茉莉酸作为重要的内源信号分子,在玉米(Zea mays)花发育过程中通过诱导雌蕊原基的程序性死亡决定性别分化,然而其精细调控网络尚不明确。本研究以茉莉酸调控性别分化的关键基因TASSEL SEED 1 (TS1)和SILKLESS 1 (SK1)为靶标,通过基因编辑获得功能缺失突变体,并进行表型和转录组分析。结果表明,ts1突变体表现为雄花雌性化,sk1突变体表现为雌花花丝缺失。转录组分析显示,ts1突变使茉莉酸信号通路相关基因的表达下调,从而促进雌蕊发育。而sk1突变则可能增强茉莉酸信号通路,抑制雌蕊形成。已发表的单细胞测序数据的联合分析显示,ts1突变体在花器官形成和性别决定的关键时期(小花分生组织第1期(floret meristem-stage 1, FM-S1)~FM-S3)有93个关键基因被激活,可能参与雌蕊抑制过程。GO富集分析揭示了与花器官发育相关的通路,并鉴定出茉莉酸调控性别分化的潜在下游靶基因。本研究为深入解析茉莉酸调控玉米性别分化的分子机制提供了理论依据。

干旱胁迫是制约我国小麦(Triticum aestivum)生产的重要限制因子。干旱条件下适当深播可使种子利用深层土壤水分以提高出苗率。胚芽鞘长度决定了播种的最大深度,挖掘控制胚芽鞘长度优异基因资源并开发可用分子标记,对于选育耐深播抗旱品种具有重要意义。本研究以'藁城8901'和'周麦16'为亲本构建的重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体为材料,在温室环境下测定胚芽鞘长度,利用小麦90K SNP芯片进行基因分型,通过全基因组连锁分析共检测到4个胚芽鞘长度相关QTL,分布于1AL、2BS、3BS和7DL染色体上,命名为QCL.zaas-1AL、QCL.zaas-2BS、QCL.zaas-3BS和QCL.zaas-7DL,解释表型变异(phenotypic variation explained, PVE)为7.12%~7.89%。QCL.zaas-1AL、QCL.zaas-2BS和QCL.zaas-3BS的优异等位基因来源于'周麦16',而QCL.zaas-7DL的优异等位基因来源于'藁城8901'。其中,QCL.zaas-1AL、QCL.zaas-2BS和QCL.zaas-7DL为新报道位点,QCL.zaas-3BS与前人报道位点一致。进一步筛选到11个候选基因,涉及细胞骨架形成、生长素稳态与极性运输、转录调控、能量代谢、膜脂组成以及光信号感知等类别。在此基础上,进一步开发了4个竞争性等位基因特异性PCR (kompetitive allele specific PCR, KASP)标记,并在130份小麦自然品种中进行了验证,其中Kasp-CL-1AL (QCL.zaas-1AL)和Kasp-CL-2BS (QCL.zaas-2BS)在自然群体中具有显著等位基因效应(P<0.05),可作为小麦长胚芽鞘分子标记辅助选择的候选分子工具。本研究为小麦胚芽鞘长度的遗传改良和耐深播抗旱育种提供了新的基因位点和可用的KASP标记。

