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农业生物技术学报 2018年 26卷 5期 刊出日期:2018-04-27
研究资源与技术改进
麻疯树JcFATA基因干涉表达载体构建和功能初步分析
Construction of Interference Expression Vector and Primary Function Analysis of JcFATA Gene in Jatropha curcas
刘颖 刘国选 黄川腾 杨亚利 唐家年 何春英 林诗婉 高美芳 吴东霖 陈建平
2018, 26(5): 899-910 | Full text
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摘要
摘 要 植物脂酰-酰基载体蛋白硫酯酶A (fatty acyl-acyl carrier protein thioesterase, FATA)是脂肪酸积累过程中的关键酶,直接调控脂肪酸的含量与组成。目前有关麻疯树(Jatropha curcas)FATA基因(JcFATA)(GenBank登录号: EU267122.2)的功能研究还未见报道。本研究首先构建JcFATA基因RNA干涉(RNA interference, RNAi)表达载体,进行下调表达研究,以麻疯树叶片cDNA为模板,克隆出JcFATA基因正向片段FATA1(439 bp),然后将其连接到含内含子的干涉表达载体pYLRNAi.2-35S上,构建JcFATA基因RNAi表达载体pYLRNAi.2-35S-FATA1-FATA2;再通过电击法将其转入到根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)EHA105感受态细胞中,然后利用花序侵染法进行拟南芥(Arabidopsis thaliana)遗传转化,最后通过PCR检测和Southern blot验证。对转基因拟南芥植株进行了表型观察、表达量分析和脂肪酸的含量测定,结果显示,JcFATA基因干涉表达的转基因植物生长发育可能受到抑制。本研究结果可为进一步探讨JcFATA基因的功能及该基因在麻疯树遗传改良中的应用提供理论依据。
主要大白菜品种及种质资源在eIF(iso)4E.a和eIF(iso)4E.c位点的基因型精准鉴定
Precise Genotyping of eIF(iso)4E.a and eIF(iso)4E.c in Main Chinese Cabbage (Brassica rapa ssp. pekinensis) Cultivars and Germplasms
刘栓桃 张志刚 王立华 王荣花 李巧云 陈伟 赵智中 张全芳 梁水美 王淑芬
2018, 26(5): 888-898 | Full text
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摘要
摘 要 由芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus, TuMV)引起的病毒病是大白菜(Brassica rapa ssp. pekinensis)主要病害之一。大白菜中野生型eIF(iso)4E.a (A)和eIF(iso)4E.c (C)共同介导病毒的早期侵染,单个或两个基因发生功能缺失突变将使病毒难以侵染植株,大白菜表现为抗病毒表型。前人已筛选出eIF(iso)4E.a的可变剪切突变(a1)和假基因突变(a2)、eIF(iso)4E.c的移码突变(c1)和转座子插入突变(c2)。本研究对3种eIF(iso)4E.a等位基因序列进行了重新分析和评估,优化了检测标记,结合本课题组已经获得的鉴定eIF(iso)4E.c等位突变的标记,对中国市场销售的38个大白菜品种和本课题组创制的96份叠抱类大白菜种质资源进行了筛查。结果表明,A、a1和a2基因型在市售大白菜杂交种和叠抱类种质资源中的检出频率分别是36.8%、40.8%、22.4%和26.1%、28.1%、45.8%。a1和a2两种突变等位基因的检出频率总体达71.3%。相比之下,在eIF(iso)4E.c位点,供试的134份材料中仅有1份种质是c1c1基因型、13份种质是c2c2基因型,两种突变等位基因所占的比例仅为10.4%。本研究结果为利用抗病毒功能基因进行种质鉴定和新品种培育提供了可选的标记,对已有品种的推广提供了抗病毒分子证据。
研究论文与报告
地方黄牛MyoD1基因启动子多态性分析及其相关转录因子SF1验证
Polymorphism Analysis of MyoD1 Gene Promoter and Related SF1 Transcription Factors Validation in Local Cattle (Bos taurus)
周迪 许厚强 陈伟 赵佳福 段志强
2018, 26(5): 743-755 | Full text
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摘要
