养殖鱼类的育性控制在经济性状改良、生物育种产业化保障和知识产权保护等方面具有重要应用潜力。目前,种间杂交和三倍体不育的方法已在少数养殖鱼类不育苗种生产中获得成功,但由于技术局限性,尚未获得大规模的推广应用。随着生殖调控关键基因的挖掘、基因功能解析,以及基因工程技术的发展,通过敲降或敲除生殖调控相关基因可获得不育鱼,但该方法获得的不育鱼无法将优良经济性状遗传给下一代,难以建立稳定的家系,尚需探索通过外源激素补充等方式拯救亲本的不育表型。条件性诱导不育和基于两系杂交的“生殖开关”不育策略是新型育性控制方法,相关技术在实现鱼类育性控制的同时,兼顾亲本优良性状的稳定遗传,技术思路已在模式鱼类中获得初步验证,展现出较好的发展前景。本文综述了鱼类育性控制技术的进展,以期为培育经济价值高、生态友好、利于知识产权保护的不育养殖鱼类草鱼等品种提供参考。

园艺设施内越夏育苗时,高温、昼夜温差小等现象易导致番茄(Solanum lycopersicum)幼苗徒长,尤其是上胚轴,造成减产和经济损失。烯效唑作为赤霉素合成抑制剂,能够延缓细胞伸长,抑制幼苗的徒长。为明确烯效唑对番茄上胚轴矮化的作用,采用0、15、45和75 mg/L的烯效唑溶液分别喷施长节间'DH'番茄幼苗,喷施后每隔7 d测量1次番茄苗期上胚轴长、上胚轴粗、株高、叶宽和叶长等生长指标,定植后对番茄果实的品质指标进行测定。结果发现,45 mg/L浓度的烯效唑处理后,番茄幼苗的上胚轴和株高显著降低(P<0.05),果实中可溶性蛋白和可溶性固形物含量显著升高(P<0.05)。对处理后7 d番茄上胚轴中赤霉素(gibberellic acid, GA)调控通路基因和生长素(indole-3-acetic acid, IAA)通路中相关基因的表达进行分析,结果表明,GA相关的大多数基因呈上调表达模式,生长素响应因子13 (auxin response factor 13, SlARF13)呈上调表达模式,生长素/吲哚乙酸33 (auxin/indole-3-acetic acid 33, SlIAA33)基因呈下调表达模式。因此,GA通路的GA2ox3和GA2-β-dioxygenase8基因和IAA通路的SlARF13和SlIAA33可以作为研究番茄上胚轴矮化的候选基因。本研究为烯效唑在番茄育苗上的后续应用提供理论基础。

NAC转录因子是植物生长发育中响应生物及非生物胁迫的重要调节因子,参与调控植物细胞次生壁形成及加厚。本研究从菰(Zizania latifolia)植株中克隆获得ZlNAC105基因(GenBank No. PP437561),cDNA序列全长972 bp,编码323个氨基酸,具有1个NAM保守结构域,与短花药野生稻(Oryza brachyantha)中同源基因序列相似性最高。qRT-PCR分析表明,ZlNAC105在'吴江野茭'茎部表达量最高,能够响应菰黑粉菌(Ustilago esculenta)的侵染诱导,在菰黑粉菌侵染第10天显著上调(P<0.05),与已报道的ZlNAC29结果类似。结合菰植株茎部膨大发育不同时期的ZlNAC105表达分析发现,8叶期'龙茭2号'茎部的ZlNAC105表达量显著高于'吴江野茭' (P<0.05);茎部膨大发育期间,ZlNAC105在木质化程度较高的老茭上、中、下节位及薹管的表达均显著降低(P<0.05);肉质茎中、下部节位中,膨大发育10 cm茎部的ZlNAC105表达显著高于膨大发育后期及老茭(P<0.05),结合膨大茎部电镜观察发现,ZlNAC105在木质化程度较高的膨大肉质茎中表达量较低,其表达量与茎部木质化程度基本呈负相关,与已报道的ZlNAC29表达模式具有明显差异。上述结果表明,ZlNAC105能够响应菰黑粉菌的侵染诱导,参与菰植株茎部木质化进程调节,可能与菰植株茎部次生壁形成及加厚调节密切相关。本研究为菰黑粉菌侵染诱导调节菰植株茎部膨大发育机制研究提供理论依据。

