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农业生物技术学报 2016年 24卷 10期 刊出日期:2016-07-25
研究论文与报告
尼罗罗非鱼β2m基因的克隆、多态性分析及组织表达特征
Cloning, Molecular Polymorphism and Expression Pattern of β2m Gene in Nile Tilapia (Oreochromis niloticus)
高风英 卢迈新 黎建平 曹建萌 朱华平 可小丽 刘志刚
2016, 24(10): 1588-1599 | Full text
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摘要
β2-微球蛋白(β2-microglobulin, β2m)是主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)Ⅰ分子的亚基之一,与MHC-Iα链非共价结合构成MHCⅠ分子。本实验通过反转录PCR(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增技术(rapid-amplification of cDNA ends, RACE)克隆了尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus) β2-microglobulin (β2m)基因的全长cDNA序列及基因组序列,并对cDNA多态性、mRNA组织分布及感染链球菌后表达的变化进行了分析。结果共获得尼罗罗非鱼2条β2m基因cDNA,全长分别为900和906 bp。两cDNA均包括351 bp的ORF,共编码116个氨基酸残基,还包含68 bp的5'非编码区(5'-UTR)和486(492) bp的3'-UTR。两条cDNA对应各自不同的基因组序列。基因组序列分析发现,β2m基因含3个外显子和2个内含子。尼罗罗非鱼β2m基因推测氨基酸序列与其他物种的β2m基因相似性在39.20%~89.80%之间。β2m基因cDNA多态性分析表明,尼罗罗非鱼中共有2种不同类型的β2m cDNA,每种类型cDNA又有3种不同的亚型。定量PCR分析表明,β2m基因在尼罗罗非鱼脾脏、心脏和肾脏中表达量最高,鳃与肠中的表达量较高,在皮肤和肌肉中的表达量最低。腹腔注射无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)后,尼罗罗非鱼β2m mRNA表达量在4个所检测组织(鳃, 肾脏, 心脏和脾脏)中均出现了先上升后下降的变化趋势。本实验结果表明,β2m基因可能参与尼罗罗非鱼的免疫应答,在免疫反应中发挥重要功能。本研究有助于进一步了解尼罗罗非鱼的免疫调节机制和更好地理解鱼类 β2m的生理功能。
鸡Perilipin1基因的克隆及亚细胞定位
Cloning and Subcellular Distribution of Chicken (Gallus gallus) Perilipin1 Gene
秦菲悦 周纬男 王彦博 程博涵 李辉 王宇祥
2016, 24(10): 1560-1568 | Full text
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摘要
本研究旨在克隆鸡(Gallus gallus)脂滴包被蛋白基因(Perilipin1)的cDNA序列,并检测其在鸡前脂肪细胞分化过程中的亚细胞定位。本研究以7周龄肉鸡腹部脂肪组织为材料,采用RT-PCR和RACE的方法扩增并克隆了鸡Perilipin1基因的5'UTR、CDS和3'UTR片段,分析了该基因的结构;以鸡原代前脂肪细胞为材料,利用免疫荧光及激光共聚焦技术,在诱导分化的不同时间点(12~120 h),检测了鸡Perilipin1在前脂肪细胞中的表达位置。结果表明,本研究获得的鸡Perilipin1基因5'UTR、CDS和3'UTR序列总长度为2 379 bp,该基因由9个外显子、8个内含子组成(ATG位于第二外显子上);在鸡原代前脂肪细胞诱导分化过程中,Perilipin1始终包被在脂滴周围。综上,本研究成功克隆了鸡Perilipin1基因的完整cDNA序列并确定了Perilipin1在鸡前脂肪细胞分化过程中与脂滴的空间位置关系,该结果为深入开展鸡Perilipin1基因的功能研究,揭示鸡脂肪代谢的分子遗传机理提供了重要的理论依据。
桂花15-顺式-ζ-胡萝卜素异构酶基因(Z-ISO)的克隆及表达分析
Cloning and Expression Analysis of 15-cis-ζ-Carotene Isomerase Gene (Z-ISO) in Osmanthus fragrans
张超 罗云 王艺光 付建新 赵宏波
2016, 24(10): 1512-1521 | Full text
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摘要
