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农业生物技术学报  2017年 25卷 1期  刊出日期:2016-12-26
 
研究论文与报告
苹果褐斑病菌侵染苹果属山定子的转录组学分析
Transcriptome Analysis of the Malus baccata Infected with Diplocarpon mali
李海录 宋艳艳 冯浩 黄丽丽 强晓玉 韩青梅
2017, 25(1): 32-42  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2900 KB)  ( 391 )
摘要
苹果褐斑病是由苹果褐斑病菌(Diplocarpon mali)引起的苹果(Malus domestica)早期落叶病害之一,该病害引起叶片黄化和早落,造成严重的经济损失。本研究采用新一代高通量测序技术Illumina Hiseq2500对被苹果褐斑病菌侵染的山定子(M. baccata)叶片进行转录组测序,利用生物信息学方法对基因表达和功能进行研究。通过测序获得46.86 Gb碱基序列信息,对测序数据进行序列过滤、拼接、组装、去冗余,共获得 48 868个单基因簇(unigenes)。从长度分布、GC含量、表达水平等方面对unigenes进行评估,结果显示,测序质量好,可信度高。此外利用美国国家生物技术信息中心(National Center of Biotechnology Information, NCBI)的NR(Non-Redundant)、Swiss-Prot蛋白质序列数据库(Swiss-port Protein Sequence Database)、KOG (Eukaryotic Orthologous Groups of Proteins)、基因本体论(Gene Ontology, GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)等常用数据库对组装的48 868条unigenes进行同源性预测,NR数据库中的序列同源性比较表明,25 797个unigenes直接比对到了蔷薇科苹果基因上。将unigenes与KOG数据库进行比对,根据其功能大致可分为25类。以KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将unigenes定位到145个代谢途径分支,包括核糖体代谢通路、碳水化合物代谢等。利用RSEM软件进行差异表达计算,edgeR软件进行差异表达分析,通过设定阈值错误发现率(false discovery rate, FDR)<0.05,log2(差异倍数(fold change, FC))>2或log2(FC)<-2筛选差异基因,共鉴定出上调基因1 230个,下调基因1 869个,KEGG Pathway富集结果表明,有94个差异基因参与酪氨酸代谢、植物病原体相互作用、植物激素信号转导以及氨基酸的生物合成等相关通路。qRT-PCR验证部分上调基因结果与转录组分析结果一致。本研究通过二代高通量转录组测序技术研究山定子在抗褐斑病中的相关基因,为明确山定子抗褐斑病的分子机理提供了基础资料。
AAPH引起小鼠早期胚胎发育阻滞中线粒体相关机能研究
Study on the Role of AAPH in the Mitochondria Related Functions of Early Embryonic Development Block in Mice (Mus musculus)
张祥 李向南 刘瑞花 岳永莉 于海泉
2017, 25(1): 11-20  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (5281 KB)  ( 249 )
摘要
哺乳动物胚胎体外培养体系影响着早期胚胎的发育潜能,在目前模拟体内输卵管及子宫的低氧环境的培养系统中,活性氧(reactive oxygen species, ROS)被认为是影响胚胎发育的一个重要因素。本实验探究了ROS在小鼠(Mus musculus)体外发育2细胞阻滞胚胎中对线粒体相关机能的影响。本研究使用2, 2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐(2, 2'-Azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, AAPH)处理昆明白小鼠体外受精卵,通过荧光探针检测处理前后与线粒体活性相关的线粒体膜电位、线粒体ROS(mtROS)及线粒体分布状态的变化,并利用qRT-PCR检测ROS相关基因、线粒体转录因子A(mitochondrial transcription factor A, TFAM) mRNA的表达量及mtDNA的拷贝数。研究结果显示,使用1.0 mmol/L浓度的AAPH分别处理的胚胎,具有较高的阻滞率(66.16%)和较低的损伤率(24 h畸形率9.09%, 48 h死亡率10.39%),ROS染色实验结果显示,AAPH处理能够使胚胎内胞质ROS水平明显升高,所检测的ROS相关基因mRNA表达量升高。1.0 mmol/L处理后二细胞期胚胎线粒体膜电位及mtROS水平明显高于对照组,mtDNA的拷贝数增加,qRT-PCR结果显示,处理组TFAM基因的表达量明显高于对照组。以上研究表明,AAPH处理引起的氧化应激反应及发育阻滞的胚胎中,线粒体活性升高,线粒体数目增加,线粒体转录因子A表达增强,表明线粒体参与调节细胞内ROS的动态平衡。本研究初步探究了ROS与线粒体相关功能变化的关系,为揭示卵母细胞成熟机制和优化哺乳动物胚胎体外培养体系提供了参考。
