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农业生物技术学报  2017年 25卷 7期  刊出日期:2017-06-07
 
研究论文与报告
ABA对于十字花科油籽脂肪酸组成及储藏蛋白的影响及机制
The Effect of ABA on Biosynthesis of Fatty Acids and Storage Proteins and the Relevant Mechanism in Cruciferae Oilseed
崔力勃 朱乐 蒋立希
2017, 25(7): 1059-1071  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4946 KB)  ( 336 )
摘要
油菜(Brassica napus)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)均属于十字花科植物,脂肪酸合成和调控机制相似。油菜是我国重要的油料作物,提高种子含油量多年来一直是油菜育种者的重要目标,而拟南芥种子油脂含量介于20%~35%之间,是研究种子油脂机制的理想模式植物。脱落酸(abscisic acid, ABA)是调控种子发育、成熟与休眠的重要内源激素,然而ABA对于十字花科油籽脂肪酸形成的影响却未见报道。为了探究ABA对油籽脂肪酸含量、组分以及种子储藏蛋白含量的影响及其机制。本研究通过用不同浓度的外源ABA喷施油菜与拟南芥植株,并用含有不同浓度的ABA培养基对受精后28 d的油菜受精胚进行体外培养。结果表明,ABA能够促进拟南芥叶片与油菜荚果变黄及早衰,抽薹前喷施200 μmol/L ABA抑制拟南芥荚果发育;喷施ABA通过抑制脂肪酸碳链延长(fatty acid elongation 1, FAE1)基因,抑制芥酸等超长链脂肪酸(C>20 very long chain fatty acids, VLCFA)合成,间接促进十八碳不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)相对含量,蛋白质含量下降。体外培养油菜受精胚实验显示,ABA抑制编码脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturation, FAD)基因的表达,使得PUFA含量下降,芥酸等超长链脂肪酸相对含量增加,蛋白质含量增加。结果表明,激素的浓度对于油脂积累的影响具有关键作用。高浓度的ABA对于多数油脂合成途径上的基因表达具有抑制作用,选择不同的ABA浓度可以对十字花科油籽油脂积累进行不同方向(有利油脂积累或者有利油脂消减)的调节。该项研究丰富了对于ABA功能的认识,加深了对于油料种子脂肪酸积累分子机制的理解。
小麦TaPRF7基因的克隆及表达
Cloning and Expression of TaPRF7 Gene in Wheat (Triticum aestivum)
段文静 白建芳 王鹏 王玉昆 苑少华 孙辉 苑国良 张立平 赵昌平
2017, 25(7): 1033-1044  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (5484 KB)  ( 728 )
摘要
前纤维蛋白(profilin, PRF)是一种植物中广泛存在的微丝结合蛋白,对微丝动态重排进行双向调控,在植物的各项生命活动中起非常重要的作用。为研究其在小麦(Triticum aestivum)中的功能,本研究以小麦光温敏不育系BS366雄蕊的cDNA为模板,通过电子克隆和RT-PCR方法克隆获得1个PRF类基因,并根据GenBank登录顺序命名为TaPRF7(GenBank No. KY940299)。利用生物信息学软件对TaPRF7及其蛋白进行分析,结果表明,TaPRF7编码区含有396个核苷酸,编码131个氨基酸;其蛋白分子量约为14.2 KD,pI约为4.81,属于稳定蛋白;含有保守域PROF,有肌动蛋白(actin)、磷脂酰肌醇4, 5-二磷酸(phosphatidyl inositol 4, 5-diphosphate, PIP2)、多聚脯氨酸结合位点。TaPRF7基因与玉米(Zea mays) ZmPRF2、ZmPRF4、ZmPRF5,大麦 (Hordeum vulgare) HvPRF1,高粱(Sorghum bicolor) SbPRF,水稻(Oryza sativa) OsPRF亲缘关系较近,同源性也比较高。构建TaPRF7-16318hGFP融合蛋白表达载体,观察其在拟南芥(Arabidopsis thaliana)原生质体亚细胞定位,显示定位于细胞核和细胞质中;运用qRT-PCR分析小麦BS366不同组织及脱落酸(abscisic acid, ABA)、生长素(indoleaceticacid, IAA)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)、盐(NaCl)、模拟干旱(PEG 6000)、水杨酸(salicylic acid, SA)、赤霉素(gibberellin, GA)、低温(10 ℃)处理下TaPRF7表达特性。分析表明,TaPRF7在雄蕊中表达量最高,属于生殖型表达。在ABA、PEG、GA、NaCl、IAA和低温6种处理下,TaPRF7表达量都呈现出先升后降的趋势,而在MeJA和SA处理下,TaPRF7的表达被显著抑制。利用qRT-PCR分析该基因在不育系BS366和恢复系京411不育和可育环境下花药发育3个时期的表达情况,结果表明,相比BS366,该基因在京411中3个时期表达量都很低,且在BS366不育环境下表达量明显高于可育环境,随着花药发育时期的推进,在不育环境下该基因表达量呈上升趋势。综上结果推测TaPRF7可能参与了花药开裂和低温诱导不育等小麦分子信号转导通路,为进一步研究TaPRF7基因在光温敏小麦不育的分子机制提供了一定的理论依据。
