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全国农业生物化学与分子生物学第十四届学术研讨会

全国农业生物化学与分子生物学第十四届学术研讨会

  • 召开年：2015
  • 召开地：浙江温州
  • 出版时间： 2015-11

主办单位：中国生物化学与分子生物学会

会议文集：全国农业生物化学与分子生物学第十四届学术研讨会论文集

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  • 摘要：现代农业可持续发展的关键问题在于协调好植物与环境之间的关系,现如今,土地盐碱化、水资源匮乏及冻害等因素严重影响着作物的生长发育.谷子是起源于我国的古老粮食作物,具有突出的抗旱节水特性,被认为是应对未来干旱形势的战略储备作物,在植物响应逆境的分子生物学研究方面具有其他作物所无法比拟的优势.rn 谷子(S.italica)属于黍亚科(Panicoideae)黍族(Paniceae)狗尾草属(Setaria)。谷子为二倍体(2n=2x=18)，基因组较小，约490Mb，是自花授粉植物。与水稻、玉米及小麦等禾谷类作物亲源关系近，且属于C4植物，有丰富的种质资源和广泛的多样性，生长周期短(50-90天)，易于栽种，植株相对矮小(20-215 cm)全基因组测序成功(基因组草图和精确的遗传图谱的绘制)，这些决定谷子将成为禾本科C4模式植物。高效稳定谷子遗传转化体系的建立是谷子功能基因组学研究的基础。谷子抗旱相关基因的功能和作用机制的研究，必将推动谷子抗旱调控网络的解析。这里介绍谷子农杆菌介导的遗传转化体系和谷子逆境相关基因SiARDP的功能和调控机制。
  • 摘要：本研究首次采用简化基因组测序技术(SLAF-seq)对60个贵州黔东南山区特色栽培稻种进行基因型分析及重要农艺性状的全基因组关联分析(GWAS).开发SLAF-seq高密度标签,测序共获得的178,287,776条reads,分析获得314,065条SLAF标签,对62个样品的SLAF标签进行分析,开发SNPs,共获得35,434,302个SNPs位点,对应简化基因组中的571,521个SNPs标记.
  • 摘要：花生是我国重要的油料作物,也是我国具有出口创汇优势的农产品.然而,由于地下害虫蛴螬独特的生活习性、耕作方式的改变等,加之常规的物理、化学和生物防治手段存在的弊端,使得蛴螬危害逐年加重,严重影响花生的产量和品质.根特异性启动子可驱动外源高效杀虫基因在花生根部高效特异性表达,为蛴螬的绿色防控提供新的途径.本研究根据前期实验室基于转录组测序构建的基因数字表达谱，筛选、克隆花生根特异表达启动子，分析根特异表达元件对启动子表达特性及强度的影响，为获得在整个花生生长季都高效表达的启动子提供重要的分子基础。
  • 摘要：DNA片段的重组技术是基因功能研究的重要手段.相对传统聚合基因的方法,构建多基因串联单载体是最优选择.本实验室与武汉伯远生物科技有限公司联合开发的Biowalk克隆技术已获得国家知识产权局授权专利(一种多片段DNA分子组装方法及应用发明专利ZL20130094572.6).Biowalk克隆策略的特点如下:使用Type Ⅱs型限制性内切酶，操作过程实现酶切、连接一步法，既简化了操作，又提高了效率，还做到了无缝连接;所需基础性载体及抗性基因少，两个供给载体、一个接受载体及三种抗性基因;特殊的多克隆位点设计，两种Type Ⅱs型限制性内切酶迭代更替，以达到再利用载体及依次添加目的基因的目的;标准化模块及端口，简化组装规则。相较过去常用的几种克隆策略，此系统具有简便、高效、灵活性好、低成本等优点，能成为新一代构建多基因串联单载体克隆技术。rn 利用Biowalk克隆策略将费氏弧菌的荧光素酶基因luxA,luxB,luxC,luxD,luxE,luxF,luxe七个基因添加到接受载体pBWA(V)H得到约22kb左右的植物转基因载体。农杆菌介导快速转化中花11成熟胚，获得转基因苗;随机挑选24株转基因的苗进行外源基因分子检测，其中17株苗为阳性植株。
  • 摘要：ABC转运蛋白依靠分解ATP产生的能量驱动物质的跨细胞膜转运.能量耦合因子(Energy coupling factor/ECF)转运蛋白是近年来鉴定的一类新的ABC转运蛋白,它存在于微生物和植物中负责维生素和微量营养元素(如B族维生素叶酸、泛酸、核黄素及金属离子等)的跨膜转运.ECF转运蛋白在结构上包括细胞膜上底物结合蛋白S、以及由跨膜蛋白T、胞内ATP结合蛋白A/A'形成的能量耦合模块组成.通过异源表达纯化得到了具有活性的叶酸ECF转运蛋白复合体，解析了该复合体面向细胞内状态的结构(inward-facing，即叶酸己经释放到细胞内状态)，揭示了ECF转运复合体的四个组分S,T,A,A'之间的作用方式以及能量耦合的结构基础，提出了底物通过ECF蛋白转运的独特机理:底物转运通过底物结合蛋白S在膜内的翻转实现，使人们对消耗ATP的物质跨膜转运机制有了新的认识(Xu et al,2013)。进而，通过对来源于同一物种的泛酸ECF转运蛋白复合体的结构比较与功能分析，揭示了ECF转运蛋白共享能量耦合模块的分子基础(Zhang et al,2014)。在此基础上，捕获了叶酸转运蛋白复合体中底物结合蛋白Fo1T与叶酸结合的构象，并将这一构象与复合体中不结合叶酸的Fo1T构象进行比较分析，阐释了ECF转运蛋白底物结合与释放的门控机制(Zhao et al,2015)。根据上述研究的结果，总结提出了ECF型ABC转运蛋白的工作模型(Zhang P,2013)。
  • 摘要：目的：探究环境、生理和遗传因子对生产和储藏过程中马铃薯的休眠和发芽的影响.揭示块茎休眠的解除和发芽与块茎的结构和代谢变化以及基因表达模式之间的关系.rn 方法：以马铃薯栽培品种“费乌瑞它”和“陇薯3号”为试验材料，用抑制差减杂交技术(SSH)和转录组测序技术鉴定块茎休眠和解除过程差异表达基因;用同位素标记相对与绝对定量(iTRAQ)蛋白质组测序技术鉴定块茎休眠和解除过程差异表达蛋白。rn 结果：对休眠块茎(DT)、休眠解除块茎(DRT)和发芽块茎(ST)进行了Illumina RNA测序获得了大量的表达基因。在3个阶段的样品中共鉴定到26639个基因，其中5912个基因在DT和DRT之间差异表达，包括3450个上调表达基因和2462个下调表达基因;另外，3885个基因在DRT和ST之间差异表达，包括2141个上调表达基因和1744个下调表达基因。rn 结论：研究发现块茎储存物质的移动在块茎芽出现之前己经激活(DT vs DRT)，在块茎芽出现后表现增强。与生长素、赤霉素、细胞分裂素和油菜素内酯相关的上调表达基因在DT vs DRT中起主要作用，而与乙烯，茉莉酸酯和水杨酸盐相关的上调表达基因在DRT vs ST中起主要作用。各种与组氨酸和细胞周期相关的同源基因主要在DT vs DRT中上调表达。另外，植物胁迫响应和氧化还原调控也参与了块茎的休眠解除过程。
  • 摘要：文中主要研究了T-2毒素在动物体内的代谢转化过程,明确催化关键代谢步骤的酶,阐明其催化机制和调控机理,对于减少T-2毒素对畜禽甚至人类的危害有着重要的理论指导意义.羟化反应是T-2毒素在动物体内发生的主要代谢反应之一，研究表明T-2毒素的3'-羟化反应是由细胞色素P450氧化酶(cytochrome P450,CYP)催化的，但具体是何种亚型参与其中并不清楚。本研究在此基础上，利用不同CYP的抑制剂筛选参与T-2毒素轻化代谢的亚型，发现猪CYP3A家族基因可能参与T-2毒素3’-羟化代谢。此外，基因芯片和定量PCR实验结果显示T-2毒素处理能显著提高猪CYP3A46和CYP3A22的表达量。进一步利用真核和原核体外重组表达体系获得了具有催化活性的重组CYP3A46和CYP3A22蛋白，并首次揭示CYP3A46和CYP3A22能催化T-2毒素发生3’-羟化反应。利用荧光素酶报告基因系统、凝胶阻滞、染色质免疫沉淀等多种实验方法和手段，进一步揭示了CYP3A46和ACYP3A22的本底及诱导表达调控机制。