牦牛GLUT1、GLUT3和GLUT8基因的克隆及其在乳腺上皮细胞中的表达
Cloning of GLUT1, GLUT3 and GLUT8 Genes and Their Expression in Mammary Epithelial Cells of Yak (Bos grunniens)
李月琴 潘阳阳 田奎丽 赵天 张译夫 樊江峰 崔燕 余四九
2017, 25(1): 21-31  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (9723 KB)  ( 141 )
摘要
乳腺中葡萄糖摄取主要依赖葡萄糖转运蛋白(glucose transporter, GLUT),不同GLUT对葡萄糖摄取所起作用不同。为研究GLUT1、GLUT3和GLUT8参与牦牛(Bos grunniens)泌乳机能调节的分子机制,本研究采用胰酶消化法离体培养牦牛乳腺上皮细胞,通过免疫细胞化学方法检测角蛋白18、β-酪蛋白和波形蛋白;从纯化的细胞中分别克隆牦牛GLUT1、GLUT3和GLUT8基因,并分析其相关生物学特性;采用qRT-PCR和Western blot分别从基因和蛋白水平分析三者在乳腺上皮细胞表达差异性,间接免疫荧光检测其在乳腺上皮细胞中的分布。结果显示,角蛋白18和β-酪蛋白在分离得到的细胞中表达,波形蛋白不表达,所分离的细胞为乳腺上皮细胞。成功克隆出包含完整编码区的牦牛GLUT1、GLUT3和GLUT8基因序列(GenBank登录号分别为: KU902419, KX094556和KX268646),其编码区核苷酸长度分别为1 479、1 485和1 437 bp,分别编码492、494和478个氨基酸;三者在进化过程中均有较高的保守性,编码的蛋白具有相似理化性质,均具有12个跨膜螺旋区的疏水性膜蛋白。在乳腺上皮细胞中,GLUT1的表达量最高,GLUT8的表达量次之,GLUT3的表达量最低,且三者之间的表达差异极显著(P<0.01)。牦牛乳腺上皮细胞胞质和胞核均有GLUT1、GLUT3和GLUT8蛋白表达,且主要分布在细胞核。研究结果为了解牦牛GLUT生理学功能提供了重要信息,为进一步研究其调控牦牛泌乳机能的生物学作用提供了新的理论依据。
辣椒胞质雄性不育主效恢复性的QTL定位
Identification of Two Major Quantitative Trait Loci Restoring the Fertility of Cytoplasmic Male Sterility in Capsicum annuum
魏兵强 王兰兰 张茹 张建农
2017, 25(1): 43-49  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1922 KB)  ( 388 )
摘要
辣椒(Capsicum annuum)胞质雄性不育可以被核内恢复基因恢复,然而人们对这些核内恢复基因的数量和作用方式仍然知之甚少。本研究利用QTL IciMapping 作图软件构建了一张辣椒种内分子遗传图谱,利用该分子遗传图谱,共鉴定到与辣椒胞质雄性不育恢复性相关的2个主效QTL和7个微效QTL,2个主效QTL的遗传率高达92.58%。第1个主效QTL(qIF-3-1)可解释表型变异的46.68%,显性效应和加性效应分别为1.28和0.84。另1个主效QTL(qIF-5-1)可解释表型变异的47.10%,显性效应高达1.76。7个微效QTLs中,3个主要起加性效应,4个起显性效应。该结果不仅为开发辣椒胞质雄性不育恢复性的分子标记提供了指导,而且有助于深入了解辣椒胞质雄性不育育性恢复的调控机制。
烟草NteIF2α的原核表达、纯化及多克隆抗体制备和应用
Prokaryotic Expression, Purification of NteIF2α and Preparation and Application of Polyclonal Antibody in Nicotiana tabacum
陈德鑫 李雯雯 李思斌 李宁 郭豪 龙月 杨永霞 贾宏昉 张洪映 崔红 张松涛
2017, 25(1): 50-57  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2219 KB)  ( 378 )
摘要
