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农业生物技术学报  2017年 25卷 6期  刊出日期:2017-05-17
 
专题:植物功能基因研究
马尾松PAP1基因在烟草上的遗传转化及功能分析
Genetic Transformation of Masson Pine (Pinus massoniana) PAP1 in Tobacco (Nicotiana tabacum) and Its Functional Analysis
吴艳 刘小翠 彭磊 张婷 文晓鹏
2017, 25(6): 1023-1032  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (7805 KB)  ( 98 )
摘要
摘 要 植物紫色酸性磷酸酶(purple acid phosphatase, PAP)在植物响应低磷胁迫过程中起重要作用,为了验证马尾松(Pinus massoniana)紫色酸性磷酸酶(PmPAP1)基因在磷吸收上的功能,本研究通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法转化烟草(Nicotiana tabacum),获得25个转基因株系,RT-PCR及qRT-PCR分析表明,PmPAP1在13个株系中高表达;对其中2个高表达株系(Line-10和Line-13)进行不同浓度磷处理,结果表明,缺磷可以诱导转基因植株中PmPAP1基因在根和叶中上调表达;低磷条件下,转基因植株根系及叶片酸性磷酸酶(acid phosphatase, APase)活性分别为野生型(wild type, WT)的1.27和1.25倍;转基因植株总磷与无机磷含量分别比WT提高了28.32%、45.48%(Line-10)与36.45%、62.31%(Line-13)。除此之外,缺磷条件下转基因植株过氧化物酶(peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)均较WT显著提高(P<0.05),而丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量则显著下降(P<0.05)。磷胁迫对植株生长影响表明,低磷条件下转基因植株总生物量、根系生物量及根冠比均显著提高(P<0.05)。而在正常和高磷条件下,转基因与野生型烟草的酶活性、丙二醛含量、磷含量和生物量等与均无明显差异。因此,高表达PmPAP1基因能显著提高烟草植株在低有效磷下磷的利用能力,进而增强耐低磷胁迫能力。本研究为深入了解马尾松耐低磷的分子机制与创制耐低磷烟草新种质提供了理论依据。
基于马尾松转录组的SSR分子标记开发及种质鉴定
Development of SSR Molecular Markers Based on Transcriptome Sequences and Germplasm Identification in Masson Pine (Pinus massoniana)
梅利那 范付华 崔博文 文晓鹏
2017, 25(6): 991-1002  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6116 KB)  ( 288 )
摘要
摘 要 马尾松(Pinus massoniana)在已开发的分子标记中存在缺乏共显性的遗传标记的不足,无法满足分子标记辅助育种的需要,利用转录组数据开发SSR标记目前仍然是较为经济高效的DNA分子标记开发策略,为了全面解析马尾松种质的遗传信息,开发更多适用于马尾松的新型分子标记。本研究利用高通量测序技术开发马尾松EST-SSR标记,掌握其在转录组序列中的分布类型及特征,建立马尾松SSR-PCR技术体系,并以27份马尾松无性系为材料进行验证。结果显示,在获得的70 896条基因簇(Unigene)中共检测出3 329个SSR位点,分布在3 074条Unigene上,发生频率为4.69%,平均距离为20.94 kb。马尾松转录组中优势重复基序为单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸,分别占总SSR位点的40.16%、32.83%和20.94%。A/T、AT/AT和AAG/CTT分别是单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸的优势重复基元,分别占总SSR重复类型的97.68%、71.45%和21.70%。随机挑选合成的200对引物中,引物扩增率为78.5%。