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农业生物技术学报  2016年 24卷 12期  刊出日期:2016-10-19
 
研究评述与展望
核桃过敏原分子特征与检测方法研究进展
Research Progress in Molecular Characteristics and Detection Methods of Walnut Allergens
姜松松 赵博 毕源 车会莲
2016, 24(12): 1935-1944  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (966 KB)  ( 584 )
摘要
近年来,核桃(Juglans sp.)等坚果引起的过敏性疾病的患病率逐渐增加,人们喜爱食用的以及经常作为加工食品原料的核桃等坚果中存在的过敏原对敏感机体构成了潜在威胁,也成为过敏原监管的一个难题。目前,被人们普遍食用的核桃品种为英国核桃(Juglans regia) 和黑核桃(J. nigra),这两种核桃品种中已知的过敏原为分属于Prolamins超家族的Jug r 1、Jug n 1、Jug r 3和Cupins超家族的Jug r 2、Jug n 2、Jug r 4,以及Profilins家族的Jug r 5。本文主要对这些核桃过敏原的理化与免疫性质及相关检测方法等方面的研究进展进行了综述,可以系统地了解核桃中的过敏原性质,设计更加准确合理的检测方法,为保障核桃过敏患者的安全提供科学参考。
全基因组测序(WGS)在畜禽群体进化和功能基因挖掘中的应用
Application of Whole Genome Sequencing (WGS) in Population Evolution and Gene Discovery of Domestic Animals
潘章源 贺小云 刘秋月 郭晓飞 曹晓涵 胡文萍 狄冉 王翔宇 储明星
2016, 24(12): 1945-1954  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (989 KB)  ( 1690 )
摘要
全基因组测序(whole genome sequencing, WGS)是指通过高通量测序技术对物种个体或群体的基因组进行测序,并通过生物信息学技术对序列特征进行分析,以在全基因组水平探究物种的进化规律和筛选功能基因,主要包括从头测序(de novo)和重测序(re-sequencing)。WGS具有信息全面、精确、高效等优点,尤其能对未知基因和未知结构变异进行高效探索,随着高通量测序技术的发展,WGS成本快速降低,使其迅速超越传统策略,成为当前群体进化分析和功能基因挖掘的最主要研究策略,并在畜禽中得到广泛应用。目前已经对鸡(Gallus gallus)、猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)、绵羊(Ovis aries)、山羊(Capra hircus)、马(Equus caballus)、鸭(Anas platyrhynchos)和狗(Canis lupus)等畜禽进行了大量WGS研究,探究了畜禽进化规律,并挖掘出许多关键功能基因。此外,WGS在未来畜禽泛基因组的构建和全基因组选择育种中也将有广泛的应用。本文主要对WGS的特征和发展进行了介绍,概述和讨论了其在畜禽群体进化和功能基因挖掘中的应用,并简述了其关键要点和应用前景,以期为WGS在畜禽中得到进一步的应用提供理论参考。
研究论文与报告
钙对赭曲霉毒素A(OTA)诱导拟南芥毒性的抑制作用
Calcium Inhibits Ochratoxin A (OTA) Induced Arabidopsis thaliana Toxicity
吕杨俊 郝俊冉 许文涛 张海华 翟亚楠 杨静
2016, 24(12): 1839-1845  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (5350 KB)  ( 336 )
摘要
为丰富赭曲霉毒素 A (ochratoxin A, OTA)的植物毒性及其作用机理,探究钙在OTA诱导的植物毒性调控作用机理,本研究采用添加外源Ca2+,钙离子螯合剂乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(ethylenebis (oxyethylenenitrilo) tetraacetic acid, EGTA)及OTA等处理离体拟南芥(Arabidopsis thaliana)叶片,通过形态学观察,叶片相对电导率、活性氧含量(reactive oxygen species, ROS)和丙二醛(malondialdehyde, MDA) 含量的测定等研究钙对OTA诱导的拟南芥毒性的影响,结果表明,在一定浓度范围内(0~50 mmol/L),外源Ca2+ 单独处理,拟南芥叶片形态学无明显变化,EGTA与OTA分别处理均会引起拟南芥叶片失绿、坏死病斑的形成,而Ca2+与OTA共同处理,能显著抑制OTA诱导的拟南芥叶片失绿、坏死病斑的形成,EGTA加剧OTA的毒性作用;OTA处理使拟南芥叶片相对电导率升高,细胞膜通透性增大,外源钙能显著抑制OTA引起的拟南芥叶片相对电导率升高,20 mmol/L Ca2+的抑制作用最强,抑制率为61.32%。此外,OTA处理使拟南芥叶片细胞ROS的爆发及MDA的积累,对拟南芥造成氧化损伤,钙能显著抑制OTA诱导的拟南芥ROS爆发,减少MDA的生成,抑制率分别为29.7%和71.4%。研究结果说明 OTA 能诱导拟南芥的植物毒性,钙能显著抑制OTA诱导的拟南芥植物毒性,钙在拟南芥受外界胁迫中起重要作用。