摘 要 骨骼肌的形成影响着动物的生长发育,而成肌因子的调控,将决定动物的生长性能高低,是极其重要的经济指标之一。为筛选不同品种黄牛(Bos taurus)成肌细胞决定基因1(myogenic differentiation 1, MyoD1)启动子区SNPs (single nucleotide polymorphisms),旨在为确定与黄牛生长性状相关的分子遗传标记提供研究基础,为MyoD1基因启动子区功能元件的揭示提供依据。实验以200头贵州地方黄牛关岭牛、思南牛、黎平牛、威宁牛(各50头)为研究对象,分析MyoD1基因的单核苷酸突变位点。在4个实验群体中共发现5个SNPs,其中关岭牛、思南牛、黎平牛的突变位点相同,都为g.-1141T>C、g.-871C>T;威宁牛的突变位点有4个,分别为g.-1778T>C、g.-871C>T、g.-797T>C、g.-761T>C。关联性分析结果表明,关岭牛MyoD1基因启动子g.-1141T>C、g.-871C>T位点分别对腹围、体斜长和胸围有显著影响,黎平牛MyoD1基因启动子g.-1141T>C、g.-871C>T两个位点均对管围存在显著影响,思南牛MyoD1基因启动子的g.-1141T>C位点对坐骨端宽有显著影响(P<0.05),而g.-871C>T位点对生长指标没有显著性影响(P>0.05)。威宁牛MyoD1基因启动子g.-1778T>C、g.-871C>T、g.-797T>C、g.-61T>C位点分别对体斜长、腰高和坐骨端宽有显著影响(P<0.05)。采用酵母单杂交实验对MyoD1基因启动子和转录因子SF1基因验证,结果发现SF1基因确能与MyoD1基因启动子结合的转录因子。利用双荧光素酶报告系统检测到SF1基因对MyoD1基因启动子相对荧光素酶活性升高。当SF1基因转录位点产生g.-1141T>C突变,为CC基因型时,对3个黄牛品种(关岭牛, 黎平牛, 思南牛)的腹围、管围、坐骨端宽等生长指标影响显著,SF1对MyoD1基因的启动活性及调控功能有重要影响。
基于两个相关群体的玉米6个穗部性状QTL定位
QTL Mapping for Six Ear-related Traits Based on Two Maize (Zea mays) Related Populations
赵小强 方鹏 彭云玲 高巧红 曾文静 任斌
2018, 26(5): 729-742 | Full text
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摘要
摘 要 深入剖析玉米(Zea mays)穗部性状的遗传机理,可为利用穗部性状选育高产玉米品种提供参考。因此,本研究利用大穗型玉米自交系TS141为共同亲本组配了2个F1杂交组合,分别自交产生了202个(POP1)和218个(POP2)个体的F2群体,利用复合区间作图法(composite interval mapping, CIM)对2套F2群体的雌穗个数、单穗重、穗轴重、百粒重、穗长和出籽率等6个穗部性状进行QTLs分析。结果表明,2个F1杂交种的雌穗个数、单穗重、百粒重和穗长呈明显的正向超亲优势,穗轴重虽呈正向超亲优势但不明显,出籽率表现为明显的中亲优势。2个F1杂交种的F1杂种优势指数和相对杂种优势表现一致,均为单穗重>雌穗个数>穗长>百粒重>穗轴重>出籽率,而2套F2群体的F2优势降低率表现为单穗重>雌穗个数>穗长>百粒重>穗轴重>出籽率。2套F2群体间总共检测到了49个QTLs,这些QTLs分布于玉米10条染色体上,单个QTL的表型贡献率介于4.10%~15.73%。单穗重和出籽率QTLs以加性遗传为主,雌穗个数、百粒重和穗长QTLs以非加性遗传为主,穗轴重QTLs的加性和非加性遗传同等重要。在POP1和POP2群体中同时检测到8个稳定表达QTL (stable QTL, sQTL),分别为位于Bin1.03-1.04处同时调控单穗重、穗轴重和出籽率的sQTL,Bin1.06-1.07处调控出籽率的sQTL,Bin4.04处调控百粒重的sQTL,Bin6.05处调控雌穗个数的sQTL,Bin7.02处调控出籽率的sQTL和Bin9.04处调控穗轴重的sQTL。这些研究结果可为进一步剖析玉米穗部性状分子遗传机理奠定基础,且这2个遗传背景下稳定表达的sQTLs可作为玉米穗部性状分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)、精细定位及基因克隆的候选位点。
转基因水稻B2A68中抗虫蛋白Cry2Aa的表达特征和抗性分析
Expression Profile of Insecticidal Protein Cry2Aa and Lepidopteran Resistance in Transgenic Rice (Oryza sativa) B2A68
翁绿水 王作平 肖国樱
2018, 26(5): 756-763 | Full text
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摘要