慢性热应激对虹鳟部分血清非特异性免疫指标的影响
Effects of Chronic Heat Stress on Part of Serum Non-specific Immunity Parameters in Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss)
夏斌鹏 刘哲 周彦静 王永杰 黄进强 李永娟 康玉军 王建福 刘晓霞
2017, 25(7): 1078-1085  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1470 KB)  ( 303 )
摘要
虹鳟(Oncorhynchus mykiss)是我国主要的冷水性养殖鲑鳟鱼类,在养殖过程中,夏季高温容易引起其大面积死亡或减产。为探讨不同水温下虹鳟的热应激反应(heat stress response, HSR)程度及热应激过程中敏感指标的变化,本研究选择平均体重(400±10.5) g的全同胞虹鳟系为实验对象,采取缓慢升温的方式,分别在18、21、23、24、25和26 ℃ 6个温度点随机各取10尾鱼采样,分别测定血清中部分非特异性免疫指标的变化情况。结果发现,热应激过程中,谷丙转氨酶(alanine transaminase, ALT)和谷草转氨酶(aspartase aminotransferase, AST)活性在25和26 ℃时均显著高于其他温度点(P<0.05);总胆红素(total bilirubin, T-Bill)含量24 ℃开始显著升高(P<0.05);碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, AKP)活性在21 ℃后显著降低;肌酸激酶(creatine kinase, CK)活性在18~25 ℃升温过程中差异不显著(P>0.05),26 ℃时显著升高(P<0.05);溶菌酶(lysozyme, LZM)活性在24 ℃达到最高,25和26 ℃时分别较其他温度点显著降低(P<0.05);补体3(complement 3, C3)含量随温度的升高而持续上升;血清总蛋白(total protein, TP)、球蛋白(globulin, GLO)和白蛋白(albumin, ALB)含量随温度升高差异不显著(P>0.05)。上述结果表明,21 ℃时虹鳟机体代谢能力下降并出现热应激反应,表明21 ℃时机体进入适应性调节状态。24 ℃是虹鳟热应激的一个“关键高温点”,此温度点可能是虹鳟由适应性调节进入“受损”的临界点。26 ℃可能为虹鳟高温耐受上限。本研究结果可为虹鳟抗高温品种选育和抗热应激技术提供理论基础,同时,24 ℃的“关键高温点”在热应激相关研究中具有重要的应用价值,比如在筛选热应激下差异表达基因时,确定一个应激反应变化显著但又对机体没有严重损害的“关键高温点”与最适水温情况下作比较是合理和必要的,本研究结果为此提供了理论依据。
高低产群香猪X染色体的结构变异比较分析
Comparative Analysis of Structural Variations on Chromosome X in Two Xiang Pig (Sus scrofa) Groups with High and Low Litter Size
刘畅 王嘉福 黄世会 冉雪琴
2017, 25(7): 1045-1058  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1043 KB)  ( 370 )
摘要
为了明确香猪(Sus scrofa)基因组的结构变化与繁殖调节机制之间的联系,采用二代测序技术对6头香猪进行了基因组重测序。结合数种生物信息学分析方法,从香猪高产组(XH)与低产组(XL)X染色体中检测到丰富的结构变异(structural variations, SV)。在香猪X染色体(chrX)上检测到3 246个SVs,进一步比较发现有311个SVs是XH组特有的,138个SVs只存在于XL组,合计449个SVs;XH组chrX染色体上61~109 Mb发现一个SV热点区域, XH组的热点区中有138个SVs,其中65个为缺失类型。449个SVs中,80个SVs位于基因内,影响了47个蛋白编码基因,31个基因位于繁殖相关的数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)区域内,其中包括NLGN4X、GPR143、ZDHHC15、ATRX、NXF2、AMOT、GRIA3、THOC2等。对47个基因进行基因本体论(Gene Ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路分析表明这些基因涉及繁殖、免疫及脂代谢相关的生物功能和通路,如肾上腺发育(adrenal gland development)、胞内类固醇激素受体信号调控通路(regulation of intracellular steroid hormone receptor signaling pathway)、RIG-I 受体信号通路(RIG-I-like receptor signaling pathway)和脂蛋白代谢过程(lipoprotein metabolic process)。利用PCR方法对10/47个SVs进行群体验证,得出SV_GPR143在高低产群中存在差异(P<0.05),基因型DD的产仔数低于基因型NN的产仔数(n=1.96, P<0.05),与产仔数有一定的相关性(ρ=0.217)。本研究深入细致的SV分析表明XH组存在更为丰富的SVs,可为解析香猪产仔数变化的遗传机制提供理论依据。