花生(Arachis hypogaea)是重要的油料和经济作物,在生产中常受干旱和低温等非生物胁迫影响。为明确异源四倍体栽培花生赖氨酸基序受体样激酶(lysin motif receptor-like kinase, LYK)基因家族的成员组成、结构特征及表达分化,本研究基于花生品种'伏花生'参考基因组,对LYK基因家族成员进行全基因组鉴定,并开展系统发育、染色体定位、基因结构、保守基序和启动子顺式作用元件分析;进一步利用公开转录组数据分析其组织表达特征及在植物激素、干旱和低温条件下的表达响应,并采用RT-qPCR对部分低温响应候选基因进行验证。研究结果显示,共鉴定获得20个LYK基因,依据系统发育关系将其划分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ共3个亚群。20个LYK基因在染色体上的分布不均,约半数基因为无内含子结构,提示其可能具有快速响应特征。启动子区普遍含有光响应、激素响应和胁迫响应等多种顺式作用元件,其中脱落酸和茉莉酸甲酯响应元件分布较为广泛。公开转录组数据分析显示,部分LYK基因具有明显的组织表达特异性,其中LYK8在根及根茎相关组织中表达水平较高,LYK10在根、根茎复合组织、茎和子叶中表达,提示其可能参与花生根系发育或不同组织的生长调控。不同LYK成员对植物激素、干旱和低温表现出差异化的表达响应,其中LYK2对干旱响应较为明显,LYK3在多种植物激素和低温条件下表达上调,表明LYK基因家族成员可能在激素信号与非生物胁迫响应过程中发生功能分化。综上,栽培花生LYK基因家族成员在基因结构、调控元件组成和表达模式方面存在明显分化,部分成员可能参与花生组织发育及非生物胁迫响应。本研究为后续开展花生LYK基因功能验证和抗逆候选基因筛选提供参考。

白粉病是甜瓜(Cucumis melo)生长中危害最为严重的真菌病害之一,鉴定优异抗源并挖掘其抗性基因,对甜瓜抗白粉病育种具有重要的应用价值。本研究旨在解析对白粉病表现免疫的甜瓜自交系19PMR对白粉病的抗性遗传机制并鉴定其潜在抗性基因,为甜瓜抗病育种提供理论依据和基因资源。首先,利用19PMR与高感自交系19PMS为亲本构建遗传群体,通过人工接种单囊壳白粉菌(Podosphaera xanthii)进行表型鉴定和遗传分析,其次,利用混合群体分离测序(bulked segregant analysis sequencing, BSA-seq)方法对抗性基因进行初步定位,并基于序列变异开发特异分子标记。结果显示,杂交F₁代植株对白粉病表现免疫,292株F₂代单株中抗病与感病单株分离比符合3∶1,表明19PMR的抗性由一对单显性核基因控制,并将其命名为Pm2R。最终,利用BSA-seq方法将Pm2R基因定位在2号染色体短臂末端0~1.66 Mb区间内,该区间包含2个编码核苷酸结合位点-富含亮氨酸重复蛋白(nucleotide-binding site and leucine-rich repeat, NBS-LRR)的串联基因MELO.jh002936和MELO3C015354。进一步对2个基因进行序列分析发现,感病亲本19PMS中MELO3C015354基因发生大片段缺失,而MELO.jh002936在双亲间存在大量序列差异。基于MELO.jh002936启动子区10 bp的序列变异,开发了一对插入/缺失标记(insertion/deletion, InDel) ID1152,经验证,该标记在292株F₂代分离群体中基因型与表型共分离。本研究明确了甜瓜19PMR的白粉病抗性由位于2号染色体的单显性核基因Pm2R控制,MELO.jh002936和MELO3C015354为候选基因,同时开发的标记ID1152有望应用于甜瓜抗白粉病分子标记辅助选择 (marker-assisted selection, MAS)育种。

MYB类转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与生长发育、次生代谢及逆境响应等多种生物学过程。长裂太行菊(Opisthopappus longilobus)是我国特有的野生菊花近缘种,长期生长于干旱、瘠薄且水分波动显著的崖壁生境,表现出较强的环境适应能力。本研究从长裂太行菊中克隆得到基因OlMYB35,序列分析表明,该基因开放阅读框全长888 bp,编码295个氨基酸,预测蛋白分子量约为 33.12 kD,理论等电点为 8.59,OlMYB35属于R2R3-MYB类转录因子,蛋白质二级结构预测显示其主要由无规则卷曲、α-螺旋和延伸链构成。系统进化分析显示,OlMYB35与菊属植物同源蛋白亲缘关系最近,在进化上较为保守。构建p35S::OlMYB35-GFP融合表达载体,亚细胞定位结果显示该蛋白定位于细胞核和细胞质;酵母转录激活试验表明OlMYB35具有转录激活活性。水分胁迫表达模式分析表明,OlMYB35基因受聚乙二醇6000 (polyethylene glycol 6000, PEG6000)模拟干旱胁迫快速诱导,且在涝害胁迫下显著上调表达,该基因可能参与调控长裂太行菊响应水分胁迫的过程。本研究为长裂太行菊转录因子OlMYB35的生物学功能研究及菊花抗逆分子育种提供理论基础。