  • 摘要：苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)属于芽胞杆菌属、蜡样芽胞杆菌族,是一种革兰氏阳性细菌,能够产生具有杀虫作用的伴孢晶体(Cry和Cyt毒素蛋白),这些伴孢晶体对人畜无害,但对靶标害虫的杀虫特异性高,因此Bt在农业害虫生物防治中得到了广泛的应用.研究表明将毒素蛋白与苏云金芽胞杆菌菌体混合之后的杀虫效果要比单独使用毒素蛋白的杀虫效果强,这说明苏云金芽胞杆菌菌体能在昆虫肠道内环境中适应生存.鳞翅目昆虫中肠环境是碱性且微氧甚至无氧的条件,苏云金芽胞杆菌对上述环境的适应机制目前仍不清楚.rn 细菌在无氧条件下的糖代谢途径与有氧条件下不同，最终的糖代谢产物丙酮酸会在乳酸脱氢酶的作用下被转化为乳酸，或者将乳酸转化为丙酮酸。在苏云金芽胞杆菌的野生型菌株HD73中，乳酸脱氢酶共有三种同工酶，分别由HD73_088 (L-lactate dehydrogenase),HD73_189(L-lactate dehydrogenase 2),HD73_5366(L-lactate dehydrogenase 3)编码。另外在苏云金芽胞杆菌全基因组中还有与乳酸转运相关的HD73_0686(L-lactate permease)编码的乳酸透性酶。rn 通过碱耐受性实验，发现苏云金芽胞杆菌比枯草芽抱杆菌具有更强的碱耐受性。基因芯片分析表明与无氧条件下糖代谢相关的基因HD73_5189、HD73_0686分别被抑制表达了0.028倍和0.019倍。rn 采用同源重组技术获得基因缺失突变体，构建乳酸脱氢酶ldh2基因启动子及乳酸透性酶lpm的启动子分别与lacZ融合的表达载体，并在野生型HD73和突变体△crp中分别测定两个基因启动子的活性，表明乳酸脱氢酶ldh2基因和乳酸透性酶lpm基因均能受到Crp调控因子的正调控作用，但其调控的时间可能存在差别。rn 利用生长曲线测定法分析△ldh2,△crp突变体与野生型在碱耐受性方面的差异，在菌体处于对数生长的中期时加入不同终浓度的NaOH，结果表明ldh2,crp基因的缺失使菌株对碱刺激的耐受性增强，△ldh2,△crp在加入终浓度为24mM的NaOH之后均比野生型提前两个小时恢复生长，说明△ldh2及△crp能够更快速的适应碱刺激环境，对碱刺激的耐受性比野生型更强。
  • 摘要：大多数研究表明,小RNA在细胞的增殖、分化、凋亡中有重要的作用.已有研究表明,miR-142-3p在乳腺中有表达,但在乳腺上皮细胞的调控靶点有哪些,尚不完全清楚.本研究以乳腺上皮细胞MCF-10A为实验模型,探讨miR-142-3p在乳腺上皮细胞的调控靶点及对乳腺上皮细胞的作用.应用RIP免疫共沉淀技术,筛选出miR-142-3p的靶基因,同时,应用EDU荧光标记、流式细胞术、transwell侵袭实验、免疫印迹等技术研究其如何调节乳腺上皮细胞的增殖、生长和分化过程及其对相关信号通路的作用.
  • 摘要：质粒作为一种可移动元件在细菌耐药性的传播方面扮演着重要的角色.而先前对大肠杆菌中多重耐药基因cfr的传播机制的研究表明IncX4型质粒的水平转移是导致该基因在大肠杆菌中传播的主要原因,这更加突出了IncX4型质粒在耐药基因传播中的重要性.本文通过PCR及测序方法检测IncX4型质粒，调查该型质粒在大肠杆菌中的流行情况。采用PCR-RFLP,测序方法并通过分子生物学软件的分析了解IncX4型质粒进化特征。实验结果表明，IncX4型质粒在广东地区大肠杆菌中的流行率较低，可能与其对耐药基因的携带率低相关。IncX4型质粒具有相同的骨架结构，但在部分参与质粒复制、分离、稳定和转移的功能基因上却存在差异；对质粒结构分析对比发现IncX4型质粒存在三个主要的可变区域，对可变区各进化分支之间的相关性进行分析表明各可变区的进化路径之间并无关联性，说明各分支的进化呈现相互独立的状态，这可能是导致IncX4型质粒在变化差异较大的主要原因。
  • 摘要：山梨醇脱氢酶(sorbitol dehydrogenase,SDH)是山梨醇转化为糖原的关键酶,家蚕卵中山梨醇含量的变化与卵期滞育的发动、持续和停止有着密切的平行关系.家蚕有3个SDH基因,分别为BmSDH-1、BmSDH-2a和BmSDH-2b.为了研究家蚕BmSDH启动子的特性,设计特异性引物,以二化性(bivoltine,bvt)品种秋丰基因组DNA为模板,PCR扩增得到3个BmSDH约1.0Kb的启动子片段;以pGL3.0 basic质粒为载体,分别构建由BmSDH启动子片段驱动荧光素酶报告基因(luc)表达载体pGL3-BmSDH-1-bvt-1074,pGL3-BmSDH-2a-bvt-1082和pGL3-BmSDH-2b-bvt-1175;分别转染家蚕卵巢来源的BmN细胞,以转染的BmN细胞为对照,分析luc表达水平,并以此衡量BmSDH启动子片段的活性,结果显示:同样长度的BmSDH-2a启动子活性明显高于BmSDH-2b和BmSDH-1的启动子活性,分别是后者的9.7倍和21.0倍,暗示家蚕体内山梨醇脱氢酶活性主要来自BmSDH-2a的表达.为了进一步研究BmSDH-2a基因启动子的特性,分别克隆二化性品种BmSDH-2a 674 bp和355 bp的启动子片段,构建不同长度的BmSDH-2a启动子片段控制的报告质粒pGL3-BmSDH-2a-bvt-674和pGL3-BmSDH-2a-bvt-355,并与pGL3-BmSDH-2a-bvt-1082分别转染BmN细胞,结果显示:BmSDH-2a的355bp启动子活性明显高于674 bp和1082 bp的启动子,分别是它们的1.3倍和3.3倍,提示在BmSDH-2a启动子-355 bp～-674bp和-674 bp--1082 bp之间存在负调控元件.
  • 摘要：SIRT1可以促进间充质干细胞(MSCs)的成骨分化,而抑制MSCs的成脂分化,但其调控MSCs成脂定向的分子机制尚不明确.因此,在C3H10T1/2细胞中,用激活剂或抑制剂处理,或干涉/过表达SIRT1研究SIRT1对脂肪生成表型及成脂标志基因mRNA和蛋白水平的影响;干涉SIRT1研究对Wnt信号靶基因和关键蛋白的表达及Wnt信号通路报告系统活性的影响;筛选出受SIRT1调控Wnt信号通路拮抗物,以及调控Wnt信号通路的分子机制.
  • 摘要：草鱼是中国的重要淡水养殖品种,也是世界范围内养殖产量最大的鱼类.草鱼品种退化、病害频发等问题严重制约着草鱼养殖业的发展,优良养殖品种已成为市场的迫切需求.本研究采用亲子鉴定技术,对来自不同水系的19尾草鱼♀×22尾草鱼♂的随机交配群体进行了生长性能和抗病力鉴定和评估,在生长实验群体(10,245尾)和草鱼出血病病毒(GCRV)攻毒群体(10,000尾)中,对78个家系的生长性能和GCRV抗性进行了统计分析,结果显示,生长性状具有较低的遗传力(0.11±0.04,0.10±0.03和0.12±0.05),GCRV抗性性状具有较高遗传力(0.63±0.1l),3个家系具有显著优势的生长性能,11个家系具有显著高的GCRV抗性,不同家系生长性能和GCRV抗性存在显著差异,草鱼自然种质资源具有较丰富的遗传多样性.本研究结果为草鱼育种基础群体、QTL和GWAS分析群体的构建提供了依据.
  • 摘要：玉米是全世界总产量最高的粮食作物,是重要的饲料来源和工业原料,在国民经济中占有重要的地位.在我国玉米青枯病是影响玉米产量的重要病害之一.本研究利用双向电泳和质谱技术对感病自交系黄早四和抗病自交系K12HF526接种青枯病菌后的叶片差异蛋白进行分析.结果表明,三次取样进行双向电泳分析后,黄早四的对照组与处理组相比有7个蛋白点表达上调,11个下调,K12HF526则有10个上调,12个下调,1个诱导.将这些差异蛋白点进行质谱鉴定和数据库检索后,进行功能预测及分析,可分为六类:光合作用相关蛋白、细胞结构相关蛋白、能量代谢相关蛋白、物质代谢相关蛋白、抗性相关蛋白、功能未知蛋白.针对差异蛋白点设计特异性引物,用荧光定量RT-PCR进行检测,检测结果显示与蛋白组学中差异蛋白的变化一致.
