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农业生物技术学报  2016年 24卷 9期  刊出日期:2016-06-30
 
专题:动物干细胞与胚胎工程
超表达细胞周期蛋白A2基因(CycA2)抑制猪卵母细胞PB1体外排出
CyclinA2 Gene (CycA2) Over-expression Blocks Extrusion of Porcine (Sus scrofa) Oocytes PB1 In vitro
陈瑞 余博 李科瑛 雷安民
2016, 24(9): 1420-1428  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6792 KB)  ( 280 )
摘要
在卵母细胞成熟过程中,细胞周期蛋白A2(CyclinA2, CycA2)可与不同周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)相互作用,通过其周期性表达和降解,参与调控细胞周期。为探讨CycA2基因对猪(Sus scrofa)卵母细胞体外成熟的影响,本研究从猪卵巢中克隆CycA2基因,构建野生型pVenus-CycA2和非降解型pVenus-DN157CycA2真核表达载体,转染至hela细胞,确认重组质粒的表达及定位情况。将pVenus-CycA2、pVenus-DN157CycA2体外转录为cRNA,对猪卵母细胞进行显微注射后,体外成熟培养一段时间后统计第一极体排出率,并观察其表达和定位。结果显示,显微注射了 pVenus-CycA2、 pVenusDN157CycA2 cRNA 的卵母细胞,其第一极体(first polar body, PB1)的排出率与对照组相比极其显著降低(P<0.001, P<0.001);用Roscovitine 处理的 pVenus-DN157CycA2 表达的卵可恢复排出 PB1的能力,其PB1排出率与对照组相比差异不显著。本研究首次揭示了CycA2基因对猪卵母细胞体外成熟过程的影响,为探索CycA2参与染色体分离调控的分子机制奠定基础,同时也为进一步研究第二次减数分裂过程中CycA2基因的作用提供了一个平台。
间充质干细胞疗法应用于宠物临床的现状及问题
Mesenchymal Stem Cells Therapy in Pets Clinical: Current Status and Problems
方佳 魏于栋 张仕强 吕长荣 赵善廷 华进联
2016, 24(9): 1398-1410  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1830 KB)  ( 894 )
摘要
间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)是存在于机体间质组织中的成体干细胞。在体内或体外适宜条件下MSCs具有向多种细胞类型分化的能力,包括成骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞、脂肪细胞甚至胰岛细胞和神经细胞。MSCs疗法已经成为一种新兴的治疗手段,能有效地提高宠物的生活质量,帮助动物摆脱病痛的困扰。本研究综述了MSCs疗法在宠物临床中应用的现状并讨论了应用中存在的问题。
SAHA对水牛卵母细胞体外成熟及胚胎发育潜能的影响
Effect of SAHA on Development Potency of Oocytes and Embryos of Buffalo (Bubalus bubalus)
陆杏蓉 梁贤威 邓廷贤 朱鹏 段安琴 庞春英
2016, 24(9): 1450-1456  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2860 KB)  ( 413 )
摘要
卵母细胞体外成熟过程中组蛋白修饰发生了剧烈的变化,其表达模式的改变对卵母细胞的成熟乃至后续胚胎的发育有着至关重要的作用。去乙酰化酶抑制剂-伏立诺他(suberoylanilide hydroxamic acid, SAHA)作为新型抗癌药物,是组蛋白去乙酰化酶的潜在抑制剂,在体内和体外抑制多种类型肿瘤细胞生长并促进其分化和凋亡。为探讨组蛋白去SAHA对水牛(Bubalus bubalus)卵母细胞体外成熟和胚胎体外发育潜能的影响,本研究比较了不同浓度(0, 2, 5, 10, 20和40 nmol/L)SAHA处理成熟期的水牛卵母细胞对其成熟率(第一极体排出率)、受精卵分裂率、囊胚率和囊胚总细胞数的影响。结果表明,10 nmol/L SAHA处理组成熟率、卵裂率、囊胚率显著高于对照组((77.07±1.79)%和(62.3±2.08)%, (86.81±1.93)%和(74.86±2.07)%, (27.56±2.86)%和(24.23±1.74)%, P<0.05)。随着浓度增加,各处理组囊胚总细胞数有提高的趋势,但组间差异不显著(141±10, 151±13, 165±17, 170±14,147±20, 185±22, P>0.05)。qRT-PCR检测结果显示,SAHA对水牛卵母细胞成熟过程的处理,均显著下调了cAMP反应元件结合蛋白(cAMP responsive element binding protein, CREB)结合蛋白基因CBP、组蛋白乙酰转移酶1基因(histone acetyltransferases 1, HAT1)、组蛋白去乙酰化酶1基因(histone deacetylase 1, HDAC1)在MⅡ期卵母细胞中的表达,P300则有所上调。实验结果表明,组蛋白去乙酰化酶抑制剂SAHA处理是一种能够提高水牛卵母细胞体外成熟效率促进胚胎发育的有效途径之一,该研究结果可为今后研究转基因克隆胚胎发育相关基因调控机理提供了理论基础。