家蚕半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因(bcpi)的克隆与表达分析
Cloning and Expression Analysis of Cysteine Proteinase Inhibitor Gene (bcpi) in Silkworm (Bombyx mori)
侯勇 杨欢 李建伟 龚竞 周霞 田莎 郭超 夏庆友
2016, 24(12): 1915-1924  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3556 KB)  ( 231 )
摘要
家蚕 (Bombyx mori) 体内存在一种半胱氨酸蛋白酶抑制剂 (Bombyx cysteine proteinase inhibitor, BCPI),其可抑制半胱氨酸蛋白酶的活性,并且在Ras1CA家蚕的丝腺组织中高量表达。为了进一步阐明BCPI在家蚕体内的生物学功能,本研究利用分子生物学的手段对bcpi基因进行了研究,对其在不同组织和时期的表达特征和响应蜕皮激素的情况进行了分析。结果表明,bcpi基因CDS全长315个碱基,编码105个氨基酸,N端具有19个氨基酸的信号肽结构域。反转录PCR (reverse transcription PCR, RT-PCR) 和实时荧光定量PCR (quantitative Real-time PCR, qRT-PCR) 的结果显示,bcpi基因主要在血细胞中表达,在头部、体壁等组织中也有微量表达。从发育时期上来看,该基因在上蔟期和羽化变态期存在上调表达。Western blot检测结果表明,BCPI蛋白主要存在于血淋巴中,并且在上蔟期和蛹后期血淋巴中的含量明显升高。当用蜕皮激素处理家蚕时,bcpi基因发生明显上调表达,但是双荧光素酶报告系统的结果显示, 在细胞水平bcpi上游1 500 bp启动子的活性受到蜕皮激素的抑制,推测其在体内有更复杂的调控机制。以上结果为深入研究BCPI的功能提供了更多的参考信息。
牛羊胎盘免疫调节因子的提取及对PANC-Ⅰ增殖和迁移影响的比较
Preparation of Sheep (Ovis aries) and Cow (Bos taurus) Plancenta Immumoregulating Factor and Its Effects on Proliferation and Migration of PANC-Ⅰ Cells
王晶 林志颖 林立梅 李夏伟 侯东霞 李雪玲
2016, 24(12): 1863-1871  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (8671 KB)  ( 123 )
摘要
胎盘免疫调节因子(placenta immunoregulating factor, PF)是从胎盘提取的小分子多肽,对病毒性疾病、免疫缺陷疾病及恶性肿瘤等具有潜在的临床应用价值。为检测牛(Bos taurus)和绵羊(Ovis aries)胎盘免疫调节因对人(Homo sapiens)胰腺癌细胞(pancreatic cancer cells-Ⅰ, PANC-Ⅰ)增殖与迁移的影响,本研究对从屠宰场获得的牛和绵羊胎盘进行分离,利用双酶水解法制备PF,将质量浓度为100~2 000 ng/mL的牛、羊PF作用于体外培养的PANC-Ⅰ细胞,以3-(4, 5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧甲酯基)-2-(4-磺苯基)-2H-四唑(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium, MTS)法观察细胞增殖抑制率,应用流式细胞技术检测其对PANC-Ⅰ细胞周期的影响。并利用Transwell迁移实验检测添加PF对PANC-Ⅰ细胞迁移能力的影响,同时通过实时荧光定量PCR法检测肿瘤抑制基因(tumor suppressor gene, P53)和细胞周期依赖性蛋白激酶抑制因子1A基因(cyclin-dependent kinase inhibitor 1A, P21)的表达情况。结果显示,17.11 g绵羊胎盘制得0.588 mg PF,6.61 g牛胎盘制得0.312 mg PF,胎盘质量与所得PF的质量比约为20 000∶1。在体外培养的PANC-Ⅰ细胞培养液中添加PF,从形态上观察,牛羊PF对PANC-Ⅰ细胞没有明显的影响。绵羊PF处理后PANC-Ⅰ细胞增殖抑制率为9.75%~22.89%,牛PF处理后PANC-Ⅰ细胞增殖抑制率为-3.81%~23.56%,增殖抑制率最显著的绵羊PF浓度为500 ng/mL,牛PF浓度为1 000 ng/mL。绵羊PF在浓度为500 ng/mL时,PANC-Ⅰ细胞的PI和SPF最低,而牛PF各浓度下的胰腺癌细胞增殖指数(proliferation index, PI)和增殖活性(S-phase fraction, SPF)没有明显的变化。同时,牛羊PF对PANC-Ⅰ细胞的迁移能力无显著影响。牛羊PF使PANC-I细胞P53表达上调而P21表达下调。上述结果表明,在一定浓度下,PF对体外培养的PANC-Ⅰ细胞增殖有负调控作用,且牛羊胎盘免疫调节因子对胰腺癌细胞的影响不同,可能因为其存在的活性成分有区别。本研究为胰腺癌的治疗提供了新的思路。
体外模拟淡水鱼小清蛋白对胃肠消化的影响
Effect of Parvalbumins on Gastrointestinal Digestion in Freshwater Fish with In vitro Simulation
陶淼 梁提松 肖朝耿 刘明启 关荣发