  • 摘要：以水稻热敏品种9311和耐热品种Nagina 22(N22)为研究材料,取经0h,3h,6h,12h进行42℃热处理后的水稻幼穗,利用小RNA末端特殊结构,构建小RNA文库,然后通过HiSeqTM2500开展小RNA测序分析.共检测到509个水稻miRNA(Os-miRNA),预测到1851个靶基因,并对其中1843个靶基因进行了功能注释,对各个样品中的Os-miRNA表达丰度进行定量分析,发现有12个保守和155个非保守的Os-miRNA的表达在9311和N22中随热胁迫处理有差异表达.结合对靶基因功能预测，基因启动子顺式作用元件分析和实时定量PCR分析结果，发现其中水稻Os-miR398,Os-miR398和Os-miR1846e的表达受热胁迫诱导，且在N22中的丰度高于9311，而Os-miR398的靶基因参与植物耐受氧化胁迫;Os-miR399的靶基因为60S核糖体亚基蛋白，在拟南芥雌配子形成过程中发挥重要作用;Os-miRl846e的靶基因为20S蛋白酶体的亚基参与多种胁迫相关的蛋白降解。由此推测水稻Os-miR398,Os-miR399和Os-miR1846e等热胁迫调控表达Os-miRNAS可能对N22在孕穗期具有耐热性发挥重要调控作用。rn 本研究针对N22具有孕穗期耐热性的特征，系统分析了孕穗期幼穗中特异表达Os-miR，发现多个热胁迫相关的保守Os-miRNA，且各个Os-miRNA对应的靶基因均具有水稻耐受胁迫相关的功能，该发现拓宽了MiRNA-基因的调控网络，为发掘水稻耐热相关的分子标记位点提供参考，为深入了解水稻耐热的信号调控网络奠定基础。此外，本研究还发现了100多个非保守的水稻耐热相关miRNA，为全面系统了解水稻孕穗期miRNA的种类及其在生物体中的功能提供新的研究对象，为深入了解水稻MiRNA的进化提供新的思考。
  • 摘要：鱼类的生殖发育及其调控机制研究不仅具有重要的理论意义,而且在指导鱼类品种改良上具有广泛的应用前景.以模式动物斑马鱼和重要养殖鱼类鲤为对象,围绕"下丘脑-垂体-性腺"轴开展了鱼类生殖发育的调控研究.制备了Kiss1:mCherry和Kiss2:mCherry转基因斑马鱼,以及Kiss1:mCherry/GnRH3:EGFP和Kiss2:mCherry/GnRH3:EGFP双重转基因斑马鱼.发现了斑马鱼脑部kiss1,kiss2和GnRH3神经元的分布位翼以及接触方式，结果提示kiss1调控nonhypophysiotropicneuromodulatory GnRH3 neurons功能，而kiss2主要调控hypophysiotropic GnRH3 neruons功能。通过敲低鲤GnRH3的表达，研制出性腺败育的鲤，并进一步通过基因芯片分析，发现GnRH3调控鲤生殖发育的重要功能。以GH过表达的鲤为模型，研究了鱼类生殖轴与生长轴间的调控关系，发现GH可以通过其受体直接抑制垂体促黄体生成素LH的合成和分泌，进而调控鲤的生殖发育。采用Talens技术敲除斑马鱼垂体促黄体生成素LH及其受体，发现LH及其受体在斑马鱼雄性和雌性的生殖发育中具有不同的功能以及LH调控生殖的信号通路。
  • 摘要：T-2毒素是单端孢霉烯族化合物中毒性最强的毒素之一,亦是饲料及粮食发生污染的主要毒素之一,但其毒性分子机理仍不清楚.采用蛋白组学的方法研究发现T-2毒素响应蛋白主要定位于线粒体中,占差异蛋白总数的34％;这些蛋白主要参与了氧化还原调控、转录和翻译调控、细胞周期和细胞增殖、脂代谢、物质转运、蛋白降解和逆境应激等途径.进一步研究发现T-2毒素处理后，鸡原代肝细胞内活性氧大量聚集，导致细胞DNA损伤和诱导细胞凋亡。同时，T-2毒素可诱导线粒体数目的增加与细胞内ATP含量的升高。提示T-2毒素一方面通过诱导活性氧等引起细胞的DNA损伤，从而导致癌症和神经疾病等;另一方面，细胞可通过代偿性的线粒体增生，产生更多的ATP用于活性氧的清除、细胞凋亡和信号传导等，从而减轻T-2毒素对细胞的损伤。基于T-2毒素处理后基因和蛋白表达谱的变化，发现猪CYP3A22,3A46,CES1C5(羧酸酯酶)和EPHX1(环氧化物水解酶)可能分别参与T-2毒素的轻化、水解和脱环氧反应。体外生化实验进一步证实CYP3A22和CYP3A46催化T-2毒素或HT-2毒素(T-2毒素水解产物)生成3'-OH-T-2或3'-OH-HT-2。其中CYP3A22主要催化HT-2毒素代谢生成3'-OH-HT-2, CYP3A46主要催化T-2毒素代谢生成3'-OH-T-2。以鸡原代肝细胞为研究对象，通过酶抑制剂和荧光定量PCR筛选鉴定了鸡体内参与T-2毒素代谢的候选基因，体外生化分析发现真核与原核重组表达的鸡CYP1A5均可显著催化T-2毒素发生轻化代谢，生成3'-OH-T-2。而猪体内参与T-2毒素轻化代谢的酶主要是CYP3A家族，提示T-2毒素在畜禽体内代谢存在种属差异。以上研究成果为T-2毒素防控和减毒提供了重要理论参考。
  • 摘要：气孔是植物表皮的特殊结构,在调节植物和外界气体和水分交换过程中发挥着重要作用,直接影响了植物光合和蒸腾两个植物基本的生理进程.原细胞表皮经过至少一次不对称分裂和一次对称分裂,最后经过分化发育成有功能的成熟气孔.生长素参与了植物各个方面的生长发育,但是生长素是否调控气孔发育还不清楚.实验室利用DII-VENUS和DR5:VENUS生长素水平和信号的荧光蛋白标记对气孔发育过程气孔前体细胞中生长素进行了动态跟踪.生长素的含量下降促进气孔发育中由不对称分裂进入对称分裂的转化，进而形成具有两个保卫细胞的气孔结构。通过抑制生长素的向外运输导致冗余气孔的发生和排布格局的改变，首次确定作为重要的植物生长激素的生长素也参与了气孔的发育和分布。另外，实验室研究结果还发现，作为调控植物生长发育最为重要的细胞周期依赖性蛋白激酶CDKA;1也参与气孔发育的调控。在气孔发育的起始阶段CDKA;1直接磷酸化SPCH，正调控SPCH的活性，参与了气孔的发生。而在气孔发育的对称分裂阶，CDKA;1和CDKB1;1存在功能冗余，并且直接受到转录影子FLP(FOUR LIPS)的直接转录调控。
  • 摘要：棉花作为我国重要的经济作物和纺织业最主要的原料来源,对其基因组、转录组、表达谱和代谢网络的研究一直受到重视.随着测序技术的快速发展,目前已有四个棉属物种的全基因组完成了测序,并公开了大量的DNA序列、基因结构、转录组、分子标记等生物信息数据.在这种背景下,如何快捷并准确地分析、归纳这些海量数据以用于棉花性状改良和品种培育显得尤为重要.文章以目前最新公布的棉花信息数据为基础构建了一个新的生物信息平台。该平台以Linux,Apache,PHP,MySQL为基础架构，以网页访问的形式作为用户界面，并可公开给全世界的棉花研究同行使用。平台主要分为四个模块:数据搜索、基因组浏览器、同源搜索工具(BLAST)和基因预测工具。各模块之间相互有关联，共同组成一个有机的数据系统。
  • 摘要：代谢组学是于上世纪末新建立的、距表型最为接近的一门学科,其研究对象大都是分子质量在l000Da以内的小分子物质.烟草作为模式植物和经济作物,其代谢组的研究对于植物基础科学研究及产业发展具有重要的理论、参考和应用价值.rn 实验方法:以云南、贵州、河南三地栽种的不同烟草品种的中部叶为研究对象,采用靶向和非靶向气象色谱质谱联用和液相色谱质谱联用技术对烟叶的代谢组进行全面的检测;代谢物的定性鉴定方法为搜库、标准品、多级质谱等;最后使用多变量统计方法对检测得到的代谢组数据进行分析.rn 结果:1)烟草代谢表型按照种植地域具有明显的分离趋势; 2)烟草生长发育过程的代谢组变化较大，其代谢轨迹受品种的影响较小; 3)温度、降雨、日照等气象条件中，温度对烟草代谢组的影响最大;4)定性鉴定了500余种烟草代谢产物，涉及初生和次生代谢途径逾80条.rn 结论:烟草代谢表型受遗传和生态的协同影响，但生态的影响较大。
  • 摘要：昆虫在当代动物分类种群中占据了重要位置,是探讨进化生物学理想的实验材料.孵化酶广泛存在于各物种胚胎发育过程中,并在个体发育中扮演重要角色.最近在鱼类基于昆虫孵化酶基因及其内含子缺失角度探讨了进化分析,获得了有意义的结果.本文通过包括19种昆虫和7种代表性的脊椎动物的成熟孵化酶氨基酸序列比对与进化树构建,调查11种代表性昆虫的孵化酶同源序列的基因结构与其保守区对应的内含子,分析昆虫纲孵化酶基因内含子缺失的状态及相互间的亲缘关系.结果发现成熟孵化酶均存在18-氨基酸特征序列和"Met-转角"基序两个保守序列;8种鳞翅目昆虫分枝的昆虫孵化酶基因均为6-外显子-5-内含子结构,双翅目昆虫分枝中的两种孵化酶基因均为3-外显子-2内含子结构,这基本符合基于氨基酸序列构建的进化树和经典形态学物种分类的结果.上述结果暗示昆虫孵化酶基因结构的内含子缺失可以作为一个候选基因来研究昆虫进化关系.另外有趣的是,在调查的昆虫中仅有小菜蛾的孵化酶基因是单外显子结构,推测其与硬骨鱼孵化酶基因HCE类似,存在内含子全部丢失的现象.