KNOX转录因子家族是一类重要的植物同源异型盒蛋白,在植物生长发育与胁迫响应过程中发挥关键调控作用。本研究旨在鉴定并分析远志(Polygala tenuifolia) KNOX基因家族成员,解析其组织表达模式以及在生物和非生物胁迫下的响应特征。利用生物信息学方法,基于远志全基因组筛选并鉴定远志KNOX家族基因,分析其理化性质、基因结构、保守基序及启动子顺式作用元件,并进行种内和种间共线性分析。利用MEGA 7.0软件构建系统进化树,采用qPCR技术检测KNOX基因在远志不同组织(根, 茎, 叶)以及盐和水杨酸(salicylic acid, SA)激素胁迫下的表达特征。结果表明,远志中共鉴定出16个KNOX基因家族成员,分布于12条染色体上,其中13对PtKNOX基因存在共线性关系。系统进化分析将远志KNOX基因分为ClassⅠ和ClassⅡ类群。组织表达模式分析显示,不同类型KNOX基因在远志不同组织器官中存在表达特异性。qPCR结果显示,盐胁迫和SA激素处理均可显著上调Pt01c1792.1和Pt17c1863.1表达水平(P<0.05)。本研究为进一步研究PtKNOX基因在调控远志生长发育及次生代谢物合成中的生物学功能提供理论依据。

铝激活苹果酸转运蛋白(aluminium-activated malate transporter, ALMT)、多药和有毒化合物外排转运蛋白(multidrug and toxic compound extrusion, MATE)等膜转运蛋白是植物抵抗铝毒害的重要基因。本研究基于杉木(Cunninghamia lanceolata)全长转录组数据,成功鉴定出8个ALMTs基因和44个MATEs基因,分别属于3个和4个亚家族,且同一亚家族的基因具有相似的保守基序和结构域。顺式作用元件分析显示,杉木ALMTs和MATEs基因启动子具有较多的激素响应和胁迫响应相关元件。进一步的表达分析表明,部分杉木ALMTs和MATEs基因在杉木不同组织器官中具有一定的表达特异性,ClALMT3、ClALMT5以及ClMATE15和ClMATE34的表达水平受到铝胁迫的明显诱导,可能与杉木抵抗铝胁迫相关。这些结果为进一步研究ALMT和MATE基因在杉木抵抗铝胁迫过程中的功能提供了理论依据。

14-3-3蛋白家族是植物中一类高度保守的调控蛋白,也被称为G-box调节因子(G‑box regulatory factors, GRFs),广泛参与细胞代谢、信号转导以及生物与非生物胁迫响应等多种生理过程。中国柽柳(Tamarix chinensis)是典型的泌盐型盐生植物,但其14-3-3家族基因在盐胁迫应答中的功能和调控机制尚不明确。为探究中国柽柳14-3-3家族基因的特征及其在耐盐性中的作用,本研究以中国柽柳为研究对象,对14-3-3家族基因进行克隆、鉴定及功能分析。结果显示,本研究共克隆出5个14-3-3基因,分别命名为TcGRF1~TcGRF5,所有TcGRF蛋白均含有典型的14-3-3保守结构域。qPCR结果表明,在0.2和0.4 mol/L NaCl胁迫下,5个TcGRFs基因的表达量均呈现不同程度上调,其中TcGRF3表达量差异最显著。为进一步明确TcGRF3在盐胁迫下的功能,采用瞬时转化技术在中国柽柳中分别过表达与抑制表达TcGRF3。结果显示,在盐胁迫条件下,过表达TcGRF3可显著提高植株叶绿素含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化物酶(peroxidase, POD)的活性(P<0.05),并促进脯氨酸的积累,同时能够有效降低相对电导率及丙二醛(malondialdehyde, MDA)的含量(P<0.05);抑制TcGRF3表达植株则呈现相反趋势。综合分析表明,TcGRF3通过增强活性氧(reactive oxygen species, ROS)清除能力,减轻膜脂过氧化损伤,正调控中国柽柳的耐盐性。本研究为深入解析14-3-3蛋白家族在中国柽柳盐胁迫响应中的功能提供了理论依据。