2016, 24(12): 1908-1914  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2877 KB)  ( 291 )
摘要
大多数食物过敏原的理化性质决定了蛋白质在消化道中的稳定性。模拟胃液(simulated gastric fluid, SGF)的稳定性是评估食物过敏的一个重要参数。为了解一种主要的鱼类过敏原小清蛋白(parvalbumin, PV)与来自鲤鱼(Cyprinus carpio)和鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)肌肉中的非致敏性蛋白在SGF和模拟肠液(simulated intestinal fluid, SIF)中的稳定性差异,本研究采用3种蛋白水解酶(胃蛋白酶、胰蛋白酶和来自猪的胰凝乳蛋白酶)来模拟人(Homo sapiens)体肠道的消化蛋白酶;结合两次三氯乙酸沉淀法和凝胶过滤层析法纯化PV,通过Tricine-十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(Tricine-sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, Tricine-SDS-PAGE)和Western blot对3种蛋白在模拟肠胃液中的稳定性进行了评估。结果显示,鲤鱼和鲢鱼的PV都获得了分子量约10 kD的蛋白,同时在SGF中鲤鱼和鲢鱼的纯化PV也获得了相同的分子量蛋白。胃蛋白酶使原先的PV带几乎在60 min内完全降解,并观察到一些稳定的肽片段,而胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶在240 min后都无法有效降解PV。在SGF中的非致敏性鱼浆蛋白在很短的时间内迅速降解,而PV的消化时间延长。Western blot分析表明,抗鲢鱼PV多克隆抗体可以特异性地检测到PV及其降解产物。PV比非致敏性蛋白更能抵抗蛋白酶消化,相比胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶,胃蛋白酶处理能更有效地减少超敏反应。研究结果为未来低致敏性鱼产品的开发提供了理论参考。
基于DNA池重测序技术研究细毛羊LAMB1基因的SNPs分析
SNPs Analysis of LAMB1 Gene in Fine-wool Sheep (Ovis aries) Based on the DNA Pools and Re-sequencing Technologies
赵冰茹 黄锡霞 田可川 付雪峰 徐新明 何军敏 吴伟伟
2016, 24(12): 1872-1881  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2419 KB)  ( 237 )
摘要
层粘连蛋白β1(laminin-beta-1, LAMB1)作为层粘连蛋白家族成员之一,在生物过程中发挥极为重要的作用。为了分析细毛羊(Ovis aries)毛性状相关候选基因LAMB1的遗传效应,本研究通过DNA池重测序技术筛选了LAMB1基因外显子区的5个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs),对其使用聚合酶链反应-单链构象多态性(single strand conformation polymorphism analysis of polymerase chain reaction products, PCR-SSCP)技术分型,在此基础上,利用SAS 8.1的GLM程序分析其对新疆巩乃斯种羊场418只细毛羊毛性状的遗传效应,利用HaploView 4.2软件进行连锁不平衡(linkage disequilibrium, LD)分析。结果显示,该细毛羊群体遗传变异处于中等水平,LAMB1的5个SNPs发生错义突变。SNP2中AA和GA基因型个体鉴定时体重、剪毛后体重极显著高于GG基因型个体(P<0.01);SNP4中CC、TT和TC基因型个体间的自然长度差异极显著(P<0.01),CC基因型个体的剪毛后体重极显著高于TT和TC基因型的个体(P<0.01);而其他SNPs各基因型个体间的部分毛性状有显著差异(P<0.05)。SNP1和SNP3、SNP2和SNP3处于连锁不平衡状态,LAMB1基因可作为具有潜在应用价值的细毛羊毛性状分子标记之一。本研究揭示了LAMB1基因的分子遗传特征及其与细毛羊群体的遗传关系,为高效选育细毛羊经济性状及对其种质资源的保护与利用提供了分子学基础。
鸭PPARs启动子扩增、序列比较及其转录因子表达模式的聚类分析
Promoter Amplification, Sequence Comparison of PPARs in Duck (Anas platyrhynchos), and Cluster Analysis with Transcription Factors in Expression Profiles
李彦莹 周天予 杨振 张涛 罗俊 刘贺贺
2016, 24(12): 1890-1899  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (7027 KB)  ( 152 )
摘要