真核翻译起始因子2α(eukaryotic translation initiation factor 2α, eIF2α)在真核生物的蛋白合成调控中起重要作用。为了研究eIF2α的功能及其参与的烟草(Nicotiana tabacum)蛋白翻译调控机制,本研究首先构建了原核表达载体pET15b-NteIF2α,并使用0.2和0.5 mmol/L异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-d-thiogalactoside, IPTG)诱导4 h,在大肠杆菌(Escherichia coli)表达菌BL21-CodonPlus-(DE3)-RIPL中成功表达了烟草 K326的NteIF2α蛋白,并采用Western blot对表达的蛋白进行了鉴定。其次,对NteIF2α的原核表达条件进行优化,结果表明,在16 ℃、0.2 mmol/L IPTG诱导13 h,在大肠杆菌上清中获得了可溶性的NteIF2α蛋白。采用Ni2+-NTA琼脂糖亲和层析柱和分子筛柱对获得的重组蛋白进行纯化,获得条带单一的纯蛋白。最后,制备了具有较高特异性和灵敏性的NteIF2α多克隆抗体,酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immuno sorbent assay, ELISA)检测结果表明,NteIF2α抗体的效价为1∶400 000。采用制备的抗体对NteIF2α在烟草K326不同组织的表达情况进行了检测,结果表明,NteIF2α在叶片中表达最高,在根、茎和叶片中的表达量较低或者不表达。本研究实现了NteIF2α蛋白的原核表达和纯化,制备了高效特异的NteIF2α抗体。研究结果为进一步探索植物eIF2α的功能及其参与的蛋白翻译调控机理提供了基础资料。
乌头微卫星引物开发及遗传多样性研究
The Development of Novel Microsatellite Markers and Genetic Diversity Study for Aconitum carmichaeli
杨恒 周天华
2017, 25(1): 58-66  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2786 KB)  ( 318 )
摘要
乌头(Aconitum carmichaeli)为毛茛科(Ranunculace)乌头属(Aconitum)的多年生草本植物,是我国一种传统常用中药材。为了开发乌头微卫星引物,分析乌头的遗传多样性与遗传分化。本研究利用Illumina高通量测序技术建立乌头基因文库,筛选微卫星片段,建立微卫星文库。设计微卫星片段的引物,应用开发的微卫星引物对4个野生乌头种群80个个体进行扩增和聚丙烯凝胶电泳,以检测微卫星引物的多态性和居群的遗传多样性,应用乌头的4个近缘种进行微卫星引物通用性检测。研究结果显示,得到12 095条片段的微卫星文库,55条微卫星片段被设计成引物,经检测筛选得到14对条带清晰、多态性丰富的引物(等位基因数目(number of alleles, A)=4.85, 期望杂合度(expected heterozygosity, He)=0.583, 观测杂合度(observed heterozygosity, HO)=0.613, PIC=0.528)。乌头引物的通用性检测结果表明,大部分引物能在乌头近缘种中成功扩增。乌头在物种水平上具有较高的遗传多样性(A=3.25, He=0.493, Nei's遗传多样性指数(Nei's gene diversity, h)=0.505, Shannon's信息指数(Shannon's information index, I)=0.851);居群间具有一定的遗传分化杂合性基因多样性(heterozygosity gene diversity, FST)=0.149,居群间基因流(gene flow between populations, NM)=1.432有限。研究结果表明,本研究所开发的乌头微卫星引物具有较高的多态性和很好的通用性,乌头在物种水平上有较高的遗传多样性。本研究为乌头种质资源和混伪品的鉴定,乌头优质种质资源的保护、开发及后续研究提供了理论依据。
小金海棠多酚对高脂饮食小鼠的降脂作用及机制
Lipid-lowering Function and the Mechanism of Malus xiaojinensis Polyphenols on Mice(Mus musculus) with High-fat Diet
韦月平 王鹏
2017, 25(1): 67-73  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6397 KB)  ( 249 )
摘要