超数排卵是胚胎移植的重要组成部分,但目前市场上的超数排卵方案的重复操作会导致供体牦牛(Bos grunniens)卵巢储备能力降低。为提高超数排卵中供体牦牛的经济效益,本研究将超数排卵方案中的供体牦牛随机分为2组,进行为期9 d的实验处理。实验前7 d,2组的处理方式相同,于第7天注射排卵激素,其中 市面方案(FSH-PG)使用前列腺素(prostaglandin, PG)诱导排卵,新实验方案(FSH-GnRH)使用促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone, GnRH)诱导排卵。同时,使用ELISA试剂盒检测第7天以及注射药物后45 min和36 h血清中的抗苗勒氏管激素(anti-Müllerian hormone, AMH)浓度,并检测在第0、3、7天以及第7天注射促排卵激素36 h后血清中孕酮(progesterone, P4)的浓度。此外,将FSH-PG作为对照组,在第7天注射药物36 h后采集血样,进行全血转录组学和血浆代谢组学的联合分析,以探究新实验方案(FSH-GnRH)恢复卵巢生理状态的机制。结果表明,新实验方案能够使牦牛血清中AMH的浓度恢复至生理状态,并提高了排卵后孕酮的浓度,转录组学和代谢组学的联合分析显示,差异基因和差异代谢物主要富集于cAMP信号通路和磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B (phosphoinositide 3-kinase-protein kinase B, PI3K-Akt)信号通路。本研究成功验证了在超数排卵过程中,使用GnRH诱导排卵相较于使用PG诱导排卵,在维持卵巢内分泌稳态方面具有优势。此外,通过联合分析探究维持卵巢内分泌稳态的分子机制,还筛选出了有助于供体牦牛卵巢在超数排卵后维持内分泌稳态的17个靶标基因和2种代谢物。该研究对高原牦牛保种与产业化繁育具有重要应用价值。

春季脱毛作为影响肉羊养殖效率与动物福利的关键因素,其调控机制研究对于培育新型耐热、易管理品种至关重要。本研究以稳定遗传脱毛表型的杜泊羊(Ovis aries)为对象,系统分析了其皮肤毛囊在不同周期(毛囊生长旺盛期, 生长初期与休止期)的结构特征及关键调控蛋白B细胞淋巴瘤因子-2 (B cell lymphoma-2, Bcl-2)与谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化亚基(glutamate-cysteine ligase catalytic subunit, GCLC)的表达模式。结果发现,毛囊形态呈现显著的周期性变化：与休止期相比,生长旺盛期次级毛囊深度、毛球直径和毛干直径均显著增加(P<0.05);生长初期上述指标亦呈一定变化。数据非依赖性采集(data-independent acquisition, DIA)蛋白质组学与Western blot分析一致显示,Bcl-2与GCLC在生长旺盛期表达水平最高,休止期次之,生长初期最低。免疫组化(immunohistochemistry, IHC)进一步揭示,Bcl-2与GCLC主要定位于毛基质、外根鞘及表皮层,并呈现显著的周期依赖性：Bcl-2在生长旺盛期毛基质与外根鞘高表达,GCLC在同一时期表达增强,至休止期显著下降(P<0.05),体现其在调控毛囊活性中的空间特异性。综上,本研究明确了杜泊羊毛囊周期性结构动态及Bcl-2与GCLC的表达与分布特征,为解析季节性脱毛的分子机制提供了实验依据,有助于推动通过分子育种培育适应性强的肉羊新品种。