过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators-activated receptors, PPARs)是核激素受体超家族的一员,分α、β/δ、γ 3个亚型,是调节细胞生长和分化的重要因子。为了解PPARs各成员在鸭(Anas platyrhynchos)骨骼肌发育中的不同作用,本研究克隆了鸭PPARα、PPARβ和PPARγ基因启动子区,预测其共同转录因子结合位点,用qRT-PCR检测PPARs及共同转录因子在鸭胚及出生后骨骼肌发育过程中的表达,比较表达模式并进行聚类分析。结果表明,扩增出鸭PPARα、PPARβ和PPARγ启动子序列分别为2 526、1 631和2 942 bp,GenBank登录号分别为KX845431、KX845432和KX845433。鸭PPARs启动子区存在典型的CAAT-box、TATA-box顺式作用元件,预测存在共同的特异性蛋白1(specificity protein 1, Sp1)、核因子κB(nuclear factor kappa B, NF-κB)和CCAAT增强子结合蛋白(CCAAT/enhancer binding protein alpha, C/EBP-α)转录因子结合位点。PPARs成员在鸭胸肌、腿肌组织中均有表达。在胸肌中,转录因子NF-κB与PPARβ基因的表达模式一致;在腿肌中,Sp1、NF-κB、PPARβ和PPARγ的表达模式一致。PPARs各成员均参与了骨骼肌的发育调控,PPARβ作用可能更大;PPARβ、PPARγ在鸭骨骼肌发育过程中的功能可能相似;此外,NF-κB可能调控PPARβ在骨骼肌中的表达。研究结果为PPARs基因的表达和功能鉴定提供理论依据。
Gln减轻LPS诱导奶牛睾丸支持细胞炎症损伤的作用
Gln Attenuates LPS-induced Inflammatory Injury of Bos taurus Testis Sustentacular Cells
丛霞 曲明媚 王龙光 霍爱华 迟世凯 曹荣峰 田文儒 李华涛
2016, 24(12): 1855-1862  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1248 KB)  ( 292 )
摘要
谷氨酰胺(glutamine, Gln)可以调节多种抗炎因子的表达,但是其能否减轻脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)诱导的炎症损伤不得而知。本研究将传至第3代的奶牛(Bos taurus)睾丸支持细胞(sustentacular cell, SCs)分别与Gln (0.5, 1, 2, 4和8 mmol/L)共培养12 h,更换培养液培养4 h后用试剂盒检测各组细胞存活率,当Gln浓度为2 mmol/L时细胞存活率为90.81% 。将培养的睾丸支持细胞随机分为4个组:对照(空白)组、LPS (0.1 μg/mL LPS共培养12 h)组、Gln (2 mmol/L的Gln共培养12 h)组和LPS+Gln (2 mmol/L的Gln共培养12 h后用0.1 μg/mL LPS处理4 h)组,用qRT-PCR和Western blot分别检测热体克蛋白72 (heat shock protein 72, HSP72),白介素-1受体相关激酶-M (interkeukin receptor-associated kinase-M, IRAK-M),Toll作用蛋白 (toll-interacting protein, Tollip)和锌指蛋白 (zinc finger protein, A20)的表达,用酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)法检测白介素-1β(interleukin-1β, IL-1β),白介素-6(IL-6),白介素-8(IL-8),白介素-10(IL-10),白介素-13(IL-13)和白介素-17(IL-17)的表达。结果显示,Gln能诱导SCs HSP72、IRAK-M、Tollip和A20的表达,且HSP72 mRNA和其蛋白的时效表达量分别在2和4 h最高。与空白对照组相比,LPS组细胞的HSP72、IRAK-M、Tollip和A20均显著升高(P<0.05),与LPS组相比,LPS+Gln组细胞的上述指标均显著降低(P<0.05)。同样,与空白组相比,LPS组细胞IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、IL-13和IL-17的表达量均显著升高(P<0.05),与LPS组相比LPS+Gln组细胞的上述相应指标的表达量均显著降低(P<0.05);上述结果说明, LPS能够诱导炎性因子、HSP72、IRAK-M、Tollip和A20炎症负反馈调节因子的表达。而Gln能够抑制LPS诱导的炎性因子、促进抑炎因子的表达,从而减少炎性损伤。研究结果为进一步筛选抗睾丸炎症的分子药物提供新的理论依据。
反义RNA干扰MSTN对牛肌肉卫星细胞脂肪生成相关基因的影响
Effect of MSTN Knockdown by Antisense RNA on Expression of Genes Associated with Fat Deposition in Bovine (Bos taurus) Muscle Satellite Cells
高丽 胡思敏 谷明娟 王丽荣 扈廷茂 李光鹏
2016, 24(12): 1846-1854  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2231 KB)  ( 195 )
摘要