摘 要 苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)基因的高效表达和稳定遗传对抗虫转基因水稻(Oryza sativa)的培育和商业化生产至关重要。转基因水稻B2A68是通过农杆菌介导法把双丙氨酰磷抗性基因(biplaphos resistance gene, Bar)和Bt杀虫晶体蛋白基因(insecticidal crystal proteins gene)Cry2Aa同时转入到恢复系D68中,培育出的抗除草剂、抗螟虫的两系早稻恢复系。本研究运用酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)检测法研究了B2A68纯杂合基因型、不同组织及不同发育时期叶片中Cry2Aa蛋白的时空表达特征,并结合室内生测实验,揭示抗虫蛋白的表达水平、时期、部位与抗虫性的相关性。研究表明,转基因抗虫水稻B2A68纯合植株叶片中Cry2Aa蛋白表达量极显著高于杂合植株。乳熟期各器官中Cry2Aa蛋白含量为:叶片>颖壳和脱壳籽粒>茎秆和叶鞘(P<0.05);腊熟期各器官中Cry2Aa蛋白含量为:叶片>脱壳籽粒>茎秆和颖壳(P<0.05),但脱壳籽粒和叶鞘之间、叶鞘和茎秆之间、茎秆和颖壳之间的Cry2Aa蛋白含量差异不显著。从秧苗期到腊熟期的叶片中Cry2Aa蛋白含量表现为先升后降再升高的波动,且T3、T4两代波动趋势一致。二化螟幼虫(Chilo suppressalis)死亡率与乳熟期各器官中的Cry2Aa蛋白含量高度相关(r=0.837),稻纵卷叶螟幼虫(Cnaphalocrocis medinali)死亡率与各发育时期叶片中的Cry2Aa蛋白含量高度相关(r=0.988)。Cry2Aa蛋白含量较低的杂合植株叶片对稻纵卷叶螟幼虫的全部致死时间稍长,但不超过5 d。本研究结果对田间害虫的防治以及转基因水稻的育种都具有参考价值。
烟草NAC4基因的克隆及其抗旱功能分析
Cloning and Drought-resistant Function Analysis of NAC4 Gene in Tobacco (Nicotiana tabacum)
代婷婷 姚新转 吕立堂 赵德刚
2018, 26(5): 764-773 | Full text
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摘要
摘 要 NAC (NAM-ATAF-CUC)转录因子在植物逆境胁迫应答过程中发挥着十分重要的作用。本研究克隆了烟草(Nicotiana tabacum)的NAC4基因,cDNA编码区全长1 422 bp,编码473个氨基酸;进化树分析表明,烟草NAC4基因编码的氨基酸序列与辣椒(Capsicum baccatum)和榴莲(Durio zibethinus)都有极高的相似性。构建表达载体pSH-NAC4,遗传转化烟草,获得32株转基因植株。选取6株不同的转基因株系和3株野生型(wild type,WT)在20%聚乙二醇6000胁迫的条件下,观察植株生长并进行抗旱性分析;选取T1代3个转基因株系(TP4, TP6, TP7)和野生型烟草种子,用3个不同浓度的甘露醇模拟干旱胁迫,对其种子的发芽率和苗期根进行耐旱性相关分析。结果发现,300 mmol/L甘露醇处理15 d,种子发芽率比野生型高40%以上,通过观察苗期根的生长发现,野生型植株根的生长明显受到抑制。用20% PEG6000处理转基因植株和野生型植株7 d,结果显示,在干旱胁迫下,转基因植株的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)和过氧化物酶(peroxidase, POD)的活性均显著高于野生型,丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量显著低于野生型植株(P<0.05)。利用qRT-PCR方法分析相关基因,结果表明,在干旱胁迫时,NAC4,吡咯啉-5-羧酸合成酶基因(pyrroline-5-carboxylate synthetase, P5CS)和鸟氨酸-δ-氨基转移酶基因(ornithine-oxo-acid transaminase, δ-OAT)的相对表达量均上调;转NAC4基因的表达可能提高了植株的抗旱能力。本研究为进一步探讨NAC4基因的功能提供依据,以期为创制转基因耐旱植物提供基础资料。
苎麻镉响应转录因子BnMYB1的克隆和表达分析
Cloning and Expression Analysis of Cadmium-responsive Transcription Factor Gene BnMYB1 from Ramie (Boehmeria nivea)
朱守晶 史文娟 揭雨成 周清明
2018, 26(5): 774-783 | Full text
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摘要