辅酶Q10 (coenzyme Q10, CoQ10) 是一种内源性脂溶性抗氧化剂,对雄性生殖系统具有保护作用。为探索饲料中添加CoQ10对公兔(Oryctolagus cuniculus)精液质量及生精功能的影响,本研究以50只成年期闽西南黑兔公兔为研究对象,在其日粮中添加不同浓度(0, 30, 60, 120和240 mg/kg) CoQ10,分别检测精液质量、激素水平、睾丸组织形态、抗氧化水平及相关功能基因(c-KIT, GFRα1, PLZF, Bax, Bcl2和Caspase-3)的mRNA表达量,及p-Akt和Akt的蛋白表达水平,分析CoQ10对公兔繁殖性能的影响。研究结果发现,与对照组相比,添加CoQ10后,精子活力及运动性能呈现上升趋势。其中,在120 mg/kg添加时,精液体积、精子密度、总活力、前向运动性、直线速度、平均路径速度等指标均显著升高(P<0.05);左侧睾丸横径与纵径也显著增加(P<0.05),但睾丸指数与右侧睾丸横、纵径无显著变化。在组织形态方面,生精小管数量及生精上皮厚度显著增加(P<0.05),但生精小管组织面积、小管直径及精原细胞的密度无显著变化。随着CoQ10添加量的增加,FSH和LH水平呈逐渐下降的趋势,inhibin B则呈逐渐上升趋势,各组间差异显著(P<0.05)。免疫指标中,240 mg/kg添加组中,IgA和IgM含量显著升高(P<0.05),而IgG含量则在各组间无显著差异。抗氧化性能中,120和240 mg/kg添加时的SOD、GSH-Px、T-AOC和CAT含量显著升高(P<0.05),而240 mg/kg添加时的MDA含量显著降低(P<0.05)。基因表达方面,Bax表达量显著降低(P<0.05),Bcl2表达量及Bcl2/Bax比值显著升高(P<0.05),GFRα1和PLZF的表达量在各组间无显著变化,而c-KIT的表达量在240 mg/kg添加时显著低于对照组(P<0.05);p-Akt的蛋白表达量显著升高(P<0.05)。综上,日粮中添加120 mg/kg CoQ10可通过增强闽西南黑兔公兔睾丸的抗氧化能力、改善组织形态及生精功能、优化激素水平及减少细胞凋亡,从而提高精子活力与运动性能。此研究不仅为缓解地方兔品种因长期缺乏选育导致的精液质量问题提供了有效的营养干预策略,也为其他地方畜禽遗传资源的繁殖力保护与种质改良提供了理论依据和实践参考。

体型是鲤(Cyprinus carpio)重要的种质评估和经济性状,不同红鲤群体在长期驯化与选育过程中形成了明显的形态分化,但其遗传基础尚未得到充分解析。转座子插入多态性(transposable element insertion polymorphism, TIP)是基因组结构变异的重要形式,可能通过影响邻近基因的结构与表达参与表型分化。为探究4种红鲤群体间体型差异相关的潜在遗传基础,评估转座子插入多态性在群体鉴别与形态性状关联研究中的应用潜力,本研究以兴国红鲤(C. carpio var. xingguonensis)、荷包红鲤(C. carpio var. wuyuanensis)、玻璃红鲤(C. carpio var. wananensis)和“全红”体色瓯江彩鲤(C. carpio var. color)为对象,开展形态性状多元分析和全基因组TIP比较研究。基于24项形态比例性状的分析表明,荷包红鲤在体高性状上显著高于其他3个群体(P<0.05),且在聚类分析和主成分分析中形成稳定独立分支,表现出显著的形态“特化”特征。全基因组TIP分析显示,4种红鲤基因组中转座子(transposable elements, TEs)家族组成高度一致,均以hAT、Gypsy和CACTA为主要类型,且在染色体尺度上呈现相似的分布特征。基于TIP位点的主成分分析、系统发育分析及STRUCTURE聚类结果均表明,不同群体在转座子插入模式上存在稳定遗传分化;核苷酸多样性(π)和群体间分化指数(F_ST)分析进一步支持群体间存在显著的遗传差异。群体特异转座子插入位点分析发现,玻璃红鲤最多,而兴国红鲤最少。基于荷包红鲤特异性TIP位点定位与选择信号分析,鉴定出wdr11、rsph14、sox6和smyd2b等可能与荷包红鲤体高差异存在潜在关联的候选基因。本研究为鲤体型相关性状的遗传关联研究及后续候选基因验证提供参考。