本研究旨在探讨小金海棠多酚(Malus xiaojinensis polyphenols, MXP)的降脂减肥作用及其机制。采用饲喂高脂饲料建立高脂小鼠(Mus musculus)模型,小金海棠多酚灌胃给药(50, 100 mg/kg),连续7周。检测血清中甘油三酯(triglyceride, TG)、总胆固醇(total cholesterol, TC)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein-cholesterol, LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein-cholesterol, HDL-C)和肝组织中TG与TC水平,并计算肝脾指数。同时检测肝组织中白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)与肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α, TNF-α)转录情况并观察肝组织形态。最后检测糖脂代谢途径相关蛋白胰岛素受体底物(insulin receptor substrate, IRS)和蛋白激酶B(Akt)的表达状况。结果显示,MXP可以显著抑制小鼠体重快速增长并降低血清和肝组织中TG、TC及LDL-C的水平,同时提高HDL-C的水平。此外,MXP能显著抑制包括IL-6及TNF-α在内的炎性细胞因子的生成及肝细胞损伤。更为重要的是MXP可以显著提高IRS-1和Akt的表达。因此,小金海棠多酚的降脂功能很可能与其能提高葡萄糖的利用率和抑制炎性细胞因子活性有关,具有开发成为降脂减肥功能食品及保健品的潜力。本研究为科学合理开发小金海棠(Malus xiaojinensis)提供理论基础和依据。
凝集素辅助平分型GlcNAc糖基化蛋白质组学分析
Lectin Assisted Glycoproteomics with Bisecting GlcNAc Structure
谭增琦 周岳 杨刚龙 李想 关锋
2017, 25(1): 74-83  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4135 KB)  ( 374 )
摘要
蛋白质上的平分型N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine, GlcNAc)糖基化修饰对细胞内信号转导、细胞黏附、细胞迁移等生物过程都有重要影响。为了探究平分型GlcNAc糖基化的生物学功能,本研究利用凝集素富集的方法,对小鼠(Mus musculus)乳腺上皮细胞及乳腺癌细胞中平分型GlcNAc糖基化修饰的蛋白质进行分离,并利用液质联用技术进行鉴定。在两株细胞中共鉴定到378个平分型GlcNAc糖基化位点、248个糖蛋白质。对378个平分型GlcNAc糖基化位点进行序列特征统计,发现含有NXS特征序列的糖基化位点占总糖基化位点的38.9%,天冬酰胺后面的一个氨基酸X出现频率较高的是甘氨酸及缬氨酸;含有NXT特征序列的糖基化位占总糖基化位点的61.1%,X氨基酸出现频率较高的是丙氨酸及甘氨酸。对248种平分型GlcNAc糖基化修饰的糖蛋白质进行基因本体(Gene Ontology, GO)分析,发现该糖蛋白质多属于膜固有蛋白、内在膜蛋白与质膜等膜结构蛋白,参与了细胞黏附、生物黏附及蛋白水解作用等生物过程,参与了离子结合、阳离子结合与核酸结合等分子功能。对鉴定的糖蛋白进行差异表达分析,发现80个表达显著变化的糖蛋白质。与乳腺上皮细胞相比,在乳腺癌细胞中表达上调的糖蛋白质有50个(包括LAMP1及LAMP2等),表达下调的糖蛋白质有30个(包括EGFR, ITA6及ITA3等)。对异常平分型GlcNAc糖基化修饰的蛋白质进行功能网络分析,发现其涉及到黏着斑、细胞粘附、溶酶体及PI3K-AKT等过程及信号通路。利用本研究凝集素辅助的糖蛋白质组学方法可以对疾病发生发展过程中糖蛋白质进行差异分析,为疾病诊断、治疗及预后提供有利信息。
多乳头湖羊乳腺组织结构与胰岛素样生长因子Ⅰ受体基因的表达
The Structure of Mammary Gland and Expression of Insulin-like Growth Factor-I Receptor in Hu Sheep (Ovis aries) with Polythelia
万露 彭方 张磊 周占琴 白前前 卫乐乐 谢东淇 张爱平 袁生宇
2017, 25(1): 84-93  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (11520 KB)  ( 75 )
摘要