植物磺肽素(phytosulfokine, PSK)是一类重要的植物肽类激素,在植物抗病防御过程中发挥重要作用。为系统解析PSKs基因家族在西瓜(Citrullus lanatus)抗病防御反应中的功能,本研究利用生物信息学方法,对西瓜PSKs基因进行全基因组鉴定和生物信息学分析,并系统分析其在果实不同发育及其枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp. niveum)侵染下的表达模式。结果表明,西瓜基因组中可鉴定到4个ClPSKs基因(Cla97C01G016930, Cla97C08G160340, Cla97C10G193065和Cla97C10G202430),这些基因分布在3条染色体上。ClPSKs编码蛋白的分子量在9.276~11.491 kD之间,均为酸性、不稳定蛋白,且所有蛋白均含有PSK家族保守基序。系统进化分析表明,西瓜ClPSKs与拟南芥(Arabidopsis thaliana) AtPSKs聚为一类,表明其在进化过程中具有高度保守性。启动子顺式作用元件分析表明,ClPSKs基因启动子区富含胁迫响应元件和植物激素响应元件,为其参与植物胁迫响应提供了分子基础。qPCR分析显示,ClPSKs基因在西瓜不同组织中呈现差异表达特征,其中叶片中表达量最高,根系次之。Cla97C01G016930、Cla97C08G160340和Cla97C10G193065在西瓜果实授粉后10 d表达量最高,提示这些基因可能参与调控西瓜果实早期发育进程。枯萎病菌侵染显著诱导了ClPSKs基因的表达。其中,Cla97C01G016930、Cla97C08G160340和Cla97C10G193065在侵染后12 h达到表达峰值,而Cla97C10G202430表现为持续上调表达模式,表明不同ClPSKs成员可能通过时空调控参与西瓜抗病防御反应。本研究为深入解析ClPSKs基因在西瓜抗病防御反应中的功能提供了科学参考。

猕猴桃中抗坏血酸(ascorbic acid, AsA)含量丰富,但在采后成熟过程中AsA含量会显著下降,AsA代谢受转录因子调控。碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)基因家族参与多种代谢途径。为了探讨bHLH基因家族在猕猴桃AsA代谢中的作用,本研究利用生物信息学方法,对中华猕猴桃(Actinidia chinensis) bHLH基因家族进行鉴定,进而分析这些基因的染色体位置、理化性质、保守基序、进化关系、同义密码子使用频率以及蛋白质互作网络,预测其互作关系。通过qRT-PCR分析bHLH转录因子(transcription factors, TFs)及AsA代谢基因在采后贮藏过程中的表达模式。结果表明,共鉴定出144个成员,分别分布在29条染色体上,且大多数成员均具有典型bHLH保守基序,具有光响应、胁迫响应、MYB结合相关、激素响应、防御和应激响应、胚乳和分生组织表达、昼夜节律7类顺式作用元件。根据进化树分析,将144个bHLH成员划分为25个亚族,其中有7个相对同义密码子使用频率大于2.0,表明AcbHLH基因家族对密码子使用具有较强的偏好性。蛋白互作网络分析表明,60个成员间存在互作。qRT-PCR分析表明,AcbHLH072、AcbHLH120、AcbHLH134和AcbHLH067与AsA含量显著相关,此外,8个AsA代谢相关基因均具有bHLH结合的顺式作用元件,推测AcbHLH072、AcbHLH120、AcbHLH134和AcbHLH067可能通过调控抗坏血酸过氧化物酶2 (ascorbate peroxidase 2, AcAPX2)、AcAPX8、L-半乳糖脱氢酶1 (L-galactose dehydrogenase 1, AcGalDH1)、半乳糖醛酸尿苷酰转移酶2 (galacturonic acid uridylyltransferase 2, AcGalUR2)及AcGalUR3等相关基因表达影响AsA的合成分解,从而调控果实AsA代谢途径。本研究为猕猴桃bHLH基因家族参与抗坏血酸代谢的作用机制提供了参考。