  • 摘要：双孢蘑菇含水量高、组织柔嫩、呼吸旺盛,采后极易发生失水萎蔫、开伞、颜色暗褐等现象,降低了蘑菇的食品品质和商品价值,而双孢蘑菇体内的酪氨酸酶是造成蘑菇褐变的主要原因.4-甲氧基肉桂酸是肉桂酸的衍生物之一,是一种天然提取物,安全无毒.本实验采用MOE软件模拟了4-甲氧基肉桂酸与酪氨酸酶的相互作用,同时采用100 μM4-甲氧基肉桂酸在温度为10℃贮藏条件下对采后双孢蘑菇的保鲜作用研究,探讨其抑制双孢蘑菇的酪氨酸酶褐变的机理.
  • 摘要：实验方法植物的CLA1(Cloroplastos alterados1,CLA1)编码1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(1-deoxyxylulose 5-phosphate synthase),参与叶绿体的发育过程,且此酶在进化中高度保守,棉花中此基因沉默后植株叶片表现出光漂白症状，文中实验以此基因作为VIGS体系操作成功与否的评价.利用VIGS技术将‘新陆早17号’棉花幼苗中的GhBES1基因沉默，测量其生理指标表明，沉默GhBES1基因的棉花苗相对于空载的含水量、甜菜碱、脯氨酸、可溶性糖以及叶绿素含量都有一定的降低，膜脂过氧化程度(MDA含量)有一定的增加。表明GhBES1基因的表达很可能与棉花的抗早机制调控有关。
  • 摘要：树突状细胞(dendritic cell:DC)是专职的抗原递呈细胞,其成熟状态决定了免疫反应的强度及类型.复方甘草片具有镇咳祛痰的作用,但其对DC成熟的影响尚无报道.文章探讨了复方甘草片水提物(CLTE)对小鼠骨髓来源DC成熟、细胞因子表达的影响以及细菌脂多糖(lipopolysaccharide:LPS)刺激DC成熟的影响.研究发现，复方甘草片水提物可以抑制DC的成熟，尤其是LPS诱导的DC的成熟，同时显著抑制了LPS诱导的IL-12p40及IL-6的表达，对LPS诱导的TNF-a的表达也有一定的抑制作用，说明复方甘草片的部分药效可能与其对DC的调节作用相关，从而抑制气道炎症反应，达到祛痰镇咳的作用。后续的实验需要对复方甘草片通过何种机制抑制LPS诱导的DC的成熟以及是否通过抑制炎症反应达到部分药效进行研究。
  • 摘要：原始生殖细胞(PGCs)是最早形成的一类具有分化形成卵母细胞和精母细胞潜力的细胞,研究其发生、迁移与分化对揭露鱼类性别的分化机制具有重要理论意义,而且在鱼类育性控制育种方面具有重要的应用价值.斑马鱼原始生殖细胞的形成由早期卵母细胞生殖质决定.本研究分别利用TALENs技术和转基因技术获得了斑马鱼zfsd1基因的敲除家系(zfsd1-KO)和zfsd1基因的过表达家系(zfsd1-OE).rn 研究发现，对照家系(control)雌雄比例为4:6，但zfsd1-KO家系后代雌性与雄性比例为1:9，而zfsd1-OE家系后代雌性与雄性比例为9.5:0.5。结果提示zfsdl基因在斑马鱼性别分化中具有重要作用。
  • 摘要：几丁质酶以几丁质为底物水解成N-乙酰-D-氨基葡萄糖和水.在植物受病原菌侵染、水杨酸、茉莉酸、以及冷、热、干旱等生物或非生物因素诱导时,几丁质酶基因表达量会迅速提高.杜仲是原产于中国的雌雄异株落叶木本植物,是传统的名贵中药材.杜仲被应用的最早记载是在东汉时期的《神农本草经》.杜仲的药用价值主要是双向调节血压和抑菌两方面.2002年Huang等从杜仲中分离到两种抗菌肽EAFP1和EAFP2(Euconnia Antifungal Protein,EAFP),对八种植物病原真菌有明显抑制作用,结构分析发现,EAFP2蛋白含有几丁质结合结构.2008年本实验室从杜仲皮中分离到杜仲抗菌肤EAFP3，该抗菌肤对白色念珠菌有明显的抑制作用。本研究基于本实验室前期对杜仲抗菌蛋白研究和转录组研究结果，对转录组库中可能的几丁质酶基因片段进行了全基因序列的克隆研究。rn采用RACE技术，克隆了多个杜仲几丁质酶基因(EuCH1T)全长序列，将其中的EuCHIT1构建植物表达载体pSH-35S-EuCHIT1;使用农杆菌介导法遗传转化三星烟草(Nicotiana tabacum cv.Xanthin)，对筛选的转基因植株抗病性进行分析的结果表明，转基因植株和野生型植株在接种15天后灰霉病的病斑直径分别为0.77mm和4mm.qRT-PCR研究结果表明，转EuCHIT1基因烟草中水杨酸合成途径关键基因EDS1(Enhanced Disease Susceptiblel,EDS1)与野生型相比表达量差异不显著，而茉莉素受体基因COI1(Coronatine Insensitive,COI1)在转基因植株中受到明著抑制，而病程相关蛋白基因Prla表达量有显著上调作用。说明可以利用EuCHIT1基因创制抗灰霉病转基因烟草新种质。
  • 摘要：人类对传统化石能源的过度开采在推动经济发展的同时,其造成的能源危机、环境污染等问题也日益凸显.微藻因为油脂含量高、油脂质量好、洁净可再生等特点成为生物能源领域研究的热点.莱茵衣藻是微藻研究及分子生物学研究的模式生物,研究莱茵衣藻油脂合成途径中的关键基因/蛋白质,对了解微藻产油机理,进而实现优化、筛选高油藻种有重要意义.以莱茵衣藻为研究材料,在正常/缺氮培养条件下观察了莱茵衣藻生长表型差异,利用蛋白质免疫印迹分析技术,检测了醋酸盐同化、柠檬酸循环、淀粉代谢和三酰甘油合成等途径中40多个油脂合成相关基因的蛋白质差异表达情况.在缺氮处理条件下，莱茵衣藻的生长和叶绿素合成受到强烈抑制，总蛋白质含量明显下降，通过尼罗红染色观察到细胞内形成油脂颗粒(lipid droplets)，免疫印迹分析结果显示，磷脂二脂酰甘油酰基转移酶1 (PDAT1),dof类转录因子(CGL19)，柠檬酸合成酶2(CS2)，两个二酰基甘油酰基转移酶(DGAT1,DGAT2-1)等蛋白质在缺氮处理后显著上调，同时也鉴定到表达相对稳定的内参蛋白质，如G蛋白质β亚基(CBLP)、放氧增强蛋白质2(OEE2)等。为微藻油脂合成通路的蛋白质组学研究提供了实验依据。
  • 摘要：蝉花是一种与冬虫夏草相近的珍贵药材,可作为冬虫夏草的替代品,但是,迄今为止蝉花的人工规模化培育尚未取得成功.其中主要的原因之一是人工接种蝉花菌株后,对宿主的侵染率较低.为更好的了解这一侵染机制,从野生蝉花中分离到一株蝉花菌株,通过18S-ITS-28S rDNA鉴定的方法对其进行了分析.并根据已知虫生真菌蛋白酶的保守序列设计合成简并性引物,通过RT-PCR和RACE-PCR的方法,从蝉花中克隆出与侵染相关的类枯草杆菌蛋白酶基因(pr1)的部分片段,片段长度为1911bp,基因结构分析表明其包含一个长度为50bp的内含子.本研究结果为蝉花菌株侵染宿主相关的分子机理提供基础信息,为进一步规模化培育蝉花奠定了基础.