摘 要 V-MYB禽成髓细胞性白血病病毒癌基因同源物(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog, MYB)类转录因子在植物生长发育以及应答逆境胁迫中发挥重要作用。本研究在苎麻(Boehmeria nivea)镉胁迫表达谱的基础上,采用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)方法从苎麻品种中苎一号中获得了BnMYB1转录因子的全长cDNA序列,该基因(GenBank No.: MF741318)包含一个1 029 bp的开放读码框,编码342个氨基酸。BnMYB1蛋白包含一个保守的SANT (switching-defective protein 3 (Swi3), adaptor 2 (Ada2), nuclear receptor co-repressor (N-CoR), transcription factor (TFIIB))家族结构域,为典型的1R型MYB转录因子,与啤酒花(Humulus lupulus, CBY88798.1)、甜橙(Citrus sinensis, XP_006477144.1)、绿豆(Vigna radiata, XP_014509497.1)、梅(Armeniaca mume, XP_008238436.1)、鹰嘴豆(Cicer arietinum, XP_004508939.1)SANT/MYB蛋白的相似性分别为86%、77%、79%、80%、76%。系统进化树分析表明,BnMYB1蛋白与啤酒花HlMYB4亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,BnMYB1为组成型表达基因,但在叶中的表达量显著高于根(P<0.05),且该基因受镉诱导,表达量随时间和镉处理浓度的增加而发生变化。这些结果表明BnMYB1是一个镉应答因子,并且可能在植物对镉胁迫的适应中发挥重要作用,为苎麻耐镉分子机制研究提供理论依据。
罗汉果乙烯合成关键酶基因SgACS3的克隆及表达分析
Cloning and Expression Analysis of ACC Synthase Gene (SgACS3) from Siraitia grosvenorii
曾娜霞 胡姗姗 郝庆林 辛佳佳 周琼 李刚
2018, 26(5): 784-792 | Full text
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摘要
摘 要 罗汉果(Siraitia Grosvenorii)主要生长于广西北部,是一种以果实为重要收获对象的药食两用雌雄异株经济植物。为探讨乙烯信号途径在其性别形成中分子机制,基于罗汉果转录组unigene信息,结合cDNA 末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends, RACE)技术和高效交错式热不对称聚合酶链式反应(high-efficiency thermal asymmetric interlaced polymerase chain reaction, hi-TAIL PCR)技术,分别从罗汉果总RNA和总DNA中克隆获得乙烯合成关键酶基因—1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶 (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase, ACS) ACS3的mRNA和DNA全长;通过qRT-PCR检测其在罗汉果雄株、雌株和Ag+处理后的雌株不同时期不同组织部位中的相对表达量。结果表明,克隆得到的mRNA全长为1 954 bp,命名为SgACS3 (GenBank登录号: KY705404),该基因全长DNA为2 530 bp,含有3个内含子;qRT-PCR结果表明,SgACS3基因在授粉前雌株叶和花芽中的表达尤为显著,且在Ag+处理前的雌株的花芽和叶中的相对表达量均显著高于Ag+处理后的雌株(P<0.05),表明SgACS3基因广泛参与罗汉果生长发育调节,与雌花芽分化、蕾中雄蕊发育,及其雌花的形成密切相关,并受Ag+影响负调控表达。本研究为深入揭示SgACS3在调控罗汉果性别表达和花器官形态建成的中分子遗传机制和育种利用提供了基础。
两个不同高羊茅品系叶片差异表达基因研究
Study on Differentially Expressed Genes in Leaf of Two Different Festuca Arundinacea Strains
谢健 牛熙 许瑶 喻昌燕 冉雪琴 王嘉福
2018, 26(5): 793-800 | Full text
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摘要