肌浆/内质网钙离子ATP酶(sarco/endoplasmic reticulum Ca²⁺-ATPase, Atp2a)是调控肌肉收缩与钙稳态的关键跨膜蛋白。本研究在光唇鱼(Acrossocheilus fasciatus)基因组中鉴定出6个Atp2a基因家族成员(Afatp2a1~Afatp2a6),其分布于6条染色体,分为3个亚家族。生物信息学分析表明,所有成员均含有P型ATP酶特征性结构域及10个保守基序,外显子数为18~22,蛋白呈酸性、弱疏水且热稳定性强。亚细胞定位预测显示,Afatp2a1、Afatp2a4和Afatp2a6定位于内质网,而Afatp2a2、Afatp2a3和Afatp2a5定位于细胞膜。系统发育与共线性分析证实该家族在硬骨鱼类中具有高度进化保守性。组织表达谱分析揭示明显特异性：Afatp2a6在非肌肉组织中广泛高表达,Afatp2a1在脑中高表达,Afatp2a2在皮肤中富集,Afatp2a3在鳃中高表达,Afatp2a4在心脏和皮肤高表达,Afatp2a5在肌肉和皮肤中优势表达。流速胁迫实验表明,随着流速升高,Afatp2a2的相对表达水平呈降低趋势,而Afatp2a5的相对表达水平呈上升趋势;其中,Afatp2a2表达水平在2和4 BL/s组均极显著低于0 BL/s组(P<0.0001),Afatp2a5表达水平在4 BL/s组显著高于0 BL/s组(P<0.001)。两者呈现"一降一升"的协同响应模式。以上结果表明,在长期驯化下,光唇鱼可能通过Atp2a基因家族成员的功能分化及转录后调控维持钙稳态,而非单纯依赖转录水平变化。本研究为深入分析Atp2a基因家族成员在光唇鱼响应流速胁迫中的功能提供理论依据。

贝氏柯克斯体(Coxiella burnetii)是柯克斯体属唯一种,为一类曾被认为介于病毒和细菌之间的微生物,可通过多途径感染多种宿主,也是引起世界性人畜共患病Q热(query fever)的病原体。本研究旨在通过原核表达系统表达贝氏柯克斯体外膜蛋白34 (outer membrane protein 34, Omp34)重组蛋白,纯化后制备其兔源多克隆抗体,为建立贝氏柯克斯体特异性血清学检测方法和重组疫苗研制提供生物材料。利用PCR从临床阳性样品中扩增Omp34基因,并对Omp34蛋白理化性质和结构特征进行生物信息学预测分析,构建重组质粒pET-32a-Omp34并转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)感受态细胞。经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside, IPTG)诱导表达后,采用琼脂糖柱(Ni-IDA)重力法纯化Omp34蛋白,通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳SDS-PAGE和Western blot鉴定Omp34蛋白;将Omp34蛋白免疫健康家兔(Oryctolagus cuniculus)制备多克隆抗体,利用间接ELISA测定抗体滴度。获得贝氏柯克斯体Omp34基因片段,大小为918 bp;生物信息学分析结果显示,该基因编码285个氨基酸,蛋白分子量约为32 kD,理论等电点为5.67,不稳定指数为48.96,脂肪系数为78.81,总平均亲水性为-0.869,无跨膜区及信号肽。Omp34蛋白二级结构包括α-螺旋、延伸链和无规则卷曲,分别占57.54%、0.70%和41.75%。此外,该蛋白含55个磷酸化位点,其中丝氨酸(Ser)磷酸化位点24个,苏氨酸(Thr)磷酸化位点23个,酪氨酸(Tyr)磷酸化位点8个;表达的重组蛋白的分子量与预期的51.31 kD相符,纯化后免疫家兔制备的多克隆抗体效价达1∶12 800。本研究为解析Omp34蛋白的生物学功能提供了参考,同时也为贝氏柯克斯体血清学诊断方法的建立提供了关键材料。