  • 摘要：水稻是最重要的粮食作物之一,也是基础研究的模式植物.十几年来,随着高通量测序技术的应用,水稻的基因组学、转录组学研究都取得了重要的进展,对水稻蛋白质的研究也获得了大量的数据.对蛋白质而言,其丰度、修饰、定位及在不同生理条件下的变化等信息都是了解生命本质的重要内容.为了系统调查水稻蛋白质的在不同细胞器中的定位，以水稻幼苗为材料，建立优化了主要细胞器的分离技术，如细胞质、细胞核、叶绿体、细胞膜等，利用300多个水稻蛋白质特异抗体对不同细胞器蛋白质进行了免疫印记分析，鉴定到水稻主要细胞器特异的蛋白质标志物，同时也获得了所涉及的蛋白质的亚细胞定位图，为系统进行水稻蛋白质的亚细胞定位研究奠定了基础。
  • 摘要：番茄灰霉病是造成番茄减产、品质下降的一种世界性重要病害,该病主要危害果实造成烂果,一般危害造成减产20％～30％,严重时高达50％以上,对番茄的农业生产构成极大威胁.目前,我国番茄灰霉病的有效防治主要以化学防治为主,化学药剂长期、超量、不合理的使用导致病菌的抗药群体逐渐增加,且主要以果实为靶标施药,也造成了果实一定程度的农药污染.利用基因工程手段将外源抗真菌基因导入番茄，为抗病育种提供了一种全新的方法。几丁质酶可水解大多数真菌细胞壁的主要成分-几丁质。本研究首次将杜仲几丁质酶基因EuCHITI导入Micro-Tom番茄(Lycopersicon esculentum)，并对其抗病性和抗病机理进行初步分析。
  • 摘要：近年来我国耕地面积逐年减少,粮棉争地的问题也日益严重,棉花大多种植在干旱和盐碱的地区,利用分子育种技术获得高耐盐耐旱棉花品种,将成为解决这一问题的重要手段.在干旱和盐碱胁迫下,植物细胞会合成一些小分子化合物以维持细胞的渗透压,提高对逆境的抵抗能力.甜菜碱就是一种具有调节细胞渗透压、保护光合系统功能等作用的小分子化合物.胆碱单加氧酶AhCMO是甜菜碱合成过程中的关键酶，研究发现表达AhCMO基因可以提高烟草的耐盐性。因此，将利用AhCMO基因可以提高棉花的耐盐性，创制耐盐棉花新种质。rn 本研究将高耐盐植物山菠菜中克隆的AhCMO基因构建到植物表达载体pBI121中，通过农杆菌介导法转化陆地棉R18中，获得了8个转基因株系。提取8个转基因植株基因组DNA，用AhCMO基因的一对引物进行PCR检测，结果表明8个转基因株系都为阳性植株。在含0.8% NaCl的MS固体培养基中进行盐处理下的耐盐实验，生长7天后AhCMO转基因棉花幼苗较非转基因对照长得粗壮，叶片也较肥厚;接着将幼苗移至0.3 %NaCl水溶液中盐处理5天。结果显示，对照植株叶片萎蔫，转基因植株叶片生长基本不受影响。说明表达山菠菜甜菜碱合成相关基因AhCMO提高了棉花耐盐性。将进行转基因棉花生理生化实验及田间耐盐碱实验和选育，为培育耐盐棉花品种提供种质资源。
  • 摘要：庞大的海洋生物资源是开发海洋药物、生物制品、健康食品和其他功能产品的重要源泉.当前,海洋生物资源的高效、深层次开发利用,尤其是海洋高端生物产品的研究与产业化已成为发达国家竞争最激烈的领域之一.随着"建设海洋强国"战略的实施和面向海洋战略性新兴产业发展的国家需求,大力发展海洋生物产品创新技术,实施海洋生物资源高值化开发战略,建设高技术密集型海洋生物新兴产业,是我国海洋生物产业发展的必然之路.rn 今后5-10年，我国海洋生物产业发展的总体思路是:以支撑“建设海洋强国”为战略目标，配合“一带一路”战略实施，抓住海洋发展的战略机遇期，本着“聚焦深海，拓展远海，深耕近海”的原则，围绕海洋生物产业链，部署创新链、完善资金链。重点在深水、绿色、安全等方面取得突破，推动海洋生物战略性新兴产业的发展。
  • 摘要：目前，烟草除了用于生产卷烟等烟草制品外，还用于提取蛋白质作为食品或动物饲料原料、提取制药原料或化工原料。此外，烟草还作为模式植物广泛用于生物科学领域如基因功能鉴定等科学研究。事实上，烟草是一种具有历史悠久的药用植物，具有很高的药用价值。中医传统经典《景岳全书》对烟草的医疗价值记载有“烟草，味辛气温，性微热”。现代研究也认为烟草具有调节中枢神经系统、改善心血管系统、抗癌等作用。尽管有研究证明烟草中的尼古丁对人有诸多危害，但也有研究发现尼古丁对中枢神经系统具有保护作用，对帕金森氏综合症和老年痴呆症具有一定的防治作用，还具有一定的抗炎、杀菌作用。此外，烟草中的辅酶Q10(也称为泛醌10)是目前治疗心肌梗死等心脏病的特效药物。烟草中的茄尼醇是合成泛醌10的重要中间体，本身也具有治疗心血管疾病的作用。烟叶蛋白可作为食品添加剂和动物饲料，烟叶蛋白中富含硒，而硒是具有广泛医疗保健作用的元素，补充硒能预防癌症、肝炎、心血管疾病等，硒对癌症病人的化疗也具有防止白细胞减少的作用。rn 最近，澳大利亚拉筹伯大学的研究结果表明，在花烟草中发现了一种能够杀死癌细胞的NaD1蛋白，同时不损害健康细胞。另外，以转基因烟草作为生物反应器生产低成本高活性药用蛋白、疫苗等药用成分成为烟草药用化的一条途径。如利用烟草生产HIV抗体蛋白、SARS疫苗，甚至利用烟草表达多个基因生产目标药用蛋白，如利用烟草合成喜马拉雅盾叶鬼臼中叶草毒素(4‘-去甲表鬼臼毒素)的6个关键基因生产叶草毒素。笔者实验室以转基因烟草作为生物反应器，表达生产rChIFN-α、rChIFN-γ鸡干扰素，可直接饲喂，无需分离纯化。饲喂转ChIFN-γ烟草能显著增强雏鸡机体免疫力，转基因试验组接种新城疫病毒(NDV)后发病率为20-50%，而同期对照组发病率达70-100%。饲喂1-10d，雏鸡对NDV病毒均表现不同程度的抗性，喂食3d时保护率达80%。而且，鸡干扰素基因(ChIFN-α)还能提高转基因烟草抗TMV病毒能力和抗虫能力。
  • 摘要：蛋白酶体是细胞内负责蛋白质降解的主要分子机器,通过特异性降解目的蛋白质,几乎参与了生物体的绝大多数生命活动.根据结构和功能,蛋白酶体主要分为两部分:调节颗粒和核心颗粒.调节颗粒负责识别蛋白质底物及对其进行去折叠,并最终将去折叠的蛋白质底物传送至核心颗粒中进行降解.由于蛋白酶体具有结构组成复杂、分子量十分巨大的特点，其三维结构的研究进展十分缓慢，严重阻碍了人们对其结构和功能的了解。在本研究中，首次解析了分子量为700kD的原核蛋白酶体调节颗粒MecA-C1pC复合物的晶体结构。结合生化分析及冷冻电镜方法，揭示了MecA-C1pC六聚复合体的组装方式，阐明了C1pC激活机制和MecA-C1pC分子机器工作的分子机制。
  • 摘要：玉米种子活力及其抗逆性严重影响玉米的产量与品质.棉子糖是一类由半乳糖、果糖和葡萄糖结合而成的三糖,其在玉米种子中的含量仅次于蔗糖.模式植物的研究结果表明,提高棉子糖含量能够显著提高植株的抗逆能力.通过调控棉子糖代谢途径提高玉米种子活力和耐逆性是玉米育种的一个全新的思路.rn 文中研究克隆了玉米GolS基因家族的两个成员(ZmGOLS1、2)、玉米棉子糖合成酶唯一的一个基因ZmRAFS和AGA基因家族的4个成员(ZmAGA1-4)，并对其表达调控和相关功能进行了初步研究。在玉米种子萌发过程中，ZmGolS2,ZmRAFS和ZmAGA1分别受热激及干早胁迫诱导表达。在三叶幼苗期，ZmGolS2,ZmRAFS和ZmAGA1在叶片中受干旱、高温诱导表达，而在根中ZmAGA1,ZmGolS2受干早诱导表达。通过对Mutator插入的相关基因玉米突变体研究以及在拟南芥中过量表达相关基因发现ZmGolS2,ZmRAFS和ZmAGA4在玉米耐逆，玉米种子活力和耐储性方面起到重要作用。rn 同时对上述基因表达调控进行了研究。克隆和鉴定ZmGolS2和ZmRAFS启动子上响应热激和脱水胁迫的顺式作用元件及其相关的转录因子，克隆和鉴定了ZmAGA1基因5'UTR上调控基因表达的一个顺式元件。研究结果进一步完善了玉米棉子糖代谢调控网络。