用检测获得的24对多态性较好的引物对27份马尾松进行种质鉴定,总共扩增出137个SSR标记,多态信息含量(polymorphism information content, PIC)为0.703,平均观测等位基因数(average observed number of alleles, Na)和有效等位基因数(effective number of alleles, Ne)的平均值分别为6和3.9,香农信息指数(Shannon's information index, I)和Nei's基因多样性指数(Nei's gene diversity index, H)在不同SSR位点之间分别为1.338和0.66。利用引物Pms164和Pms184可将27份无性系完全区分开:采用SSR标记人工绘制植物种质鉴别图(manual cultivar identification diagram, MCID)。供试种质的遗传相似系数为0.32~0.92,以相似系数为基础,进行了非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means, UPGMA)聚类分析,以0.63为阈值可将供试种质分为3类。本研究基于马尾松转录组测序序列设计了一批具有高多态性潜力的SSR引物,该引物将27个马尾松无性系基本按材性或种质来源地进行了分类,利用较少的引物就获得了丰富的遗传信息。即基于转录组信息设计的SSR标记是可行的。本研究结果能够为开展马尾松种质资源构建遗传图谱、绘制指纹图谱和标定目标基因等研究提供理论依据。
基于CRISPR/Cas9技术的水稻转录因子tify1a和tify1b突变体的创建与分析
Construction and Analysis of tify1a and tify1b Mutants in Rice (Oryza sativa) Based on CRISPR/Cas9 Technology
黄小贞 曾晓芳 李建容 赵德刚
2017, 25(6): 1003-1012  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (9915 KB)  ( 143 )
摘要
摘 要 低温寒害严重影响水稻(Oryza sativa)的生长、发育和产量。为了更好的解析水稻响应低温的分子机制,改良水稻对低温的耐受能力。本实验室前期构建了贵州特有的抗寒粳稻“告公鬼”的低温胁迫响应抑制差减文库,从文库中筛选克隆了一个冷诱导表达的基因LOC_Os03g52450。该基因含有保守的TIF[F/Y]XG氨基酸排列形式,编码水稻TIFY转录因子家族中的TIFY1b。本实验利用成簇规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated 9, CRISPR/Cas9)基因组编辑系统,分别构建TIFY1b及其同源基因TIFY1a(LOC_Os03g47970)的单基因以及双基因敲除载体。通过农杆菌(Agobacterium tumefaciens)介导的愈伤转化法侵染水稻品种日本晴(Nipponbare),潮霉素抗性筛选之后获得T0代转基因植株。对转基因植株的靶位点进行测序分析发现有纯合,杂合和双等位等多种突变类型。进一步分析氨基酸序列发现突变株系的蛋白质翻译均存在着不同程度的变异。本研究成功实现了水稻转录因子TIFY1家族2个基因,TIFY1a和TIFY1b的单基因和双基因编辑,获得了一系列不同类型的tify1a和tify1b的单基因突变株系以及双基因突变株系,为进一步揭示TIFY1响应水稻低温应答的作用机制提供材料和理论依据,并为利用CRISPR/Cas9技术研究功能冗余的基因家族提供了新思路。
转EuCHIT1基因提高小麦对条锈病的抗性
Transformed EuCHIT1 Gene in Wheat (Triticum aestivum) Enhances Resistance to Stripe Rust (Puccinia striiformis f. sp tritici)
丁延庆 董旋 赵德刚
2017, 25(6): 1013-1022  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3616 KB)  ( 170 )
摘要
摘 要 小麦条锈病是一种严重的真菌病害,导致小麦(Triticum aestivum)产量和品质的下降,探索利用外源基因提高条锈病抗性对小麦育种具有重要意义。本研究利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化法将杜仲几丁质酶基因(eucommia ulmoides chitodextrinase gene, EuCHIT1)遗传转化小麦品种“贵紫3”,通过β葡萄糖醛酸酶(β-glucuronidase, GUS)组织化学染色和PCR鉴定获得T1代转基因小麦植株,对转基因和野生型小麦的几丁质酶活性、保护性酶活性、条锈病抗性以及病程相关蛋白基因相对表达量比较分析。结果表明,转基因小麦几丁质酶活性平均为3 328.63 U/g FW,比野生型高42.21%。