随着山茶花(Camellia spp.)分子生物学研究的不断深入,筛选出适用于山茶花qPCR分析的内参基因至关重要。本研究选择了3个具有不同观赏价值的山茶花品种为实验材料,采用反转录PCR (RT-PCR)和qPCR技术检测转录延伸因子α (elongation factor-α, EF-1α)、甘油醛三磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, GAPDH)、肌动蛋白(Actin 7, ACT)、微管蛋白α (α-tubulin, TUA)、微管蛋白β (β-tubulin, TUB)、蛋白磷酸酶2C (protein phosphatase 2C, PP2C)和磷酸酶激活剂TIP41 (phosphatase activator TIP41, TIP41)等7个常见内参基因在山茶花不同花发育时期和不同组织中的特异性和表达水平,利用ΔCt、geNorm、NormFinder和BestKeeper等程序分析候选基因的稳定性,并使用RefFinder进行综合评价,筛选出适合于山茶花qPCR的内参基因,并通过花色和花香生物合成关键基因对内参基因的稳定性进行验证。结果显示,EF-1α的平均表达量高于其他候选内参基因,ΔCt、NormFinder和BestKeeper的分析结果均表明EF-1α在山茶花的不同组织和花发育时期中稳定性最高,而geNorm的结果显示GAPDH和TIP41的稳定性更好,此外,所有程序的结果均显示ACT是最不稳定的内参基因。在RefFinder的综合评价基础上,以花色基因查尔酮合成酶(chalcone synthase, CrCHS)、查尔酮异构酶(chalcone isomerase, CrCHI)和花香基因1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase, ChDXS1)、1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase, ChDXR)的表达模式分析对EF-1α和ACT进行验证,结果证明,EF-1α具有较好的稳定性,可被选择为山茶花色和花香研究中的内参基因。本研究为进一步研究山茶花色和花香形成过程相关功能基因提供理论基础和技术支持。

InDel标记已广泛用于作物种质资源遗传多样性分析和分子标记辅助育种等研究领域,但在亚麻(Linum usitatissimum)相关研究中报道甚少。本研究利用2份亚麻材料重测序数据鉴定出的InDel位点,开发多态性InDel标记并对93个亚麻育成品种进行基因分型,研究亚麻育成品种遗传多样性、亲缘关系和群体遗传结构特点。结果显示,2份亚麻材料重测序共鉴定出66 851个InDel位点,选择15条染色体上120个InDel位点设计引物,筛选出26对多态性好的标记,分析了93个亚麻育成品种的遗传多样性和群体结构。结果表明,26对InDel标记在93个亚麻品种中共检测出80个主要等位变异;基因多样性指数为0.169 6~0.694 2,平均为0.485 2;多态性信息含量(PIC)为0.161 5~0.636 9,平均为0.415 0。经聚类分析全部品种被划分为纤维用亚麻品种群体和油用亚麻品种群体2个类群;群体结构分析将全部品种分为4个类群,主成分分析可将纤维用亚麻品种和油用亚麻品种分开;分子方差分析(AMOVA)表明,亚麻品种遗传变异主要发生在个体间和个体内,种群间也存在一定的变异。聚类分析与主成分分析结果较一致,纤维用亚麻群体遗传多样性高于油用亚麻群体,油用亚麻育成品种的遗传变异与地理来源无关。本研究在一定程度上揭示了93个亚麻育成品种的亲缘关系,在亚麻品种鉴定、亚麻资源亲缘关系分析以及分子辅助育种方面具有一定的理论意义和应用价值。

核桃(Juglans regia)因其独特香气而备受消费者青睐,然而其香气形成的分子机制尚未明晰。本研究以'清香'鲜核桃为材料,结合顶空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction, HS-SPME)-气相色谱质谱(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)和转录组测序(RNA-seq),系统研究了花后85~141 d核桃种仁香气合成相关基因和挥发性化合物的动态变化。通过GC-MS鉴定出70种挥发性化合物(volatile organic compounds, VOCs),其中醛类(如壬醛)、醇类(如1-辛烯-3-醇)和酮类(如3-辛酮)为关键香气成分;基于气味活性值(odor activity value, OAV)>1筛选出11种核心贡献物质(如(E)-2-丁烯醛, 己醛)。转录组分析发现,果实成熟过程中差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)显著富集于淀粉和蔗糖代谢(94个)、丙酮酸代谢(66个)、脂肪酸生物合成(39个)、萜类骨架生物合成(35个)、α-亚麻酸代谢(36个)和脂肪酸降解(29个)通路。进一步整合组学数据及香气变化趋势,构建了醛类与酮类合成的调控网络,发现核桃氢过氧化物裂解酶(hydroperoxide lyase, HPL)编码基因JrHPL、醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase, ADH)编码基因JrADH_7和JrADH_8和醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase, ALDH)编码基因JrALDH_7在香气代谢中发挥关键作用。本研究揭示了核桃香气形成的多组学调控机制,为分子育种改良坚果风味提供了理论参考。