  • 摘要：植物病原真菌形成一系列复杂的侵染结构,如附着胞,侵染定殖在植物组织中.附着胞细胞内甘油的大量累积使其形成巨大膨压,进而侵染钉穿透叶片表皮.细胞自噬过程在真核细胞生物中广泛存在,大分子和细胞器通过该途径大量降解,使细胞即使在逆境中也能保持正常的生理代谢.当前对细胞自噬途径的研究已经从模式生物酵母如酿酒酵母延伸到病原真菌稻瘟病菌,研究发现部分稻瘟病菌自噬同源基因敲除突变体丧失了侵染寄主植物的致病能力,阐明稻瘟病菌自噬基因的功能以及蛋白互作网络将有助于更好地理解细胞自噬在真菌致病性中的作用.rn 泛素蛋白酶体途径是真核生物细胞内存在的另外一条降解错误折叠蛋白、损伤蛋白或者衰老蛋白的途径，与细胞自噬相比，该途径只降解蛋白，同时底物选择性更加严格。底物蛋白的泛素化由泛素激活酶，泛素结合酶及泛素连接酶依次催化完成，多泛素化的底物最终由蛋白酶体降解。研究发现蛋白除了被降解外，蛋白的单泛素化调控生物的细胞生长和细胞分化。泛素蛋白酶体系统在酵母和哺乳动物中研究较多，但在植物病原真菌中的功能研究较少。E3泛素连接酶在该系统中决定了降解底物的选择性，数量最多，通过基因敲除，找到与稻瘟病菌致病性相关的泛素连接酶，并对这些泛素连接酶的功能展开分析，进而试图揭示细胞自噬途径和泛素蛋白酶体途径之间调控和联系。
  • 摘要：苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)是一种广泛分布于自然界的革兰氏阳性细菌,属芽胞杆菌属,蜡样芽胞杆菌族.其在形成芽胞的同时会产生由杀虫蛋白组成的伴胞晶体,主要由cry和yt基因编码.Bt菌株存在着杀虫谱窄这一问题,在遗传工程菌的构建过程中,多种杀虫基因的协同表达十分重要,而对多种杀虫基因的协同表达的研究报道并不多.本实验室HD12菌株，进行了其基因组测序，比对后发现其含有8个cry基因，因此选取其作为研究材料。首先采用蔗糖梯度离心法来提取其晶体蛋白，通过SDS-PAGE和质谱对晶体蛋白进行鉴定，得知HD12晶体中含有Cry1Da,Cry1Ae,Cry1Bb,Cry1Fb,Cry1Ja这五个蛋白。利用5'RACE技术确定了8个cry基因的转录起始位点，同时利用启动子融合lacZ技术，经β-半乳糖苷酶活性得知8个cry基因启动子的转录机制。其中受sigE单独调控的为cry1Da基因，受sigE,sigK共同调控的为cry1Ae,cry1Hd,cry1Bb,cry1Na,cry1Fb, cry1Ja这6个基因。启动子活性由高到低依次为P cry1Ja>Pcry1Fb>Pcry1Bb>Pcry1Ae>Pcry1Da>Pcry1Hd>Pcry1Na>Pcry2Ad。因此，选取了活性较强的cry1Ja,cry1Fb基因的启动子。拟利用这两个强启动子指导表达cry1Ac基因和cry2Ab基因，并转入同一菌株中，来验证两个启动子在同一菌株中的协同表达。
  • 摘要：目的：探究甘氨酰tRNA合成酶(glycyl tRNA synthetase,GlyRS)通过转录延长因子4(elongation factor 4,ELP4)ELP4调控乳蛋白合成的作用机制.rn 方法：选用组织块培养法，体外培养并得到了纯化的奶牛乳腺上皮细胞，用蛋白质免疫印记(WB)和免疫荧光(IF)检测细胞中CK18和CSN2的表达以鉴定细胞的纯度和泌乳功能；用免疫共沉淀(Co-IP)技术沉淀并鉴定了细胞中ELP4与G1yRS的相互作用。rn 结果：ELP4过表达后CSN2表达显著上升；对G1yRS进行过表达和干扰，结果显示，GlyRS过表达后，ELP4的表达显著增加，CSN2的表达显著增加;G1yRS干扰后，ELP4的表达显著下降，CSN2的表达显著下降；GlyRS过表达后，细胞中p-NFκB1与ELP4的启动子序列结合显著增，GlyRS干扰后，细胞中p-NFκB1与ELP4的启动子序列结合显著降低。rn 结论：GlyRS应答氨基酸信号，通过调节ELP4调控乳蛋白合成的转录起始。
  • 摘要：目的：GH-IGF-1轴是一个重要的内分泌代谢轴,对生长发育的调控起着至关重要的作用.文中重点研究了小型猪的矮小特性分子机制.rn 方法：以不同体型猪为研究对象，以生长激素(GH)和类胰岛素生长因子-1(IGF-1)作为候选基因，首先采用荧光定量的方法检测GH基因和IGF-1基因在大白猪，军牧1号白猪和版纳微型猪中的表达量差异，然后通过测序筛选GH基因和IGF-I基因在大型猪(大白猪，军牧I号白猪和东北野猪)及小型猪(西藏小型猪和巴马香猪)五个猪种间的单核苷酸多态性(SNP)位点，最后根据筛选到的突变位点构建基因功能区的突变体进行体外试验。rn 结果与结论：GH基因虽然在不同猪种间脑垂体组织中的表达量差异不显著，但存在于基因上的SNP位点与猪的体型显著相关，且体外试验表明，这些SNP位点导致GH合成及分泌产生差异，因此，GH基因上存在的SNP位点可能是导致猪体型变化的一个因素。IGF-1基因在大型猪中的肝脏和肌肉组织的表达含量均显著高于小型猪，并且大型猪和小型猪IGF-1基因外显子上存在3个SNP位点，其影响机制还需要进一步试验验证。
  • 摘要：环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是一种新型的能在恒定温度条件下实现核酸序列快速扩增的技术.由于该技术快速、便捷、高效、低成本等方面的优势,目前已广泛应用于分子诊断方面.本文介绍了LAMP的技术原理、检测方法、研究进展,以及该技术在农业分子诊断与基因检测方面的应用.
  • 摘要：家鸡是人类最早驯化的家禽之一.在驯化过程中经受长期的遗传漂变、自然及人工选择等进化压力,逐渐形成了丰富多样的地方品种.本研究采用Illumina鸡60K SNP芯片,对12个中国地方鸡种和5个商业鸡种的共1929个个体进行了遗传多样性、群体结构、全基因组正选择和基因交流等多项研究.各品种的种内遗传多样性评估提示中国地方鸡种的遗传多样性缺失较严重。全基因组正选择信号扫描检测到1889个受选择区间，包括商业肉鸡科宝和罗斯中IGF1,MYH1B-MAP2K4和INSR三个受到强烈选择的位点;白来航蛋鸡中受到强烈选择的NTNG1位点;以及其他一些己知的质量性状位点，如黄皮肤位点(BCD02),隐性白位点(TYR),丝羽位点(PDSS2),FM位点(EDN3)等。STRUCTURE和单倍型分析一致表明引进的商业鸡种安卡和白洛克对中国南方的一些地方鸡种可能有遗传渗入，而且南方鸡种之间可能与野鸡存在近期的二次混杂。综上，本研究评估了中国地方鸡种的遗传多样性;通过全基因组正选择分析鉴定了一批具有育种价值的生长或产蛋性状相关的候选基因，为标记辅助育种提供了重要数据支持。本研究同时提示在过去的几十年里，随着外来商业鸡种的引进，中国地方鸡种遗传资源受到了严重的威胁，加强中国地方鸡种资源的保持和长期利用尤为重要。
  • 摘要：目的：探究miR-142-3p在乳腺上皮细胞的调控靶点和作用机理.rn 方法：选择健康的妊娠期昆明小白鼠作为实验动物.在小鼠尾静脉注射miR-142-3p mimics和miR-142-3p inhibitor,研究其是否调节小鼠乳腺泌乳。实验检测了小鼠48h的泌乳量;qRT-PCR方法检测了靶基因Prlr的变化,蛋白免疫印迹技术检测miR-142-3p对PRLR及泌乳相关通路蛋白的影响;应用光学显微镜观察了乳腺组织的结构变化;通过免疫组化的方法对PRLR进行组织定位及半定量分析;使用TG试剂盒和乳糖检测试剂盒测定了甘油三酯及乳糖含量变化;应用乳品成分快速分析仪检测乳汁营养成分的含量变化.rn 结果与结论：miR-142-3p直接作用于Prlr后抑制乳腺泌乳，减少乳产量，并对乳营养成分乳蛋白和乳脂肪合成具有一定调节作用，但对乳糖的合成分泌无显著影响。
  • 摘要：酪氨酸酶(EC 1.14.18.1)是生物体合成黑色素的关键酶,与果蔬褐化、昆虫表皮鞣化、人体的色素障碍性疾病及恶性黑色素肿瘤的发生与治疗有重要关系.目前,酪氨酸酶抑制剂已被用于果蔬保鲜、化妆品中的增白剂、生物农药的杀虫剂添加物.对酪氨酸酶抑制剂的研究已引起国内外的广泛重视.肉桂酸(cinnamic acid)是一种天然提取物,安全无毒,主要用于香精香料、食品添加剂、医药工业、美容、果蔬防腐等方面.目前对肉桂酸及衍生物的研究包括了酪氨酸酶抑制剂、抑菌、抗氧化活性、果蔬保鲜、植物幼根的发育影响、抗癌等方面.以其一种衍生物4-乙氧基肉桂酸为效应物,以蘑菇酪氨酸酶为作用对象,研究其抑制作用及抑制机理.结果表明4-乙氧基肉桂酸对蘑菇酪氨酸酶具有抑制作用,属于可逆抑制,其使酪氨酸酶二酚酶活力下降50％的抑制浓度(IC50)为0.25mM,抑制类型表现为混合型抑制.