肌肉生长抑制素(myostatin, MSTN)属于转化生长因子β (transforming growth factor β, TGF-β)超家族成员,在骨骼肌中高表达;敲除MSTN后,肌肉质量增加、脂肪含量变少,但抑制MSTN表达后,如何影响脂肪沉积,尚未研究清楚。为了探究抑制MSTN表达后对脂肪相关基因表达的影响,本研究利用反义RNA技术,成功构建了双向表达载体pMSTN-CMV-CAG-antiMSTN,并通过Western blot筛选出抑制效果最佳的MSTN的反义载体。利用最佳反义MSTN载体在牛(Bos taurus)肌肉卫星细胞中有效干扰MSTN表达后,检测了脂肪合成相关基因(脂肪酸合酶(fatty acid synthase, FASN), 乙酰CoA羧化酶(acetyl-CoA carboxylase, ACC)和硬脂酰辅酶A去饱和酶1(stearoyl-CoA desaturase-1, SCD-1))、脂肪酸氧化分解相关基因(肉毒碱棕榈酰转移酶IB(carnitine palmitoyltransferase 1b, CPT-IB), 乙酰辅酶A氧化酶(acyl-CoA oxidase, ACOX1)和烯酰辅酶A水合酶(enoyl-CoA hydratase 1, ECHDC1))以及脂肪转运蛋白(fatty acid transport proteins, FATP)表达的变化。结果显示,在MSTN基因被干扰后,肌肉卫星细胞中脂肪酸合成相关基因表达量上调,脂肪氧化分解相关基因中ACOX1和CPT-1B表达量上调,而ECHDC1基因表达量下调,另外,FATP表达基本没有变化。MSTN功能缺失后,脂肪合成和脂肪氧化分解过程都得到了加强,所以MSTN敲除所导致的脂肪减少并不是由于抑制了脂肪合成,而是由于脂肪分解加强,为肌肉提供更多的能量。MSTN下调后,CPT-1B的表达上调最为显著,而CPT-1B是脂肪酸β氧化的关键基因,所以研究结果提示MSTN对于脂肪的影响主要是通过影响β氧化过程实现的。研究结果为MSTN下调所导致的脂肪含量下降提供了理论依据,为MSTN作用于脂肪沉积的机制做出了初步探讨。
巨大芽胞杆菌WY4的GFP标记及其在小白菜上的定殖
Bacillus megatherium WY4 Labeled by GFP and Its Colonization in Chinese Cabbage (Brassica chinensis)
王珍 曹翠玲 库永丽 徐国益 林雁冰 柳晓东
2016, 24(12): 1925-1934  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (12604 KB)  ( 218 )
摘要
解磷菌(phosphate solubilizing bacteria, PSB)可以通过提高土壤有效磷含量而增加作物产量,目前已有许多解磷菌被分离并应用于农业生产中,但关于解磷菌在植物根际中的定殖情况仍缺乏系统性的研究。WY4为本实验室前期从小白菜(Brassica chinensis)根际分离得到的一株高效解磷菌,本研究利用绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)标记技术研究了WY4在小白菜根际及土壤中的定殖规律。与原菌株相比,GFP标记对菌株WY4-GFP生长及解磷活性具有较小影响,同时在促进小白菜生长上WY4-GFP与WY4无显著性差异;WY4-GFP具有持久的定殖能力(接种21 d的自然土及30 d的小白菜根际土中,WY4-GFP的定殖数量分别为105和104 CFU/g左右),同时随时间的增加WY4-GFP在土壤中定殖数量逐渐减少;WY4-GFP在小白菜根冠及分生区大量定殖,在伸长区及侧根根毛处数量较少,同时表皮细胞间隙上也有较多的标记菌株。研究结果表明,WY4-GFP在小白菜根际及土壤中具有良好的定殖能力,这为后期深入研究解磷菌与植物间的关系提供了重要参考。
黔北麻羊BMPR-ⅠB第9外显子C40G位点多态性及组织差异表达
Polymorphism Analysis of C40G Locus of BMPR-ⅠB Gene Exon 9 and Tissue Expression Study in Qianbei Ma Goat (Ovis linnaeus)
孙振梅 李鹏程 许厚强 冯文武 苑洪霞 陈祥 王鑫
2016, 24(12): 1801-1809  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2681 KB)  ( 282 )
摘要
骨形态发生蛋白ⅠB受体(bone morphogenetic protein receptor ⅠB, BMPR-ⅠB)基因在哺乳动物的繁殖过程中起着重要的作用,但对其在山羊(Capra hircus)中的分子遗传机制研究相对较少。为揭示BMPR-ⅠB对黔北麻羊(Ovis linnaeus)繁殖性状的影响,利用直接测序法和聚合酶链式反应-单链构象多态(polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism, PCR-SSCP)技术检测了BMPR-ⅠB外显子9的单核苷酸多态性,并采用qRT-PCR对黔北麻羊垂体、输卵管、子宫、下丘脑和卵巢等不同组织中的BMPR-ⅠB mRNA进行相对定量。结果表明,黔北麻羊BMPR-ⅠB在第9外显子中存在C40G突变,属于同义突变,SSCP分析检测到CC、CG和GG共3种基因型,且GC基因型个体的产羔数与CC和GG基因型间达差异显著水平(P<0.05)。qRT-PCR结果显示,BMPR-ⅠB在两组黔北麻羊(单羔组和双羔及以上组)的5个组织中均有表达。两组中BMPR-ⅠB的表达水平趋于一致,卵巢最高,输卵管最低,且在卵巢组织BMPR-ⅠB mRNA表达量在两组间达差异极显著水平(P<0.01),但其他各组织间均未达到差异显著水平(P>0.05)。对不同物种BMPR-ⅠB编码区序列的多重对比发现,黔北麻羊与波尔山羊、牛(Bos taurus)、山羊、人(Homo sapiens)、小鼠(Mus musculus)、绵羊(Ovis aries)、野猪(Sus scrofa)、云岭黑山羊的氨基酸序列的相似度分别为99.6%、98.8%、99.2%、97.4%、97.8%、99.0%、98.0%和99.6% 。结果提示,BMPR-ⅠB中的C40G突变可能影响黔北麻羊的繁殖性状,在传统育种方法的基础上,可配合BMPR-ⅠB的筛选进行分子标记辅助选择,为进一步提高贵州地方山羊品种的繁殖性能提供理论依据。
