小麦(Triticum aestivum)是我国重要的粮食作物之一,然而干旱等逆境严重影响了小麦的品质和产量。筛选抗逆基因,解析其作用机理,可以为小麦抗逆分子育种提供候选基因和理论依据。木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase /hydrolase, XET/XEH)统称为XTH,属于糖苷水解酶16 (glycoside hydrolase 16, GH16)家族,参与细胞壁的形成与重构,在植物生长发育和抗逆境中发挥重要作用。本研究克隆得到小麦木葡聚糖内转糖苷酶基因TaXTH-7A (GenBank No. MK395550),发现其包含3个外显子和2个内含子,CDS区全长870 bp,编码290个氨基酸。蛋白序列含有XET特有的结构域,且在不同物种间高度保守。系统进化树分析表明,XTH-7A蛋白在单子叶与双子叶之间、C3与C4植物之间均发生演化,与节节麦亲缘关系最近。qRT-PCR结果显示,TaXTH-7A基因在抽穗期小麦的根、茎、叶和穗中均有表达,在根中优势表达;干旱胁迫后其表达量在4 h达到峰值。亚细胞定位结果显示TaXTH-7A蛋白定位在细胞质、细胞膜以及质外体。功能鉴定表明过表达TaXTH-7A提高了转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana)的抗旱性。本研究有助于进一步研究小麦TaXTH-7A基因的功能,也为小麦抵抗非生物胁迫提供了理论依据。

木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(xyloglucan transglycosidase/hydrolase, XTH)是植物细胞壁重构过程中的关键酶,参与植物生长发育调节。为解析和探寻XTH在玉米(Zea mays)应答逆境胁迫中的作用,本研究克隆了XTH家族中的ZmXTH23 (GenBank No. LOC100191584),并对其进行了生物功能研究。生物信息学分析表明,ZmXTH23为LamG超家族成员,包含1个897 bp的完整ORF,编码298个氨基酸,具有木葡聚糖内转糖苷酶(xyloglucan endotransglycosylase, XET)活性,氨基酸序列与黍(Panicum miliaceum)的PmXTH25氨基酸序列(GenBank No. RLM56175.1)亲缘性最近(相似性达到90%)。以qRT-PCR方法对该基因进行表达特性分析,结果表明,ZmXTH23表达具有组织特异性,在幼茎中的表达量最高(P<0.01),且受到脱落酸(abscisic acid, ABA)、NaCl以及PEG6000的诱导。利用SDS-PAGE及Western blot技术对原核表达进行分析,结果显示,pET28a-ZmXTH23重组质粒在大肠杆菌(Escherichia coli) BL21中可表达ZmXTH23蛋白质,且pET28a-ZmXTH23宿主菌在不同浓度盐及甘露醇胁迫下的生长均优于pET28a宿主菌,表明ZmXTH23蛋白增强pET28a-ZmXTH23宿主菌的耐盐抗旱能力。综上所述,ZmXTH23在应答非生物逆境胁迫中具有重要作用,本研究结果为创制玉米抗逆新种质提供了理论依据。

偏分离是自然界普遍存在的现象,是生物进化的重要动力。随着分子标记技术的发展进步,不同作物的遗传研究中报道了大量偏分离现象,偏分离的比例和遗传效应因物种、群体、标记类型等的不同而变化,并存在偏分离热点区域。为探讨玉米(Zea mays)偏分离现象及其产生原因,本研究以热带玉米自交系B31-3与温带玉米自交系HZ4杂交得到的F₈代重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体为材料,共198份株系,采用MaizeSNP3072芯片对该重组自交系群体进行基因型分析,获得747个在双亲间有多态性的SNP数据,通过偏分离分析发现,有279个SNP标记发生偏分离(P<0.05),占总标记数的37.3%。其中,偏向母本B31-3的SNP有194个,占偏分离SNP的69.5%;偏向父本HZ4的SNP有85个,占偏分离SNP的30.5%。在玉米6条染色体上共发现10个偏分离热点区域。10个偏分离热点区域(segregation distortion regions, SDRs)中仅有3个偏向父本HZ4,另外7个全部偏向母本B31-3。这些偏分离的发生及偏分离热点区域的形成可能与配子体选择及高温环境有关。本研究为探究玉米偏分离规律提供了基础资料。