E-cadherin对奶山羊雄性生殖干细胞自我更新与增殖的影响
E-cadherin Affects the Self-renewal and Proliferation in Dairy Goat (Capra hircus) Male Germline Stem Cells
翟源心 郑丽明 华进联
2016, 24(9): 1439-1449  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (8818 KB)  ( 48 )
摘要
E-钙粘素(E-cadherin)是干细胞微环境的重要组成部分,其蛋白结构在各物种间具有较高的保守性,影响精原干细胞的自我更新、增殖和分化等多个环节,对精原干细胞具有复杂的调控作用。为探索E-cadherin对奶山羊(Capra hircus)雄性生殖干细胞(male germline stem cells, mGSCs)自我更新与增殖的影响,本研究将E-cadherin真核超表达载体pE-cadherin-GFP转染奶山羊mGSCs,检测钙粘素1基因(cadherin 1, CDH1)超表达的作用。结合qRT-PCR、Western blot和免疫荧光染色等方法检测E-cadherin及与细胞增殖、多能性相关的标记基因的变化。结果表明,E-cadherin超表达组的奶山羊mGSCs相对于对照组细胞E-cadherin的表达量明显上调,与细胞自我更新和增殖相关的基因整合素α6(integrin alpha-6, CD49f)、神经胶质细胞源性的神经营养因子家族受体α1(glial cell line-derived neurotrophic factor family receptor alpha-1, GFRα1)、早幼粒细胞白血病锌指基因(promyeloeytie leukaemia zinc-finger, PLZF)、八聚体结合转录因子(octamer-binding transcription factor 4, OCT4)和增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen, PCNA)表达明显上调。另外,本研究通过免疫组化技术对成年奶山羊睾丸组织进行E-cadherin表达检测,发现E-cadherin阳性细胞明显较多位于曲细精管基底膜的精原干细胞存在部位。初步说明E-cadherin可能会促进奶山羊mGSCs的增殖及多能性的维持。本研究为奶山羊mGSCs增殖分化等研究提供分子基础,有助于建立稳定的雄性生殖干细胞株。
不同培养体系对猪胚胎多能样干细胞分离培养的影响
Isolation of Porcine (Sus scrofa) Pluripotent Stem Like Cells From Embryos in Different Culture Conditions
王宁 俞晓丽 刘晓鹏 马洋洋 成德 王华岩
2016, 24(9): 1429-1438  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (11068 KB)  ( 135 )
摘要
为深入研究猪 (Sus scrofa)胚胎干细胞(porcine embryonic stem cells, pESCs)分离培养自我更新和分化潜能,本研究利用不同培养条件,从孤雌胚胎(parthenogenetic embryos, PA)、细胞核移植胚胎(somatic cell nuclear transfer, SCNT)和体内受精胚胎(in vivo-produced, IVP)中分离pESC样细胞。对PA和SCNT胚胎的培养条件和关键多能基因进行检测,比较培养液中添加白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor, LIF)、人碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)、糖原合成酶激酶3β抑制剂(inhibitors of glycogen synthase kinase 3β, CHIR99021)和有丝分裂原激活蛋白激酶1(mitogen-activated protein kinase 1, PD0325901)对分离pESCs的影响。结果显示,猪受精卵培养基3(porcine zygote medium 3, PMZ3)适合PA胚胎的发育,NCSU23培养基适合SCNT胚胎的发育。在PA和SCNT囊胚胎中,多能基因八聚体结合转录因子4 (octamer-binding transcription factor 4, OCT4)的表达量比提尔纳瑙伊 (Tir na n-Og, NANOG)和性别决定区Y-box 2(sex determining region Y-box 2, SOX2)显著高;碱性成纤维细胞生长因子受体(basic fibroblast growth factor receptor, bFGFR)基因的表达显著上调,表明从PA和SCNT囊胚胎中分离pESCs需要同时添加bFGF。另外,通过添加bFGF,提高了从体内胚胎分离pESCs克隆的效率。细胞形态呈外胚层样干细胞,免疫荧光检测有NANOG和SOX2的表达,碱性磷酸酶检测阳性。本研究为分离pESCs提供了参考数据和方法。