15-顺式-ζ-胡萝卜素异构酶(15-cis-ζ-carotene isomerase, Z-ISO)可以催化9,15,9'-三顺式-ζ-胡萝卜素异构化生成9,9'-二顺式-ζ-胡萝卜素,Z-ISO基因是植物类胡萝卜素代谢途径中最后一个被鉴定的基因。为克隆桂花(Osmanthus fragrans) Z-ISO基因的ORF序列并研究其表达特征,本研究利用已构建的桂花花瓣转录组数据库中Unigene序列信息,结合PCR技术克隆得到桂花OfZ-ISO1(GenBank登录号: KX120175)和OfZ-ISO2(GenBank登录号: KX120176)基因ORF序列。生物信息学分析表明,OfZ-ISO1和OfZ-ISO2基因均含有长为1 107 bp的ORF,编码368个氨基酸残基。OfZ-ISO1和OfZ-ISO2蛋白均含有6个跨膜螺旋区和3个保守的异构酶功能作用所必需的活性位点(H152、H268和D296)。OfZ-ISO1和OfZ-ISO2与玉米(Zea mays)和拟南芥(Arabidopsis thaliana) Z-ISO1氨基酸序列有较高的相似性,系统进化树分析发现,OfZ-ISO1和OfZ-ISO2与芝麻(Sesamum indicum)Z-ISO亲缘关系最近,聚为同一小支。qRT-PCR结果显示,堰虹桂花序发育过程中,OfZ-ISO1基因在花蕾期花序中表达量较低,铃梗期其表达量急剧增加,初开期表达量保持不变,而盛开期表达量显著下降;OfZ-ISO2基因在花蕾期和铃梗期花序中表达量较低,随后表达量逐渐增加,于盛开期表达量达到最高。在桂花不同花色品种中,丹桂品种堰虹桂花色最深、花瓣类胡萝卜素总量最高,金桂品种金球桂次之,银桂品种玉玲珑花色最浅、花瓣类胡萝卜素总量最低;总体上铃梗期和初开期时玉玲珑OfZ-ISO1和OfZ-ISO2基因的表达量较高,盛开期3个不同花色品种花瓣中OfZ-ISO1和OfZ-ISO2基因的表达量大致相同。本研究结果表明,桂花花序开放过程中OfZ-ISO1和OfZ-ISO2基因的表达水平对其类胡萝卜素的积累十分重要,不同花色品种类胡萝卜素含量与其OfZ-ISO1和OfZ-ISO2基因表达量并非正相关。研究结果将为全面揭示桂花呈色机制提供理论基础。
长爪沙鼠TLR4基因片段克隆及其在脏器中的表达和分布特征
Cloning of TLR4 Gene Fragment and Its Expression and Distribution Characteristic in Organs of Mongolian Gerbil (Meriones unguiculatus)
朱乐欣 蒋小武 刘月环 罗廉佳 李剑 吴旧生
2016, 24(10): 1544-1551 | Full text
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摘要
Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)是参与调节先天免疫的一类具有高度保守性的蛋白受体。为克隆长爪沙鼠(Meriones unguiculatus) TLR4基因片段,分析其在内脏组织中的分布特征,本研究通过分析比较大鼠(Rattus norvegicus)、小鼠(Mus musculus)与仓鼠(Mesocricetus auratus) TLR4基因序列,选择保守区设计引物,扩增长爪沙鼠TLR4基因片段;将所得片段连接到克隆载体上,测序并使用DNASTAR Meglign软件分析该序列与其他不同种属动物TLR4基因序列同源性;采用半定量PCR与免疫组织化学技术分析TLR4在正常长爪沙鼠脏器组织中的表达情况。结果显示,本研究成功克隆了长爪沙鼠TLR4基因片段(GenBank登录号: KX137123),BLAST分析比对发现,与其他鼠类的TLR4基因同源性在87.4%以上,与仓鼠的同源性较高(89.1%),与人(Homo sapiens)、猪(Sus scrofa)的TLR4同源性较低,分别为69.5%和73.1%,提示长爪沙鼠与仓鼠的亲缘关系较近,与人和猪的亲缘关系较远。半定量PCR分析结果显示,TLR4基因在长爪沙鼠心、肝、脾、肺和肾中呈差异表达,以肺脏中表达量最高,肝脏中表达量最低。免疫组化结果表明,在长爪沙鼠的肺脏和脾脏组织中可见较多TLR4阳性反应产物,在肺脏中阳性反应产物主要见于肺泡支气管上皮细胞;在脾脏中阳性反应产物主要见于脾小结周围的边缘区,淋巴小结内也可见少量分布;肾脏中偶见阳性反应产物分布,心脏和肝脏上均未检出,这与转录水平结果较一致。研究结果为探究长爪沙鼠先天免疫及其作为良好的动物感染模型提供了理论依据。
人Irisin基因的克隆、原核表达及重组蛋白的纯化
Cloning, Prokaryotic Expression of Human(Homo sapiens) Irisin Gene and Purification of Recombinant Protein
何赛 李洁 郁建锋 顾志良
2016, 24(10): 1522-1528 | Full text
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摘要