接种条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)小种CYR32后7 d,转基因小麦过氧化氢酶(catalase, CAT)、超氧化物歧化酶(super-oxide dismutase, SOD)和过氧化物酶(peroxidase, POD)平均活性分别为211.91、448.37和81.30 U/g FW,野生型植株CAT、SOD和POD分别为159.95、 294.38 和37.87 U/g FW,转基因植株比野生型分别高32.48%、49.76%和114.68%;转基因小麦丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量平均为8.69 nmol/g FW,比野生型低29.23% (12.28 nmol/g FW)。对野生型和转基因小麦接菌后,转基因小麦叶片发病时间比野生型推迟了9 d,接菌14 d后对小麦叶片条锈病进行抗性鉴定,结果表明,转基因小麦表现为高抗,野生型小麦表现为中感。小麦旗叶病变长度统计结果显示,转基因植株旗片病变长度极显著低于野生型。病程相关蛋白基因相对表达量分析表明,接菌前转基因小麦中病程相关蛋白1(pathogenesis-related protein, PR-1)、病程相关蛋白2(pathogenesis-related protein, PR-2)和病程相关蛋白5(pathogenesis-related protein, PR-5)基因表达量平均为野生型1.14、6.61和3.87倍,接菌后转基因小麦表达量平均为野生型的2.14、3.41和7.55倍。综上所述,转基因小麦提高了对条锈病抗性,可能与保护性酶活性的提高以及病程相关蛋白基因表达上调有关。本研究为创制抗条锈病转基因小麦材料提供了基础,同时为进一步研究EuCHIT1基因功能机制提供理论依据。
研究评述与展望
灰葡萄孢菌多样性研究进展
Research Advances in the Diversity of Botrytis cinerea
张艳杰 沈凤英 许换平 李亚宁 刘大群
2017, 25(6): 954-968  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1704 KB)  ( 754 )
摘要
摘 要 灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)是死体营养子囊菌,可侵染200多种植物的许多部位引起灰霉病,对许多农作物(包括番茄(Lycopersicon esculentum)、草莓(Fragaria×ananassa)、葡萄(Vitis vinifera)等)造成重大损失,灰葡萄孢菌具有很高的遗传多样性,本文对灰葡萄孢菌的形态分化、致病力分化、转座子基因分型、系统发育分型和分子遗传多样性进行了综述。
CRISPR/Cas9体系的多元化发展和应用
The Diversified Development and Application of CRISPR/Cas9 System
葛陆星 康健 董翔宸 张涌 权富生
2017, 25(6): 939-953  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (987 KB)  ( 502 )
摘要
摘 要 CRISPR/Cas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR associated) 系统是细菌和古细菌抵御外源病毒、外源质粒入侵的适应性免疫防御系统。CRISPR/Cas9技术是继锌指核酸酶(Zinc-finger nuclease, ZFN)和转录激活样效应因子核酸酶(transcription activator-like effector nuclease, TALEN)后出现的第3代基因定点编辑技术,具有高特异性、高效性、易操作和低成本等优点,受到国内外研究工作者的青睐。本文对CRISPR/Cas系统的分类和结构以及作用机制进行了概括,总结了CRISPR/Cas系统的多元化发展,新型CRISPR体系的探索研究,近年来研究者为了使该技术特异性提高、脱靶效率降低、打靶范围扩大而开展的PAM(protospacer adjacent motif)识别区扩展、gRNA优化设计、Cas9蛋白质结构加工等一系列工作,展现了现有CRISPR/Cas9技术的改造性应用以及在动物建模、人类基因治疗、全基因组筛选和动物育种材料研制等多个科研领域的广泛性应用,并对该项技术的应用前景和研究方向进行了展望。本综述详尽描述了该技术的基本情况,为相关科研工作者对该技术的进一步研究和应用提供参考。
研究资源与技术改进
猪δ冠状病毒SYBR GreenⅠ荧光定量RT-PCR检测方法的建立及初步应用
Development and Preliminary Application of SYBR GreenⅠReal-time PCR Assay for Detection of Porcine deltacoronavirus