猪卵巢颗粒细胞培养及其OCT4表达研究
Culturing Porcine (Sus scrofa) Ovarian Granulosa Cells and Study of OCT4 Expression
刘晓鹏 王华岩
2016, 24(9): 1411-1419  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (11494 KB)  ( 223 )
摘要
颗粒细胞在卵巢发育过程中发挥着重要生物学功能。本研究为揭示卵巢发育过程中颗粒细胞的特性,对猪(Sus scrofa)颗粒细胞进行了体外培养和检测,结果显示,颗粒细胞具有一定的干细胞特性。通过对猪卵丘卵母细胞复合体的体外培养,发现卵丘颗粒细胞和卵母细胞之间有互作关系。培养原代颗粒细胞时,会出现自发聚团的现象,AP染色呈弱阳性。RT-PCR检测发现,颗粒细胞内有多种多能转录因子的表达,其中,八聚体结合转录因子4 (octamer-binding transcription factor 4, OCT4)的表达谱存在剪接体。蛋白免疫印迹杂交和荧光免疫染色进一步证明,颗粒细胞表达OCT4及其剪接体,并且在原代颗粒细胞中OCT4主要分布于细胞质,而在传代培养的颗粒细胞中OCT4定位于细胞核内。本研究证明颗粒细胞表达OCT4等多能因子,并与卵母细胞之间的互作方面具有一定特性,为卵巢的发育研究提供了基础资料。
研究论文与报告
籼稻胚性愈伤组织继代培养基体系优化及愈伤组织褐化原因剖析
Optimization of Cultivation Conditions for Calli Subcultures of Indica Rice (Oryza sativa ssp. indica) and Study on the Mechanism of Calli Browning
毛小辉 肖开转 王进兰 郑燕梅 蔡秋华 张建福 谢华安
2016, 24(9): 1319-1327  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6277 KB)  ( 643 )
摘要
农杆菌(Agrobactrium tumefaciens)介导的转化技术已广泛应用于粳稻品种(Oryza sativa ssp. japonica)中,但是迄今未能找到适合于籼稻品种(O. sativa ssp. indica)高效遗传转化的农杆菌介导转化体系,籼稻品种的愈伤组织在继代过程中的严重褐化是最主要的制约因素之一。本研究以籼稻品种93-11为材料,通过响应面设计分析方法,进行二次多项式回归拟合,预测数学模型,研究2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D)浓度、N6-呋喃甲基腺嘌呤(kinetin, KT)浓度和碳源中蔗糖和麦芽糖的比例对籼稻品种愈伤组织诱导的影响,确定了最适宜93-11成熟胚诱导愈伤组织的培养基成分:以MS为基本培养基,添加2.92 mg/L 2,4-D、0.59 mg/L KT、16.37 g/L蔗糖和13.63 g/L麦芽糖;并以此优化培养基继代籼稻愈伤组织。为了研究93-11愈伤褐化的原因,采用组织学与解剖学方法,观察93-11正常愈伤组织和褐化愈伤组织。结果表明,两者的表观结构存在较大差异,正常愈伤组织表面粗糙,凹凸不平;褐化愈伤组织表面结构看似光滑,但是放大后发现这种平滑结构是由于所有细胞失去规则圆形变为无活性扁平状,且细胞不易成团,细胞之间空隙小而少形成的。用qRT-PCR技术分析了褐化相关基因在褐化愈伤组织中的表达情况,发现切伤后与褐化相关的基因生长素输入载体1基因(auxin1, AUX1)和蔗糖非依赖1蛋白激酶2基因(sucrose non-fermenting 1-related nrotein kinase 2, SnRK2)的表达量虽然都比较低,但是在93-11成熟胚诱导的正常愈伤组织和褐化愈伤组织中存在明显差异,而酚类物质氧化途径中与酚类物质合成的基因苯丙氨酸解氨酶基因(phenylalanine ammonia-lyase, PAL)和多酚氧化酶基因(polyphenol oxidase, PPO)在正常愈伤组织还是褐化愈伤组织中都没有检测到表达量。发现组织培养切伤是愈伤组织褐化的主要原因,为进一步阐明愈伤组织的褐化机理提供参考。
海洋枯草芽孢杆菌UMBR1027产抑金黄色葡萄球菌活性蛋白分离鉴定及发酵条件优化
Isolation, Identification of the Antimicrobial Protein on Staphyloccus aureus and Optimization of Fermentation Process from Marine Bacillus subtilis UBMR1027