鸢尾素(Irisin)是新发现的一种肌肉因子,其前体是Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5(fibronectin type Ⅲ domain-containing protein 5, FNDC5)。为实现人(Homo sapiens) Irisin的原核表达,通过反转录PCR得到人肌肉组织总RNA的cDNA,并以特异性引物扩增得到人FNDC5基因的cDNA序列。以特异性引物扩增将人Irisin基因序列引入NdeⅠ和XhoⅠ酶切位点,经双酶切后插入原核表达载体pET-30a中,构建重组质粒并转化大肠杆菌(Escherichia coli) Rosetta (DE3) pLysS。通过异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(isopropylβ-D-1-thiogalactopyranoside, IPTG)诱导表达,进行十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶(sodium dodecyl dulfate polyacrylamide gel electropheresis, SDS-PAGE)电泳电泳检测,用镍柱纯化目的蛋白,并用Western blot方法鉴定目的蛋白。DNA序列分析结果显示,克隆的人Irisin基因序列和NCBI公布的序列一致,并成功构建了pET-30a-Irisin重组表达载体;SDS-PAGE电泳检测和Western blot结果表明,表达蛋白分子量约为14 kD,与预期大小一致;实现了人Irisin的可溶性表达,得到了较高纯度的目的蛋白,为进一步研究人Irisin蛋白的结构、功能及应用提供了理论依据。
填饲对朗德鹅SCD5、SREBP2和ELOVL6甲基化和mRNA表达的影响
The Effects of Force-Feeding on DNA Methylation and mRNA Expression of SCD5, SREBP2 and ELOVL6 in Landes(Anser anser)
方倩倩 李祥龙 唐军旺 田勇 沈建良 任晋东 邵荣益 卢立志
2016, 24(10): 1578-1587 | Full text
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摘要
DNA甲基化是表观遗传学的研究热点之一。为了探索填饲是否能够引起朗德鹅(Anser anser)肝脏脂类代谢中DNA甲基化水平以及基因表达量的变化和DNA甲基化修饰作用和基因表达之间的关系。本研究运用焦磷酸测序技术分析鹅肝脏硬脂酞辅酶A去饱和酶5基因(stearovl-CoA desaturase 5, SCD5)、固醇调节元件结合蛋白2基因(sterol regulatory element-binding protein 2, SREBP2)和超长链脂肪酸延伸酶6基因(elongase of very long chain fatty acids 6, ELOVL6)的甲基化水平,再运用qRT-PCR技术进行定量验证。结果显示,SCD5、SREBP2和ELOVL6各2个片段的甲基化水平均在20%以上,均属于高甲基化状态;对照组3个基因各2个片段的甲基化水平均高于填饲组,填饲组与对照组的SCD5-1S和SREBP2-1S片段甲基化差异显著(P<0.05),SREBP2-2S片段甲基化差异极显著(P<0.01),SCD5-2S、ELOVL6-1S和ELOLV6-2S片段甲基化差异不显著(P>0.05);填饲组SCD5和ELOVL6的mRNA表达量均高于对照组,而SREBP2在填饲组的mRNA表达量显著低于对照组(P<0.05)。综合各项指标,填饲引起鹅肝脏组织SCD5、SREBP2和ELOVL6甲基化水平降低,SCD5和ELOVL6 mRNA表达量上升,SREBP2的mRNA表达量降低,表明SCD5和ELOVL6的甲基化修饰对mRNA的表达起反向调控的作用。本实验结果为表观遗传学上DNA甲基化研究方法提供参考,为选育鹅肥肝高产高质系提供重要的分子遗传学依据,也为人类肥胖症和脂肪肝等代谢疾病的研究提供理论依据。
水、旱条件下稻米品质相关性状的QTL定位及其与环境互作分析
QTL Mapping and QTL×Environment Interaction Analysis of Grain Quality-Related Traits in Rice (Oryza sativa) Under Water-and Dry-Cultivation Conditions
李承欣 王敬国 刘化龙 孙健 王江旭 赵宏伟 邹德堂
2016, 24(10): 1491-1499 | Full text
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摘要
