)的生物学功能,本研究根据高等植物AP1基因的保守区域设计引物,采用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技术从芍药中克隆了AP1基因(GenBank登录号: KC354376),利用生物信息学对其蛋白结构及功能进行分析和预测,并对其在芍药不同花发育时期内外花瓣中差异表达进行系统分析。测序结果表明,获得芍药AP1基因cDNA全长为1 236 bp,其ORF全长为726 bp,编码242个氨基酸。生物信息学分析表明,芍药AP1蛋白为脂溶亲水性的不稳定蛋白,无跨膜结构和信号肽,表明为非分泌蛋白;其二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主;AP1蛋白存在1个N-糖基化位点(89号氨基酸)和1个O-糖基化位点(206号氨基酸),还存在13个潜在的磷酸化位点,其中包括有蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)、酪蛋白激酶Ⅱ(casein kinaseⅡ, CKⅡ)、依赖DNA的蛋白激酶(DNA-Protein kinase, DNAPK)、蛋白激酶A(protein kinase A, PKA)、蛋白激酶G(protein kinase G, PKG)、毛细血管扩张共济失调突变蛋白(Ataxia-telangiectasia mutated protein, ATM)和p38分裂原激活的蛋白激酶(p38-mitogen activated protein kinases, p38MAPK)等8种保守的特异性蛋白质激酶的结合位点;芍药AP1蛋白包含MADS(2~74位氨基酸)和K-box(89~173位氨基酸)2个超级家族保守结构域。芍药AP1基因表达谱检测发现,AP1基因在芍药花色嵌合体品种金辉4个发育阶段(花蕾期, 初开期, 盛开期和衰败期)的内外花瓣中的表达水平均存在差异表达,在衰败期内外花瓣中表达水平差异极显著(P<0.01),进一步表明,AP1基因表达水平可能与芍药花器官发育有关。本研究成功获得了芍药AP1基因全长cDNA序列,进一步揭示了芍药AP1蛋白的理化性质、结构以及AP1的潜在功能,为今后系统开展芍药AP1基因的功能研究提供基础资料。
重组菌丝霉素高密度发酵制备及其功效研究
High-density Fermentation and Functional Characterization of Recombinant Plectasin
万津 陈代文 余冰 黄志清 毛湘冰 郑萍 虞洁 罗钧秋 何军
2015, 23(12): 1625-1631  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1786 KB)  ( 388 )
摘要
为提高重组菌丝霉素(Plectasin)抗菌肽表达水平,评估其在动物生产上的应用前景,本研究采用30 L液体发酵罐对毕赤酵母(Pichia pastoris)基因工程菌PPle进行高密度诱导培养,采用分批-补料式发酵工艺和甘油基础盐培养基,研究了毕赤酵母工程菌生长及重组蛋白表达规律,并考察了重组菌丝霉素对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)感染大鼠(Rattus norvegicus)肠道健康和免疫功能的影响。结果表明,在30 ℃下,经甲醇连续诱导72 h,其最大菌体质量浓度为402 g/L,最高培养上清蛋白浓度为3.9 g/L;动物实验表明,金黄色葡萄球感染对大鼠免疫器官指数和血清免疫球蛋白无显著影响(P>0.05), 但导致大鼠十二指肠和空肠肠绒毛萎缩、粘膜分泌型免疫球蛋白A(secretory immunoglobulin A, sIgA)含量下降,注射重组菌丝霉素能显著改善大鼠肠道健康,提高小肠绒毛高度和粘膜sIgA含量(P<0.05);此外,重组菌丝霉素可显著降低大鼠盲肠金黄色葡萄球菌和总细菌数量(P<0.05)。该研究结果证实,重组菌丝霉素在动物生产上具有潜在应用前景,有望替代抗生素用于金黄色葡萄球菌感染的预防和治疗。
超量表达烟草高亲和钾离子转运体蛋白基因(NtHAK1)提高烟草盐胁迫能力
Overexpression of Nicotiana tabacum High-affinity Potassium Ion Transporter Protein Gene(HAK1) Improves the Salt-tolerance in Tobacco(N. tabacum) Plants
秦利军 宋拉拉 赵丹 赵德刚
2015, 23(12): 1576-1587  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4984 KB)  ( 745 )
摘要