摘 要 高羊茅(Festuca arundinacea)抗逆、抗病性强,是目前世界上广泛种植的牧草之一。由贵州省草业科学研究所选育的黔草二号高羊茅有两个不同的品系,分别为细叶和宽叶型。为了研究两个品系的高羊茅在叶片形成、抗逆性等方面差异的形成机理,本研究采用反转录差异显示技术(differential display reverse transcript-PCR, DDRT-PCR)对宽叶和细叶型高羊茅叶片 mRNA 差异表达的基因进行分离和鉴定,共分离得到50条差异条带。回收差异条带并对之进行克隆测序,相关生物信息学分析的结果表明,差异基因主要涉及光合作用、生长调控、抗逆三个方面。通过qRT-PCR进一步验证,得到的基因除了18S核糖核蛋白体基因在宽叶中表达量上调之外,其余基因在细叶中的表达量上调,因而推测叶面积较大的植物往往分配较多的生物量于细胞壁,以增强叶片的韧性,同时积累较多的光合产物,为生长发育做准备,而分配到光合细胞中的较少,导致其单位面积光合效率降低;而叶面积较小的植物分配较多的有机物质于类囊体和羧化酶中,具有较高的光合能力,植物生长快,尤其是地上部分生长迅速,使得其在自然环境条件下的竞争能力较强。本研究为进一步研究植物叶片形态发生的相关基因及阐明黔草二号高羊茅宽叶和细叶品系之间表达调控的分子机理、抗逆性等研究提供了理论基础。
绵羊FSTL1基因组织表达及其多态性与产羔数之间的关系
Tissue Expression and Polymorphism of Sheep (Ovis aries) FSTL1 Gene and Their Association with Litter Size
周梅 曹晓涵 贺小云 孙庆 狄冉 胡文萍 王翔宇 张效生 张金龙 刘秋月 储明星
2018, 26(5): 801-810 | Full text
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摘要
摘 要 产羔数是绵羊(Ovis aries)最重要的经济性状之一,该性状受微效多基因控制,目前已经发现的与产羔数相关的基因依然屈指可数,对其进行挖掘一直是研究热点。为了验证通过全基因组重测序(whole genome re-sequencing, WGS)筛选出来的卵泡抑制素样蛋白1(follistatin-like protein 1, FSTL1)基因组织表达水平及其多态性与绵羊产羔数之间的关系,本研究利用半定量反转录-聚合酶链反应(semi-quantitative reverse transcription and polymerase chain reaction, sqRT-PCR)和实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)技术对FSTL1基因在不同产羔能力绵羊各组织中的表达进行研究,同时采用Sequenom MassARRAY?SNP技术对FSTL1基因4个单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphism sites, SNPs)分别在多羔绵羊品种(小尾寒羊, 380只)和单羔绵羊品种(滩羊, 苏尼特羊, 萨福克羊, 杜泊羊和草原型藏羊, 共380只)中的多态性进行检测,并与小尾寒羊产羔数进行关联分析。结果表明:FSTL1基因在绵羊组织中呈广谱表达;qRT-PCR显示,FSTL1基因在苏尼特羊垂体、卵巢、输卵管、子宫体以及子宫角中的表达量均高于小尾寒羊,但并未达到差异显著水平(P>0.05),另外,其在++型小尾寒羊垂体、输卵管和子宫体中的表达均显著高于BB和B+型(P<0.05);FSTL1基因4个SNPs的基因型频率和等位基因频率在单、多羔品种间差异均达到显著水平(P<0.05);另外,4个SNPs在小尾寒羊中均表现为中度多态(0.25<PIC<0.5),而在其他绵羊品种中表现为部分中度(0.25<PIC<0.5)和部分低度多态(PIC<0.25);卡方适合性检验表明,4个SNPs在绝大部分绵羊品种中均处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05);关联分析表明,FSTL1基因4个SNPs多态性与小尾寒羊各胎产羔数均无显著相关(P>0.05),且4个SNPs突变纯合型的产羔数基本上都低于野生纯合型。本研究初步得出,FSTL1基因的表达水平与绵羊产羔数之间可能存在一定程度的负相关,但4个SNPs与小尾寒羊各胎产羔数均无显著关联(P>0.05)。本研究对绵羊产羔数性状的选育具有一定的指导意义。
中国荷斯坦牛乳铁蛋白启动子区-131C>T和-28A>C位点SNP与泌乳性状、乳房炎和生产寿命的关联分析
Association Analysis on the SNP of LF -131C>T and LF -28A>C with Milk Performance, Clinical Mastitis and Lifetime for Chinese Holstein(Bos taurus)
王梦琦 倪伟 唐程 郭佳禾 张慧敏 李明勋 杨章平 毛永江
2018, 26(5): 811-818 | Full text
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摘要