转PSAG12-BAS1基因抑制烟草叶片的衰老
PSAG12- BAS1 Gene Transformed into Tobacco (Nicotiana tabacum) for Inhibition of Leaf Senescence
姚新转 吕立堂 赵德刚
2016, 24(12): 1831-1838  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6121 KB)  ( 328 )
摘要
衰老被认为是烟草(Nicotiana tabacum)叶片发育的最后阶段,伴随着叶绿素,脂类等降解,严重影响了光合产物的积累,导致作物产量降低、品质下降。因此,利用转基因技术使烟草在生长期间衰老延迟,光合产物量增加,从而增加产量,同时在收获之后,延缓衰老的叶片,可以维持烟草的新鲜程度,解决储存及运输问题。本研究利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化法将含有衰老相关基因12(senescence-associated gene 12, SAG12)启动子驱动光敏色素B激活标签的抑制蛋白1(phyB activation-tagged suppressor1, BAS1)基因表达的元件导入烟草中,经抗性筛选和PCR鉴定,共获得45株转基因植株,其中有8株转基因烟草叶片具有衰老延缓现象。在叶片开始衰老时对野生型和转BAS1基因烟草叶片叶绿素含量、保护酶活性检测以及植物生长期状态进行观察测定,结果表明,转BAS1烟草植株叶绿素含量从顶端到基部均高于野生型;野生型和转BAS1基因烟草超氧化物歧化酶(super-oxide dismutase, SOD)活性和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量分析表明,转BAS1烟草植株中SOD活性比野生型高了31.98%,MDA含量比野生型降低了48.28 %,通过对烟草生长发育过程观察,转基因烟草比野生型烟草衰老延缓10~15 d。在烟草叶片开始衰老时测定野生型和转BAS1基因植物细胞分裂素含量,结果发现,野生型烟草细胞分裂素的含量比转基因烟草降低了40.2%,上述结果说明,转BAS1基因延缓了烟草叶片的衰老,与细胞分裂素含量、保护性酶活性提高以及衰老性启动子启动有关。本研究为进一步研究SAG12-BAS1基因功能机制提供理论依据,同时该基因为创制转基因抗衰老材料提供了基础。
绵羊BMP15组织表达特征及FecXGr、FecXO和G971A突变的检测
Tissue Expression and Detection of the FecXGr, FecXO and G971A Mutations of BMP15 Gene in Sheep (Ovis aries)
董新龙 胡文萍 贺小云 郭晓飞 潘章源 狄冉 刘秋月 王翔宇 曹晓涵 王金玉 储明星
2016, 24(12): 1810-1819  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2437 KB)  ( 329 )
摘要
骨形态发生蛋白15(bone morphogenetic protein 15, BMP15)作为绵羊(Ovis aries)繁殖性状的重要调控因子,但其具体作用机制尚不完全清楚。为探究BMP15基因组织表达水平及BMP15基因突变与不同绵羊品种繁殖力之间的关系,本研究选择多羔品种(小尾寒羊)和单羔品种(滩羊和苏尼特羊)作对比,应用RT-PCR和qRT-PCR技术研究BMP15基因组织表达谱以及在不同绵羊品种卵巢组织表达差异;选择不同产羔率水平的多个绵羊群体,采用聚合酶链反应-单链构象多态性分析(polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism, PCR-SSCP)和测序技术检测BMP15的3个突变(FecXGr, FecXO和G971A)。结果发现,BMP15主要表达于绵羊卵巢、输卵管、子宫、脾脏、十二指肠、骨骼肌和皮下脂肪组织,且在卵巢组织表达丰度明显高于其他组织;绵羊BMP15在3个品种卵巢组织的表达量存在差异,且小尾寒羊(多羔品种)表达量显著低于滩羊和苏尼特羊(单羔品种)(P<0.05),滩羊和苏尼特羊差异不显著(P>0.05);最新发现的绵羊BMP15 3个突变(FecXGr, FecXO和G971A)在16个绵羊群体均未检测到。研究结果提示,绵羊BMP15在卵巢组织中高表达,表达水平与绵羊排卵和产羔数呈负相关。本研究可为揭示绵羊高繁殖力调控因子BMP15的作用机制提供数据参考。
89份大麦遗传多样性分析及其网斑病抗性位点相关SSR标记筛选
Genetic Diversity and Screening of SSR Markers Associated with Net Blotch Resistance in 89 Barley (Hordeum vulgare) Cultivars
孟亚雄 张海娟 马小乐 王育才 汪军成 司二静 任盼荣 杨轲 张京 王化俊