为了查明多乳头湖羊(Ovis aries)(实验组)乳腺组织结构和胰岛素样生长因子Ⅰ受体(insulin-like growth factor-I receptor, IGF-IR)水平是否与两乳头湖羊(对照组)有差异、是否有可能具有更高的泌乳性能,本研究分别采集了两组湖羊育成期、妊娠期、泌乳期和空怀期的乳腺组织样品,HE染色(hematoxylin-eosin staining )后观察乳腺组织的形态学变化;qRT-PCR检测乳腺组织的IGF-IR在不同生理阶段的mRNA表达水平;免疫组织化学法(immunohistochemistry, IHC)检测激素受体蛋白在乳腺组织的分布情况;Western blot法检测激素受体蛋白表达水平。结果表明,育成期,两组湖羊乳腺间质增长较快,腺体中含有大量的结缔组织和脂肪组织,且实验组湖羊乳腺导管数量比对照组羊较密集;妊娠期,大量的小叶腺泡发育完全,腺泡腔中充满分泌物,腺泡数量多于对照组;泌乳期,两组湖羊乳腺腺泡体积增大,腺泡大小、形状不一,腺泡腔中含有丰富的乳汁;断奶后,两组湖羊乳腺腺泡逐渐塌陷,形态结构发生变化。从育成期到泌乳期,两组乳腺组织中的 IGF-IR mRNA表达量和蛋白分布量逐渐增加,而对照组乳腺组织中的IGF-IR mRNA表达量从育成期到妊娠期逐渐增加,泌乳期较妊娠期稍有下调;断奶后,mRNA表达量和蛋白分布量均低于泌乳期。整个生理发育过程中,IGF-IR蛋白主要分布在两组湖羊的乳腺上皮细胞和结缔组织中。湖羊乳腺组织的IGF-IR蛋白表达水平变化趋势与mRNA表达量相一致。综上,多乳头湖羊不仅乳腺组织较发达,而且与乳腺发育相关的激素受体基因转录水平和蛋白质表达量均较高。本研究结果为培育高产湖羊品种提供理论支撑。
贵州地方山羊FSHR基因与繁殖性状的相关性研究
Correlation Study Between FSHR Gene and Reproductive Traits of Guizhou Native Goat (Capra hircus)
陈祥 龙威海 孙振梅 冯文武 李鹏程 许厚强
2017, 25(1): 94-101  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1354 KB)  ( 251 )
摘要
促卵泡素受体(follicle stimulating hormone receptor, FSHR)参与卵泡的生长发育和分化成熟,与动物的繁殖性状存在一定的关联性。为了探究FSHR基因多态性及其mRNA的表达量与黔北麻羊(Capra hircus)繁殖性状之间的关系,本研究选取高繁殖力的黔北麻羊和低繁殖力的贵州黑山羊(Capra hircus)为实验对象,采用聚合酶链式反应-单链构象多态(polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism, PCR-SSCP)和 PCR技术对2个品种FSHR基因第1和10外显子的多态性进行检测,并分析突变位点与产羔数之间的相关性。结果显示,2个实验群体在第1和10外显子各存在1个SNP位点,即C126T和C1246A。在黔北麻羊中,BB型个体的产羔数显著高于AA型和AB型(P<0.05);在贵州黑山羊中,2个SNPs位点不同基因型个体之间的产羔数均差异不显著(P<0.05)。此外,qRT-PCR结果显示,FSHR基因在BB型黔北麻羊各组织的表达量均高于AA型,且在BB型黔北麻羊发情间期下丘脑组织和发情期卵巢组织的表达量极显著高于AA型黔北麻羊(P<0.01),在发情间期和发情期的子宫组织中FSHR基因表达量在两种基因型的个体间也达到显著差异水平(P<0.05)。结果提示,FSHR基因对于调控黔北麻羊的多羔性状具有重要作用。研究结果为从分子水平探索影响黔北麻羊繁殖性能的候选基因,以及建立高繁殖力的贵州地方山羊核心群提供基础资料。
山羊KLF13基因的克隆及表达分析
Cloning and Expression Analysis of Goat (Capra hircus) KLF13 Gene
朱江江 林亚秋 王永 李倩 林森 熊朝瑞 俄木曲者
2017, 25(1): 102-109  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2927 KB)  ( 273 )
摘要
Krüppel 样因子(Krüppel-like factors, KLFs)是一组与真核基因转录调控密切相关的锌指蛋白。本研究旨在克隆山羊(Capra hircus) KLF13基因的CDS区序列,检测其在山羊不同组织中表达水平,并鉴定在细胞分化过程中的表达规律。随机选取24月龄的健康简州大耳羊公羊4只,屠宰后分别采集心、肝、脾、肺、肾、皮下脂肪、背最长肌、股二头肌和臂三头肌组织样品,提取组织总RNA,利用RT-PCR法克隆山羊KLF13基因序列,并进行生物信息学分析;利用实时定量PCR法检测KLF13 mRNA的表达水平,并检测前体脂肪细胞(0、3、5、 7 d)和成肌细胞(0、2、3、 4、5 d)诱导分化后的KLF13 mRNA表达水平。结果显示,克隆得到KLF13 cDNA序列长991 bp (GenBank登陆号: KU041755),其中包含CDS区876 bp,5'UTR序列12 bp,3'UTR序列103 bp,编码292个氨基酸残基。山羊KLF13基因编码的氨基酸序列与绵羊(Ovis aries)、牛(Bos taurus)、猪(Sus scrofa)、小鼠(Mus musculus)的相似性分别为100%、97.9%、96.6%和90.8%。山羊KLF13基因与绵羊具有最近的亲缘关系,其次为牛、人(Homo sapiens)、猪和小鼠。KLF13 mRNA在山羊脾和肺中具有最高的表达水平,而在肌肉中的表达丰度较低。在前体脂肪细胞的分化过程中KLF13 mRNA表达水平逐渐降低,而在成肌细胞分化过程中则逐渐上升(除5 d外)。结果提示,KLF13基因可能在调控山羊前体脂肪细胞分化过程中具有重要作用。本实验为研究KLF13基因在山羊前体脂肪细胞分化中的作用提供了基础资料。