培育耐除草剂转基因大豆(Glycine max)新品种,是我国实现大豆供需平衡的有效手段。转基因作物新品种在商品化之前,必需进行安全评价,其中遗传稳定性是重要评价因素之一。我国科研人员已克隆获得具有国家自主知识产权的新型抗草甘膦基因AM79-EPSPS,但目前尚未有该基因在转基因大豆中应用的报道。本研究以已获得的2个转AM79-EPSPS基因大豆株系A6和A8的T₁和T₂代材料为研究对象,分别从转化体DNA水平、转录水平、翻译水平以及转化体对草甘膦耐受性等方面进行了遗传稳定性分析。实验结果表明,主要功能元件在不同世代均插入完整;目的基因AM79-EPSPS在不同世代均以单拷贝形式插入,且世代间整合情况一致;目的基因AM79-EPSPS在不同世代、不同组织的转录和翻译水平均稳定表达;转化体对除草剂草甘膦的耐受性在世代间保持稳定。上述结果表明2个转化体可作为推广应用的材料,AM79-EPSPS基因可以作为培育商业化抗草甘膦大豆的候选基因。

花发育进程对于植物的子代繁衍具有至关重要的意义,MADS-box家族基因在该进程中具有重要作用。为了探究MADS-box家族基因转录因子6 (transcription factor 6, Trans6)在向日葵(Helianthus annuus)花发育中的功能,本研究从向日葵中克隆得到HaTrans6基因(GenBank No. XM_022141206.1),并对其进行了系统分析。基因序列信息分析结果显示,HaTrans6具有典型的MADS-box和K-box保守结构域,HaTrans6为MADS-box候选基因。系统发育树分析结果显示,HaTrans6基因与拟南芥(Arabidopsis thaliana) Agamous-like 13 (AGL13)及AGL6基因具有较近的同源关系。基因表达模式分析结果显示,HaTrans6基因在向日葵花和籽粒中高表达;从花器官原基期到开花后5 d有较高的稳定表达,且在花器官原基期达到峰值。此外,HaTrans6基因在向日葵开花前5 d和开花当天的苞片、冠毛、花瓣、雄蕊、雌蕊和子房等花器官中均有表达,在子房中具有最高的表达丰度,其次是苞片。上述结果初步表明HaTrans6基因可能在向日葵花发育和早期果实发育进程中发挥调控作用,本研究为进一步探讨HaTrans6基因的功能提供了基础资料。

唾液腺生物反应器作为一种新型生物反应器,是利用唾液分泌蛋白的调控区特异性表达各种外源蛋白,常用的唾液分泌蛋白为腮腺分泌蛋白(parotid secretory protein, PSP)。本研究旨在建立利用CRISPR/Cas9系统对猪(Sus scrofa) PSP基因定点整合的方法体系,并分析CRISPR/Cas9对PSP基因整合的脱靶效应,筛选获得能够实现上述目标的有效的基于CRISPR/Cas9系统的sgRNA。实验首先根据PSP基因序列在线设计单链引导RNA (single guiding RNA, sgRNA),选出5条sgRNA序列;然后利用sgRNA体外转录试剂盒和Cas9体外酶切试剂盒,筛选出靶向PSP基因体外酶切活性较高的sgRNA序列,构建sgRNA和Cas9共表达载体pCas9-sgRNA,同时构建携带新霉素抗性基因(neomycin resistance gene, NeoR)表达结构的打靶载体pMD19-5'arm-NeoR-3'arm;最后将sgRNA和Cas9共表达载体和打靶载体共转染猪肾细胞(PK-15细胞),利用新霉素进行筛选,分离单细胞克隆。通过PCR及测序鉴定NeoR定点敲入阳性单克隆细胞并进行脱靶效应分析。体外酶切结果表明,sgRNA1、sgRNA3、sgRNA4和sgRNA5均有较高的体外酶切活性;测序结果显示,4个sgRNA均成功针对猪PSP基因实现了定点敲入,sgRNA1、sgRNA5敲入效率分别为22.7% (5/22)和26.1% (6/23),且均存在1个潜在脱靶位点发生了脱靶效应;sgRNA3、sgRNA4敲入效率分别为50.0% (12/24)和42.1% (8/19),5个潜在脱靶位点均未发生脱靶效应。本研究成功建立了针对猪PSP基因进行基因编辑的方法体系,筛选出高效引导外源基因定点敲入猪PSP基因的sgRNA,为深入研究转基因猪提供了基础资料。