猪瘟(classical swine fever, CSF)是由黄病毒科瘟病毒属的猪瘟病毒(Classical swine fever virus, CSFV)引起的一种猪的急性、热性、接触性传染病。E2蛋白是猪瘟病毒表面的囊膜糖蛋白,也是诱导机体产生中和抗体的主要保护性抗原。基于前期研究结果,为降低水稻(Oryza sativa)源E2疫苗的下游加工成本并提高疫苗稳定性,本研究对水稻源E2蛋白纯化条件进行优化,并对疫苗在不同条件下的稳定性进行评估。依据E2蛋白和水稻胚乳蛋白的理化特性,通过筛选阴阳离子层析填料,优化E2蛋白的纯化条件。将纯化的E2蛋白(10 μg)在不同配方/保存条件下制备疫苗,免疫5~7周龄BALB/c雌鼠(Mus musculus),采用爱德士抗体阻断试剂盒检测小鼠的抗体阻断值,微中和试验检测抗体中和效价,ELISA方法检测IL-2、IFN-γ、IL-4和IL-10细胞因子水平。结果显示,经High S和Sulfate 650F 2种阳离子层析填料纯化后,E2蛋白纯度达到80%左右。免疫小鼠后,除PBS对照组外,在第28天各组抗体阻断率均≥40%,第35天第6组(缓冲液: PB; 佐剂: 50V; 温度: 4 ℃; 甲醛浓度: 0.1%)、第10组(缓冲液: Tris; 佐剂: 201VG; 温度: 4 ℃; 甲醛浓度: 0.05%)、第12组(缓冲液: Tris; 佐剂: 50V; 温度: 4 ℃; 甲醛浓度: 0.05%)和灭活苗组的抗体阻断值≥80%。第6组中和抗体效价达到2⁸,第12组和灭活苗组中和效价为2⁷。第6组、第12组和灭活苗组IL-2、IL-4和IL-10含量在第35天达到高峰。IFN-γ含量在第4、6、7、8、9、10、12组和灭活组均维持较高水平。本研究优化了E2蛋白纯化方法并筛选了疫苗稳定性条件,为后续水稻源E2亚单位疫苗研制提供了基础数据和参考依据。

猫杯状病毒(Feline calicivirus, FCV)感染的精准诊断依赖特异性抗体工具,单链抗体(single-chain variable fragment, scFv)在临床诊断中具有重要应用潜力。本研究以原核表达并纯化的FCV VP1-CDE蛋白为免疫原,接种鸡(Gallus gallus domesticus)后,构建噬菌体展示scFv文库,经固相淘选获得阳性克隆,构建真核表达载体并在人胚肾293F细胞表达纯化,利用Western blot、间接免疫荧光法(indirect immunofluorescence assay, IFA)及生物层干涉法(bio-layer interferometry, BLI)验证其结合活性。结果显示,本研究成功获得可溶性VP1-CDE蛋白,5次免疫后鸡血清效价>1∶64 000;构建库容为5.25×10⁷ CFU/mL且多样性良好的噬菌体展示文库;经淘选获得35株强反应性重组噬菌体,得到5条独特scFv序列,Western blot结果显示,5株scFv (X1A2, X2B2, X2C1, X2E1及X2G5)均可与VP1-CDE蛋白特异性结合,IFA结果表明,其中3株(X2B2, X2E1及X2G5)与病毒颗粒结合活性较好;BLI也证实上述3株scFv均具有高结合亲和力。本研究成功构建FCV VP1-CDE蛋白鸡源scFv噬菌体展示文库,获得3株高结合活性的scFv,为FCV基础研究及诊断技术开发提供了材料。