用Ala-Gln二肽替换Gln可提高猪体细胞克隆胚胎发育能力
Replacement of Glutamine with Alanyl-glutamine Dipeptide Enhances the Developmental Competence of Porcine(Sus scrofa) Embryos Produced by Somatic Cell Nuclear Transfer
王旭霞 靳宇洲 左振瑞 刘志国
2017, 25(1): 110-105  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1195 KB)  ( 199 )
摘要
猪(Sus scrofa)的卵母细胞体外成熟培养以及胚胎体外培养是猪体外受精、体细胞克隆以及胚胎干细胞分离的重要基础。优化卵母细胞以及胚胎的体外培养条件,是提高猪卵母细胞体外成熟效率和胚胎体外发育能力的重要方面。本研究比较了分别添加丙氨酰-谷氨酰胺(alanyl-glutamine, Ala-Gln)和谷氨酰胺(glutamine, Gln)的卵母细胞成熟培养液、胚胎培养液(porcine zygote medium-3, PZM-3)对猪卵母细胞成熟、孤雌激活胚胎和体细胞克隆胚胎发育的影响。实验结果表明,丙氨酰-谷氨酰胺对猪卵母细胞第一极体可见率无明显提升作用,但可以提高猪孤雌胚胎的囊胚率和囊胚细胞数,同时能显著提高猪体细胞克隆胚胎的分裂率和囊胚率。本研究为优化胚胎体外培养条件、提高猪体细胞克隆效率提供了一种新的方法。
Tβ10基因过表达对离体鹿茸干细胞增殖、衰老和迁移的影响
Effects of Deer (Cervidae) Thymosin β10 Gene Overexpression on Proliferation, Senescence and Migration of Antler Stem Cells In vitro
张伟 褚文辉 付晶 孙红梅 李春义
2017, 25(1): 116-124  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (10351 KB)  ( 155 )
摘要
胸腺素β10(thymosin beta 10, Tβ10)基因是肿瘤发生以及恶化分级的一个预判指标。研究发现,鹿(Cervidae)茸顶端的生长中心组织中Tβ10高度表达,而鹿茸却能快速生长(2 cm/d)不发生任何癌变。为了研究内源性鹿Tβ10基因过表达对鹿茸干细胞部分生物学特性的影响。本研究通过采集鹿生茸区骨膜(antlerogenic periosteum, AP)组织并对其进行了原代培养获得了高纯度AP细胞。通过克隆鹿Tβ10基因并构建慢病毒过表达载体,离体包装并收集慢病毒颗粒后感染AP细胞,qRT-PCR检测表明Tβ10基因表达量相对于对照上调了2.5倍,进而建立Tβ10过表达AP细胞系。四甲基偶氮唑盐比色法(methyl thiazolyl tetrazolium assay, MTT)实验表明,Tβ10基因过表达能极显著抑制AP细胞增殖(P<0.01);β-半乳糖苷酶染色显示,Tβ10基因过表达极显著地促进了AP细胞的衰老(P<0.01);细胞划痕实验表明,Tβ10基因过表达显著抑制人(Homo sapiens)脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells, HUVEC)的细胞迁移(P<0.05)。本研究为揭示鹿茸快速生长机制而不发生癌变以及深入研究鹿Tβ10基因在鹿茸快速生长中的功能提供了理论依据。
鸭MEF2A基因克隆及其mRNA在组织间的表达差异
Cloning of Duck (Anas platyrhynchos) MEF2A Gene and Its mRNA Expression Difference in Different Tissues
赵忠海 李辉 卜小雁 师新彩 张蓉 王成栋
2017, 25(1): 125-132  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1245 KB)  ( 196 )
摘要