张利卫 曹贝贝 张云飞 张君涛 韦学雷 兰培英 胡慧
2017, 25(6): 969-975  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2307 KB)  ( 178 )
摘要
摘 要 猪δ冠状病毒(Porcine deltacoronavirus, PDCoV)是一种新的引起仔猪腹泻的冠状病毒,2014年以来在我国各省开始流行,建立一种快速、准确的检测方法对于该病流行病学、致病机制的研究具有重要的意义。根据GenBank中公布的PDCoV M基因序列设计一对特异性引物,扩增M基因的特异性片段,构建pMD18-T-PDCoV-M重组质粒,以此为模板,SYBR Premix Ex Taq为荧光染料,通过对荧光定量RT-PCR(reverse transcription-PCR)扩增条件的优化,建立了针对PDCoV的荧光定量RT-PCR检测方法,并对所建立方法的特异性、灵敏性和稳定性进行了研究。结果显示,所建立的方法具有高度敏感性,最低检测限为54 拷贝/μL;应用该方法对猪传染性胃肠炎病毒(Transmissible gastroenteritis virus of swine, TGEV)、猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)和猪繁殖与呼吸综合症病毒(Porcine respiratory and reproductive syndrome virus, PRRSV)等其他常见猪病毒性病原检测均为阴性,表明所建立的方法具有较好的特异性;且具有较好的重复性,组内和组间变异系数均小于1%。对临床198份腹泻样品进行检测,阳性率为20.71%(41/198)。实验所建立的SYBR GreenⅠ荧光定量RT-PCR方法能快速、准确检测新发PDCoV,为该病的深入研究提供了新的技术手段。
翘嘴鳜微卫星标记亲权鉴定技术的建立与应用
Establishment and Utilization of Paternity Identification in Mandarin Fish (Siniperca chuatsi) Using Microsatellites
曾庆凯 孙成飞 董浚键 田园园 叶星
2017, 25(6): 976-984  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2380 KB)  ( 174 )
摘要
摘 要 翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)是中国重要的淡水优质养殖鱼类。为鉴定翘嘴鳜选育群体系谱,比较双酶切限制性酶切位点关联DNA测序(double digest restriction-site associated DNA sequencing, ddRAD-seq)与微卫星标记两种方法的鉴定效果,并建立翘嘴鳜亲权鉴定技术,本研究根据GenBank上的微卫星序列,设计并筛选11对具有特异性和多态性的引物,在4个已知系谱信息的全同胞家系扩增、分型与验证。聚类结果显示,这11对微卫星引物可将这4个全同胞家系分成4个支,与实际系谱情况相符。利用ddRAD-seq获得3 283个SNP标记,构建包含155个同胞个体以及12个其他非同胞个体的聚类树,这12个非同胞个体可被有效区分。采用以上11对微卫星引物检测此12个非同胞个体、8个同胞个体及其亲本并构建聚类树,结果显示,8个同胞个体样本与其亲本聚为一支,12个非同胞个体则聚为另一支,说明此11个微卫星位点具有较好的家系鉴定能力。采用这11对微卫星引物对由7尾雄性、13尾雌性选育亲本繁育的126尾子代进行亲权鉴定,模拟分析发现,各微卫星位点的双亲非亲排除率为0.276~0.895,最高累计双亲非亲排除率为99.999%;亲权鉴定结果显示,126个子代中有105尾成功构建系谱信息,鉴定成功率为83.3%,说明这11个位点不仅具有较高的累计排除率,在实际应用中也可有较好的鉴定效果。本研究中翘嘴鳜亲权鉴定技术的建立将为翘嘴鳜选育种提供有效的系谱鉴定技术手段。
研究论文与报告
寿光鸡AANAT基因5′调控区的单核苷酸多态性及其与产蛋性状的关联分析
SNPs in 5? Regulatory Region of AANAT Gene and the Association Analysis with Laying Traits in Shouguang Chickens (Gallus gallus)
李秀秀 王文文 郝园丽 李显耀 唐辉
2017, 25(6): 921-929  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4369 KB)  ( 235 )
摘要