石灵芳 姜明国 吴家法 杨立芳 刘洪存 耿丽媛 吴霜 张政
2016, 24(9): 1354-1363  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3044 KB)  ( 417 )
摘要
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是一种能引起严重传染性疾病的人兽共患病原菌,由于其严重的致病性及其易产生耐药性的特点,使得探索新的具有活性的药物的需求越发迫切。为了研究对S. aureus有抑制作用的活性蛋白,本实验采用硫酸铵沉淀法对海洋枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) UMBR1027产抑S. aureus活性蛋白进行提取,并利用葡聚糖凝胶SephadexLH-20柱层析、十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)凝胶电泳进行分离、ABI 4800 plus MALDI-TOF进行鉴定;为了提高活性蛋白在B. subtilis UMBR1027发酵过程中的产量实验采用滤纸片扩散法,以抑菌圈直径为指标,分别从培养基pH、培养基的盐度以及培养温度这3个关键因素对B. subtilis UMBR1027产抑S. aureus活性蛋白的影响进行考察,并设计Box-Behnken实验以优化其发酵条件。结果显示活性蛋白主要含有碱性丝氨酸蛋白酶、α-淀粉酶、枯草杆菌蛋白酶和内切-β-1,3-1,4葡聚糖酶,优化实验得出B. subtilis UMBR1027产活性蛋白的最佳发酵条件组合为培养基pH为6.95、培养基盐度为10.38%、发酵培养温度为34.95 ℃;拟合实验中选取发酵培养基pH为6.95,发酵培养基盐度为10.38%,发酵温度为35 ℃进行验证,抑菌圈直径为20.4 mm,与理论值基本吻合。本研究对B. subtilis UMBR1027所产抗菌粗蛋白进行了分离,并成功对抗菌粗蛋白分离纯化后的各个部分进行了鉴定。响应曲面法有效提高了B. subtilis UMBR1027产抑制S. aureus的抗菌蛋白类物质,此研究为探索来自海洋的活性抗菌蛋白类天然药物分子奠定基础。
猪圆环病毒2 d亚型衣壳蛋白在昆虫细胞中的表达
Expression of Porcine Circovirus Subtype 2 d Capsid Protein in Baculovirus/insect Cell Expression System
黄娟 袁飞 韩先杰 李桂梅 单虎
2016, 24(9): 1346-1353  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3840 KB)  ( 419 )
摘要
为了在昆虫细胞中表达猪圆环毒病2型(Porcine circovirus type 2, PCV2)衣壳蛋白,本研究设计合成引物从临床病料中扩增获得猪圆环病毒(Porcine circovirus, PCV)山东株衣壳蛋白基因缺失核定位区的序列,并进行序列分析。将该片段克隆到杆状病毒供体载体pFastBac-1上,然后转化大肠杆菌(Escherichia coli)DH10-Bac感受态细胞,获得重组穿梭杆粒,将该杆粒转染到sf9昆虫细胞中,观察重组杆状病毒致细胞病变效应,并采用PCR、间接免疫荧光实验、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)和Western blot鉴定衣壳蛋白的表达情况。结果表明,扩增获得的猪圆环病毒山东株属于PCV2d亚型,与我国目前使用的商品化疫苗株(PCV2a及PCV2b亚型)在160~180 aa抗原位点有差异。成功构建了重组供体质粒pFastBac1-PCV2d-Cap和重组穿梭杆粒Bacmid-PCV2d-Cap,获得的重组杆状病毒在昆虫细胞中成功表达了约24 kD的PCV2d-Cap,该蛋白可以与猪圆环病毒阳性血清及His标签抗体发生反应,证明具有良好的反应原性。本研究是我国首次采用杆状病毒系统表达PCV2d亚型衣壳蛋白,为制备PCV2d亚单位疫苗以及酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)试剂盒、防范PCV2d亚型流行提供了理论依据。
上海白猪(上系)遗传多样性和群体结构分析
Genetic Diversity and Population Structure Analysis of Shanghai White Pig (Sus scrofa)
盛中华 张哲 肖倩 王起山 陈国宏 潘玉春
2016, 24(9): 1293-1301  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3311 KB)  ( 509 )
摘要