为探究干旱胁迫环境条件下水稻(Oryza sativa)碾米品质和外观品质相关性状的变化规律,挖掘干旱条件下稳定存在的控制稻米品质性状的QTL,同时分析QTL与环境的互作效应,本研究以陆稻小白粳子和水稻空育131杂交构建的207个重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体及2个亲本为实验材料,在干旱胁迫和正常灌溉2个环境条件下进行重复实验,对糙米率(brown rice rate, BRR)、精米率(milled rice rate, MRR)、整精米率(head rice rate, HMRR)及垩白粒率(chalky rice rate, CG)4个品质性状进行QTL定位。结果表明,在2个环境下BRR、MRR、HMRR三者之间均呈极显著正相关,MRR、HMRR与CG分别呈显著和极显著负相关。各性状在2个环境下均呈现出连续分布,表现为数量性状的遗传特点。4个性状两年共检测到24个加性QTL和9对上位性互作QTL,分布于除第10和第12染色体的其余10条染色体上。在所有检测结果当中,5个加性QTL(qBRR11a, qMRR11a, qHMRR6a, qCG6a和qCG6c)均在2年干旱胁迫环境下同时检测到,3个加性QTL和4对上位性互作QTL检测到显著的环境互作效应,但各性状均以加性遗传效应为主,受水分环境影响较小。对干旱胁迫具有特异性QTL的挖掘和发现,在一定程度上为干旱胁迫下稻米品质的遗传改良提供了基础资料。
鸡脚重性状的全基因组关联分析
Genome-wide Association Study on Feet Weight in Chicken (Gallus gallus)
陈则东 王文浩
2016, 24(10): 1569-1577 | Full text
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摘要
鸡(Gallus gallus)脚重性状为鸡产业中的重要经济性状。为了揭示鸡脚重性状的遗传基础,寻找可用于鸡脚改良的分子标记,本研究以核心群京海黄鸡为实验动物,测定其脚重,利用简化基因组测序技术在整个基因组范围内检测与脚重相关的SNPs。共检测到16个与脚重相关的SNPs位点,其中13个集中分布在4号染色体上72.8~77.9 Mb区域;2个SNP位点rs475641139和rs475548810达到5% Bonferroni全基因组显著水平(P<5.5E-07),其余位点达到全基因组潜在显著水平(P<1.1E-05)。筛选每个SNP周围1 Mb区域内的基因,共找到9个可能的候选基因,并使用基因本体论(Gene Ontology, GO)数据库对9个候选基因的细胞组分、分子功能和参与的生物学进程进行了分析。结果表明二氢蝶啶还原酶(dihydropteridine deductase, QDPR)基因、LIM域结合蛋白2(LIM domain-binding protein 2, LDB2)基因、类184B家族(family with sequence similarity 184 member B, FAM184B)基因、复合信号免疫球蛋白J结合蛋白(recombination signal binding protein for immunoglobulin kappa J region, RBPJ)基因、纤维母细胞生长因子结合蛋白2(fibroblast growth factor-binding protein 2, FGFBP2)基因、富亮氨酸重复蛋白5(F-box and leucine-rich repeat protein 5, FBXL5)基因、胆囊收缩素受体A(cholecystokinin receptor type A, CCK1R)基因、肌动蛋白互作蛋白1(WD repeat containing protein 1, WDR1)基因和类桶状蛋白4(tubby like protein 4, TULP4) 9个基因和4号染色体72.8~77.9 Mb区域可能为影响鸡脚重性状的重要候选基因和潜在功能区域。本研究为鸡脚重性状的标记辅助选择提供了理论依据。
鳗鲡肠道高产α-淀粉酶菌株的筛选、鉴定及其代谢特征分析
Screening, Identification of a Higher-productivity α-amylase-producing Strain from Anguilla anguilla Intestinal and Its Metabolic Characteristics
黄薇 宋永康 田宝玉 吕新 余华 任丽花
2016, 24(10): 1600-1607 | Full text
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摘要
肠道细菌对宿主肠道营养物质的代谢吸收发挥着重要作用。α-淀粉是鳗鲡(Anguilla anguilla)配合饲料中的主要组分,为研究鳗鲡肠道细菌对α-淀粉的代谢作用,本研究从健康鳗鲡肠道内分离筛选出高产α-淀粉酶的细菌菌株MJ18,通过形态学观察和16S rRNA序列分析鉴定为迟钝爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)。动力学分析结果显示,菌株MJ18所产α-淀粉酶的米氏常数Km=4.64 mg/mL,最大反应速度Vmax=45.45 mg/(min·mL)。Biolog碳代谢特征研究结果显示,菌株MJ18对碳源的利用具有选择性,其中对糊精、麦芽三糖和丙酮酸等3种碳源的利用率最高,代谢活性强的碳源类型为核苷类,代谢活性弱的碳源类型为氨基酸类。本研究为揭示鳗鲡肠道细菌在α-淀粉代谢过程中的作用提供科学依据。