摘 要 褪黑激素(melatonin, Mel)分泌增加可阻碍家禽生殖器官的发育,降低家禽产蛋量。5-羟色胺-N-乙酰基转移酶(arylalkylamine N-acetyltransferase, AANAT)是Mel合成过程中的限速酶。本实验旨在研究 AANAT 基因5'调控区多态性及其与寿光鸡(Gallus domesticus 'Shouguang')产蛋性能的关系,采用直接测序法检测了AANAT 基因5?调控区的SNPs,并将检测到的SNPs与寿光鸡的产蛋性状进行关联分析。结果表明,AANAT 基因5?控区共21个SNPs,其中10个低度多态、11个中度多态。3个中度多态位点对产蛋性能影响显著(P<0.05),其中-803位点能使开产日龄显著提前,并能使前期(20~25周龄)产蛋数显著增加;-561位点能使中期产蛋数显著增加;-522位点能使后期(46~57周龄)产蛋数显著增加;-561、-522位点能使产蛋总数显著增加。综上所述,AANAT 基因5' 调控区有多个SNPs对产蛋性状影响显著,可作为寿光鸡产蛋性状辅助选择的有潜在利用价值的分子遗传标记。
丹参SmbHLH37基因的克隆、亚细胞定位和表达分析
Cloning, Subcellular Localization and Expression Analysis of SmbHLH37 Gene in Salvia miltiorrhiza
苏娇 杨娜 王晓帆 杜堂志 李莎莎 鲁张田子 曹晓燕
2017, 25(6): 884-892  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (10948 KB)  ( 158 )
摘要
摘 要 碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)转录因子家族在植物的生长发育、响应非生物胁迫等方面发挥着重要的调控作用。为了进一步丰富丹参(Salvia miltiorrhiza)中该家族成员的研究,寻找新的参与调控丹参次生代谢产物合成相关的bHLH成员,本研究基于丹参转录组和基因组数据库,分别从cDNA和gDNA水平克隆获得SmbHLH37基因序列。该基因序列长1 506 bp,包含1个27 bp的内含子序列,1 479 bp完整的CDS(GenBank登录号: KP257470.1),编码492个氨基酸。BlastP分析结果显示,SmbHLH37与芝麻(Sesamum indicum)等植物的bHLH3同源性较高;SmbHLH37蛋白与拟南芥(Arabidopsis thaliana)bHLH转录因子家族的分子进化树结果显示,SmbHLH37与拟南芥bHLH转录因子AtJAM3(A. thaliana jasmonate-associated MYC2-like3)亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示,SmbHLH37蛋白主要定位在细胞核中。qRT-PCR分析结果显示,SmbHLH37在叶中的表达量最高,花中最低;用脱落酸(abscisic acid, ABA)和机械诱导处理后,该基因的表达短时间呈上调趋势;同时,SmbHLH37在SmMYC2过表达株系OE-8和OE-12中的表达量显著上调(P<0.05)。研究结果为进一步开展SmbHLH37功能研究提供了基础资料。
苦荞MT2基因的克隆及其对铜胁迫的响应
Cloning of MT2 from Tartary Buckwheat (Fagopyrum tataricum) and Its Response to Cu2+ Stress
贾鹏 王媛 陈涛 陈鹏
2017, 25(6): 874-883  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6710 KB)  ( 281 )
摘要
摘 要 金属硫蛋白(metallothioneins, MTs)是一类富含半胱氨酸的低分子量蛋白,在植物重金属耐受性中发挥重要的作用。本研究从苦荞(Fagopyrum tataricum)叶片中克隆了FtMT2基因(GenBank No. KY643823)并分析过表达FtMT2的大肠杆菌(Escherichia coli)对Cu2+的耐受性;利用基因组步移技术获得FtMT2的启动子序列并构建不同截短启动子的双荧光素酶报告载体,采用瞬时转化苦荞叶肉细胞原生质体研究FtMT2启动子对Cu2+的响应。结果表明,FtMT2的ORF长度为237 bp,其编码的氨基酸序列具有典型的MT2的特征,且与双子叶植物的MT2有较高的同源性。5′侧翼序列缺失的系列启动子截短体对Cu2+表现为不同的增强响应模式,响应强度分析显示截短体包含的预测金属响应元件存在剂量效应。此外,FtMT2过表达的大肠杆菌对Cu2+的耐受性增加。以上结果表明,FtMT2在苦荞对Cu2+的响应及重金属的耐受性中发挥重要作用。FtMT2的克隆及其启动子的功能分析对于建立Cu2+污染的检测技术具有参考价值,同时为解析苦荞重金属抗性的内在机制提供了理论依据。