ASIP-YY对羊驼皮肤黑色素细胞形态和黑色素生成的影响
Influence of ASIP-YY on Morphology and Melanogenesis of Alpaca (Lama pacos) Skin Melanocytes
南瑞鹏 牛峰 李振 卢杰丽 庞全海
2017, 25(7): 1072-1077  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3758 KB)  ( 156 )
摘要
鼠灰色(Agouti)基因时影响动物毛色的重要基因之一,虽然在多种动物中发现了Agouti基因的存在和表达,但Agouti信号蛋白(Agouti signaling protein, ASIP)对羊驼(Lama pacos)黑色素细胞的增殖及对毛色相关基因的影响研究鲜见报道。本研究旨在利用不同浓度ASIP-YY (a C-terminal fragment of ASIP)作用于体外培养的羊驼皮肤黑色素细胞,观察其对黑色素细胞及黑色素生成的影响。不同浓度ASIP-YY(0.0、0.1、1.0、10.0、100.0 nmol/L)处理羊驼皮肤黑色素细胞72 h。四甲基偶氮噻唑蓝(methyl thiazolyl tetrazolium, MTT)法检测黑色素细胞活力,紫外分光光度法检测黑色素含量,qRT-PCR检测酪氨酸酶(Tyrosinase, TYR)、TRP-1、TRP-2、黑色素细胞膜上的黑色素皮质激素受体1(melanocortin-1 receptor, MC1R)和小眼畸形相关转录因子(Micropht-halmiaassocitated transcription factor, MITF) mRNA表达量。结果显示,黑色素细胞活力受到抑制;ASIP-YY在0.1、10.0、100.0 nmol/L时对TYR mRNA的表达极显著抑制(P<0.01),10.0、100.0 nmol/L时对TRP-1 mRNA的表达极显著抑制(P<0.01),10.0 nmol/L时对MC1R mRNA的表达显著抑制(P<0.05),0.1、1.0、10.0 nmol/L时对MITF mRNA的表达极显著抑制(P<0.01);0.1、1.0 nmol/L时对TRP-1、TRP-2 mRNA的表达显著提高(P<0.05),1.0、100.0 nmol/L时对MC1R的表达极显著提高(P<0.01)。ASIP-YY可使黑色素细胞体积变小,抑制黑色素相关基因的表达,可能是ASIP-YY竞争性的与MC1R结合,从而抑制黑色素相关基因的表达。本实验为进一步研究ASIP对羊驼皮肤黑色素生成调控提供一定的理论基础。
专题:鹿茸生长发育与基因调控(二)
雄激素刺激AP发育前后差异蛋白筛选及DIGE分析
DIGE Analysis and Screening of Differential Proteins Before and After AP Develpoment Induced by Androgen
刘慧 刘振 王权威 董振 杨雪雯 王桂武 杨福合 李春义
2017, 25(7): 1119-1129  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (6691 KB)  ( 168 )
摘要
鹿茸是一特殊的骨性器官,内部布满血管和神经。鹿茸发生是指雄性仔鹿进入青春期后角柄和初角茸的形成过程。研究已经证实鹿额外脊上的生茸区骨膜(antlerogenic periosteum, AP)是鹿茸发生的组织基础。AP承担了鹿茸器官发育的蓝图。研究表明,雄激素在鹿茸发生中起到重要作用。为了研究AP发育前后蛋白质组学变化,深入探讨雄激素诱导鹿茸发生的分子机制。本研究利用雄激素刺激雌性梅花鹿(Cervus nippon)生茸区骨膜发育,应用荧光差异双向凝胶电泳(two-dimensional fluorescence difference gelelectrophoresis, 2D-DIGE)技术,分别提取雄激素刺激前生茸骨膜对照组和刺激后实验组的组织总蛋白,经2D-DIGE技术分析获得蛋白点的差异表达信息,运用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法(matrixassisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS)鉴定差异蛋白质,并根据数据库检索分析鉴定出的差异蛋白。实验数据分析表明,共筛选出318个差异蛋白点,其中163个蛋白点上调,155个蛋白下调。筛选其中93个蛋白点采用质谱鉴定技术,成功鉴定17个蛋白,分属5种结构和功能各异的蛋白,包括结合相关蛋白,酶调活性相关蛋白,结构分子活性相关蛋白,催化活性相关蛋白和抗氧化活性相关蛋白。本研究为鹿茸生长调控机制提供理论依据,进而为器官发生机制研究提供参考数据。
肿瘤相关因子CD9在鹿茸干细胞中的表达检测及功能分析
Expression and Functional Analysis of Tumor-related Factor CD9 in Antler Stem Cells
王大涛 张伟 巴恒星 李春义
2017, 25(7): 1130-1138  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (5379 KB)  ( 276 )