为了获取鸭肌细胞增强因子2A基因(myocyte-specific enhancer binding factor 2A gene, MEF2A)完整编码区(CDS)序列,同时对其在不同组织中的表达规律进行探究。本实验选取兴义鸭(Anas platyrhynchos)为研究对象,运用反转录PCR方法结合A/T克隆技术进行鸭MEF2A基因编码区克隆,运用qRT-PCR技术对其基于mRNA水平在组织间的表达差异进行研究。结果表明,实验成功获得了兴义鸭MEF2A基因完整编码区序列1 479 bp,并发现5个突变位点;qRT-PCR表明,MEF2A基因的表达虽在性别和组织间表达差异显著(P<0.05或P<0.01),但该基因主要在心肌和骨骼肌中表达,在平滑肌中的表达量最少。本实验结果为后期对鸭MEF2A基因原核表达载体构建及组织表达谱构建提供理论依据。
鸭输卵管壳腺部参与绿壳蛋性状形成的miRNAs富集与分析
Enrichment and Analysis of miRNAs Involve in the Formation of Blue Shell-Egg Trait in Duck (Anas platyrhynchos) Oviduct Shell Gland
张涛 刘贺贺 罗俊 胡继伟 王继文 甘心梦 谢艾轩
2017, 25(1): 133-141  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1264 KB)  ( 304 )
摘要
禽类绿壳蛋性状不仅有躲避捕食的作用,还是禽类的一个重要经济性状,由于进化和遗传背景差异,不同禽类的绿壳蛋性状形成机制不同。本研究以绿壳蛋鸭(Anas platyrhynchos)和白壳蛋鸭输卵管壳腺部组织为研究对象,基于高通量测序技术,富集和分析参与绿壳蛋性状形成的小RNA(microRNAs, miRNAs)及其靶基因。结果显示,在绿壳蛋鸭和白壳蛋鸭壳腺部共预测到269个miRNAs,其中已知的miRNAs 245个,新预测的miRNAs 24个;相对于白壳蛋鸭,绿壳蛋鸭壳腺部存在169个差异miRNAs,包括85个上调的miRNAs,84个下调的miRNAs,共预测获得4 872个靶基因。样本间miRNAs表达量分析发现,各样品之间相关性均较高。富集基因本体(Top Gene Ontology, TopGO)分析结果显示,存在参与血红素结合的分子功能(富集基因23个,P=0.008),并且大部分均伴有电子和Fe2+的转运功能。另外,gga-miR-133b、gga-miR-193b-3p和gga-miR-449a (log2(差异倍数(fold change, FC)>2)>1,P>0.05)预测到了参与胆绿素合成的血红素加氧酶1基因(heme oxygenase 1, HMOX1)和大量的有机物转运代谢基因。以上结果提示,部分miRNAs可能参与了鸭绿壳蛋性状的形成调控,但可能不是影响鸭绿壳蛋形成的主要因素。研究结果为揭示家禽绿壳蛋的形成分子机制提供了理论依据,为基于基因操作技术培育绿壳蛋禽类提供了基础资料。
研究资源与技术改进
一种白肉灵芝的快速鉴定方法
A Rapid Identification Method of Ganoderma leucocontextum
黄龙花 贺凤 刘远超 黄志勇 钟元茂 史钏 胡惠萍
2017, 25(1): 159-164  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4983 KB)  ( 282 )
摘要
白肉灵芝(Ganoderma leucocontextum)栽培中,菌种的真实性问题一直是制约其栽培成功率的主要因素之一,为了快速准确地鉴定白肉灵芝,本研究对白肉灵芝、灵芝(赤芝, G. lingzhi)、紫芝(G. sinense)、漆光灵芝(亮盖灵芝, G. lucidum)、四川灵芝(G. sichuanense)、日本灵芝(G. japonicum)、树舌(G. applanatum)、有柄树舌(G. gibbosum)、弯柄灵芝(G. flexipes)、无柄灵芝(G. resinaceum)和紫铜灵芝(G. cupreum)等共17个灵芝属样品进行了ITS序列测定分析比对,从而发现白肉灵芝ITS序列在120~140 bp以及450~470 bp处有多个特异碱基位点,基于这些特异碱基位点设计白肉灵芝的特异引物对BRLZ-F和BRLZ-R,结果表明,该特异引物对在58 ℃退火温度下特异性好,仅能扩增出白肉灵芝相应的长348 bp的特异片段。因此该特异引物对及方法可用于白肉灵芝的快速准确鉴定。
柑橘碎叶病毒(CTLV)单克隆抗体的制备及其检测应用
Preparation and Application of Monoclonal Antibodies Against Citrus tatter leaf virus (CTLV)
宋西娇 段硕 洪健 周常勇 周雪平 吴建祥
2017, 25(1): 165-172  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3312 KB)  ( 211 )
摘要