2016, 24(12): 1820-1830  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1450 KB)  ( 377 )
摘要
大麦网斑病(Pyrenophora teres)是大麦主要病害之一。近年来网斑病在我国大麦(Hordeum vulgare)产区发生并流行,网斑病之所以在我国各大麦产区发生并流行,主要是由于生产中缺乏抗网斑病品种。为分析大麦种质材料遗传多样性,筛选与大麦抗网斑病性状相关联的SSR标记,本研究利用70对品种间表现多态性的SSR标记对89个大麦品种(系)进行分析。结果显示,70个SSR标记共检测出302个等位变异,平均4.31个,变幅为2~8个;等位基因频率为0.141 2~0.916 7;基因多样性和遗传相似系数的变化范围分别是0.103 9~0.894 4和0.520~0.873;多态性信息含量(polymorphic information content, PIC)为0.098 5~0.884 6,平均为0.537。群体遗传结构分析表明,供试大麦亲本材料可分为2个亚群,群体遗传相似系数变幅为0.635~0.895。品种美41/I和美43/I的遗传相似系数最高,为0.895。根据一般线性模型(general linear model, GLM)分析,发现5个与大麦抗网斑病相关的标记,解释率在7.2%~22.4%之间,标记Bmac29和Bmag0613关联达到极显著水平(P<0.01),对表型变异的解释率为分别为10.7%和22.4%。本研究为大麦网斑病抗病育种提供了一定理论依据。
二花脸FSH的高量表达对大白公猪睾丸的影响
Influence of Erhualian FSH High-level Expression on the Testes of Large White Boars (Sus scrofa)
徐盼 李完波 蒋凯 杨强 李龙云 乔传民 龚焕发 任军 幸宇云
2016, 24(12): 1882-1889  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2376 KB)  ( 323 )
摘要
促卵泡激素(follicle-stimulating hormone, FSH)是一种动物垂体前叶嗜碱性细胞合成分泌的糖蛋白类促性腺激素。FSH在雄性动物体内的主要作用是刺激精子发生。本研究以15 d和成年F1代转二花脸FSH公猪(Sus scrofa)及其同日龄全/半同胞野生型公猪睾丸为材料,分析了其绝对重量和相对重量,制作了睾丸苏木精-伊红(HE)染色石蜡切片,统计了相关指标,通过qRT-PCR分析了生殖相关基因在睾丸中的表达量,与此同时,检测了睾丸中FSHβ和FSHR的甲基化率。睾丸绝对重量和睾丸脏体比分析结果表明,二花脸FSH的高量表达对大白公猪睾丸重量没有显著影响。睾丸HE染色石蜡切片分析结果显示,二花脸FSH的高量表达可以增加大白公猪睾丸中生殖母细胞的数量,对大白公猪睾丸组织结构无显著影响。qRT-PCR分析结果表明,二花脸FSH的高量表达没有影响內源生殖相关基因的表达。甲基化水平检测结果发现,二花脸FSH基因的高量表达对大白公猪睾丸中FSHβ和FSHR的甲基化水平没有显著影响。本研究结果表明,二花脸FSH的高量表达可以增加大白公猪睾丸中生殖母细胞的数量,从而提高大白公猪的生精能力,为研究精子发生过程提供参考依据。
PGC-1α基因在两个品种鸡两种表型肌肉中的差异表达
Differential Expression Profile of PGC-1α Gene in Two Phenotypically Distinct Muscles Between Two Chicken (Gallus gallus) Breeds
单艳菊 束婧婷 章明 姬改革 屠云洁 张迪 盛中伟 范建华 邹剑敏
2016, 24(12): 1900-1907  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1380 KB)  ( 219 )
摘要
过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1 (peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1 alpha, PGC-1α)是调控肌纤维类型转换的关键因子,已成为研究畜禽肌肉品质的一个热点基因。为探讨生长速度不同的两个品种鸡(Gallus gallus)生长发育早期两种表型肌肉中PGC-1α的表达情况,本研究利用qRT-PCR和Western blot分别检测PGC-1α mRNA和蛋白在慢生型清远麻鸡和速生型隐性白羽鸡的比目鱼肌(主要含慢肌纤维)和趾长伸肌(主要含快肌纤维)中的发育性(0, 1, 3, 5, 7和9周龄)表达变化。结果显示,同一种肌肉组织中PGC-1α mRNA均是0周龄时表达水平最高,显著高于其他各周龄(P<0.05);肌肉组织中PGC-1α mRNA和蛋白表达趋势虽然均不相同,但其表达均与肌肉表型和品种相关,即相同周龄时,两个品种鸡的比目鱼肌中PGC-1α mRNA和蛋白表达均高于其趾长伸肌,两种表型肌肉中PGC-1α mRNA和蛋白表达均是清远麻鸡高于隐性白羽鸡,且在0周龄时,mRNA表达差异均极显著(P<0.01)。结果提示,鸡骨骼肌PGC-1α表达可能与慢肌纤维含量密切相关,并与鸡肉品质存在关联。研究结果有助于了解PGC-1α在鸡骨骼肌中的作用,并为改良鸡肉品质提供理论依据。
研究资源与技术改进
鸭呼肠孤病毒基因Ⅰ型与Ⅱ型鉴别诊断RT-PCR方法的建立与应用
Establishment and Application of RT-PCR for Identification and Diagnosis of Duck reovirus Genotype Ⅰ and Ⅱ