山羊繁殖季节性相关基因DIO2与DIO3的表达分析
Expression Analysis of DIO2 and DIO3 Genes Related to Reproductive Seasonality in Goats (Capra hircus)
黄冬维 狄冉 胡文萍 王翔宇 潘章源 郭晓飞 曹晓涵 刘秋月 储明星
2016, 24(10): 1536-1543 | Full text
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摘要
研究表明,2型脱碘酶基因 (type Ⅱ iodothyronine deiodinase gene, DIO2)和3型脱碘酶基因 (type Ⅲ iodothyronine deiodinase gene, DIO3)对啮齿动物(Rodentia)和绵羊(Ovis aries)的季节性繁殖活动具有重要调控作用。本研究选择常年发情济宁青山羊(Capra hircus)和季节性发情辽宁绒山羊(C. hircus)作为实验对象,应用反转录PCR和定量PCR技术分别对两个基因的组织表达谱及繁殖轴组织中两个基因的表达差异进行检测分析。研究发现,(1)DIO2基因在所研究的24个组织都有一定量表达,DIO3基因主要在小脑、海马、下丘脑、垂体、脑桥以及卵巢和肾上腺等表达,品种间两基因组织表达谱相似;(2)济宁青山羊垂体DIO2基因表达量显著高于辽宁绒山羊(P<0.05),下丘脑、卵巢表达量也均高于辽宁绒山羊,但两品种间差异不显著(P>0.05),子宫表达量显著低于辽宁绒山羊(P<0.05);(3)对于下丘脑组织DIO3基因,则济宁青山羊表达量比辽宁绒山羊明显要高(P<0.05),而对于卵巢和子宫DIO3基因表达量,则济宁青山羊明显比辽宁绒山羊低(P<0.05),济宁青山羊垂体DIO3基因表达量低于辽宁绒山羊,但两品种间差异不显著(P>0.05)。本研究提示DIO2和DIO3基因可能与山羊季节性繁殖调控有关,研究结果可为初步揭示山羊繁殖季节性分子调控机制提供参考。
水稻密码子优化基因Mat#增强草铵膦抗性
The Mat# Gene Optimized by Codon Bias of Rice (Oryza sativa) Enhances Resistance to Glufosinate
秦冠男 翁绿水 肖国樱
2016, 24(10): 1457-1465 | Full text
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摘要
来自细菌Nocardia sp. AB2253的蛋氨酸砜N-乙酰基转移酶基因(methionine sulfone N-acetyltransferase gene, Mat)编码产物具有N-乙酰基转移酶活性,能解除灭生性除草剂草铵膦的毒性,但在植物中表达效率较低。本研究用水稻(Oryza sativa)偏爱密码子优化的Mat#基因转化籼稻品系9K (Oryza sativa ssp. indica),经过PCR和Southern杂交验证,证明该基因已经整合至水稻基因组中。除草剂抗性检测结果显示,该转化体的芽期草铵膦耐受浓度至少为600 mg/L、秧苗期草铵膦耐受浓度至少为1 000 mg/L,对草铵膦的抗性水平不低于转双丙氨酰膦抗性基因(bialaphos resistance gene, Bar)水稻9KA2。酶活性测定结果显示,该转化体叶片中的N-乙酰基转移酶活性约为非转基因对照中的6.6倍。说明优化后的Mat#基因增强了草铵膦抗性,可作为转化筛选标记和抗除草剂目的基因应用于转基因作物育种。
SOX9基因在绵羊不同组织中的表达及其在睾丸中的定位
Expression of SOX9 Gene in Different Tissues and Localization in Testis of Sheep (Ovis aires)
李讨讨 马友记 卢曾奎 雒瑞瑞 高建锋 赵兴绪
2016, 24(10): 1529-1535 | Full text
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摘要