线粒体抗病毒信号蛋白(mitochondrial antiviral signaling protein, MAVS)是通过RIG-1样受体途径的先天抗病毒反应的关键分子,在哺乳动物和鱼类先天免疫中发挥重要作用。为研究MAVS基因在大口黑鲈(Micropterus salmoides)先天免疫中的作用,本研究利用反转录PCR (reverse transcription PCR, RT-PCR)和克隆获得了大口黑鲈 MAVS基因(GenBank No. PP740757)的全长cDNA,并对其进行生物信息学分析;利用qPCR方法分析了MAVS基因在健康大口黑鲈各组织的表达情况及诺卡氏菌(Nocardia seriolae)和聚肌胞苷酸 (polyinosinic polycytidylic acid, Poly I:C) 刺激后不同组织在不同时间点的表达量变化。利用免疫荧光法对MAVS基因进行了亚细胞定位,并利用双荧光素酶活性分析法MAVS基因对核因子κB (nuclear factor kappa-B, NF-κB)和β型干扰素(β- type interferon, IFN-β)启动子活性的影响。结果表明,MAVS cDNA长度为1 921 bp,编码586个氨基酸残基的肽。大口黑鲈MAVS的推测蛋白具有N末端半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶招募域(caspase recruiting domains, CARD)结构域和富脯氨酸区域,已知这些结构域是哺乳动物MAVS的重要功能结构域。大口黑鲈MAVS蛋白与其他鱼类具有较高的同源性(48.7%~96.1%,与草鱼(Ctenopharyngodon idella)的同源性为29.6%)。系统发育分析显示,大口黑鲈MAVS与其他鱼类MAVS聚为一支。MAVS mRNA在健康大口黑鲈的所有被检测组织中均有表达,在鳃中的相对表达量最高。在所有4种检测的组织中,两种免疫刺激剂均上调了大口黑鲈MAVS转录水平。其中,Poly I:C刺激后9 d,MAVS在鳃中的表达量高达对照组的53.17倍(P<0.05)。诺卡氏菌感染后,在肾组织中,MAVS的相对表达量在感染后6 d出现了最大上调,感染组的相对表达量为对照组的14.88倍(P<0.05)。亚细胞定位显示,MAVS在HeLa细胞的细胞质中表达。大口黑鲈MAVS的过表达可以增强NF-κB和 IFN-β启动子活性。研究结果表明,MAVS在大口黑鲈先天免疫信号通路中发挥重要作用。本研究为进一步阐明MAVS基因在大口黑鲈先天免疫中的作用奠定基础。