上海白猪(上系)(Sus scrofa)是上海市闵行区的地方培育品种,近年来,由于引进品种的冲击,其各项生产指标严重衰退,且对其种质特性、遗传基础和杂交性能等缺乏应有的了解。本研究应用全基因组范围内的遗传标记,对上海白猪(上系)群体进行了遗传多样性和群体结构的分析。首先对反映群体内遗传多样性的3个重要指标-等位基因的丰度(allelic richness, AR)、标记多态性的比例(the proportion of polymorphic markers, PN)、期望杂合度(expected heterozygosity, He)进行了分析和计算。结果表明,上海白猪(上系)与太湖和西方猪种对比,其遗传多样性最高(PN=0.731, AR=1.709, He=0.221)。上海白猪(上系)与太湖品种之间的遗传分化程度(0.237±0.007)大于其与西方品种之间的遗传分化程度(0.219±0.008)。另外,用主成分分析(principal components analysis, PCA)、STRUCTURE和系统进化树等对群体结构进行了分析。结果显示,上海白猪(上系)群体内的遗传多样性比太湖猪种和西方猪种高;群体间遗传距离显示上海白猪(上系)相对于太湖猪种更接近西方猪种;主成分分析、聚类分析与群体结构分析皆显示上海白猪(上系)能够形成独立的分组。以上结果表明,从分子水平上看,将上海白猪(上系)作为一个独立的培育品种是合理的,特别是其具有独特的遗传结构,应进一步加强其保护、开发和利用。
玉米大斑病菌GPCRs超家族的基因鉴定及其在孢子发育过程中的转录模式
Gene Identification of GPCRs Superfamily and Its Transcriptional Profile During Conidial Development of Setosphaeria turcica
于波 张玉妹 李志勇 吴迪 巩校东 申珅 曹志艳 郝志敏 董金皋
2016, 24(9): 1302-1311  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2965 KB)  ( 527 )
摘要
G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors, GPCRs)广泛存在于动物、植物以及微生物中,是最大的涉及信号转导的膜受体家族。本研究通过基于隐马尔科夫模型的HMMER 3.0软件搜索玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)基因组数据库,鉴定并获得GPCRs超家族基因及其基因组定位;采用MEGA 6.0软件进行系统进化分析;通过通用样品数据系统(generalized sample data system, GSDS)工具进行基因结构分析;利用InterPro和SMART工具分析GPCRs的保守结构域。进一步利用qRT-PCR技术,对所确定的GPCR基因在分生孢子发育形成侵染结构的过程中不同阶段的相对表达量进行分析。结果表明,在玉米大斑病菌基因组中至少有9个典型的GPCR,其中3个属氮源感应因子类,信息素受体和碳源感应因子类各2个,类环磷酸腺苷受体和真菌视蛋白类各1个。这些基因散布在玉米大斑病菌基因组中,且结构复杂多样,但所有成员编码产物均由N端、7个跨膜结构域、3个胞内环、3个胞外环及C端组成。每个跨膜结构域包含20~25个氨基酸。以分生孢子为对照,所有基因在附着胞成熟时期接种后12 h(12 hours post inoculation, 12 hpi)均显著下调(P<0.05);除基因StRtc1和Stfdd123以外,全部基因整体变化趋势均呈现上调/持平(3 hpi)-上调(6 hpi)-下调(12 hpi)-上调(24 hpi)的规律,尤其在侵入丝形成时期(24 hpi)显著上调(P<0.05)。在附着胞形成时期(6 hpi),仅StSte2p和StRtc2表达显著上调。StRtc1和Stfdd123在各阶段中的表达量与对照差异不显著或显著降低。本研究为深入解析植物病原真菌GPCR超家族的功能提供了理论依据。
水稻Os4CL5的Val337缺失突变激活其芥子酸催化活性
Deletion of a Single Amino Acid Residue Val337 from Rice (Oryza sativa) Os4CL5 Results in the Generation of New Substrate Specificities Toward Sinapate
孙海燕 罗兵 赵敏欢 李朋朋 杨志刚
2016, 24(9): 1312-1318  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3405 KB)  ( 340 )
摘要