摘要
CD9是一个肿瘤相关因子,早期的研究证实CD9的表达能够抑制肿瘤的生长和转移,后来有研究人员提出CD9表达量在肿瘤细胞中升高,并证实其表达促进肿瘤的发展,因此CD9在肿瘤发展过程中的角色仍然存在巨大争议。鹿茸再生过程中,细胞增殖速度甚至超过肿瘤,CD9同样在鹿茸干细胞中高表达。为了探讨鹿茸干细胞中CD9的功能,本研究利用Western blot,免疫荧光和流式细胞仪分析技术系统地检测了鹿茸干细胞(包括生茸区骨膜细胞(antlerogenic periosteum cells, APC), 角柄骨膜细胞(pedicle periosteum cells, PPC)和鹿茸尖部间充质细胞(reserve mesenchymal cells, RMC))中CD9的表达情况;并利用Anti-CD9抗体抑制CD9活性,检测了CD9对鹿茸干细胞迁移和增殖的影响。结果显示,3种鹿茸干细胞均高水平表达CD9,原代培养的鹿茸干细胞CD9阳性率超过90%;抑制CD9活性,对鹿茸干细胞的迁移影响不显著,但对部分鹿茸干细胞(PPC和鹿茸RMC)的增殖有促进作用;分析了CD9有关的细胞基质-整合素和细胞粘附信号通路,并从鹿茸干细胞转录组中检测到绝大多数因子。本研究揭示了CD9在鹿茸干细胞中的功能并推测了可能的调控机制,将有助于揭示CD9在快速增殖的细胞特别是肿瘤细胞中的作用。
梅花鹿VEGF的原核表达与纯化
Prokaryotic Expression and Purification of VEGF from Sika Deer (Cervus nippon)
胡薇 孙宝龙 张蕾 张宇鹏 高双娜 刘蓝月 韩香玉
2017, 25(7): 1139-1145  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1181 KB)  ( 145 )
摘要
鹿茸是一个天然的细胞生长因子库,鹿体最活跃的部位是鹿茸顶端组织,里面含有大量的生长因子。这些生长因子可为鹿茸的临床作用研究提供生物化学基础,多种生长因子对鹿茸的增殖具有重要的促进作用。为了获得具有生物学活性的蛋白质,本研究将梅花鹿(Cervus nippon) 血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)成熟肽基因与pET-30a连接构建VEGF基因原核表达载体,鉴定成功后,将pET-30a-VEGF转入Rosetta大肠杆菌(Escherichia coli)感受态细胞进行诱导表达(0.6 mmol/L 异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside, IPTG), 20 ℃, 16 h),并对表达产物进行十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-Polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)检测。目的蛋白通过Ni-Agarose柱试剂盒进行纯化,通过复性以获得生物学活性。再应用咪唑蓝(3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2, 5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide, MTT)法检测重组蛋白对小鼠成纤维细胞(mouse embryonic fibroblast cell line, NIH3T3)的影响。鉴定结果显示,成功构建原核表达质粒;SDS-PAGE电泳结果表明,在Rosetta中成功检测到融合蛋白的表达;MTT法结果显示,不同浓度的重组蛋白均能促进NIH3T3的增殖,并且随着浓度的增加,细胞的增殖速度也随之加快;其中,蛋白添加量为200 ng/mL、孵育48 h时,增殖效果较为明显。研究结果将为深入探讨VEGF在鹿茸快速增殖过程中的功能和调控机理提供实验依据。
干扰干细胞离子通道对鹿茸形态发生的影响
Influence of Interfering Ion Channels of Antler Stem Cells on Morphogenesis of Deer Antlers (Cervus nippon)
赵海平 褚文辉 刘振 张伟 谷海军 李春义
2017, 25(7): 1146-1153  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (5711 KB)  ( 159 )
摘要
近年来,生物电编码动物/动物器官形态发生成为生命科学研究领域的一个里程碑式成果。迄今为止对该领域的研究仅局限于低等动物。为了初步探索哺乳动物器官的形态发生与生物电的相关性。本研究以梅花鹿(Cervus nippon)鹿茸为模型,选择进入青春期前的1岁龄仔鹿(鹿茸尚未开始发育),雌性和雄性仔鹿各3头;通过外科手术摘取鹿茸形态发生原胚生茸区骨膜(antlerogenic periosteum, AP)组织共10片,利用杜尔伯科改良伊格尔培养基(Dulbecco's modified eagle medium, DMEM)培养基(含10%胎牛血清和2%的青霉素-链霉素)进行离体培养;分别将培养液中加入4种细胞离子通道干扰药物(ivermectin, MS-222, concanamycin A和SCH-28080)对AP组织进行了干扰;连续培养2.5 d。结果发现,不管是使用去极化药物还是超极化药物处理均对鹿茸的形态发育产生了一定程度的影响。为了验证药物的作用效果,本研究对AP细胞进行了离体培养,并选用MS-222作为代表对AP细胞进行了处理。通过CoroNa染色,发现MS-222降低了AP细胞的细胞内钠离子的浓度;通过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)-2,5-di- phenytetrazoliumromide, MTT)实验发现,MS-222没有影响AP细胞的增殖率。说明MS-222之类的药物对AP细胞并不具有细胞毒性,因而其抑制鹿茸发育的最可能的途径是通过对细胞离子通道的干扰影响了AP组织的极化状态。本研究结果表明,AP组织离子通道的状态与鹿茸的发育之间可能存在直接关系。因此推测,鹿茸可能与低等动物模型一样,只有特定的生物电状态才能维持正常的形态发生。本研究为进一步验证生物电编码哺乳动物器官形态发生选定的动物模型提供了理论依据。