水貂PMEL基因启动子活性及转录调控元件分析
Analysis of the Promoter Activity and Transcriptional Regulatory Elements of PMEL Gene in Mink (Mustela vison)
李丽莎 李兰会 李祥龙 彭永东
2017, 25(6): 911-920  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (2742 KB)  ( 218 )
摘要
摘 要 貂皮颜色是水貂皮重要的质量性状,也是影响其价格的重要因素,前黑素小体蛋白基因(premelanosome protein gene, PMEL)作为影响动物被毛颜色变异的重要候选基因,近年来得到广泛重视。本研究旨在筛选调控水貂(Mustela vison)毛色基因PMEL启动子活性区域及转录因子结合位点,为探究该基因的表达调控机制提供理论依据,并为彩色水貂的育种和改良提供思路。以与水貂同源性较高的雪貂(M. putorius furo)PMEL基因序列(GenBank: NW_004569320.1)为参考进行引物设计,以黑色水貂毛皮基因组DNA为模板扩增PMEL基因启动子片段并克隆到pMD19载体,通过PCR和测序鉴定为阳性克隆,利用限制性内切酶 Kpn Ⅰ和Hind Ⅲ 对阳性质粒和pGL3-Basic载体同时进行双酶切,胶回收酶切产物,将二者的酶切产物通过T4连接酶连接成环状质粒,再利用PCR、双酶切和测序鉴定为阳性克隆,然后提取无内毒素质粒,利用lip2000脂质体转染到A375细胞和293T细胞,通过双荧光素酶检测系统测定相对荧光素酶活性值,并对核心启动子区的转录因子结合位点进行预测及活性验证。成功构建了6个不同长度的启动子片段,水貂PMEL基因-671/+87为核心启动子区域,从-671缺失到-477时启动子活性由最高降低到最低,表明在-671/-477可能存在正调控元件增强其启动活性。利用生物信息学软件分析该区域的转录因子结合位点,提示有十几种转录因子结合位点的存在,综合至少2个软件的预测结果,选择出Sp1(-516/-506)、Sp1(-505/-495)和Sp1(-499/-489)结合位点,对其分别构建了3个Sp1突变体,检测结果表明,-516/-506、-505/-495和-499/-489为转录的正调控区域。确定了水貂PMEL基因启动子核心区域-671/+87,预测的3个Sp1结合位点为水貂PMEL基因转录的正调控区域。本研究结果为了解水貂PMEL基因的生物学功能提供了重要信息,为进一步研究其调控水貂被毛颜色分子遗传机制提供新的理论依据。
绵羊KITLG基因的表达及其多态性与产羔性状关联分析
Expression and Polymorphisms of KITLG Gene and Their Association with Litter Size in Sheep (Ovis aries)
张军霞 乐祥鹏 王维民 谢云龙 王志兰 张娜娜 胡瑞雪 孙武 邓颖 李发弟 喇永富
2017, 25(6): 893-900  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1363 KB)  ( 253 )
摘要
摘 要 繁殖性状作为绵羊重要的经济性状,其分子机理的研究极为重要。绵羊(Ovis aries)繁殖性能受到下丘脑-垂体-性腺生殖轴的调控,同时也受到许多的生长因子的调节,KIT 的配体KITLG(KIT LIGAND, KL或KitL)作为重要的生长调节因子在卵泡发育中起很重要的作用。为了解绵羊KITLG基因表达特征、多态性及其与产羔性状的关联性,本研究利用Real-time PCR分析了KITLG基因在湖羊下丘脑、垂体、卵巢、心脏、肌肉、肺、肾脏、肝脏、脾脏、十二指肠、脂肪和瘤胃等组织中的表达水平,同时采用限制性长度片段多态性(restriction fragment length polymorphism, RFLP)技术检测了KITLG基因在湖羊和小尾寒羊群体中的多态性及其与产羔性状的关联性。结果表明,绵羊KITLG基因在上述检测的12个组织中均有表达,其中在卵巢中的表达量较高。通过PCR-RFLP分析,在第2和第5内含子上检测到g.38473C>T 和g.47468C>T 2个突变位点。在小尾寒羊和湖羊群体中检测到的g.38473C>T位点上均有CC(优势基因型)和CT 两种基因型,其中 C为优势等位基因;湖羊群体的基因杂合度(heterozygosity, He)为0.89,纯合度(homozygosity, Ho)为0.11,有效等位基因数(effective allele number, Ne)和多态信息含量(polymorphic information content, PIC)分别为1.31和0.11;在小尾寒羊中分别为0.80、0.20、1.10和0.16,并且在该突变位点,两个群体均处于Hardy-Weinberg平衡状态。