高亲和钾离子转运体蛋白(high-affinity potassium ion transporter protein, HAK)在植物盐害胁迫过程中起重要调控作用。本研究分析了盐胁迫对超量表达烟草(Nicotiana tabacum) HAK1植株种子发芽率(germination rate)、发芽势(germination potential)和发芽指数(germination index)以及盐害对烟苗(4~5叶期)叶绿素(chlorophyll, Chl)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶 (peroxidase, POD)活性的影响。结果表明,当Na+浓度低于50 mmol/L时,转基因和野生型植株的种子发芽率、发芽势和发芽指数不受影响;Na+浓度为100和150 mmol/L时,超量表达烟株种子萌发率、萌发势和发芽指数分别为81.6%、85.0%、42.6%和63.9%、78.8%、20.2%,均显著高于野生型植株(P<0.05)。盐胁迫处理后, 野生型植株Chl含量从处理前(0 d)的2.25 mg/g (FW)降至处理5 d时的1.31 mg/g (FW),降幅为41.8%,而转基因植株的降幅平均为36.5%,其降幅显著低于野生型植株;盐胁迫处理5 d时,野生型植株MDA含量为105 nmol/g (FW),显著高于超量表达植株[96.52 nmol/g (FW)] (P<0.05)。同时,NaCl胁迫处理引起了超量表达NtHAK1植株和野生型植株的抗氧化酶(antioxidant enzymes, AOEs)活性显著增加(P<0.05),超量表达植株的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT) 平均酶活增幅为38.8和58.1%,而野生型植株为34.2%和54.6%。对超量表达及野生型植株钠钾吸收相关基因表达分析表明,盐胁迫3 d时超量表达植株的高亲和钾离子转运体蛋白基因HAK1、钾外流通道蛋白(potassium outward rectifier channel protein)基因TORK1和液泡Na+/H+逆向运输蛋白(vacuolar Na+/H+ antiporter protein)基因NHX1的表达量分别为野生型植株的3.85、1.79和1.69倍。另外,超量表达植株根、叶组织的Na/K比值分别为0.110和0.106,而野生型植株Na/K比分别为0.147和0.135,均显著高于前者(P<0.05)。本研究为后续培育耐盐烟草新种质和进一步研究HAK1基因介导的耐盐机制提供参考资料。
家蚕30K蛋白对人肝细胞脂滴蓄积的影响
Effect of Silkworm (Bombyx mori) 30K Apolipoprotein on Human(Homo sapiens) Hepatic Lipid Accumulation
汪凤梅 林樟芽 陈生稳 陈滨 于威
2015, 23(12): 1542-1549  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (9039 KB)  ( 158 )
摘要
家蚕(Bombyx mori) 30K蛋白是家蚕五龄幼虫血淋巴中含量最高的一类蛋白质,具有多种生物学功能。30K蛋白作为一类昆虫载脂蛋白,推测其可能在哺乳动物细胞中也具有相似的功能,但迄今尚未见报道。为了研究其对哺乳动物细胞内脂类蓄积的影响,本研究利用含诱导液油酸(oleic acid, OA)和棕榈酸(palmic acid, PA)的培养基(OA∶PA=2∶1)诱导正常人(Homo sapiens)肝细胞系L-02 24 h,在体外建立了人脂肪肝细胞模型,并利用该模型分析了两种家蚕30K蛋白30Kc6和Lip-19G1对肝细胞内脂滴蓄积的影响。结果表明,当采用油红O染色法进行检测时,经30Kc6蛋白预处理后的正常肝细胞再经诱导液诱导后,细胞内脂滴的积分光密度(integral optical density, IOD)值/细胞总面积值与未经蛋白处理的对照组细胞相比明显减少(P<0.05),而Lip-19G1蛋白预处理组差异不显著;此外,经30Kc6或Lip-19G1蛋白处理后的脂肪肝细胞模型内脂滴IOD值/细胞总面积值与未经蛋白处理的对照组细胞相比也明显减少(P<0.01)。上述结果表明,家蚕30Kc6蛋白对肝细胞内脂滴蓄积具有一定的预防作用,同时家蚕30Kc6和Lip-19G1蛋白均可以有效减少脂肪肝细胞模型内脂滴的蓄积量。本研究将为家蚕30K蛋白载脂功能的深入研究提供基础信息,并为其作为一种新型的降脂药物开发提供理论依据。
研究资源与技术改进
防治瓜类细菌性果斑病(BFB)生物种衣剂的研制
Development of Biological Seed Coating Formulation for Control of Bacterial Fruit Blotch (BFB)
李乐书 葛艺欣 田艳丽 胡白石
2015, 23(12): 1649-1659  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1782 KB)  ( 555 )
摘要