梅花鹿鹿茸多肽对小鼠ADSCs迁移、黏附活性及增殖的影响
Effects of Sika Deer Velvet (Cervus nippon) Antler Polypeptides on Migration, Adhesion and Proliferation of ADSCs in Mouse(Mus musculus)
张郑瑶 王晓龙 赵长伟 王国祥
2017, 25(7): 1154-1161  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (8241 KB)  ( 57 )
摘要
梅花鹿(Cervus nippon)鹿茸32肽是从新鲜鹿茸中提取的一类多肽类物质,对骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)有明显的促增殖和诱导分化活性,而脂肪间充质干细胞(adipose tissue-derived stem cells, ADSCs)与骨髓间充质干细胞均来自于中胚层,在骨损伤修复和抗肿瘤的研究中备受关注。为了观察鹿茸多肽对小鼠(Mus musculus) ADSCs的增殖、迁移及黏附性的影响。细胞增殖实验(methyl thiazolyl tetrazolium assay, MTT) 24 h后,实验组OD值与对照组无明显差别,48和72 h则明显高于对照组。细胞划痕实验结果表明,多肽浓度为1 μg/mL时划痕宽度小于对照组,50及5 μg/mL时大于对照组。胰蛋白酶化实验检测发现加入等剂量胰蛋白酶进行消化,随着多肽浓度的升高,细胞消化时间显著缩短,细胞黏附性逐渐降低。本研究表明,鹿茸多肽对ADSCs促增殖作用明显,呈现一定的剂量和时间依赖性,可以促进小鼠ADSCs增殖,降低细胞黏附力,低浓度多肽可促进细胞迁移,高浓度则抑制,提示鹿茸多肽可用于加速细胞增殖,降低其在特定区域的黏附性,同时为促进其向受损部位转移提供了可能,为骨肿瘤及损伤治疗提供了新思路。
研究资源与技术改进
小麦CWI-B1的原核表达、纯化与多克隆抗体制备
Prokaryotic Expression, Purification and Preparation of Polyclonal Antibody for Wheat (Triticum aestivum) CWI-B1
黄传臻 刘香利 曹汝菲 赵惠贤
2017, 25(7): 1102-1110  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1595 KB)  ( 346 )
摘要
细胞壁转化酶(cell wall invertase, CWI)催化质外体蔗糖水解形成源/库的糖浓度梯度,促进蔗糖不断地向库细胞卸出,在作物库强调节中起着十分关键的作用。为揭示小麦(Triticum aestivum) CWI在籽粒灌浆期的重要作用,本研究对已克隆的小麦细胞壁转化酶基因(TaCWI-B1)进行了生物信息学分析,并利用TaCWI-B1的编码区构建了原核表达载体pET28a-TaCWI-B1,转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)菌株后对异丙基硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside, IPTG)诱导浓度、培养温度和培养时间进行了摸索;利用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)分析重组蛋白可溶性,利用镍柱分离纯化蛋白后通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ ionization time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS)对重组蛋白进行鉴定、制备抗体,并对抗体的效价和特异性进行分析。结果表明,TaCWI-B1 cDNA序列总长1 845 bp,ORF长度1 776 bp,编码591个氨基酸的亲水性蛋白,理论分子质量65.92 kD,理论等电点pI 9.26;对重组蛋白进行建模和Mascot分析结果表明,TaCWI-B1是小麦细胞壁转化酶;重组蛋白最佳诱导表达条件为IPTG浓度0.2 mmol/L,28 ℃诱导6 h;His-tag融合的重组蛋白以包涵体形式大量表达;重组蛋白多克隆抗体酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)结果表明,抗体效价达1∶50 000以上,Western blot结果显示,制备的多克隆抗体不仅可以特异识别重组蛋白,而且能特异识别小麦叶片中的TaCWI-B1;这表明所制备的抗体具有很好的特异性,为TaCWI-B1基因的表达检测及功能研究提供了理论依据。
奶山羊SCD的多克隆抗体制备与鉴定