4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate: coenzyme A ligase, 4CL)催化各种羟基肉桂酸生成相应的硫酯,从而调控木质素和黄酮类物质的生成。4CL的芥子酸催化活性一直是备受关注的一个问题,目前只有拟南芥(Arabidopsis thaliana)的At4CL4和大豆(Glycine max)的Gm4CL1具有芥子酸转化能力。本研究用水稻(Oryza sativa subsp. japonica)苗期的叶片为材料,提取总RNA并以此为模板,用反转录PCR 扩增水稻的Os4CL5基因,并将其连接到原核表达载体pET22-b(+)上,构建了原核表达载体pET-4CL5(+Val)。通过定点突变的方法删除了水稻Os4CL5的Val337,构建了原核表达载体pET-4CL5(-Val)。重组质粒转化大肠杆菌(Escherichia coli ) BL21(ED3)并经异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-d-thiogalactoside, IPTG)诱导表达,十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)检测表明融合蛋白的分子量为57.0 kD,与预测值一致。His-SpinTrap蛋白纯化系统纯化回收重组蛋白,然后对重组蛋白的酶学性质进行表征。结果表明,野生型Os4CL5对不同底物表现出了不同的催化效率,香豆酸是最适底物,其次是阿魏酸,再次是咖啡酸,对芥子酸没有活性。与野生型Os4CL5相比,突变型Os4CL5对香豆酸、咖啡酸、阿魏酸的催化效率有所提高,并且其底物特异性发生了明显改变,获得了对芥子酸的催化活性。本研究为利用基因工程手段调控木质素的生物合成提供了理论依据。
豫南茶区茶品质相关性状与EST-SSR标记的关联分析
Association Analysis of Traits Related to Tea (Camellia sinensis) Quality with EST-SSRs in Southern Henan Area
苏会 刘建军 贺巍 温贝贝 李美凤 冯建灿
2016, 24(9): 1328-1336  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3924 KB)  ( 442 )
摘要
种质资源研究是育种工作的基础,关联分析为植物数量性状的研究提供了有力手段。本研究利用67对EST-SSR标记,对115份茶树(Camellia sinensis)资源进行茶品质相关性状与EST-SSR标记的关联分析。基因间的连锁不平衡是关联分析的基础,67对EST-SSR组成的共2 211对成对位点组合中,均存在一定程度的连锁不平衡,由群体结构分析发现,当群体数目K=4时,模型后验概率LnP(D)最大,该群体被分为4个亚群。将各个材料的Q值作为协变量,分别进行4种目标性状的变异与EST-SSR标记变异的回归分析。由结果得知,与水浸出物、茶多酚、氨基酸和咖啡碱关联的标记共19个,其中与水浸出物关联的标记有5个,TM066对其解释率最高,为13.32%;与茶多酚关联的标记有5个,TM092对其解释率最高,为13.68%;与氨基酸关联的标记有6个,TM083对其解释率最高,为7.6%;与咖啡碱关联的标记有3个,TM111对其解释率最高,为7.8%。其中TM066、TM092和TM074-2与水浸出物和茶多酚同时关联;TM086-1与茶多酚和氨基酸同时关联;TM088、TM111和TM124与氨基酸和咖啡碱同时关联。这些研究结果可进一步用于相关性状位点的深入研究,为茶树的早期鉴定和茶叶品质的改良等提供一定的理论参考。
辅助和正常出壳鸭胚肝脏差异蛋白质组学分析
Analysis of Differential Proteomics in Duck (Anas platyrhynchos domestica) Embryonic Liver of Helped and Normally Breaking Eggs
刘雅丽 曾涛 杜雪 宋美娥 章晓伟 马敏彪 刘晶 卢立志
2016, 24(9): 1337-1345  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2105 KB)  ( 529 )
摘要
本研究应用同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ)技术结合质谱鉴定与生物信息学方法,研究鸭(Anas platyrhynchos domestica)胚胎(鸭胚)孵化过程中出现弱胚现象的分子调控机理,筛选辅助出壳鸭胚肝脏组织差异表达的蛋白。结果表明,共鉴定获得136个差异蛋白,与正常出壳组相比,辅助出壳组有76个蛋白表达上调,60个蛋白表达下调。基因本体(Gene Ontology, GO)注释和通路富集分析表明,这些差异蛋白主要与糖代谢、氧气运输、细胞骨架、应激反应以及氧化还原代谢等生物过程相关,其中辅助出壳组糖酵解通路中的4种酶和细胞呼吸通路中的3种酶表达均显著上调(P<0.05),参与肌动蛋白丝生物过程的7种蛋白也均表达上调,而参与氧气运输的3种血红蛋白和应激保护的3种热休克蛋白表达显著下调(P<0.05)。利用qRT-PCR检测顺乌头酸酶1(cytoplasmic aconitate hydratase 1, ACO1)、醛缩酶B(fructose-bisphosphate aldolase B, ALDOB)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶1(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase 1, G3P1)和热休克71 kD同源蛋白(heat shock cognate 71 kD protein, HSPA8) 4个基因mRNA水平的表达,结果仅ACO1 mRNA和蛋白质水平表达模式一致。结果表明,弱胚可能与糖代谢和呼吸代谢等生物过程变化有关,辅助出壳组能量和代谢率较低。研究结果为更好理解鸭胚孵化过程中出现弱胚现象的分子调控机理提供了蛋白质组学信息。