SRY-盒包含蛋白9(sex determining region Y-box 9, SOX9)基因在哺乳动物个体发育中扮演重要角色,广泛存在于各种组织,但主要在睾丸组织表达,参与调控睾丸细胞的增殖与分化。本研究采用qRT-PCR方法检测了6月龄小尾寒羊(Ovis aries)体组织及其0、2、6、12和24月龄睾丸组织SOX9 mRNA的表达规律,并运用Western blot、免疫组织化学技术对不同发育期睾丸SOX9蛋白进行表达与定位研究。结果显示:在体组织中SOX9 mRNA表达无组织特异性,但垂体表达量最高,下丘脑和睾丸次之,肌肉组织(背最长肌和股二头肌)几乎无表达;随着月龄的增加,SOX9 mRNA在睾丸中的表达量先降低后上升,其中6月龄睾丸表达量显著高于0和2月龄(P<0.05),但显著低于12和24月龄(P<0.05)。SOX9蛋白表达趋势与mRNA基本一致,0、2和6月龄睾丸中表达较低,少量支持细胞和间质细胞呈免疫阳性反应;12和24月龄睾丸中表达较高且呈增加趋势,支持细胞、部分间质细胞、极少量初级精母细胞和次级精母细胞呈免疫阳性反应。研究结果表明,SOX9基因在绵羊不同体组织中广泛表达,在下丘脑-垂体-睾丸生殖轴中发挥重要作用,并与睾丸细胞的增殖及分化过程有密切的关系。
禽流感病毒B类等位基因NS1蛋白的原核表达、纯化及热稳定性分析
Prokaryotic Expression, Purification, and Thermal Stability Analysis of the Allele B NS1 Protein of Avian influenza virus
罗维玉 胡永浩 张杰 王金光 朱鹏阳 梁立滨 周圆 李呈军 姜丽 陈化兰
2016, 24(10): 1482-1490 | Full text
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摘要
A型流感病毒的非结构蛋白基因(non-structural protein, NS)在进化上可以分为等位基因A和B,两者之间同源性低于70%;NS1是流感病毒对抗宿主免疫系统的主要毒力因子之一。本研究在序列比对分析的基础上,表达、纯化了本实验室保存的4株B类等位基因禽流感病毒(Avian influenza virus, AIV) (A/duck/Hunan/S1256/12(H3N8), A/environment/Hunan/S4484/11(H12N7), A/duck/Guangdong/07/00(H5N1)和A/duck/Shanghai/08/01(H5N1))的NS1蛋白,并对其进行稳定性分析。首先从感染的鸡胚尿囊液中提取病毒总RNA,利用特异引物Uni12反转录获得cDNA,以其为模板PCR扩增得到NS1全长片段,利用BamHⅠ和NotⅠ双酶切将其定向插入pGEX6P-1载体,大肠杆菌(Escherichia coli)BL21菌株中诱导表达。该蛋白在纯化过程中稳定性差,沉淀析出。为此,进一步构建NS1蛋白截短突变体(1M-202A, R38A/K41A),并在BL21菌株中诱导表达,经过GE health Glutathione-sepharose 4B亲和层析、Source Q阳离子交换柱层析和Hitrap Superdex75分子筛凝胶层析逐步纯化,然后进行SDS-PAGE凝胶纯度分析,并测定OD320,进行蛋白热稳定性分析。结果表明,经进化分析,4株病毒均属于禽流感病毒B类等位基因群,4株病毒NS1蛋白经过全长野生型、全长突变体及截短突变体的逐步优化表达,截短突变体NS1蛋白表达质量相对较高,最终经过逐步纯化获得纯度达到90%以上的蛋白样品,且4株病毒中A/duck/Hunan/S1256/12(H3N8)NS1蛋白的稳定性最好。研究结果为进一步研究其分子结构与功能提供了基础资料。
高粱SbSKIP基因的克隆及其在烟草中的抗旱功能分析
Cloning of SbSKIP Gene from Sorghum (Sorghum bicolor) and Analysis of Drought-resistant Function in Tobacco (Nicotiana tabacum)
刘洋 姚新转 吕立堂 雷雨婷 代婷婷 赵德刚
2016, 24(10): 1500-1511 | Full text
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摘要
SKIP(ski-interacting protein)是一种RNA 代谢相关蛋白,在植物抵抗非生物胁迫伤害中起着很重要的调节作用,本研究克隆了高粱(Sorghum bicolor)SbSKIP基因,cDNA编码区全长1 485 bp,编码494个氨基酸;进化树分析表明,高粱SbSKIP基因编码的氨基酸序列与节节麦(Aegilops tauschii)相似性为52%;定量PCR分析表明,在模拟干旱条件下SbSKIP基因表达量上调,在干旱处理16 h后,表达量显著增加了2倍以上。构建植物表达载体pSH-SbSKIP,利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的叶盘法遗传转化烟草(Nicotiana tabacum),获得25个转基因植株。选取3个不同株系TP4、TP9和TP13,在不同浓度甘露醇模拟干旱条件下对种子发芽率和幼苗期进行抗旱性分析,结果发现,在300 mmol/L甘露醇处理10 d,种子的发芽率比野生型高60%以上,而且从苗期根的生长发现,野生型根的生长明显受到抑制。在自然条件下生长的烟草幼苗,用20% PEG 6000处理14 d,结果显示,转基因烟草正常生长,而野生型烟草大部分叶片黄化甚至出现萎蔫,其中转基因植株超氧化物歧化酶(super-oxide dismutase, SOD)的平均活性值比野生型高91.2%,H2O2和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量分别比野生型降低了42%和32.7%,可溶性糖(soluble sugar)含量达野生型的1.1倍。结果表明,SbSKIP基因表达提高了烟草植株的干旱耐受能力,本研究为进一步研究SbSKIP基因功能提供依据,同时该基因的克隆和功能分析可为创制转基因抗旱材料提供基础资料。