柑橘碎叶病毒(Citrus tatter leaf virus, CTLV)是严重危害世界柑橘(Citrus reticulata)产业的重要病毒,也是柑橘脱毒苗生产上的重要检疫对象。为了建立以抗CTLV特异性单克隆抗体(monoclonal antibody, MAb)为核心的检测CTLV的血清学方法。本研究以原核表达的CTLV外壳蛋白为抗原免疫BALB/c小鼠(Mus musculus),经细胞融合、筛选和克隆获得3株(6C5, 14E11和15F8)分泌抗CTLV单克隆抗体的杂交瘤细胞。分别制备3株杂交瘤细胞的单抗腹水,经鉴定单抗腹水的抗体类型及亚类均为IgG1、κ链,单抗腹水的间接酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)效价达到10-6以上。三抗体夹心酶联免疫吸附实验(triple antibody sandwich ELISA, TAS-ELISA)和Western blot分析单抗特异性表明,3株单抗均与感染CTLV柑橘病叶有特异性免疫反应,而不与柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus, CTV)、苹果茎沟病毒(Apple stem grooving virus, ASGV)及健康柑橘树叶反应。利用制备的单抗为核心建立能特异性地检测柑橘病叶中CTLV的斑点酶联免疫吸附实验(dot-ELISA)。灵敏度分析表明,以3株单抗为核心建立的dot-ELISA方法检测病叶组织的灵敏度达1∶640 (W/V, g/mL)。田间样品检测结果表明,建立的dot-ELISA方法能准确、可靠和灵敏地用于柑橘树中CTLV病毒的检测。本研究为我国柑橘树中CTLV的诊断、无毒苗的生产及科学防控提供了技术支撑。
专家论坛
鹿茸完全再生机制研究进展
Progress on the Mechanism Underlying Full Regeneration of Mammalian Organ Deer Antlers
李春义
2017, 25(1): 1-10  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (5547 KB)  ( 572 )
摘要
鹿茸每年从角柄残桩上完全再生,是目前发现的唯一能够完全再生的哺乳动物器官,是研究自然界哺乳动物肢体/附属器官完全再生问题的理想模型。研究显示,鹿茸芽基来源于角柄骨膜细胞的增殖与分化。角柄骨膜细胞可以表达多种胚胎干细胞标记物并且能够在离体情况下被诱导分化成多种体细胞,为鹿茸干细胞。鹿茸干细胞只有与紧密包裹的角柄皮肤细胞建立起相互作用后才能发起鹿茸的再生。鹿茸早期的再生过程在组织学上与小鼠(Mus musculus)断肢伤口愈合过程相似,区别在于角柄骨膜细胞与长骨骨膜细胞的增殖潜能。有效提高小鼠断肢长骨骨膜细胞的增殖潜能,使之接近角柄骨膜细胞,或许可以实现哺乳动物的肢体部分完全再生。本文综述了鹿茸各组织再生和鹿茸干细胞的研究进展,比较了鹿茸再生与蝾螈(Notophthalmus uiridescens)肢体再生的异同并且对鹿茸再生模型到临床用提出了展望。本文为解决人类(Homo sapiens)断指和断指再生提供了理论依据。
研究评述与展望
植物VQ蛋白研究进展
Reaserch Progress of Plant VQ Protein
张高原 张一卉 李景娟 李化银 王凤德 高建伟
2017, 25(1): 142-149  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1438 KB)  ( 685 )
摘要
VQ蛋白是一类与生长发育以及响应外界环境胁迫等功能相关的植物特异性转录调控辅助因子,其氨基酸序列仅在VQ结构域:“FxxxVQxLTG”(其中x代表任意氨基酸)处高度保守,而其他位置的序列则相对多变。大部分VQ蛋白分布在细胞核中,仅有少部分分布于细胞质或者线粒体中。另外,基因特征分析发现,超过80%的VQ基因不含有内含子。对其生物学功能的研究发现,VQ蛋白不仅参与种子、下胚轴、花、叶等器官的生长发育,而且还参与对干旱、盐、温度以及病原菌的胁迫应答。本文综述了近年来国内外关于VQ基因的研究进展,主要包括VQ的蛋白、基因特征,功能及作用机制, 以期为VQ蛋白的进一步研究和利用提供一些有益的启发。
DNA甲基化检测方法研究进展
Advances of the Methods for DNA Methylation Detection
代雅琪 张博洋 朱丽叶 唐小革 许文涛
2017, 25(1): 150-158  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (837 KB)  ( 1647 )
摘要
DNA甲基化一直是表观遗传学领域研究的重点之一。研究表明,DNA甲基化与胚胎发育以及肿瘤和疾病的发生、发展密切相关,因此,DNA甲基化检测具有重要意义。随着检测技术的发展和对DNA甲基化研究的深入,越来越多的新技术被用于DNA甲基化的检测之中。本文按照检测技术的不同类型,介绍典型检测技术的同时,重点分享检测新技术,为研究者在选择检测DNA甲基化的方法与新方法创新时提供一些思路。
 
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