瓜类细菌性果斑病(bacterial fruit blotch, BFB)严重危害多种葫芦科作物的叶片和果实。为了促进瓜类细菌性果斑病的防治工作,本研究从西瓜(Citrullus lanatus)种子上分离鉴定出了一株芽孢杆菌(Bacillus sp.)TS86,抑菌圈法测定其对西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli)具有较好的拮抗效果;室内发芽实验证明,其对西瓜和甜瓜(Cucumis melo)种子表现出良好的安全性。以TS86的发酵液为活性成分进行生物种衣剂的研制,种衣剂助剂筛选结果显示,以4%聚乙烯醇AH-26为最佳成膜剂,5%乙二醇为最佳防冻剂,0.3%酸性品红为最佳警戒色,并添加0.5%蔗糖作为种衣剂的各项助剂为最佳配比。以筛选出的助剂与发酵液制成的生物种衣剂各项指标测定发现,生物种衣剂中TS86初始浓度为4.0×108~5.0×108 CFU/mL,pH 5.70,偏酸性,粘度为46 mPa/s,室温条件放置一年,活菌量仍保持较高浓度,第12个月时,种衣剂中活菌量为5.1×106 CFU/mL。以药种比1∶50的比例对带有细菌性果斑病菌的西瓜和甜瓜种子进行包衣,温室栽培实验结果表明,对西瓜和甜瓜幼苗细菌性果斑病的防病效果分别提高了70.63%和80.59%。以上结果说明,本研究研发的生物种衣剂对瓜类细菌性果斑病有较好的防治效果,其高效、安全、环保等特点对瓜类细菌性果斑病的可持续控制、降低农药公害具有重要意义。
牡丹不同发育阶段种子和花瓣组织实时荧光定量PCR中内参基因的挖掘与筛选
Reference Genes Discovery and Selection for Quantitative Real-time PCR in Tree Peony Seed and Petal Tissue of Different Development Stages
刘洪峰 高乐旋 胡永红
2015, 23(12): 1639-1648  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4861 KB)  ( 933 )
摘要
选择合适的内参基因是保证实时荧光定量PCR分析(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)准确性的前提条件。本研究选取了‘凤丹’(Paeonia ostii ‘Feng Dan’)不同颜色变异个体的花瓣、不同组织(茎、叶片、花萼、花瓣)、不同发育时期的种子及‘凤丹’、西施’(Paeonia ostii ‘Xi Shi’)、‘雀好’(Paeonia ostii ‘Que Hao’)3个品种花发育不同时期的花瓣共33份材料,利用qRT-PCR检测了来自于牡丹(Paeonia suffruticosa)转录组数据库的16个候选内参基因AMPDS、ARFA1C、ERVTP、FCF2PRP、GATA24、GRF9、MBF1A、MHCRP、PAD1FP、PIN1AT、PKSP、PP2A、PP2CFP、PTRP、PUF1639、RPS9以及6个看家基因ARP2、IWS1、GAPDH、TBCC、TUA5和UBC28在四组实验条件下的表达水平,并利用geNorm和NormFinder程序对各基因进行稳定性评价。综合分析结果表明,在不同组的实验条件下最适合作为牡丹基因表达的内参基因各不相同。在以凤丹、西施和雀好3个品种花发育不同阶段花瓣为材料时,最稳定的内参基因为ERVTP、PP2CFP;在以不同花色梯度凤丹花瓣为材料时,最稳定的内参基因为RPS9和ARFA1C;在以不同组织(茎、叶、花萼和花瓣)为材料时,AMPDS和PUF1639表达变化最为稳定;对于不用发育阶段的种子而言,RPS9和PUF1639为最适合的内参基因。另外,PUF1639、MBF1A、PP2CFP和RPS9四个新筛选的内参基因较所选传统看家基因表现更优。研究结果表明,通过牡丹转录组数据来筛选稳定表达的内参基因是可靠且高效的。本研究为牡丹基因表达分析提供了稳定可靠的内参基因。
绵羊睾丸蛋白质双向电泳体系的建立及优化
Establishment and Optimization of Two-dimensional Gel Electrophoresis System in Testis of Sheep (Ovis aries)
卢曾奎 张全伟 马友记 赵兴绪 阮崇美
2015, 23(12): 1660-1666  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6980 KB)  ( 168 )
摘要
为了建立和优化绵羊睾丸蛋白质双向电泳(two-dimensional electrophoresis, 2-DE)体系,本研究以成年绵羊(Ovis aries)睾丸为实验材料,比较了蛋白质不同提取方法、上样量、聚焦时间、分离胶浓度对绵羊睾丸蛋白质双向电泳的影响。结果表明,三氯乙酸(trichloroacetic acid, TCA)/丙酮沉淀法提取绵羊睾丸组织总蛋白获得的蛋白点最多,上样量750 μg,聚焦时间75 000 Vh或更高,12%分离胶对分离后的2-DE图谱较好。采用优化后的条件,可以得到蛋白点数多、背景清晰的2-DE图谱,有利于绵羊睾丸发育和雄性生殖疾病相关的研究。
 
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