云涛 张存 华炯钢 余斌 叶伟成 陈柳 倪征
2016, 24(12): 1964-1972  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1775 KB)  ( 179 )
摘要
临床发病鸭(Anas platyrhynchos domestica)群中存在两种基因型鸭呼肠孤病毒(Duck reovirus, DRV)的感染。为建立一种能鉴别诊断DRVⅠ型(classical DRV, C-DRV)与Ⅱ型(novel DRV, N-DRV)的一步法RT-PCR检测方法,本研究通过对GenBank已公布的现有C-DRV和N-DRV S1和S4基因片段序列进行比对分析,设计合成两对特异性引物,并对引物浓度、退火温度和循环次数等扩增条件进行优化,建立一种能鉴别诊断C-DRV和N-DRV的一步法RT-PCR检测方法。结果表明,一步法RT-PCR最佳的反应体系为:PrimeScript 1 Step Enzyme Mix 1 μL,2×1 Step Buffer 12.5 μL,RNA模板1.5 μL,上下游引物(20 μmol/L)各1 μL, RNase Free dH2O补足25 μL;最佳反应条件:50 ℃ 反转录30 min;94 ℃预变性2 min;94 ℃变性30 s,55 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s,共30个循环。该方法可从C-DRV和N-DRV基因组中扩增出大小分别为249和505 bp单一特异性片段,从两种病毒基因组混合物中可同时扩增出两条特异性片段,而对鸭源常见病毒及正常细胞基因组在同等条件下检测均为阴性;该方法具有较高的敏感性,其最低病毒检出量分别为0.47和0.62个半数组织培养感染剂量(50% tissue culture infective dose, TCID50);对不同代次、不同时间提取的病毒RNA样品重复检验3次,结果均一致。对浙江省2011~2015年采集的239份疑似临床病料进行检测,C-DRV与N-DRV的阳性率分别为2.5%(6/239)和31.4%(75/239);通过对阳性病料P10和P18扩增序列的测序也证实检测结果的准确性。本研究建立的双重一步法RT-PCR可以有效区分两种基因型DRV,且临床样品检测表明N-DRV是浙江省流行的优势基因型。本研究为鉴别诊断C-DRV与N-DRV提供了一个快速、灵敏性高及低成本的实验室诊断方法,该方法的建立可为DRV 的分子流行病毒学调查提供有效的技术支持。
新发PDCoV和TGEV双重RT-PCR检测方法的建立及初步应用
Establishment and Preliminary Application of Duplex RT-PCR for Detection of Emerging Porcine deltacoronavirus and Porcine transmissible gastroenteritis virus
刘玲玲 曹贝贝 张利卫 韩丽 韦学雷 兰培英 胡慧 王亚宾
2016, 24(12): 1955-1963  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2553 KB)  ( 264 )
摘要
猪Delta冠状病毒(Porcine deltacoronavirus, PDCoV)是一种新发现的冠状病毒,临床上主要引起感染仔猪出现水样腹泻、呕吐和脱水等症状,和猪传染性胃肠炎病毒(Porcine transmissible gastroenteritis virus, TGEV)感染引起的临床症状极为类似,且临床上PDCoV和TGEV混合感染时有发生,单靠临床诊断很难区分两种疾病,因此建立同时检测且区分PDCoV和TGEV的检测方法具有重要的临床意义。本研究根据GenBank中收录的PDCoV N基因和TGEV N基因序列设计了2对引物,在同一反应体系中同时扩增PDCoV的N基因片段和TGEV的N基因片段,通过对RT-PCR反应条件的优化,建立了同时检测PDCoV和TGEV的双重RT-PCR方法,并对该方法进行了特异性、灵敏性和重复性研究。结果显示,所建立的双重RT-PCR对PDCoV和TGEV的最低检测量分别是3.14×102 copies/μL和3.68×103 copies/μL,利用该双重RT-PCR方法对猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)、猪博卡病毒(Porcine bocavirus, PBoV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine respiratory and reproductive syndrome virus, PRRSV)和猪伪狂犬病毒(P. pseudorabies virus, PRV)的扩增结果均为阴性,显示出较好的特异性。为了解所建立的双重RT-PCR方法的临床应用效果,对252份临床样品进行了检测。结果表明,双重RT-PCR检出PDCoV阳性样品31份(阳性率为12.30%),TGEV阳性样品12份(阳性率为4.76%),同时感染PDCoV和TGEV的阳性样品2份(阳性率为0.79%),且检测结果与单一PDCoV和TGEV RT-PCR相符。因此,本研究所建立的双重RT-PCR方法可用于PDCoV和TGEV的临床检测,为进一步研究PDCoV和TGEV的临床鉴别诊断和流行病学调查提供了理论依据和技术支持。
 
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