促黄体生成素和17β-雌二醇对牦牛输卵管糖蛋白表达的影响
Effects of LH and E2 on the Expression of Oviductin in Bos grunniens
彭秀梅 温泽星 张译夫 潘阳阳 余四九
2016, 24(10): 1466-1473 | Full text
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摘要
为研究相关激素是否通过体细胞参与哺乳动物胚胎发育的调控,本研究探讨了促黄体生成素(luteinizing hormone, LH)和17 β-雌二醇(17β- estradiol, E2)对牦牛(Bos grunniens)输卵管上皮细胞分泌输卵管糖蛋白(oviductin, Ovn)的影响。体外培养牦牛输卵管上皮细胞,分别添加0、10、25、50、100和200 ng/mL LH和E2,作用72 h后,运用qRT-PCR和免疫荧光技术,从基因和蛋白水平检测Ovn表达。获得如下结果:(1)LH和E2可以提高牦牛输卵管上皮细胞的Ovn mRNA相对表达量;当LH浓度为10 ng/mL时,Ovn mRNA的相对表达量最高,显著高于LH浓度为25、50、100和200 ng/mL组(P<0.05),对照组Ovn mRNA的表达量最低(P<0.05);当E2浓度为25 ng/mL时,输卵管上皮细胞的Ovn mRNA 相对表达量最高,显著高于E2 浓度为 10、50、100和200 ng/mL组(P<0.05),对照组Ovn mRNA表达量最低(P<0.05)。(2)Ovn主要分布于核膜,细胞质也有表达;LH和E2可以提高输卵管上皮细胞的蛋白相对表达量,当LH浓度为10 ng/mL时,Ovn的蛋白表达量达到最高,LH 浓度达到25 ng/mL 时,Ovn 的蛋白表达量降低;当E2 浓度为10~25 ng/mL 时,Ovn 的蛋白表达量随着E2 浓度的上升不断增加,在 25 ng/mL 的E2 作用后,Ovn 的蛋白表达量达到最高,E2 浓度达到50 ng/mL 时,Ovn 的蛋白表达量降低。上述结果表明,LH 和 E2对牦牛输卵管上皮细胞分泌 Ovn 具有明显的促进作用,LH 的最佳作用浓度为10 ng/mL,E2 的最佳作用浓度为 25 ng/mL。本研究为揭示 LH 和 E2 对输卵管上皮细胞分泌 Ovn 的作用机制提供了基础资料,为进一步研究相关激素对牦牛胚胎发育的调控提供了一定理论依据。
应用Pull-down方法获得鸡B-LB分子中结合恒定链的活性片段
Obtaining Active Segments in Chicken (Gallus gallus) B-LB Molecule to Bind with Invariant Chain by Pull-down Method
储稳 罗兰芳 吕邑旺 余为一 陈芳芳
2016, 24(10): 1474-1481 | Full text
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摘要
本研究旨在探明鸡(Gallus gallus)主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)Ⅱ类分子(B分子)中与恒定链(invariant chain, Ii)结合的活性片段,以了解和深入研究Ⅱ类分子与Ii在递呈抗原肽中的作用机理。从实验室保存的B-LB基因的cDNA克隆了3个结构片段分别插入原核和真核表达质粒,再将其分别转染或者与Ii共转染工程菌Rosetta (DE3),诱导表达后先后用亲和层析和拉下法(pull-down)、十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)检测其纯度和形成的复合物。然后用免疫印迹(Western blot)验证复合物的性质以及真核表达验证这些片段在细胞内的表达和定位。首先,构建的3个重组质粒pGEX-4T-1-B-LB-Sβ1、pGEX-4T-1-B-LB-β1和pGEX-4T-1-B-LB-β2TC均能单一表达目的蛋白B-LB-Sβ1、B-LB-β1和B-LB-β2TC,并被纯化。其次,在共表达和pull-down中,B-LB-Sβ1和B-LB-β1能够与Ii形成复合物,而B-LB-β2TC不能与Ii结合,因为免疫印迹的结果表明,特异性抗体能识别在poll-down中被结合的这两个目的蛋白。最后在真核表达系统中,也证实B-LB-Sβ1、B-LB-β1能保持B-L分子在293T细胞的浆膜系统定位的功能,而B-LB-β2TC却丧失了该定位功能。本研究结果首次提供了Ⅱ类分子结合Ii的活性片段的证据。