在g.47468C>T突变位点上检测到 CT和TT(优势基因型)两种基因型,其中优势等位基因为T;在此位点湖羊群体中He、Ho、Ne及PIC分别为0.95、0.05、1.06、0.05;小尾寒羊群体中分别为0.91、0.09、1.10和0.09。两个群体在该位点均处于Hardy-Weinberg平衡状态。多态位点与绵羊产羔数的关联性分析表明,KITLG基因g.47468C>T位点与小尾寒羊产羔数显著相关(P<0.05)。本研究结果揭示了KITLG基因在绵羊卵巢中的表达量较高,且g.47468C>T位点与绵羊产羔数显著相关,可作为产羔性状相关的候选基因。
尼罗罗非鱼TRIM16和TRIM25基因的克隆及表达分析
Cloning and Expression Analysis of TRIM16 and TRIM25 Genes from Nile Tilapia (Oreochromis niloticus)
郑建美 高风英 卢迈新 刘志刚 曹建萌 可小丽 王淼
2017, 25(6): 861-873  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1902 KB)  ( 615 )
摘要
摘 要 泛素连接酶E3家族在脊椎动物的先天免疫中发挥重要作用,由于RING finger结构域的存在,三重基序(tripartite motif, TRIM)蛋白家族的很多成员被报道具有泛素连接酶活性。为了研究TRIM16和TRIM25基因在尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)免疫过程中的作用,本研究通过逆转录PCR和RACE获得了尼罗罗非鱼TRIM16和TRIM25基因的cDNA及基因组序列,并进行了基因结构和蛋白二级结构分析,qRT-PCR检测基因的组织分布、在胚胎发育过程中表达变化及其对无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)感染的响应。结果表明,TRIM16基因的cDNA(GenBank登录号: KY746714)全长2 314 bp, ORF 1 677 bp,编码558个氨基酸;TRIM25基因的cDNA(GenBank登录号: KY968697)全长2 748 bp,ORF 1 677 bp,编码558个氨基酸,二者基因组序列均无内含子。氨基酸序列分析显示,TRIM16和TRIM25均具有TRIM家族的RING finger结构域、B-box结构域等保守结构。组织分析表明,在所检测的11个组织和器官中,TRIM16和TRIM25基因均有表达,血液中表达最高,肝脏中表达最低,血液中的表达量分别为肝脏(对照组)的60.46和274.07倍。这两个基因在尼罗罗非鱼胚胎发育过程中均有表达。人工感染无乳链球菌后,TRIM16和TRIM25基因在所检测的5个组织和器官中的表达量均存在升高的阶段,TRIM16基因在肠、脾、鳃、肾脏和血液中的最高表达量分别为0 h (对照组)的1.30、2.09、1.61、7.81和6.05倍,TRIM25基因在肠、脾、鳃、肾脏和血液中的最高表达量分别为对照组的11.13、1.22、1.26、61.41和77.80倍。上述结果表明,TRIM16和TRIM25基因在尼罗罗非鱼抗无乳链球菌感染的过程中发挥了重要作用。研究结果为进一步了解罗非鱼的抗感染免疫机制、探索病害防治新途径提供了理论基础。
犬DEA1.1血型犬源单链抗体库构建及筛选
Construction and Panning of Canine Phage scFv Library for Dog (Canis lupus familiaris) Erythrocyte Antigen 1.1
丛霞 姜忠玲 曹荣峰 田文儒 李华涛
2017, 25(6): 901-910  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (8175 KB)  ( 128 )
摘要