圆口铜鱼(Coreius guichenoti)是长江上游的一种特有珍稀鱼类,但其种群存续受到小瓜虫病的严重威胁。为了探究植物源活性成分没食子酸(gallic acid, GA)对圆口铜鱼小瓜虫病的治疗效果、解析其抗小瓜虫(Ichthyophthirius multifiliis)感染机制。本研究通过离体与在体杀灭实验、急性毒性实验及肝脏非靶向代谢组学分析,系统评估了GA的药效、安全性及潜在作用机制。离体杀灭实验表明,50 mg/L GA处理4 h后,小瓜虫滋养体和掠食体杀灭率均达到100.0%;20 mg/L浓度下杀灭率分别为63.3%和80.3%。显微镜观察显示,GA处理后虫体出现细胞膜结构破坏、胞质外渗及分裂停滞等病理特征。在体杀灭实验表明,50 mg/L与20 mg/L GA分别处理48 h后,圆口铜鱼死亡率由对照组的100%分别降至2.3%和20.0%,体表小瓜虫死亡率达54.3%和21.3%。急性毒性实验表明,GA对圆口铜鱼的安全浓度(safe concentration, SC)为64.6 mg/L,其96 h半数致死浓度(half-lethal concentration, LC₅₀)为245.8 mg/L。采用超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱(UPLC-MS/MS)对圆口铜鱼肝脏进行非靶向代谢组学分析,发现50 mg/L GA重塑了感染小瓜虫圆口铜鱼的肝脏代谢网络：(1)下调花生四烯酸代谢、VEGF信号通路及Th17细胞分化通路,抑制促炎介质生成;(2)上调谷胱甘肽、牛磺酸等内源性抗氧化分子,激活FoxO信号通路与溶酶体功能,增强机体清除活性氧能力;(3)富集氧化磷酸化、甘油磷脂代谢及苹果酸-天冬氨酸穿梭通路,优化线粒体能量代谢与膜稳态。综上,50 mg/L GA对圆口铜鱼小瓜虫病的治疗效果良好且安全性高,可能通过抑制炎症反应、激活抗氧化防御系统和重编程能量代谢网络,重塑宿主肝脏代谢稳态,增强抗小瓜虫感染的能力。本研究为鱼类小瓜虫病的绿色防控提供了新的思路和候选药物。

由小麦光腥黑粉菌(Tilletia foetida)引起的小麦光腥黑穗病是小麦主要病害之一,不仅影响产量,还使其品质下降。为研究小麦光腥黑粉菌与小麦(Triticum aestivum)的互作机制,本研究通过RT-PCR克隆得到1个蛋白激酶超家族的候选效应蛋白g5965 (GenBank No. XXN76190.1)。生物信息学分析结果表明,g5965基因全长1 722 bp,编码573个氨基酸,含有1个典型的磷酸转移酶结构域,通过信号肽分泌实验验证g5965存在信号肽分泌功能。构建PGR107-g5965融合表达载体,通过农杆菌介导转化技术在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)叶片中瞬时表达,该基因没有抑制由凋亡蛋白BAX (Bcl-2 associated X protein)引起的烟草细胞程序性死亡反应。构建绿色荧光表达载体pBIN-g5965,侵染本氏烟草叶片,2~3 d后在激光共聚焦显微镜下观察到绿色荧光位于烟草细胞的细胞膜。本研究为进一步解析小麦光腥黑粉菌的致病机理提供一定的理论依据。

棉酚(gossypol, GOS)是一种天然存在于棉籽中的多酚类抗营养因子,其严重制约了棉籽副产品在食品和饲料行业的广泛应用。本研究团队在前期筛选出高效降解GOS的枯草芽胞杆菌 (Bacillus subtilis) 菌株M-15,并发现邻苯二酚2,3双加氧酶 (catechol2,3-dioxygenase, BsC23O)或为GOS降解过程中的关键酶。本研究旨在验证B. subtilis M-15中BsC23O对GOS的降解作用。通过qPCR技术验证在GOS的胁迫下BsC23O的表达水平变化,使用生物信息学方法对BsC23O的理化性质进行预测,利用大肠杆菌(Escherichia coli)表达系统诱导表达,并检测表达产物对棉酚的降解效果。此外,使用结构确认和分子对接探索了 BsC23O 和 GOS 之间潜在的相互作用机制。结果显示,在GOS的胁迫下BsC23O的表达量显著上调(P<0.05)。生物信息学分析表明,BsC23O基因编码的蛋白质由285个氨基酸组成,相对分子质量为31.564 65 kD,等电点为5.48。该蛋白无信号肽,结构相对稳定,属于亲水性蛋白质,主要定位于细胞质中,其结构具有2个主要结构域：位于 N 端的 VOC_BsCatE_like_N 结构域和位于 C 端的 VOC_BsCatE_like_C 结构域。此外,该蛋白含有23个潜在的磷酸化位点,主要由α-螺旋和无规卷曲组成。在原核表达体系中,BsC23O活性达97.79 U/L。表达产物可在1 h内降解29.42%的GOS。分子对接表明,GOS的多个苯环与口袋周围的残基形成疏水和共轭相互作用,促进稳定结合。本研究成功表达出活性较高的BsC23O,并验证其在GOS降解中起到了关键作用,这些发现为高效GOS降解技术的开发以及安全棉籽副产品利用的酶工程实践提供了关键理论支撑。