摘 要 乳房炎是危害奶牛业最严重的疾病,并对奶牛(Bos taurus)泌乳性能和生产寿命产生显著影响。为探索乳铁蛋白基因(lactoferrin gene, LF) 5'非翻译区(untranslating region, UTR) 多态性对荷斯坦牛生产性状的影响,本研究根据LF基因5'-UTR区序列,利用PCR直接测序法对低体细胞评分(somatic cell score, SCS)和高SCS样本各20个样本进行SNP筛查,在此基础上利用飞行质谱法对866头中国荷斯坦牛LF基因5'-UTR区-131C>T和-28A>C位点多态性进行检测,同时收集所检测牛只奶牛群体改良计划 (dairy herd improvement, DHI)泌乳相关性状记录、临床乳房炎和生产寿命等信息,利用多因素方差分析法、生存分析的Cox回归等方法分析以上SNP位点对泌乳性状、临床乳房炎发生次数和生产寿命的影响。结果表明LF-131C>T位点对SCS和乳糖有极显著影响(P<0.01),LF-28A>C位点对日产奶量、乳脂率、蛋白率、乳糖和总固体的影响均达到极显著水平(P<0.01)。LF-28A>C位点对奶牛生产寿命有显著影响(P<0.05),CC基因型个体生产寿命显著低于AA基因型。LF-131C>T对生产寿命有影响,但差异不显著。本研究表明LF-131C>T和LF-28A>C对提高奶牛泌乳性能和延长生产寿命具有重要意义,该研究结果可为奶牛的抗病育种和提高经济效益提供科学依据。
云纹石斑鱼和鞍带石斑鱼及其杂交后代遗传性状分析
Analysis of Genetic Characters in Epinephelus moara, E. lanceolaus and Their Hybrids
唐江 田永胜 李振通 成美玲 陈张帆 毛东亮 马文辉 王晓梅 李文升 翟介明 李波
2018, 26(5): 819-829 | Full text
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摘要
摘 要 微卫星标记是鱼类遗传多样性分析的有效方法,本研究利用石斑鱼(Epinephelus sp.)近缘种的27对微卫星引物,分析鞍带石斑鱼(E. lanceolatus)(♂)、云纹石斑鱼(E. moara)(♀)及其杂交子一代云龙斑的遗传性状,其中有25对SSR标记在云龙斑中检测到多态性。通过Popgene32软件计算有效等位基因数(effective alleles number, Ne),期望杂合度(expected heterozygosity, He),观测杂合度(observed heterozygosity, Ho),香侬信息指数(Shannon index, I),Nei氏遗传距离(genetic distances, Nei),多态信息含量(polymorphism information content, PIC),总体近交系数(overall inbreeding coefficient, Fit),群体内近交系数(inbreeding coefficient in population, Fis)及遗传分化系数(genetic differentiation coefficient, Fst)等遗传多样性参数,分析群体间的遗传变异情况。结果表明,在3种石斑鱼群体中,云纹石斑鱼平均有效等位基因数最多(2.8926),云龙斑次之(2.8010),最小的是鞍带石斑鱼(2.0564)。云纹石斑鱼、鞍带石斑鱼和云龙斑共3个群体的平均观测杂合度分别为: 0.6046、0.5661和0.5010,平均多态信息含量分别为:0.579 8、0.544 6和0.342 0。3个群体总近交系数为0.150 8,群体间遗传分化系数为0.067 7,表明有93.23%的遗传变异来自群体内个体间的差异,6.77%的遗传变异来自群体间,群体间近交系数为-0.072 2,群体间基因流(Nm)为2.396 3。基于Nei's遗传距离构建UPGMA聚类分析,显示云龙斑与云纹石斑鱼遗传相似度较高,遗传距离较近。本研究结果在分子水平上为杂交品种云龙斑的杂种优势性状形成及杂交种质鉴定提供了遗传基础。
鲈鱼CD63基因克隆及表达分析
Cloning and Expression Analysis of CD63 Gene in Lateolabrax japonicus
刘艳杰 张剑 朱跃骅 钱云霞
2018, 26(5): 830-838 | Full text
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摘要