Preparation and Identification of Polyclonal Antibody Against SCD of Dairy Goat (Capra hircus)
邱思源 罗军 晏原 朱江江 马功珍
2017, 25(7): 1111-1118  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1922 KB)  ( 167 )
摘要
硬脂酰辅酶A去饱和酶(stearoyl-CoA desaturase, SCD)既是乳中调控不饱和脂肪酸合成的限速酶,同时又是反刍动物肉及乳中共轭亚油酸内源合成的关键酶。为了制备奶山羊(Capra hircus) SCD的多克隆抗体并进行初步应用。本研究通过生物信息学分析选取SCD基因片段,采用PCR方法扩增SCD基因,连接至pET32a(+)载体上,原核表达载体pET32a(+)-SCD转化到大肠杆菌(Escherichia coli) Rosetta(DE3)中诱导表达。使用组氨酸标签蛋白纯化琼脂糖磁珠纯化融合蛋白,纯化的SCD蛋白皮下免疫兔子(Oryctolagus cuniculus)制备多克隆抗体,酶联免疫吸附(enzyme-linked immuno sorbent assay, ELISA)和Western blot检测血清效价和特异性。PCR扩增获得SCD基因N端210 bp的序列,成功诱导原核表达载体pET32a(+)-SCD在25 ℃、1 mmol/L异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-d-thiogalactoside, IPTG)、12 h条件下表达,在Rosetta (DE3)上清中获得了可溶的SCD重组蛋白。ELISA检测结果表明,制备的SCD多抗效价达1∶64 000,能特异性检测原核和真核细胞中表达的SCD蛋白。本研究成功表达并纯化了SCD融合蛋白,同时获得了高效价及高特异性的山羊SCD多抗,为进一步研究SCD在羊奶短中链脂肪酸代谢中的调控功能提供了重要的实验工具。
研究评述与展望
松果体调控动物季节性繁殖概述
Review of Regulation on the Pineal Gland of Animal Seasonal Reproduction
杨颖 陈黎 卢立志
2017, 25(7): 1086-1101  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4081 KB)  ( 489 )
摘要
松果体是一种神经内分泌器官,受到昼夜周期和季节周期的影响,在神经内分泌调控多种动物的繁殖生理上起着关键性的作用。本文综述了光周期信号通过松果体的神经内分泌活性调控动物繁殖活性的季节性改变,并重点关注了褪黑素的作用及其作用方式。除此之外,本文还综述了松果体中period生物钟(period circadian clock, per)、隐花色素(cryptochrome, cry)、时钟昼夜调节器(clock circadian regulator, clock)和芳基碳氢化合物核转运蛋白受体样(aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator like, arntl, 亦称bmal)基因等钟基因的最新研究进展,这些钟基因在包括鸟类的多种脊椎动物的钟结构中都有表达。本文为研究者更好地了解松果体在调控季节性繁殖过程中的分子机制和生理相关性提供了参考资料。
专题:不同亚型低致病性禽流感病毒生物学特性研究
两株H3N1亚型禽流感病毒(AIV)的生物学特性
Biological Characteristics of Two H3N1 Subtype Avian influenza viruses (AIV)
关立峥 王晶 卢昆鹏 张芳 肖丽 崔鹏飞 胡永浩 邓国华 陈化兰
2017, 25(7): 1162-1169  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1372 KB)  ( 142 )
摘要
H3N1亚型流感病毒 (Avian influenza virus, AIV) 除了可以感染野鸟和家禽外,还可以感染猪(Sus scrofa)和犬(Canis lupus familiaris)。为了解H3N1亚型AIV的生物学特性,本研究对2011年安徽省和2012年福建省分离到的两株H3N1亚型AIVs A/environment/Anhui/S4108/2011 (简称EN/AH/S4108/2011)和A/duck/Fujian/S2196/2012(简称DK/FJ/S2196/2012) 进行遗传演化分析及无特定病原 (specific pathogen free, SPF)动物感染实验。结果表明,这2株病毒的基因来源具有明显的遗传多样性,DK/FJ/S2196/2012的神经氨酸酶(neuraminidase, NA)基因和基质蛋白 (matrix protein, M)基因,EN/AH/S4108/2011的碱性聚合酶蛋白1(polymerase basic protein 1, PB1)基因、NA和非结构蛋白(non-structural protein, NS)基因与H5N1亚型AIV的亲缘关系最近。这两株病毒仅能通过鸡(Gallus gallus)的上呼吸道向外排毒,不具有水平传播的能力。SPF BALB/c小鼠(Mus musculus)感染性实验结果显示,这两株病毒均能在小鼠的鼻甲骨和肺脏进行有效复制,但小鼠感染后并不表现出任何明显的临床症状,病毒对小鼠均呈现低致病性。研究结果显示,两株H3N1亚型AIV的基因来源复杂,感染哺乳动物的潜在风险较小。本研究发现我国华东地区H5N1亚型AIV参与了H3N1亚型AIV的基因重排,研究结果为H3N1亚型AIV的综合防控提供了科学依据。