  • 摘要：在野外观察到水花生生境很广,从水生到中生到旱生,与之相应的是适应水生生活的须根也演变成适应旱生生活的又粗又长的肉质根,以利于保水和从土壤深处吸收水分.另外,水花生也能够在400mM的NaCl环境中生长,其抗盐能力超过大部分农作物.将水花生与水稻一起种植,进行干旱和盐处理,发现水花生具有比水稻更强的抗旱、耐盐性能.为比较水稻和水花生抗早抗盐差异的生化机制，测量了抗渗透物质和抗氧化酶。结果发现，在干旱、盐处理后，水花生体内脯氨酸(Proline)、超氧化物歧化酶(SOD) ,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)都仅比水稻高一点，而总抗氧化活性(T-AOC)却比水稻高出很多，这说明上述物质单独的作用很小，这一方面解释了过去转单独的一个上述基因效果不好的原因，另一方面提示今后在转基因育种时，尽量转信号传导上游的基因。rn 为克隆干旱、盐胁迫发生时水花生根部表达上调的基因，采用mRNA差异显示技术、末端快速扩增技术(RACE)扩增得到一个基因的全长，该基因被命名为ApCL，全长738 bp，开放阅读框501 bp,推导出的蛋白质有166个氨基酸组成，分子量16.7道尔顿。半定量PCR进一步证明该基因除了受干早诱导上调外，也受盐胁迫诱导上调。将该基因转入酵母，结果酵母的抗早抗盐性有所提高，所有这一切，都表明ApCL是一个抗旱、抗盐基因。
  • 摘要：RNA可变剪接是真核生物基因转录后表达调控的重要环节,可增加蛋白质的多样性与生物体的复杂性,对昆虫生理和细胞分化以及抗虫性等至关重要.其中RNA互斥可变剪接是一种最复杂的类型,其详细机制还有待研究.之前关于RNA二级结构对可变剪接影响的研究主要集中在RNA二级结构对剪接位点识别的调节上,通过比较基因组分析表明内含子顺式元件和RNA二级结构可以用来调控mRNA前体的可变剪接,并对RNA顺式元件与反式作用因子相互作用进行了研究,并应用CRISPR-Cas9技术研究Dscam基因互斥可变剪接的调控机制.
  • 摘要：白桦三萜类成分白桦脂醇、白桦脂酸及其衍生物在抗HIV病毒和抑制肿瘤方面具有显著的疗效.白桦各种三萜成分是以乙酰辅酶A原料经甲羟戊酸途径(MVA)在细胞质中合成,均来自共同的前体物质2,3-氧化角鲨烯,在不同三萜合酶基因的调控下,沿着各自的代谢方向进行生物合成,这就导致几种产物之间产生竞争同一前体,并相互抑制合成.rn 本研究利用同源序列PCR方法克隆获得白桦OSC-香树脂醇合酶新基因，暂命名BpDS，序列长度2636bp OSC基因，与日本白桦的一功能未知的OSC基因BPD相似度较高，为92%，与人参、辽东楹木、梅花等多种植物的Beta-香树脂醇合成酶(β-AS)氨基酸序列具有66%~71%的相似性。该基因开放读码框(ORF)序列长2211bp，编码736个氨基酸，第98~725 aa位置具有一个Isoprenoid_C2_like超家族，包含鲨烯环化酶结构域(SQCY_1)保守区和一个异戊烯转移酶和鲨烯氧化酶的重复序列，编码的蛋白为不稳定蛋白，具有亲水性。运用Blast2go分析结果显示，该蛋白参与五环三萜类化合物的生物合成，同时具有角鲨烯合成酶活性、分子内转移酶活性、异构酶活性催化活性。系统进化树分析显示BpDS编码的氨基酸序列同日本白桦OSC BPD(BAB83089.1)亲缘关系最近，而与其他物种的beta-香树脂醇合成酶的亲缘关系较远。白桦组培苗的根、茎和叶中BpDS基因的相对表达量结果显示，茎中BpDS基因表达量最低，根和叶中BpDS基因表达量分别是茎中BpDS基因表达量的4倍和3.5倍。表明，白桦BpDS基因的表达受季节、激素诱导调控，并具有组织特异性。将成功构建的白桦pBI1303-BpDS RNAi载体，通过根癌农杆菌介导的叶盘转化法遗传转化白桦无性系，初步筛选抗性植株20株，经PCR,Southern印迹鉴定和GFP荧光检测，确定获得4株转基因白桦组培苗。实时荧光定量PCR检测显示，转基因株系Y1和B3的BpDS基因表达量是对照的92%和58%，而BPY基因的表达量分别为对照的2%和9%。该研究结果为进一步通过基因工程手段对白桦三萜代谢途径遗传改良奠定了基础。
  • 摘要：干旱、盐碱等逆境胁迫是限制林木生长、发育和分布的主要环境因子,作为一种植物应激激素,ABA在干旱、寒冷、高盐等逆境胁迫响应中起重要的调节作用.以荒漠乔木胡杨为研究对象,对胡杨ABA信号途径中的重要因子进行挖掘与鉴定.从干旱和ABA处理的两种胁迫诱导cDNA文库中筛选出拟ABA信号通路中的调控因子,根据相似性比对,命名为PeHAB1,通过构建植物表达载体将PeHAB1在拟南芥中进行异源转化,发现过量表达PeHAB1导致转基因植物对ABA的敏感性降低,对水分胁迫的耐受力降低.由此推断，PeHAB1在胡杨中可能作为负调控因子调控ABA信号。进一步以PeHAB1为诱饵蛋白，在酵母文库中进行互作蛋白筛选，筛选出与PeHAB1拟相互作用的PYL家族成员，命名为PePYL4,PYL4隶属于PYR/PYL/RCAR家族，在拟南芥中该家族成员被鉴定为ABA受体。由此推断，胡杨中存在以PYL-ABA-PP2C为模式的ABA信号通路。为确定PYL-PP2C之间的互作规律，对PeHAB1的重要位点进行的突变，确定出决定PeHAB1-PePYL4互作的主要氨基酸位点。该研究为进一步解析胡杨这一高抗树种的ABA信号调控机制奠定了基础。
  • 摘要：簸箕柳为原产我国的小灌木,其枝条柔软、韧性强,为重要的条编用经济灌势.多倍体表型通常在一些性状上优于二倍体,具体表现在巨大性、抗性和一些生理、结构的变化.簸箕柳的多倍体具有巨大的开发潜力.本实验旨在筛选出适合的簸箕柳多倍体诱导的有效方法,以及建立簸箕柳多倍体的诱导体系.多倍体的诱导方法主要有化学、生物和物理方法，本实验探索了化学方法中的用秋水仙素处理簸箕柳茎段的产生多倍体的效果;生物学方法主要包括用秋水仙素和戊炔草胺处理花粉诱导产生二倍体花粉，并授粉到雌花芽上产生三倍体簸箕柳;以及分离出簸箕柳三倍体胚乳进行无菌培养得到三倍体簸箕柳。化学方法中用秋水仙素诱导能产生多倍体，但是对材料的毒害作用较大，产生了嵌合体。生物学方法中秋水仙素和戊炔草胺诱导簸箕柳花粉效果都比较明显，秋水仙碱虽然诱导2n花粉比率最高，但花粉量最少，戊炔草胺诱导加倍效果更好;由于胚乳较难剥离所以胚乳培养效果不佳。对于诱导产生的多倍体，主要采用流式细胞仪法进行鉴定，并在后期进行形态观测。
  • 摘要：杜仲为雌雄异株木本植物,具有重要的药用价值与经济价值,杜仲的利用价值因其植株性别而异,尤其是杜仲胶以及其它次生代谢产物在雌雄植株中存在差别.杜仲在开花前用形态学方法很难辨别其性别,而杜仲一般需要7年以上才能开花.为了加强对杜仲资源的有效保护和可持续利用,基于杜仲雌雄株转录组数据开发SSR标记,可为杜仲遗传多样性分析、分子标记辅助育种、性别鉴定和遗传图谱构建等奠定基础.