提高产量、减少用工是棉花(Gossypium hirsutum)生产的主要方向。株型是影响棉花机械化和产量的关键因素,培育具有理想株型的棉花品种是重要的育种目标。棉花株型受基因型和环境条件共同控制,属于遗传背景复杂的数量性状,目前,可用于棉花株型育种的主效QTL匮乏,常规育种方法改良株型难度较大。本文阐述了棉花株型性状遗传规律、调控机制解析及性状QTL定位与基因发掘的最新研究进展,深入理解棉花株型性状形成的分子机制,为棉花株型分子育种提供参考。

大豆(Glycine max)是重要的粮油饲兼用作物和植物蛋白来源,其品种改良对保障粮油安全、提升农业生产韧性和应对气候变化具有重要意义。随着基因组学、表型组学和智能算法等技术快速发展,全球大豆育种研究的知识结构、技术路径正在持续演变。为系统把握全球大豆育种领域的研究进展、热点演变与合作特征,本研究以WoS (Web of Science)核心合集 (Web of Science Core Collection, WoSCC) 2016~2025年收录的1 831篇英文文献为数据来源,运用CiteSpace软件对该领域的合作网络、关键词共现、聚类和突现主题进行可视化计量分析。结果表明,2016~2025年全球大豆育种研究总体保持较高活跃度,国家合作网络呈现中美引领、多国参与的格局,机构和作者层面的跨区域深度协作仍有提升空间;研究热点主要集中于QTL定位、全基因组关联分析、候选基因挖掘、基因表达、遗传多样性、产量品质、农艺性状、抗逆性和基因组选择等方向;前沿主题由遗传连锁图谱、分子标记和QTL定位,逐步向候选基因解析、基因功能验证和机器学习辅助育种演进。本研究可为后续研究选题、国际合作布局和育种技术路线优化提供参考。

西藏拥有丰富独特的动物遗传资源,是国家关键种质资源储备区。但受高原地理与交通限制,野外采集的动物组织样本较难快速送实验室处理,严重阻碍原代成纤维细胞建系。为提升西藏等偏远地区濒危家畜体细胞组织的建系效率,本研究建立了一套可将耳缘组织运输温度稳定维持在0~4 °C的真空低温保存方法及其细胞建系体系。首先在地方品种巴马猪(Sus scrofa domestica)中验证该方法的可行性,采集巴马猪耳缘组织,真空处理后4 ℃保存0、7和14 d并建系,建系成功率达98%。随后利用该真空低温保存方法对西藏濒危地方品种阿沛甲咂牛(Bos taurus)耳缘组织进行远距离运输后异地建系,相比于常规PBS浸泡法,真空低温保存法能获得更多起始细胞量且细胞存活率超过85%,阿沛甲咂牛耳缘组织的建系成功率在优化后显著提高37.5% (P<0.05)。此外,与对照组相比,在培养液中添加10 ng/mL碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)可有效延缓阿沛甲咂牛体细胞在体外传代中的衰老进程,可使阿沛甲咂牛细胞传代至第20代仍维持较高活性,未出现明显凋亡与衰老形态,并显著下调肿瘤蛋白p53 (tumor protein 53, TP53)、胰岛素样生长因子结合蛋白2 (insulin-like growth factor-binding protein 2, IGFBP2)和血小板反应蛋白1 (thrombospondin-1, THBS1)等衰老相关基因。本研究证实,真空低温保存措施与培养基中添加bFGF的联合策略,成功破解了偏远地区家畜遗传资源长时程保存的瓶颈,为濒危物种体细胞遗传资源的异地建系提供了高效、稳定的技术支撑。