一株低致病性H5N3亚型禽流感病毒(AIV)的生物学特性
Biological Characteristics of One Low Pathogenic H5N3 Subtype Avian influenza virus (AIV)
关立峥 孔兴天 韩舒雨 谷文丽 刘驰煌 陈思 崔鹏飞 胡永浩 邓国华 陈化兰
2017, 25(7): 1170-1177  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (1307 KB)  ( 188 )
摘要
H5亚型禽流感病毒(Avian influenza virus, AIV)随着其不断进化、变异及对宿主的适应,部分毒株已经稳定存在并获得对其自然宿主的高致病力,这不仅严重危害到养禽业的发展,更对人类的公共卫生安全构成潜在威胁。为了解H5N3亚型AIV的生物学特性,本研究对2015年江苏省分离的一株低致病性H5N3亚型AIV(A/Duck/Jiangsu/S1665/2015)进行遗传演化分析、小鼠 (Mus musculus)感染性实验和受体结合特异性实验。遗传演化分析结果表明,该病毒的8个基因片段(血凝素(hemagglutinin, HA)、神经氨酸酶(neuraminidase, NA)、碱性聚合酶蛋白1(polymerase basic protein 1, PB1)、PB2、酸性聚合酶蛋白(polymerase acid protein, PA)、核蛋白(nucleoprotein, NP)、基质蛋白(matrix protein, M)和非结构蛋白(non-structural protein, NS))来源均不相同,具有明显的遗传多样性。小鼠感染性实验结果显示,这株病毒可以在小鼠的肺脏和鼻甲内进行有效复制,仅引起小鼠的体重出现阶段性下降,对小鼠呈现低致病性。受体结合特异性分析结果表明,这株病毒同时具有与唾液酸(sialic acid, SA)α2,3-Gal和SAα2,6-Gal受体结合的能力,具有感染人类的潜在风险。本研究通过对这株低致病性的H5N3亚型AIV的生物学特性的系统性分析,发现此株病毒的基因来源具有野鸟源性,且具有感染哺乳动物的潜在风险。研究结果对于H5N3亚型AIV的综合防控具有重要的指导意义。
H4N2亚型禽流感病毒(AIV)感染小鼠肺脏细胞因子的表达
Expression of Cytokines in Lung of Mice (Mus musculus) Infected with H4N2 Subtype Avian influenza virus (AIV)
王俊恒 石迎 孙海伟 陈鸿军 滕巧泱 刘芹防 李雪松 杨建美 赵宇军 韩克光 李泽君
2017, 25(7): 1178-1187  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (8063 KB)  ( 62 )
摘要
H4N2亚型禽流感病毒(Avian influenza virus, AIV)对哺乳动物健康具有潜在威胁。为探究炎症相关细胞因子在H4N2亚型AIV致病过程中的作用,将106鸡胚半数感染量(fifty percent embryo infection dose, EID50)的P20和P50病毒经鼻腔感染BALB/C小鼠(Mus musculus),于感染后1、3、5 d,利用酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immuno sorbent assay, ELISA)和qRT-PCR对肺脏中抑炎细胞因子(白细胞介素2(interleukin-2, IL-2), IL-4, IL-10)、促炎细胞因子(IL-1β, IL-6, 肿瘤坏死因子α(tumour necrosis factor-α, TNF-α))、单核细胞趋化蛋白1 (mononuclear chemokine protein 1, MCP-1)及干扰素α(interferon-α, IFN-α)、IFN-β、IFN-γ分别进行检测。ELISA检测结果发现,小鼠感染病毒后,IL-1β、IL-6、IL-10、MCP-1、IFN-γ和TNF-α均出现不同程度的上调,而IL-2、IL-4、IFN-α/β均出现下调。P50组中IL-6在攻毒后第3天和第5天表达量极其显著高于P20组(P<0.001),IL-10表达变化不明显,但在攻毒后第5天表达量极其显著高于P20组(P<0.001),P20组中MCP-1攻毒后第3天和第5天的表达量均极其显著低于P50组(P<0.001),P50组的IFN-γ在第1、3、5天表达量极显著(P<0.01)或极其显著(P<0.001)高于P20组。qRT-PCR检测结果发现,P50组中IL-6的表达水平在第3天和第5天极显著高于P20组(P<0.01),而P20组与P50组的MCP-1和IFN-γ在转录水平没有统计学差异。为了验证IL-6的促炎症作用,在小鼠鼻腔感染P50病毒后,静脉注射抗IL-6中和抗体,结果表明,各组中IL-10、MCP-1和IFN-γ的表达水平均未表现统计学差异,且没有减轻炎症反应,未对小鼠产生保护作用。本研究表明H4N2亚型AIV对小鼠的致病性与炎症反应相关,但降低IL-6不能减轻炎症反应。研究结果为开发可以用于预防和控制A型流感病毒感染的候选药物提供依据。
H7N9 IAV PB1蛋白抑制Ⅰ型IFN信号通路