对产奶性状具有较大遗传效应的功能基因及突变位点的鉴定,可为奶牛(Bos taurus)标记辅助选择提供有价值的分子信息,进而提高准确性并加快遗传进展。转录组测序(RNA-seq)是当前人类(Homo sapiens)及动植物复杂性状关键基因鉴定的重要策略。作者前期研究利用高通量第二代测序技术对中国荷斯坦牛在干奶期(产前50 d)、泌乳初期(产后15 d)和泌乳高峰期(产后60 d)的肝脏组织进行了转录组测序,鉴定到40个产奶性状候选基因,其中果糖二磷酸酶2基因(fructose-bisphosphatase 2, FBP2)在不同泌乳阶段的表达量存在显著差异,该基因编码糖异生调控酶,参与碳水化合物前体到糖原的合成。本研究旨在进一步研究FBP2基因是否对中国荷斯坦牛产奶性状具有显著遗传效应。利用DNA混池PCR产物直接测序方法检测FBP2基因编码区全长及上下游各2 000 bp序列的潜在多态位点,并利用基质辅助激光吸附飞行时间质谱法(matrix-assisted laser adsorption time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS)对1 099头北京地区中国荷斯坦母牛进行个体基因型检测,进而基于混合动物模型,采用SAS 9.2软件分析多态位点与5个产奶性状的关联程度。共计发现FBP2基因有11个单核苷酸多态位点(single nucleotide polymorphisms, SNPs),其中5'调控区7个,3'调控区4个。单标记关联分析结果显示11个SNP位点均与乳蛋白量达到显著或极显著关联(P=0.0495~<0.0001);6个SNP位点同时与乳蛋白率达到显著或极显著关联(P=0.0434~0.0004);5个SNP位点同时与产奶量达到显著或极显著关联(P=0.018~0.007);1个SNP位点同时与乳脂量达到显著关联(P=0.0143);大部分SNP位点的加性效应或等位基因替代效应显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。SNP位点间连锁不平衡程度(linkage disequilibrium, LD)计算结果显示：11个SNPs呈高度连锁(r²=0.48~0.99)并形成2个单倍型块。关联分析结果显示：单倍型块1与产奶量、乳脂率、乳脂量、乳蛋白率和乳脂率均显著或极显著关联(P=0.0413~<0.0001),单倍型块2与产奶量、乳脂量、乳蛋白率和乳蛋白量关联达到显著或极显著关联(P=0.0413~<0.0001),单倍型块1的H2、H3和单倍型块2的H2为优势单倍型,可分别提高产奶量、乳脂和乳蛋白。本研究结果表明,FBP2基因对中国荷斯坦牛产奶量和乳成分性状具有显著遗传效应,尤其对乳蛋白性状影响较大,为中国荷斯坦牛分子育种提供遗传标记信息。

长链脂酰辅酶A合成酶1 (long chain acyl-CoA synthetase 1, ACSL1)在甘油三酯、磷脂、胆固醇酯的合成及脂肪酸氧化中起关键作用,是乳品质性状的重要候选基因。牦牛(Bos grunniens)乳营养丰富,乳脂率高;但受分布地域环境、经济及生产条件制约,对其乳品质性状的遗传机理研究较少。本研究以甘南牦牛为研究对象,采用DNA测序方法,检测牦牛ACSL1基因启动子区多态位点,分析不同基因型、组合单倍型与甘南牦牛乳品质性状的相关性。结果表明,甘南牦牛群体ACSL1基因启动子区存在g.2079A>T、g.2409G>A突变和g.1235_ g.1236delTG插入/缺失突变。ACSL1基因启动子F1区,基因型MN牦牛个体的乳蛋白率显著高于MM型(P<0.05),基因型BB牦牛个体的总固体物质含量、乳脂率显著高于AA和AB型(P<0.05);启动子F2区,基因型DD牦牛个体的乳脂率显著高于CC型(P<0.05);构建8种潜在的单倍型和5种组合单倍型,其中组合单倍型H4H4乳脂率和总固体物质含量最高,且显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于其他组合单倍型。因此,牦牛ACSL1基因启动子区突变可作为甘南牦牛乳品质性状潜在的分子遗传标记,进而为丰富牦牛乳品质性状分子遗传研究提供理论依据。