稻虾共作通过整合资源循环与种养互利机制构建生态农业体系。本研究旨在解析该模式下秸秆还田对稻田土壤细菌群落结构及多样性的调控作用,本研究设置冬泡+秸秆不还田、冬泡+秸秆还田和冬泡+养殖克氏原螯虾(Procambarus clarkii)+秸秆还田3种处理,利用Illumina MiSeq高通量测序技术,探究不同处理对土壤细菌群落结构及其多样性的影响。结果表明：(1)在冬泡状态下实施克氏原螯虾养殖并配合秸秆还田,显著提升了土壤总有机碳与碱解氮含量,同时导致土壤pH降低;(2)与冬泡+秸秆还田处理相比,冬泡+养殖克氏原螯虾+秸秆还田处理减少了土壤微生物物种数量,但在门分类水平上显著增加了粘球菌门(Myxococcota)和MBNT15的相对丰度;在属分类水平上显著提高了unclassified_MBNT15的相对丰度,降低了Intrasporangium和MND1的相对丰度;(3) Alpha和Bate多样性分析表明,冬泡+养殖克氏原螯虾+秸秆还田处理降低了土壤细菌群落的丰富度和多样性,且细菌群落结构发生显著变化;(4)冗余分析表明,pH和速效磷是影响土壤细菌群落结构的主要因子。可见,秸秆还田在稻虾共作系统中通过改变土壤环境,降低了细菌群落的丰富度与多样性,驱动了群落结构的转变。本研究为阐释稻虾共生模式下的稻田土壤养分循环机制提供了重要理论支撑。

碳纳米材料因其优异的物理化学特性以及良好的生物相容性,在植物基因转染领域展现出显著的研究潜力。碳纳米载体能有效穿透植物细胞壁,显著提高基因递送效率,并在递送过程中保护外源基因,避免其被降解失活。此外,通过表面功能化修饰,碳纳米材料的靶向性和基因表达效果可进一步优化,从而成为植物遗传工程的重要工具。虽然碳纳米材料在植物基因递送方面具有明显优势,但其生物安全性和环境影响仍有待深入研究。本文综述了碳纳米材料在植物基因转染中的应用进展,涵盖碳点、碳纳米管、石墨烯、富勒烯及碳纳米纤维等材料,探讨其提升基因递送效率和精准表达的潜力,并分析其生物安全性与环境影响,为植物基因工程应用提供理论与参考。

我国作为全球最大的猪肉生产和消费国,生猪产业高质量发展直接关系到国家的食品安全和经济安全。近年来,非洲猪瘟(African swine fever)、猪繁殖与呼吸综合征(Porcine reproductive and respiratory syndrome)和猪流行性腹泻(Porcine epidemic diarrhea)等疫病的暴发,给生猪(Sus scrofa)养殖业造成了巨大的经济损失。传统防控手段面临疫苗研发滞后和药物残留等挑战,传统抗病育种周期长、进程慢,亟需发展更加安全有效的育种新技术。新兴的基因编辑技术,具有高效、精准和便捷等优势,近年来已经在包括猪在内的农业动物育种方面展现出了巨大潜力,为抗病猪新品种培育提供了强大技术支撑。本文系统综述了基因编辑技术的发展历程,重点剖析了CRISPR/Cas9及其衍生技术在猪抗病育种中的研究进展,旨在为基因编辑抗病猪培育研究提供理论依据和技术指导。

线粒体在真核细胞能量代谢中扮演关键角色,与脂肪组织的脂质代谢密切相关。脂滴与线粒体存在紧密联系,形成独特结构,脂滴-线粒体膜接触位点的多种蛋白参与调节脂滴的生成和增大。线粒体自噬分为泛素依赖性和非泛素依赖性,可选择性清除受损线粒体,维持细胞稳态。在脂肪细胞中,线粒体自噬影响线粒体数量和脂肪特性,对脂质代谢和机体健康产生重要影响。尽管线粒体和脂滴在调节脂质代谢、预防脂毒性和维持脂质稳态方面意义重大,但目前对二者关系的了解有限。本文旨在拓展线粒体与脂滴互作调控脂质代谢的机制认知,为解析代谢疾病病理及开发靶向治疗策略提供理论依据与研究思路。