专家论坛
细胞非对称分裂与姐妹染色体非随机分离研究进展
Nonrandom Sister Chromatid Segregation in Drosophila melanogaster Male Germline Stem Cells Review
雷安民 赵利杰 刘兆霖 陈瑞
2016, 24(9): 1285-1292  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2046 KB)  ( 661 )
摘要
细胞非对称分裂与染色体非随机分离一直是生命科学研究领域的热点,细胞非对称分裂包含形态学非对称分裂与功能性非对称分裂,对于生命世代延续与维持个体组织功能完整意义重大。近年来,在生殖细胞与干细胞研究领域,对于细胞非对称分裂现象的研究取得了一些新的进展,这些进展有助于理解和认识细胞非对称分裂的形成及其调控机制。哺乳动物卵母细胞成熟过程中非对称分裂(形成较大体积的卵子和较小体积的极体)是形态学非均等分裂的代表;而损伤所诱发的干细胞的增殖则是细胞功能性非对称分裂的代表,这一过程所产生的两个后代细胞尽管形态近似,但是具有不同的命运与功能,一个留在原来微环境中继续维持干细胞特性,另外一个则分化成为功能性细胞,替代坏损细胞的功能。细胞在形态学与功能性的非均等分裂,其根源都是细胞核物质的选择性分离。果蝇(Drosophila melanogaster)的精巢组织可在体外进行活体显微观察,能够对精原干细胞的细胞非对称分裂与姐妹染色体分离的实时观察研究,近年来细胞非对称分裂与姐妹染色体分离的研究结果主要来自果蝇。本文结合近年来关于果蝇精原干细胞的姐妹染色体的非对称分离的研究,对细胞非对称分离的假说、研究手段及其可能的调控机制等进行回顾总结,希望能为该领域的未来发展提供一些思路与借鉴。
研究资源与技术改进
高通量检测花生油酸含量相关基因AhFAD2等位变异的方法
Methods for High-throughput Detecting the Allelic Variation of AhFAD2 Gene Related with Oleic Acid Content in Peanut (Arachis hypogaea)
徐平丽 唐桂英 付春 刘玮 鲁成凯 姜言生 刘皓 单雷
2016, 24(9): 1364-1373  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1237 KB)  ( 813 )
摘要
花生(Arachis hypogaea)Δ12脂肪酸去饱和酶基因(Δ12 fatty acid desaturase, AhFAD2A和AhFAD2B)是决定花生籽粒油酸含量和高油酸亚油酸比值(oleic acid/linoleic acid, O/L)的关键基因,高油酸花生品种中这2个基因均发生突变。针对普通油酸花生和高油酸花生AhFAD2A 448位G/A差异和AhFAD2B 442位A碱基的插入/缺失(insertion-deletion, InDels)等位差异,已开发了包括酶切扩增多态性序列法(cleaved amplified polymorphic sequence, CAPS)、等位基因特异PCR(allele-specific PCR, AS-PCR)等多种检测的标记和检测方法。本研究针对上述2个SNP位点,开发了可进行高通量检测的实时定量PCR引物、TaqMan探针和检测技术,该方法检测效率和准确率均很高。本研究还开发了更为经济和高效的竞争性等位基因特异性PCR(kompetitive allele specific PCR, KASP)引物和检测方法。利用开发的TaqMan探针检测方法和KASP方法检测了14个花生品种和高油酸选育回交组合BC2F1和BC1F2群体部分种子的基因型,并比较了两种方法检测结果的一致率,发现这两种方法检测AhFAD2B 442 nt A/-InDel差异结果的一致率高达96.7%;而针对AhFAD2A 448位G/A差异位点检测一致率仅为71.7%。本研究还比较了目前常用的CAPS、AS-PCR、测序法、TaqMan探针法及KASP方法的优缺点,对相关方法的应用前景进行了讨论。本研究涉及的高通量检测方法可有效地辅助高油酸品种的选育,极大地提高了目标性状选择的准确性和效率。
金属络合剂酸性络蓝K在TNOS-LAMP可视化检测体系中的应用
Application of Metal Indictor Acid Chrome Blue K in TNOS-LAMP Visual Detection System
汪小福 付振芳 李玥莹 陈笑芸 彭城 徐晓丽 魏巍 徐俊锋
2016, 24(9): 1374-1383  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4801 KB)  ( 401 )
摘要