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1B (lysine-specific histone demethylase 1B, KDM1B)是卵母细胞中一些印记基因从头甲基化(de novo methylation)所必需的。为了克隆牦牛(Bos grunniens) KDM1B基因的编码区(coding sequence, CDS)序列,并分析KDM1B在牦牛各类组织及卵母细胞成熟过程中的表达特性,本研究以牦牛卵巢cDNA为模板,采用逆转录PCR (reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)技术分段克隆牦牛KDM1B基因的CDS序列,通过生物信息学方法对牦牛KDM1B蛋白的理化性质、结构及KDM1B基因在物种间的保守性进行预测分析;采用qRT-PCR技术检测KDM1B在牦牛各类组织及卵母细胞成熟过程(GⅤ, MⅠ和MⅡ期)中mRNA的表达规律。结果表明,牦牛KDM1B的CDS区全长为1 737 bp (GenBank No. MK806390),编码578个氨基酸,其KDM1B蛋白相对分子质量为64.90 kD,理论等电点为7.20,总平均亲水性-0.190,不稳定指数41.73,表明该蛋白为亲水不稳定蛋白;二级结构包含α-螺旋、β-转角和无规卷曲;牦牛KDM1B蛋白包括N-端双锌指(N-terminal double zinc finger, zf-CW)、N-端SWIRM (Swi3p/Rsc8p/Moira, SWIRM)和C-端胺氧化酶(amino oxidase, AO)结构域,无信号肽和跨膜结构。牦牛KDM1B基因与瘤牛(B. indicus)、黄牛(B.taurus)等哺乳动物的同源性较高。KDM1B在牦牛各类组织中广泛表达,其中在小肠中的相对表达量最高。牦牛卵母细胞成熟过程中,MⅡ期KDM1B mRNA表达水平极显著高于GⅤ期和MⅠ期(P<0.01),GⅤ和MⅠ期KDM1B mRNA表达差异不显著。本研究为进一步研究KDM1B在牦牛生殖过程中的作用提供了基础数据。

蒙古羊(Ovis aries)和杜泊羊分别是我国和南非的优秀绵羊品种，在抗逆性和羊肉品质上都有良好的表现，但对其热响应调控机制还知之甚少。本研究利用二代测序技术，在炎热条件下(＞30 ℃)对蒙古羊和杜泊羊的骨骼肌进行采样和转录组测序(RNA-sequence, RNA-seq)，进而得到差异表达的蛋白编码基因252种(包括已注释的109种)和长链非编码RNA基因60种。根据差异表达基因相关的基因功能富集、通路富集和前人研究，共筛选出了19种参与热响应的蛋白编码基因；其中即时初期响应5 (immediate early response 5, IER5)、初期生长响应1 (early growth response 1, EGR1)、sprouty相关EVH1域包含1 (sprouty related EVH1 domain containing 1, SPRED1)、减数分裂和突触相关的睾丸表达15 (testis expressed 15, meiosis and synapsis associated, TEX15)等15种基因参与到蒙古羊骨骼肌热响应调节；血管生成素类似物7 (angiopoietin like 7, ANGPTL7)、昼夜节律相关的转录抑制因子(circadian associated repressor of transcription, CIART)、ATP结合盒亚家族A成员12 (ATP binding cassette subfamily A member 12, ABCA12)、钙和整合素结合家族成员2 (calcium and integrin binding family member 2, CIB2)共4种基因参与到杜泊羊骨骼肌热响应调节。这些热响应相关基因的生物学功能涉及到细胞热应答、热休克蛋白结合、钙离子结合、变性蛋白质折叠态的维持和DNA修复等。而10种长链非编码RNA基因(包括XLOC_1944721, XLOC_3483583, XLOC_775492等)的转录物长链非编码RNA则通过反式trans作用分别靶向调控热响应相关的BCL2关联永生基因3 (BCL2 associated athanogene 3, BAG3)、DnaJ热休克蛋白家族(Hsp40)成员A4 (DnaJ heat shock protein family (Hsp40) member A4, DNAJA4)、热休克蛋白家族A (Hsp70)成员1类似物(heat shock protein family A (Hsp70) member 1 like, HSPA1L)、EGR1、IER5、DnaJ热休克蛋白家族(Hsp40)成员B1 (DNAJB1)和肌球蛋白轻链10 (myosin light chain 10, MYL10)基因。以上涉及的热响应相关的蛋白编码基因和长链非编码RNA基因可以促进对绵羊机体热应答机制的研究，并为靶向耐热性状的家畜育种提供理论依据。