随着CRISPR/Cas9基因编辑技术在作物育种领域的深入应用,其在提升作物抗性、产量及品质方面展现出巨大潜力,但伴随而来的基因编辑成分检测需求也日益凸显。育种早期及特定场景下,含未剔除外源CRISPR/Cas9元件的作物样本仍大量存在,而现有检测技术存在灵敏度低、耗时久或依赖复杂设备等问题。针对CRISPR/Cas9基因编辑作物快速检测需求,本研究开发了一种基于PCR与侧向层析流试纸条(PCR with lateral flow strips, PCR-LFS)联用的高灵敏检测方法。通过设计Cas9特异性引物及优化扩增体系,结合胶体金标记试纸条,实现了目标基因的快速可视化检测。结果显示,该方法检测限为0.012% (质量分数),灵敏度达17.5 copies/μL,显著优于传统PCR毛细管凝胶电泳(0.1%)及荧光定量PCR (1.75×10⁴ copies/μL);特异性实验中,可精准区分Cas9阳性番茄(Solanum lycopersicum)样本与非转基因作物,且无交叉反应。实际样品验证表明,PCR-LFS对1∶2¹³梯度混合样本仍能有效检出,重复性与稳定性优异。相较于传统技术,该方法无需复杂设备,检测时间缩短至3 h,适用于现场快速筛查及口岸监管。未来可通过优化引物靶标及试纸条工艺,扩展至其他基因编辑元件检测。本研究为转基因作物精准监测提供技术支撑。

KLHL21 (Kelch-like protein 21)属于Kelch基因家族,在哺乳动物体内参与介导蛋白间相互作用、蛋白质降解及信号传导等许多重要的生理过程。为了探索KLHL21基因对水疱性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus, VSV)增殖的影响,本研究采用慢病毒介导技术成功获得过表达KLHL21基因的HEK-293T/KLHL21细胞系,并比较VSV在该细胞系和野生型HEK-293T细胞系中的复制情况。首先,在HEK-293T细胞中共转入辅助质粒psPAX2和pMD2.G及新构建的重组质粒pLV-puro-3×Flag-KLHL21,以生产包装成功的慢病毒(Lentivirus)。随后,利用所得慢病毒侵染HEK-293T细胞,再利用嘌呤霉素筛选出阳性细胞系HEK-293T/KLHL21。Western blot法检测KLHL21过表达细胞系中VSV的蛋白丰度,间接免疫荧光试验检测VSV-GFP荧光信号,同时测定VSV病毒滴度。结果显示,相较于野生型细胞系,构建的细胞系明显抑制VSV增殖。通过qPCR检测发现,与野生型细胞相比,构建的细胞系在VSV感染后激活了Ⅰ型干扰素应答,进而导致其下游基因的表达水平大幅提升。研究证实,KLHL21基因过表达细胞系能够激活Ⅰ型干扰素信号通路,并有效抑制VSV增殖。本研究为进一步研究KLHL21的抗病毒机制提供理论依据和材料支撑。

组蛋白H2B是核小体的重要组成部分,其影响基因的转录和生物学进程,有望成为疾病治疗的分子靶点。本研究应用慢病毒转染构建稳定表达组蛋白H2B的HEK-293T细胞系,以H2B基因为靶向对象,构建出重组质粒pLVX-mCherry-puro-H2B。把该重组质粒与辅助质粒pMD2.G、psPAX2共同转染到HEK-293T细胞中,进行慢病毒(Lentivirus)包装。将慢病毒转导至HEK-293T细胞,通过嘌呤霉素加压筛选,获得1株稳定表达组蛋白H2B的细胞系,命名为HEK-293T-H2B细胞系。qPCR和Western blot检测显示,单纯疱疹病毒(Herpes simplex virus, HSV)在HEK-293T-H2B细胞中的复制显著受抑,相较于野生型细胞,HSV感染的HEK-293T-H2B细胞极显著上调Ⅰ型干扰素及其下游基因表达。结果表明,H2B的稳定表达能够激活Ⅰ型干扰素信号通路,进而抑制HSV的复制和增殖。本研究为进一步开展组蛋白H2B的抗病毒功能研究提供基础。