摘 要 抗原分化簇63(cluster of differentiation 63, CD63)属于四次跨膜蛋白超家族成员,在细胞粘附、信号转导和免疫细胞激活中扮演重要角色。近年来鲈鱼(Lateolabrax japonicus)养殖病害严重,为加强鲈鱼疾病、免疫相关基础的研究,本实验通过cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends, RACE)技术克隆鲈鱼CD63 cDNA全长序列,共1 219 bp,包括114 bp的5'-UTR,723 bp的ORF和382 bp的3'-UTR,ORF编码240个氨基酸,蛋白质理论相对分子量为26.26 kD,等电点为8.43。该蛋白是四次跨膜蛋白,包括3个胞内区,4个跨膜区和2个胞外区,第2个胞外大环有保守的Cys-Cys-Gly 结构和3个潜在的N-糖基化位点(Asn128, Asn150和Asn172)。该蛋白羧基端有1个酪氨酸溶酶体靶基序(GYEVM, Gly-Tyr-Glu-Val-Met)。序列分析显示,鲈鱼CD63与其他鱼类有较高的相似性。qRT-PCR结果显示,CD63在鲈鱼肝、脾、头肾、肠、鳃、脂肪、肌肉、脑和血液中都有表达,其中肝脏、肌肉和头肾中表达量较高。腹腔注射哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)后6 h,鲈鱼头肾中CD63表达显著上调(P<0.05)。脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)刺激巨噬细胞,24 h后CD63表达显著上调(P<0.05)。聚肌胞苷酸(polyinosinic-polycytidylic acid, Poly I:C刺激12及24 h后,CD63表达量显著增加(P<0.05)。结果表明,CD63在病原菌侵袭和免疫应答中发挥重要作用,这为进一步研究鱼类免疫应答分子调控网络提供了一定的理论基础。
褐飞虱中肠上皮细胞膜结合氨肽酶N在Sf9昆虫细胞内的表达
Expression of Membrane-bound APN from Brown Planthopper (Nilaparvata lugens) Midgut Epithelial Membrane in Sf9 Cell Line
林莉 邵恩斯 陈雪琳 张娇 黄天培 关雄
2018, 26(5): 839-848 | Full text
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摘要
摘 要 褐飞虱(Nilaparvata lugens)是中国水稻(Oryza sativa)生产中对水稻危害极为严重的农业害虫之一。随着微生物杀虫剂苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringsis, Bt)的使用及转Bt杀虫基因作物的推广,对Bt不敏感的褐飞虱的防治将成为难点。当前研究表明Cry毒素与靶标昆虫中肠膜结合氨肽酶N(aminopeptidase N, APN)的结合是Bt Cry毒素毒理机制中的重要步骤。本研究对褐飞虱转录组数据中获得的一个褐飞虱中肠apn基因进行全长克隆,构建Bacmid-bphAPN重组杆状病毒载体,并在草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)卵巢细胞(Sf9)中表达。经Western blot、蛋白质谱及免疫荧光定位检测证实bphAPN蛋白成功表达。细胞毒性实验结果显示表达了褐飞虱中肠APN的Sf9细胞对Cry1Ac活化蛋白不敏感。褐飞虱中肠APN的体外真核表达有助于褐飞虱中肠APN的特征分析,为开发对褐飞虱有毒性作用的新型Cry毒素提供了资料基础。
关键级联调控同源基因在刺糖多孢菌发酵过程中的表达分析
Expression Analysis of Key Homologous Genes Related to Cascade Regulation in Saccharopolyspora spinosa During Fermentation
吴恒源 熊犍 黄颖 张晓琳 张云鹏 宋渊 赵晨
2018, 26(5): 849-860 | Full text
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摘要
摘 要 刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)是重要的工业微生物,可产生绿色广谱的生物杀虫剂—多杀菌素(spinosad)。目前我国多杀菌素单位发酵产量较低,为了更有效改造多杀菌素高产菌株,需对刺糖多孢菌次级代谢调控机制进行研究。群感效应是微生物通过级联网络调控自身次级代谢和/或形态分化的一种调控机制,而刺糖多孢菌中的群感效应研究未见报道。本研究发现刺糖多孢菌发酵液提取物可诱导γ-丁酸内酯(γ-butyrolactone, GBL)指示菌株产生色素;在培养72 h添加其发酵液提取物的水复溶物可使多杀菌素产量提高22.6%,提示刺糖多孢菌可产生GBL类似信号分子,存在群感效应类似级联调控系统。生物信息学分析表明,刺糖多孢菌中存在1个GBL受体同源蛋白SsbR(Saccharopolyspora spinosa γ-butyrolactone receptor)和3个中心转录调控因子同源蛋白(Saccharopolyspora spinosa central transcription activator, SstA)SstA1、SstA2和SstA3。