Necrostatin-1对BCG感染后小鼠巨噬细胞RAW264.7凋亡的调控
Necrostatin-1 Modulate the Apoptosis Induced by BCG in a Macrophage Cell Line RAW 264.7
张嘉美 马臣杰 赵宁 吴晓玲 邓光存
2016, 24(10): 1552-1559 | Full text
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摘要
5-(1H-吲哚-3-基甲基)-3-甲基-2-硫酮-4-咪唑烷酮(Necrostatin-1, Nec-1)是一种能够特异的、有效抑制细胞程序性凋亡的小分子物质。为了探讨Nec-1对卡介苗(Bacillus Calmette-Guérin, BCG)诱导的小鼠(Mus musculus)巨噬细胞RAW264.7凋亡的调控作用,本研究采用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(3-(4,5)-dimethylthiahiazo (-z-y1)-3,5-di-phenytetrazoliumromide, MTT)比色法检测细胞存活率,Annexin V 和碘化丙啶(propidine iodide, PI)双染法检测细胞凋亡率,JC-1染色法检测细胞线粒体膜电位水平,采用分光光度法检测细胞内Caspase-3的酶活性,qRT-PCR和Western blot法检测凋亡相关基因的mRNA和蛋白表达水平。结果表明,Nec-1可提高被BCG感染巨噬细胞的存活率,降低其凋亡率,通过降低线粒体膜电位水平、上调抑凋亡基因Bcl-2的表达同时下调RIP1、RIP3和BAX基因的表达水平,从而有效降低了Caspase-3的蛋白表达量及酶活性。本研究表明Nec-1可通过提高线粒体膜电位水平、并下调促凋亡蛋白的表达量,从而抑制被BCG感染后巨噬细胞的凋亡,这将有助于进一步研究结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)与巨噬细胞间的相互作用,对于揭示结核病的致病机理具有重要意义。
研究评述与展望
ABC转运蛋白结构特点及在植物和真菌重金属耐性中的作用与机制
Structure Characteristics of ABC Transporter Protein and the Function and Mechanism on Enhancing Resistance of Plants and Fungi to Heavy Metals
曹冠华 柏旭 陈迪 张晓蓉 贺森
2016, 24(10): 1617-1628 | Full text
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摘要
ATP结合盒(ATP-binding cassette, ABC)转运蛋白是一类普遍存在于真核和原核生物细胞中的超家族转运蛋白,在生理活动中发挥着重要作用。本文较为详细地介绍了其结构特点,并按保守区进化关系进行了分类,分成A~H 8个亚族;归纳了近年来有关ABC转运蛋白在提高植物和真菌重金属耐性作用的研究报道,并从液泡区隔作用、直接外排作用和线粒体ABC转运蛋白重金属转运作用3个方面对其提高宿主重金属耐性作用机制进行了总结和分析,提出了ABC转运蛋白转运金属离子选择偏好性的观点,同时对ABC转运蛋白进一步的研究和潜在的应用提出了展望。
SNP分子标记及其在甘蓝型油菜中应用的研究进展
SNP Molecular Marker and Research Progress of Its Application in Brassica napus
周龙华 蒋立希
2016, 24(10): 1608-1616 | Full text
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摘要
甘蓝型油菜(Brassica napus, AACC, 2n=38)是中国种植面积最大的油料作物。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)分子标记作为最重要的分子标记技术对正向遗传学研究有极其重要的作用。过去五年,白菜(Brassica rapa)、甘蓝(Brassica oleracea)以及甘蓝型油菜的基因组序列的组装完成,更增大了SNP分子标记在油菜中的研究潜力。本文分析了SNP的生物性质及其技术研究,回顾SNP在甘蓝型油菜中的应用现状,重点关注SNP在连锁图谱构建以及关联分析中的应用,同时,综述了SNP在甘蓝型油菜种质资源分析、群体进化分析,以及分子标记辅助育种等方面的众多应用,旨在为理解和研究SNP分子标记在甘蓝型油菜中的应用提供参考。
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