主要组织相容性复合体基因(major histocompatibility complex, MHC)可编码抗原呈递分子而启动机体的免疫应答,在动物抗病育种中具有巨大潜力。本研究分析陕北白绒山羊(Capra hircus) MHC-DQB2基因与球虫(Coccidia)感染的相关性,旨在为山羊抗病基因的挖掘与应用研究提供基础资料。对104只陕北白绒山羊MHC-DQB2基因外显子2进行生物信息学和群体遗传学分析,并检测球虫感染情况,进行MHC-DQB2基因外显子2多态性与球虫易感性的相关分析。结果共获得15种等位基因和27种基因型,发现DQB2基因具有很高的多态性并在进化过程中受到正向选择作用,各等位基因在群体内的频率存在较大差异。本研究群体中,球虫感染率为71.43%,以中度感染强度为主(1×10⁵≥克粪便卵囊数(oocyst per gram, OPG)≥1×10⁴)。相关性分析发现,DQB2*03等位基因和0311基因型与球虫感染呈负相关(P<0.05),很可能是球虫病的易感等位基因和基因型。本研究结果有助于阐明MHC分子标记在陕北白绒山羊免疫上的作用,为MHC基因与疾病的相关性研究提供实验数据支持,促进其在抗病育种上的应用。

生长停滞特异基因6 (growth arrest-specific gene 6, GAS6)在鸡(Gallus gallus domesticus)脂肪前体细胞分化过程中差异表达,可能参与调控鸡脂肪沉积,但是其组织分布和发育性表达规律尚不明确。为了研究GAS6基因的组织分布及其在脂肪组织中的发育性表达,本研究选取4周龄金茅黑鸡公、母鸡各3只,采用qRT-PCR技术检测GAS6基因在金茅黑鸡8个组织(心, 肝, 脾, 肺, 肾, 胸肌, 腿肌和腹脂)中的表达水平;选取1日龄及4、8、12、16周龄公、母鸡各3只,检测GAS6基因在腹脂组织中表达变化情况,分析其发育性表达。研究结果显示,GAS6基因在公鸡和母鸡腹脂中均高表达,在肺和肾脏中中度表达。GAS6基因在公、母鸡不同发育阶段腹脂中分别呈“M”和“W”表达趋势,表达高峰均出现在4周龄之前;结合前期高通量测序结果,表明GAS6基因可能通过调控鸡脂肪细胞增殖和生长抑制过程影响鸡腹脂的早期发育。本研究揭示了金茅黑鸡GAS6基因的组织表达分布,分析了其在腹脂组织中发育性表达规律,为进一步研究GAS6基因在鸡脂肪沉积中的功能和表达调控机理提供理论依据。

在肉鸡(Gallus gallus)养殖过程中由于肉鸡腿病带来的经济损失,给肉鸡养殖业造成了巨大损失。肢体内外翻畸形(valgus-varus deformity, VVD)是一种以胫跗骨和跗跖骨之间内翻或外翻为特征的腿病。本研究对18、28和38日龄VVD腿病组肉鸡和健康组肉鸡的生长性能和血液生化指标含量进行测定,并对28和38日龄VVD腿病组肉鸡和健康组肉鸡的骨骼形态计量学指标进行测量。结果表明：1)与健康组肉鸡相比,18、28和38日龄VVD腿病组肉鸡的体重、胫长和胫围显著或极显著下降(P<0.05或P<0.01)。2) 28和38日龄VVD腿病组肉鸡的甘油三酯含量,18和38日龄VVD腿病组肉鸡的高密度脂蛋白含量显著或极显著低于健康组(P<0.05或P<0.01);18日龄VVD腿病组肉鸡的胆固醇含量,18、28和38日龄VVD腿病组肉鸡的低密度脂蛋白含量显著或极显著上升(P<0.05或P<0.01)。3) 18和38日龄VVD腿病组肉鸡的血钙水平极显著上升(P<0.01),28日龄VVD腿病组肉鸡的血钙、血液碱性磷酸酶水平和18日龄VVD腿病组肉鸡的血磷水平显著或极显著下降(P<0.05或P<0.01)。综上所述,VVD腿病会造成肉鸡生长性能下降,血脂指标、血钙、血磷和血液碱性磷酸酶水平的异常改变。本研究旨在探究VVD腿病对肉鸡生长性能、血液生化指标和腿部骨骼形态计量学指标的影响,为肉鸡VVD腿病的研究和保障肉鸡腿部健康提供一定的参考价值和依据。