  • 摘要：黄曲霉毒素B1(AFB1)具有强烈的毒性和致癌、致畸和致突变性,是迄今发现的污染农产品毒性最强的一类生物毒素.猪作为国内养殖量与消费量最大的畜类动物,由于不可避免的饲料污染,极易遭受AFB1的毒害.细胞色素P450氧化酶(CYP)和黄曲霉毒素醛还原酶(AFAR)是AFB1在动物体内代谢的关键酶,分别在AFB1的活化和解毒过程中发挥至关重要的作用.目前，对于这两种关键酶识别和结合AFB1的机制缺乏深入了解。rn 首先利用原核系统表达纯化了猪CYP3A29.Fe2+-CO差光谱和尼福地平孵育实验证明其具有良好的结构和氧化活性。膜重构孵育实验证实3A29能氧化AFB1，形成AFB1-8,9-外环氧化物。这一结果表明重组猪CYP3A29具有体外活化AFB1的活性。利用定点突变和分子对接的方法进一步发现3A29主要通过Thr-309侧链与AFB1之间的氢键稳定AFB1在底物口袋的结合。与人CYP3A4不同，Phe-304侧链大的苯环对AFB1形成了空间位阻。而对于F304A，由于侧链的消失，AFB1与Ser-119形成了新的氢键，使结合更加稳定，对AFB的代谢活性增强。在AFB1的解毒代谢研究中，首次表达纯化了猪AFAR，该酶具有代谢2-羧基苯甲醛和琥珀酸半醛的活性。利用定点突变和分子对接证明Trp-266对于AFAR结合AFB1-二醛发挥关键作用。在M86A中，由于Met-86侧链的消失，Trp-266与AFB1分子形成了更为稳定的π-π作用，使突变体对AFB1一二醛的代谢增强。此外，结合口袋处的其它疏水氨基酸残基，如Trp-119和Ala-152等对于稳定AFB1-二醛的结合发挥辅助作用。研究对于理解猪肝脏关键代谢酶对AFB1的底物识别和结合的分子机制提供了重要参考。
  • 摘要：柞木醋液是一种将柞木材原料炭化、干馏过程中产生的气体混合物经冷凝回收分离获得的具有特殊烟熏味的有机混合物,其主要成分较为复杂,目前已从中鉴定出酸、酚、醇、酯、呋喃类等超过五百种成分.柞木醋液中水分含量占90％左右,有机酸通常占有机物含量的50％以上,其中乙酸含量最多.此外,柞木醋液中含有丰富的酚类物质,具有优良的抗氧化活性,可以提供为一种天然酚类物质资源.精制后的柞木醋液可作为抑菌剂、抗氧化剂、杀虫剂、植物生长调节剂等广泛应用于农药、食品等领域.从柞木醋液原液(WV)中富集酸类(WVAs)和酚类物质(WVPs),不仅可以使抗氧化和抑制酪氨酸酶能力大幅度提升,同时其抑制农业致病真菌的能力也得到极大提高.文中主要探讨了从柞木醋液中富集提取酸类、酚类等物质，并考察该类物质的理化性质以及对尖抱镰刀菌的抑制机理。
  • 摘要：树突状细胞(dendritic cell,DC)是人体内专职的抗原递呈细胞,连接固有免疫系统和获得性免疫系统.DC可以识别、捕获和加工抗原,并将抗原递呈给na(i)ve T细胞,激活抗原特异性的免疫反应.维吾尔药恰麻古具有滋阴润肺、治疗哮喘、慢性支气管炎、平喘、止咳等功效,也具有抗衰老,抗辐射等药理活性,但其对免疫系统的调节作用,尤其是对树突状细胞(DC)成熟及功能的作用有待研究.rn 文章以C57BL/6小鼠为实验动物，体外诱导培养DC，将恰麻古胶囊提取液(BRCE)以不同不同多糖浓度(<0.01,0.1,0.5,1 mg/mL)处理DC,12 h后，收集细胞，采用不同荧光标记的抗体进行染色，进行DC存活率及表型分析，FACSCalibur流式细胞仪(BD Biosciences)进行检测，F1owJo软件进行数据分析。结果发现，恰麻古胶囊提取液增强DC的成熟以及细胞因子表达水平，同时增强了DC刺激同种异体T细胞增殖的能力。这些结果说明，恰麻古可能是通过促进了DC的成熟及功能，从而增强了机体的免疫能力。
  • 摘要：目的：烟草赤星病是由腐生真菌链格孢菌(Alternaria alternata)侵染引起的,通过建立了野生烟草与链格孢菌相互作用的体系，深入探究烟草抵御链格孢菌的机制.rn 方法：利用实时荧光定量PCR的方法检测基因的相对表达量;利用病毒介导的基因沉默的方法沉默ethylene-insensitive 2(EIN2)蛋白。rn 结果：野生烟草在受真菌侵染后，植物中乙烯的合成关键酶基因1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶ACO和1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶ACS被上调表达(Figure 1)。实验表明，不能产生乙烯(ir-ACO)或者不能感知乙烯信号(Ov-etrl)的植物的抗性减弱(Figure 2)，这说明乙烯信号途径对于烟草抵御链格孢菌起着重要的作用。进一步的实验表明，与野生型的烟草对比，乙烯信号途径阻断的植物只能表达少量的scopoletin合成关键酶基因F6'H1，进而导致少量的抗菌化合物scopoletin的积累(Figure 3)，这说明乙烯信号途径与茉莉酸信号途径相互依存，共同调控scopoletin的合成，从而达到抵御真菌的作用。并且乙烯调控scopoletin这一过程是通过ethylene-insensitive 2(EIN2)蛋白介导的(Figure 4)。rn 结论:乙烯信号通路通过调控抗菌化合物scopoletin的合成，从而达到抵御营腐生性真菌侵染的目的。
  • 摘要：Cry1Ah蛋白对棉铃虫具有较高的杀虫活性(LC50=7.04 μg/g),但对家蚕表现为相对安全无毒(LC50＞500 μg/mL);Cry1Ai蛋白与Cry1Ah蛋白活性区域氨基酸相似性为84％,但对棉铃虫和家蚕的活性却与Cry1Ah蛋白相反,对家蚕高毒(LC50=5.25 μg/mL),对棉铃虫仅表现为体重抑制的作用.rn文中应用SPR技术分析昆虫BBMVs与CrylAh蛋白的结合情况；配体垂钓平台分Cry1Ah蛋白在棉铃虫和家蚕BBMVs上结合蛋白的差异；Ligand blot方法鉴定Cry1Ah蛋白与APN1的互作区域。结果发现，Cry1Ah蛋白DomainⅡ上loop 2与棉铃虫APN1的548-798位氨基酸区域结合，并决定其对棉铃虫的杀虫特异性。
  • 摘要：株高及籽粒都是水稻重要的农艺性状,与水稻产量密切相关.研究水稻株高及粒形对水稻的稳产及高产具有重要意义.创制及鉴定新的矮秆突变体,对进一步揭示水稻生长发育的分子调控机制具有重要意义.本研究利用甲基磺酸乙酯(Ethyl Methyl Sulfonate,EMS)诱变处理贵州地方稻种黎平杂边禾,建立黎平杂边禾EMS突变体库,从中筛选到的一份能稳定遗传的小粒矮秆突变体(暂命名为dwarf small seed-1,dss-1),对其表型、节间细胞结构、光合生理特性、对外源表油菜素内酯(BL)敏感性、BR相关基因表达及遗传特性等进行了分析.
  • 摘要：实验方法：基因敲除:构建同源重组质粒(同源左臂477bp,抗性基因(tet)1300bp,同源右臂471bp),以同源重组的原理进行木糖操纵子(xyl operon)的调控基因xylR的敲除.过表达:采用原核高效表达系统pGEX-4T-2,在Klebsiella oxytoca HP1中分别过表达K.oxytoca HP1木糖代谢途径中的两个过程酶-转醛醇酶(TAL,954bp)和转酮醇酶(TKL,1902bp),由IPTG诱导.rn 结果：经测序基因敲除菌株K.oxytoca HP1/△xylR，过表达菌株K.oxytoca HP1/TAL,K.oxytoca HP1/TKL均构建正确;经SDS-PAGE检测，TAL和TKL正确过表达，且最佳诱导条件为:300℃，IPTG=1.0 mmol/L。在纯木糖及混合糖发酵过程中，过表达菌株K.oxytoca HP1/TAL,K.oxytoca HP1/TKL在THY,THY和HYPM三大指标上与野生型K.oxytoca HP1相比，略有提高但总体幅度较小，说明过表达TKL和TAL并未有效地提高暗发酵木糖的产氢效率。然而，基因敲除菌株K.oxytocaHP1/△xylR相比于野生型K.oxytoca HP1在THY, THY和HYPM三大指标上有明显地提升，特别是在HYPM方面分别提高了17.86%(PG),91.21%(X/G(3:1)),78.00%(X/G(1:1))和44.62%(X/G(1:3)).rn 结论：xylR在K.oxytoca HP1的木糖操纵子中起负调控的作用，当其被敲除后，提高了木糖操纵子中的两个结构基因xylA(编码木糖异构酶)和xylB(编码木酮糖激酶)的表达水平，从而在很大程度上削弱了混合糖中葡萄糖抑制效应对木糖利用的阻遏，进而提高了混合糖的整体氢转化率。本研究对克服木质纤维素水解液暗发酵中的木糖利用率低的瓶颈，提高整体的暗发酵产氢效率具有重要的意义。
  • 摘要：实验方法:研究选取黑龙江省尚志市青山种子园中生长状况良好的24年生嫁接水曲柳为实验材料,通过对30株(雌雄各15株)个体的2年物候观察,确定出对极端气候及病虫害有较好抗性的雌雄各5株水曲柳进行其花发育过程中雌雄差异的研究.rn 结果与结论:在水曲柳花发育过程以及散粉受精时期低温胁迫过程中，雄花高含量的MDA、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白以及低温胁迫相关基因、DNA甲基化相关基因的表达说明水曲柳雄花在花发育和散粉阶段低温胁迫下比雌花受到更严重的氧化反应。雌花中高活性的SOD,POD,APX以及FmaCAT1的高表达为解释为何散粉后雄花快速凋谢提供初步证据，同时也进一步证明雌花发育需要更强的抗氧化酶系统以维持其胚胎生长。此外，在低温胁迫下，雌雄花的生理指标相关基因的表达分别在2-4 h以及8-10 h达到最大值，这个趋势推测雌花在双受精过程中对低温的响应更快于雄花。

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