摘 要 在我国缺乏用于犬(Canis lupus familiaris)血型鉴定的检测试剂,本研究目的在于制备犬DEA1.1血型鉴定抗体,为宠物犬输血前血型鉴定提供材料。本研究以比格犬为研究对象,以外周血淋巴细胞为抗体基因来源,设计犬抗体可变区基因简并引物,用反转录聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)合成cDNA,扩增抗体重链可变区(heavy chain variable region gene, VH)和轻链可变区(light chain variable region gene, VL)基因,用重叠延伸PCR将VH 和VL通过Linker连接重组单链抗体(single chain antibody variable fragment, scFv)的基因片段,将scFv 基因连接至噬菌体载体pCANTAB 5E,构建犬源单链抗体scFv文库,用斑点酶联免疫吸附测定(dot enzyme-linked immunosorbent assay, Dot-ELISA)方法和犬红细胞抗原1.1(dog erythrocyte antigen 1.1, DEA1.1)血型免疫库为基础,进行3轮筛选。以鉴定阳性的克隆为基础,构建了原核表达重组单链抗体蛋白。结果表明,犬抗体可变区简并引物有效可用,并成功构建犬源单链抗体scFv文库。构建的免疫库实际库容量为7×105,具有多样性和足够大的库容量。最终筛选到3株能够与犬DEA1.1血型抗原相结合的单链抗体。检测鉴定原核表达的Clone16蛋白为可溶蛋白。亲和纯化获得Clone16单链抗体进一步用临床样本验证,具有较强结合特性。本研究为制备犬DEA1.1血型鉴定试剂提供了理论依据。
一种微生物复合菌系发酵液对荔枝采后保鲜效果的研究
Effect of Fermentation Broth of Microbial Community on the Preservation of Harvested Litchi (Litchi chinensis) Fruit
吴一晶 艾超 严新 林河通 赵超
2017, 25(6): 930-938  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1380 KB)  ( 228 )
摘要
摘 要 荔枝(Litchi chinensis Sonn.)果实采后常温贮藏条件下腐烂变质是造成荔枝果实品质劣变、经济价值降低的主要原因,为减少人工合成化学杀菌剂的滥用,开发新型采后荔枝果实天然生物保鲜剂至关重要。本研究以福建主栽品种‘乌叶’荔枝果实为原料,以浒苔(Enteromorpha prolifera)为基质的复合菌系发酵液为保鲜剂,研究发酵上清液浸泡处理对采后荔枝果实外观品质及耐贮性的影响。利用16S rRNA V4区的高通量测序技术对微生物复合菌系进行菌群结构和丰度分析,采用核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)代谢组学技术对该复合菌系发酵液中保鲜成分进行测定。结果表明,该微生物复合菌系中主要为芽胞杆菌科(Bacillaceae)、圆杆菌科(Cyclobacteriaceae)和交替单胞菌科(Alteromonadaceae),其中优势芽胞杆菌属(Bacillus)丰度为32.31%,具有降解浒苔作用的交替单胞菌科和微泡菌属(Microbulbifer)的丰度分别为8.47%和6.72%,复合菌系发酵产物中起主要保鲜作用的成分为甜菜碱和海藻糖,浓度分别为0.001 5和0.007 9 mmol/L。不同稀释度条件下的发酵上清液处理可明显降低常温贮藏期间荔枝果实呼吸强度、果皮褐变指数、果实感病指数及失重率,从而有效保持荔枝果实较高的商品率,其中发酵上清液稀释2倍的保鲜效果最佳,与对照相比,处理组荔枝果实感病指数降低了77.78%,商品率提高了22.07%。本研究为荔枝等亚热带果实采后生物保鲜提供理论依据和技术方法,同时拓宽了绿藻浒苔应用范围。
推广与应用
早熟抗倒伏适合机械化收获的花生品种宇花5号的培育
Breeding of Peanut (Arachis hypogaea) Variety Yuhua 5 with Early Maturing, Lodging-resistant and Suitable for Mechanized Harvesting Traits
李冠 刘录祥 崔山 乔利仙 隋炯明 赵琳姝 王晶珊
2017, 25(6): 985-990  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (12201 KB)  ( 104 )
摘要
摘 要 花生(Arachis hypogaea)是重要的油料和经济作物,但其遗传基础狭窄、多样性差,通过杂交育种手段选育有突破性的花生新品种越来越困难。为了丰富花生遗传资源,开拓新的育种方法,本论文对快中子辐照诱变结合组织培养创造花生新种质进行了研究。以花生品种鲁花11号干种子为试材,进行快中子辐照处理后,取种子胚小叶进行培养,诱导体细胞胚的形成和植株再生。再生苗经无菌嫁接后移栽田间,后代按系谱法进行选育,并育成花生新品种宇花5号。宇花5号高产、早熟、抗倒伏、适合机械化收获,2015年通过辽宁省非主要农作物品种认定,比对照品种白沙17平均增产15.03%。研究结果说明,辐照诱变结合组织培养是创造花生新种质、培育新品种的有效方法;通过此种方法培育出了早熟抗倒伏适合机械化收获的花生品种——宇花5号。
 
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