不同饵料会影响草鱼的代谢,改变肠道组织结构和肠道菌群组成,进而影响其肌肉品质和免疫力,由此本研究旨在探究投喂皇竹草(Pennisetum sinese)粉饲料、蚕豆(Vicia faba)、人工配合饲料对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)代谢和肠道结构及菌群的影响。本实验主要检测与草鱼代谢相关的血清酶活性变化,观察肠道组织学差异,使用高通量测序技术分析肠道菌群组成的丰度,并探索可能的代谢信号通路的变化。结果发现,摄食皇竹草粉饲料的草鱼的超氧化物歧化酶活力最强,免疫力较强,肠道结构完整,拟杆菌(Bacteroides)等益生菌丰度最高,碳水化合物代谢通路的丰度最高;投喂蚕豆会使草鱼胰蛋白酶活力升高,肠道受损,霍乱弧菌(Vibrio cholerae)等条件致病菌增多,其传染性疾病通路的丰度最高;摄食人工配合饲料组的草鱼生长速度最快,增重率为74.52%,肠道组织结构较为完整,碱性磷酸酶活力最高,多糖生物合成代谢通路的丰度最高。结果表明,投喂皇竹草粉饲料有益于维持草鱼肠道组织结构完整、调节肠道菌群、提升其免疫力,投喂蚕豆单一饵料会引起草鱼肠道炎症、降低免疫能力,而人工配合饲料尽管营养价值最高,但也出现一定程度的肠道损失和免疫力下降。本研究对草鱼饵料的选择与搭配、新型饲料的研发等具有一定的指导意义。

植物内生菌可产生与宿主植物相同或相似的代谢产物,是筛选结构新颖次级代谢产物的重要资源;因此从药用植物黄精(Polygonatum cyrtonema)中分离筛选内生菌、研究其代谢产物抑菌活性具有重要意义。黄精内生菌HJ-2 (GenBank No. MK774703)是分离自野生黄精根状茎并经初筛和鉴定的一株枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。为综合开发与利用该菌株的代谢产物,本研究采用多种培养基对菌株HJ-2进行发酵,并分别用甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮和乙酸乙酯对菌体及其发酵液的活性物质进行萃取,探究萃取产物的理化性质及抑菌活性。结果表明,菌株HJ-2产生的抑菌物质主要存在于发酵液中,且对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)均具有显著抑菌效果。对发酵产物进行耐酸碱性和耐热性实验,结果表明该产物能够耐65 ˚C高温,但对酸碱耐受能力稍差。本研究为发掘安徽地区的黄精内生菌资源和综合开发利用菌株HJ-2提供了理论基础。