PB1 Protein of H7N9 IAV Inhibits the Type Ⅰ IFN Signaling Pathway
王婉冰 曾艳 汪亮 韩璐 王正祥 陈化兰 李郁 朱启运
2017, 25(7): 1188-1196  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (3362 KB)  ( 249 )
摘要
H7N9 A型流感病毒(Influenza A virus, IAV)是对公共卫生安全危害严重的新发人兽共患病病原。为了初步解析H7N9 IAV介导的天然免疫反应的分子机制,本研究将聚合酶碱性蛋白1(polymerase basic protein 1, PB1)基因克隆至pRK真核表达载体,并利用定点突变技术对PB1基因的第96位和第129位核苷酸分别进行定点突变,使其移框编码的PB1-F2基因不表达,排除PB1-F2基因对PB1后续研究的影响。随后,利用双荧光素酶报告基因系统和qRT-PCR分析PB1蛋白对Ⅰ型干扰素(interferons, IFNs)信号通路活化的影响;进而,通过免疫共沉淀实验确定PB1蛋白在维甲酸诱导基因Ⅰ样受体(retinoic-acid-inducible geneⅠ(RIG-Ⅰ)-like receptors, RLRs)信号通路中的作用靶点,最后在293T细胞中分别过表达PB1蛋白和线粒体抗病毒信号分子(mitochondrial antiviral signaling, MAVS)或RIG-Ⅰ,检测PB1对MAVS或RIG-Ⅰ表达量的影响。结果表明,PB1可以显著抑制IFN-β、干扰素刺激反应元件(IFN stimulated response element, ISRE)和核调节因子-κB(nuclear factor kappa-B, NF-κB)报告基因的活性,并下调IFN-β和干扰素诱导基因56(interferon stimulated gene 56, ISG56)、ISG15和CXC趋化因子配体10基因(C-X-C motif chemokine 10, CXCL-10)的表达;PB1可以特异性地和RLRs信号通路中的MAVS相互作用,并且随着PB1蛋白表达的增加,MAVS的表达呈下降趋势,但RIG-Ⅰ的表达不受影响。因此,本研究的实验数据初步表明,H7N9 PB1蛋白可特异性结合RLRs信号通路中重要接头分子MAVS,并能够降低其表达量,从而抑制Ⅰ型IFN基因的表达并阻断其发挥作用的下游信号通路。本研究结果明确了H7N9 IAV PB1蛋白在天然免疫信号通路中的作用靶点,为防控H7N9流感提供理论依据。
共表达H5亚型AIV HA基因和IBDV VP2基因重组DEV的构建及免疫效力评价
Construction of Recombinant DEV Co-expressing HA Gene of H5 Type AIV and VP2 Gene of IBDV and Evaluation of Protection Efficacy
李爱心 丁蕾蕾 刘璐 高立 胡玉珍 陈普成 姜永萍 柳金雄 王笑梅 陈化兰
2017, 25(7): 1197-1206  |  Full text (HTML) (1 KB)  |   PDF  (4791 KB)  ( 212 )
摘要
禽流感(Avian influenza, AI)和传染性法氏囊病(Infectious bursal disease, IBD)严重危害家禽养殖业,疫苗免疫是防治的主要手段之一。为探索以鸭瘟病毒(Duck enteritis virus, DEV)(又称鸭病毒性肠炎病毒)为载体,研制在鸡(Gallus gallus)中使用的AI- IBD二联疫苗的可行性,本研究利用overlap PCR 及Gateway LR 克隆技术,扩增出血凝素(hemagglutinin, HA)-内部核糖体进入位点(internal ribosome entry site, IRES)-病毒蛋白2(virus protein 2, VP2)和VP2-IRES-HA基因片段,并将其克隆入DEV多片段拯救系统T-us78Kan ccdB粘粒短独特区7(unique short region 7, US7)和US8位点之间,利用该系统成功拯救出两株共表达H5亚型禽流感病毒(Avian influenza virus, AIV)HA基因和传染性法氏囊病病毒(Infectious bursal disease virus, IBDV)VP2基因的重组病毒rDEV-HA/VP2和 rDEV-VP2/HA,并对其进行了初步免疫效果评价。经系统体外实验表明,病毒传至20代,外源基因均能在重组病毒中稳定遗传和表达,且不影响载体病毒的增殖。但免疫效力实验显示,重组病毒以103 半数组织培养感染剂量(tissue culture infective dose, TCID50)、104 TCID50、105 TCID50免疫鸡后14 d,rDEV-HA/VP2最高仅诱导对同源AIV 强毒70%的免疫保护和对超强IBDV(very virulent IBDV, vvIBDV) 30% 的免疫保护,部分鸡中能检测到血凝抑制(hemagglutination inhibition, HI)抗体,但整体水平较低,IBD抗体未检测到;rDEV-VP2/HA最高仅诱导对vvIBDV 40% 的免疫保护,不能诱导对同源AIV强毒的免疫保护,HI抗体和IBD抗体均未检测到。结果显示,以IRES串联基因构建鸭瘟载体禽流感传染性法氏囊病二联疫苗的策略不可行。本研究为以DEV为载体构建在鸡中使用的多联疫苗的研究提供参考资料。
 
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