Bglu3位点和Apcs基因的功能研究以及从腐烂向日葵中筛选降解纤维素菌株

摘要

动脉粥样硬化是一种与遗传和饮食相关的多因素紊乱的疾病。饮食、缺乏锻炼以及吸烟等环境因素与动脉粥样硬化形成相关，但是遗传是影响该疾病发展的主要因素。2型糖尿病是一种多因素慢性疾病，主要表现为机体的胰岛素分泌和应答障碍。低度慢性炎症反应可以引起动脉粥样硬化形成和胰岛素抵抗。本实验室前期的研究发现载脂蛋白E缺失的小鼠饲喂高脂饮食后可以发生显著的高血糖和血脂异常，通过对C57BL/6J(B6)小鼠和C3H/HeJ(C3H)apoE-/-小鼠的杂交F2代小鼠进行数量性状遗传位点定位分析，找到了一个位于1号染色体（150mb-180mb）与空腹血糖水平相关的主效数量性状遗传位点(QTL)，命名为Bglu3。同时发现，血清淀粉样蛋白P(SAP)、体重相关的QTL位点也位于Bglu3位点的基因组区域内。
　　本研究使用传统构方法构建同类系小鼠，将C3H.apoE-/-小鼠的Bglu3基因组片段转移到B6.apoE-/-小鼠，通过比较同类系小鼠和背景B6.apoE-/-小鼠的表型差异，证明Bglu3位点与葡萄糖耐量、血浆SAP水平已及动脉粥样硬化易感性相关。Apcs是SAP的编码基因。使用基因芯片检测小鼠的肝脏mRNA表达水平，发现同类系小鼠Apcs基因在肝脏中的mRNA表达量是背景品系B6.apoE-/-小鼠的2.67倍。基因测序分析结果表明C3H小鼠和B6小鼠的Apcs基因存在9个核苷酸多态性位点。推测Apcs基因可能是Bglu3位点内的一个与葡萄糖耐量和动脉粥样硬化易感性相关的功能基因。为验证Apcs基因对葡萄糖耐量和动脉粥样硬化易感性的影响，在B6.aopE-/-小鼠的背景上构建了可以表达C3H小鼠Apcs等位基因的转基因小鼠。转基因小鼠同时含有B6小鼠和C3H小鼠的Apcs基因。表型实验表明转基因小鼠发生了显著的葡萄糖耐量低减和动脉粥样硬化斑块变大。
　　此外，在试验田中发现了一株快速腐烂的向日葵（Helianthusannuus）植株，其中可能含有高效降解向日葵纤维素的微生物。通过分离和筛选，得到8株可以降解滤纸条纤维素的绿色霉菌，为向日葵纤维素的降解利用奠定了基础。

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第一章 文献综述

1.1小鼠数量性状遗传位点的研究方法

1.2小鼠的动脉粥样硬化和2型糖尿病病理研究进展

1.3小鼠血糖调控相关的数量遗传位点Bglu3

1.4 血清淀粉样蛋白P

1.5植物纤维素及纤维素降解

1.6本文研究的目的意义和研究内容

第二章 Bglu3位点的功能验证

2.1实验动物、试剂及设备

2.2实验方法

2.3实验结果

2.4讨论

2.5小结

第三章 Bglu3位点的候选基因筛选

3.1 实验材动物、试剂及设备

3.2 试验方法

3.3实验结果

3.4 讨论

3.5 小结

第四章 培育转基因小鼠验证Apcs基因的功能

4.1 实验材料与设备

4.2实验方法

4.3 实验结果

4.4讨论

4.5小结

第五章 从腐烂向日葵盘中筛选降解纤维素菌株

5.1试验材料和设备

5.2试验方法

5.3 实验结果

5.4 讨论

5.5小结

第六章 总结与展望

6.1研究总结

6.2创新点

6.3展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