环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification, LAMP)是一种快速、灵敏度高和特异性强的等温核酸扩增技术,已被广泛用于各领域。与此同时,高灵敏度也使得扩增时极易出现交叉污染,而利用闭管检测技术能有效降低其污染机率。本研究引入了一种新型的金属指示剂-酸性络蓝K (acid chrome blue K, ACBK),建立了闭管LAMP扩增和检测结果可视化检测技术。首先,本研究分别在LAMP扩增的起始体系中,先后分别测试ACBK与缓冲液、dNTPs、引物和Mg2+等组分反应,确定了含有ACBK的LAMP体系中的颜色变化由Mg2+决定,化学方法也进一步验证了这一结论。随后,对LAMP检测体系中的ACBK指示剂的浓度及Mg2+的浓度进行了选择和优化,最终选定25 μL扩增体系中ACBK的检测浓度为:2 μL 0.04% ACBK,Mg2+浓度为:6 mmol/L。以胭脂碱合成酶基因终止子(terminator of nopaline synthase gene, TNOS)为靶基因,建立了TNOS-ACBK-LAMP检测体系。建立的体系的检测灵敏度针对转基因水稻的检测限为100拷贝,在分别含有50 ng的水稻(Oryza sativa)、大豆(Glycine max)、油菜(Brassica napus)和玉米(Zea mays)基因组中能检测出0.1%的转基因含量。同时,利用不同转化事件及不同作物的转基因材料验证了其检测特异性,结果表明,构建的TNOS-ACBK-LAMP的检测系统具有很强的检测特异性。最终,将该检测体系成功用于对实际玉米样品转基因成分的检测,检测结果既可以裸眼直接判断也可以借助紫外可见光谱分析。该方法的建立为可以加快转基因成分检测的速度,同时也为等温扩增方法的判断提供了新的思路。
H5亚型禽流感病毒环介导等温扩增检测方法的建立
Detection of H5 Avian influenza virus by Loop-mediated Isothermal Amplification
黄书林 吴彤 蒋菲 闫新博 吴文学
2016, 24(9): 1384-1391  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2154 KB)  ( 600 )
摘要
本研究利用反转录环介导等温扩增(reverse transcription loop-mediated isothermal amplification, RT-LAMP)技术建立了H5亚型禽流感病毒(Avian influenza virus, AIV)检测方法。首先,针对H5亚型禽流感病毒血凝素(hemagglutinin, HA)基因8个保守区域设计了3对扩增引物。然后,添加到RT-LAMP反应体系中,并加入优选的冻干保护剂进行冷冻干燥。取等温扩增冻干试剂,用双蒸水溶解并恢复至原体积后,在63 ℃反应1 h,可检出102拷贝的目的基因,比RT-PCR方法敏感约10倍,并且证明冷冻干燥对等温扩增反应敏感性没有影响。另外,利用等温扩增冻干试剂对禽流感病毒、新城疫病毒(Newcastle disease virus, NDV)和传染性支气管炎病毒(Infectious bronchitis virus, IBV)进行检测,结果显示特异性良好。为了便于临床应用,在反应结束后加入由SYBR Green I与羟基萘酚蓝(hydroxynaphthol blue, HNB)组成的显色液,可通过肉眼观察颜色变化判定RT-LAMP结果,与琼脂糖凝胶电泳方法判定结果一致。为考察等温扩增冻干试剂的临床应用效果,对326份临床样品进行了检测。结果表明,RT-LAMP与RT-PCR检出阳性样本数分别为38份和31份,表明RT-LAMP方法阳性检出率高于RT-PCR方法。因此,本研究建立的H5亚型流感病毒RT-LAMP反应体系,可以冻干处理并经显色观察结果,便于研制成试剂盒产品,其敏感性高、特异性好、操作简捷,利于在基层兽医实验室和养殖场推广应用。
推广与应用
快长、少畸形香鱼新品种“浙闽1号”的选育
Breeding of a New Variety of Ayu (Plecoglossus altivlis) Named "Zhemin No.1" with Fast Growth and Few Abnormality Characters
李明云 苗亮 陈炯
2016, 24(9): 1392-1397  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (8960 KB)  ( 125 )
摘要
香鱼(Plecoglossus altivelis)“浙闽1号”是以2002年采捕自浙江宁海凫溪的野生香鱼为基础群体,采用群体选育技术,以生长速度和体形特征为选育指标,经7代连续选育而获得的水产新品种。该品种在相同养殖条件下,9月龄时体长生长要比当地商品苗快11.36%以上,体重生长快25.92%。2012~2014年在浙江宁海和福建南靖两处进行中试,工厂化养殖面积达4.5万m2, 9月龄鱼存活率比当地商品苗提高30%以上,畸形率接近于零,平均增收38.98%。本研究介绍了“浙闽1号”选育过程、品种特征和中试情况,为该品种的进一步推广养殖以及其他水产新品种的选育提供信息和资料借鉴。
 
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