滑液支原体(Mycoplasma synoviae, MS)是禽类重要的致病性支原体,MS感染可引起鸡(Gallus gallus)和火鸡(Meleagris gallopavo)的呼吸道病症以及关节炎和关节滑膜炎,导致蛋鸡产蛋量及鸡蛋品质下降、种蛋孵化率降低、肉鸡生长发育迟缓、饲料转化率低、胴体废弃率高等,给养鸡业造成重大经济损失。对滑液支原体的快速检测方法及良好免疫制剂的研究,可为其感染的快速诊断和有效预防提供支持。基于此,本研究参照GenBank中MS WVU1853株(GenBank No. CP011096.1)丙酮酸脱氢酶E1 α亚基基因(pyruvate dehydrogenase E1 α subunit gene, pdhA)和β亚基基因(pdhB)序列及结构设计引物,应用PCR技术分别扩增获得二者及其以单碱基重叠方式连接的自然序列AB,采用overlap-PCR技术完成基因优化,将pdhA与pdhB以及AB分别克隆入原核表达载体pETduet-1和pET-28a(+),成功构建原核共表达质粒pETDuet-AB和pET-AB;并在分别转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21 (DE3)后经异丙基硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-thiogalactoside, IPTG)诱导表达,表达产物纯化后应用SDS-PAGE分析,进而检测其酶促活性。SDS-PAGE结果表明,MS WVU1853株pdhA和pdhB基因在两种质粒转化的大肠杆菌中均获表达,且表达产物相对分子量分别为43和36 kD,但pET-AB转化菌中两种蛋白均高效表达,而pETDuet-AB转化菌中α亚基表达效率明显较低;酶活性检测结果表明,两种转化菌诱导表达产物均具有酶促活性。本研究基于单核苷酸重叠构建了MSpdhA和pdhB基因的共表达载体并在大肠杆菌中获得高效表达,为pdhA和pdhB生物学功能的研究提供了良好的材料,为MS诊断方法的建立提供了可能的标识物,也为MS感染相关免疫制剂的研发提供了可能的疫苗候选,为两个基因的共表达提供了新的思路。

乳房炎是主要由病原微生物感染引起的乳腺炎症反应,是哺乳动物,尤其是牛、羊等动物易发的疾病之一,一直以来成为相关领域科研工作者广泛关注的对象。由于乳房炎的致病机理十分复杂,在受到传统方法不能根治该病的困扰之际,转录组在内的组学技术的兴起为乳房炎发生过程中病原微生物的致病机制及宿主的抗病机制研究提供了很好的技术平台和研究思路。本文综述了转录组学在牛羊乳房炎中的国内外最新研究进展,为深入探究宿主应对病原菌感染的分子防御机制及乳房炎的诊断与预后提供参考。

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae, AM)真菌是地球上最古老和最广泛的植物共生体,促使植物生长良好的同时也是一种绿色、环境友好的虫害防治途径。本文基于多年来AM真菌防治虫害的研究,从AM真菌对植物虫害防治方面的机理开展,着重阐明了在面临害虫侵袭时,AM真菌改变共生植物应对机制的两种方式：一是促使植物产生次生代谢物,加强化学防御,提高植物对害虫直接或间接的防御能力,进而增强植物的抗虫性;二是通过改善植物生长、植物营养、根系活力等方面以提高植物对害虫的耐受性。本综述为植物虫害生物防治提供理论依据,并对AM真菌的发展方向及虫害应用前景进行展望。

水生甲壳动物血细胞的离体培养已在多种甲壳动物中得到了初步研究,但不同学者在培养基种类、血清浓度和渗透压等关键培养条件的研究中并未达成广泛共识。为探索中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)血细胞原代培养所需的适宜培养基和关键培养条件,为后续相关功能基因研究提供基础。本研究分析了5种培养基(1×L-15, 2×L-15, 3×L-15, Sf-900和TC-100培养基)、5个渗透压条件(345, 569, 803, 991和1215 mOsm/kg)和5个血清浓度(0%, 5%, 10%, 15%和20%)对中华绒螯蟹血细胞的体外培养效果,并检测了培养细胞的基因表达情况。结果发现：TC-100培养基培养的中华绒螯蟹血细胞形态最佳,存活率最高;以TC-100培养基为基础培养基,筛选出渗透压为991 mOsm/kg和不添加胎牛血清(0%)时培养的细胞形态更好,培养至10 d的成活率仍在50%以上;泛素结合酶E2b基因(ubiquitin-conjugating enzyme E2b, UBE)、泛素/核糖体S27融合蛋白基因(ubiquitin/ribosomal S27 fusion protein, S27)和β-actin共3个管家基因在血细胞培养过程中(0~10 d)均稳定表达。结果表明,本研究筛选的培养基及关键培养条件能更好地培养中华绒螯蟹血细胞,培养的细胞能进行初步的基因功能实验,本研究为中华绒螯蟹基因功能研究提供新的技术手段。