利用qRT-PCR检测发酵过程中刺糖多孢菌群感效应关键级联调控同源基因的表达情况,结果表明,ssbR和sstAs的表达水平变化趋势与灰色链霉菌(Streptomyces griseus)中adpA(A-factor dependent protein)被ArpA(A-factor receptor protein)阻遏调控的模型相似。同时,刺糖多孢菌中3个靶标蛋白同源基因griR(grixazone regulator)、sprA(serine protease A)、ssgA(sporulation of Streptomyces griseus A)在发酵中的表达水平变化趋势和sstAs一致,提示这3个基因可能受SstAs的激活调控。本研究为深入探讨刺糖多孢菌的群感效应调控机制提供了理论基础。
兔出血症病毒GS/YZ分离株VP60截段基因的原核表达及免疫效力评价
Prokaryotic Expression and Protective Efficacy of VP60 Truncated Gene in RHDV GS/YZ Strain
安凯 孔惠萍 邢小勇 温峰琴 包世俊
2018, 26(5): 861-870 | Full text
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摘要
摘 要 兔(Lepus)出血症病毒(Rabbit hemorrhagic disease virus, RHDV)属杯状病毒科(Caliciviridae)兔病毒属(Lagovirus)。VP60为RHDV的衣壳蛋白与免疫原性蛋白,且其抗原表位区主要集中在N端。本研究应用反转录(reverse transcription-PCR, RT-PCR)扩增获得VP60截段基因并将其亚克隆至pMD20-T,构建原核表达质粒pET-RHDV-VP60。转化大肠杆菌(Escherichia coli) Rosetta(DE3)后经异丙基-β-d-硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside, IPTG)诱导表达,表达产物纯化后免疫Balb/C小鼠(Mus musculus)制备多抗,进而应用间接酶联免疫吸附试验(indirect enzyme linked immunosorbent assay, iELISA)和Western-blot对重组蛋白免疫原性进行分析。用混有弗氏佐剂的重组蛋白、商品苗、RHDV GS/YZ灭活苗、磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffer saline, PBS)分别注射易感兔,14 d后重组蛋白组加强免疫1次,21 d后用HA(hemagglutination)效价为210的RHDV GS/YZ肝脏悬液全部攻毒,观察14 d,并记录结果。结果表明:RHDV GS/YZ株VP60截段基因与RHDV HB株(登录号:KU207100.1)和RHDV WX株(登录号:AF402614.1)同源性最高,达98.6%;RHDV GS/YZ株VP60截段氨基酸序列与与RHDV WX株(登录号:AF402614.1)和RHDV Mexico 89株(登录号:AF295785.1)同源性最高,达99.1%;RHDV GS/YZ株VP60截段片段在Rosetta(DE3)中成功获得表达,且以包涵体形式存在;iELISA测定制备的多克隆抗体效价为1∶32 000;Western-blot结果显示,重组蛋白具有良好的免疫原性;免疫保护实验表明,免疫组在攻毒后全部存活,保护率为100%,商品苗血凝抑制效价为25~28,自制灭活苗为25~26,重组蛋白加佐剂为24~25,而只注射了PBS的对照组在攻毒后的96 h全部死亡,表明大肠杆菌表达的VP60截段蛋白在混有弗氏佐剂后能够完全抵抗RHDV强毒的攻击。研究结果为RHD亚单位疫苗的研发及其快速诊断方法的建立提供了资料基础。
研究评述与展望
竹类植物快速生长的机理研究进展
Advances in Studies on Molecular Mechanisms of Rapid Growth of Bamboo Species
陶贵耘 傅鹰 周明兵
2018, 26(5): 871-887 | Full text
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摘要
摘 要 竹子是高生长最快的植物,备受人们的关注。近些年来,竹类植物快速高生长分子机理一直是研究焦点,也取得了一定的研究成果。本文综合前人对竹类植物高生长的研究,阐述竹笋高生长节律变化,细胞结构变化,生理生化动态变化以及内源激素的动态变化,并且结合分子水平中转录组、miRNA和蛋白组数据的分析,系统归纳了竹类植物快速高生长机理相关研究,指出了今后竹类植物快速高生长机理研究的方向。
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