拟南芥cDNA芯片和油菜-拟南芥比较作图相结合筛选甘蓝型油菜抗菌核病先验基因

以拟南芥cDNA芯片筛选核盘菌侵染时甘蓝型油菜的局部抗(耐)病相关基因, 共获得在病斑周围局部组织中受核盘菌胁迫后表达变化达2倍以上的基因61个. 这些基因中, 36个基因为上升表达, 25个基因为下降表达. RT-PCR和Northern杂交验证了部分芯片杂交筛选的结果, 表明拟南芥cDNA芯片可用于甘蓝型油菜基因转录谱的研究. 结合油菜-拟南芥基因组比较作图, 将一些cDNA芯片筛选得到的油菜菌核病抗性相关基因定位于甘蓝型油菜抗菌核病QTL区间内. 取定位于QTL峰值区域的少数基因为先验基因, 值得优先对这些基因进行深入研究.     

甘蓝型油菜BnMYC2基因克隆及对植物抗虫胁迫的研究

为了研究髓细胞组织增生蛋白(Myelocytomatosis protein,MYC2)基因与甘蓝型油菜抗虫性的关系,该研究从甘蓝型油菜恢复系R18中克隆获得BnMYC2基因的cDNA序列,并进行了基因表达及转化模式植物拟南芥的抗虫分析。生物信息学分析表明,BnMYC2基因gDNA不具有内含子结构,cDNA完整开放阅读框(ORF)为1 833 bp,编码610个氨基酸,推测BnMYC2基因位于甘蓝型油菜C6染色体上,具有bHLH型转录因子的保守结构域HLH。基因同源性分析结果表明,BnMYC2与拟南芥、甘蓝、萝卜的亲缘关系最近,氨基酸的相似度都在98%以上。组织特异性表达分析显示,BnMYC2在甘蓝型油菜的根、茎、叶、花、授粉后27 d的果荚和授粉后35 d的果荚中均有表达,且授粉后27 d的果荚中的表达水平最高。抗虫胁迫实验的结果显示,过表达BnMYC2拟南芥的抗虫基因VSP2的表达水平显著高于对照,推测甘蓝型油菜BnMYC2基因可能作为重要的调节因子参与虫害胁迫响应;MeJA诱导6 h后,VSP2基因在不同基因型拟南芥的表达量都明显增加,与诱导前相比差异显著,表明BnMYC2正向调...     

转辽宁碱蓬SlNAC4拟南芥差异表达基因分析

以实验室前期获得的转SlNAC4基因拟南芥(Arabidopsis thaliana)和野生型拟南芥为材料, 通过基因芯片技术检测其基因表达谱。结果表明, 与野生型拟南芥相比, 转SlNAC4基因拟南芥中差异表达的基因共有3 094个。 通过GO分析, 发现与非生物胁迫相关的差异基因共有195个, 与生长发育相关的差异基因共有47个, 其中包含MYB和WRKY转录因子基因。KEGG分析表明, 差异表达基因主要涉及植物激素信号转导和油菜素内酯合成等信号通路。进一步选择部分差异表达基因进行实时荧光定量PCR分析, 所得结果与芯片检测结果一致。该研究结果表明, SlNAC4可直接或间接地调控多个下游基因的表达, 进而调控植物的生长发育, 提高其抗逆性。     

甘蓝型油菜雌性不育突变体FS-M1乳突细胞的细胞学观察

雌性不育突变体FS-M1是从甘蓝型油菜(Brassica napus)品种宁油10号中发现的.为了从细胞学角度研究FS-M1的雌性不育机理,利用荧光显微镜、扫描和透射电子显微镜观察分析了FS-M1柱头乳突细胞的授粉行为和超微结构.结果表明:花粉粒能在FS-M1乳突细胞上附着和萌发形成花粉管,但花粉管无法穿越柱头乳突细胞;开花后的FS-M1乳突细胞迅速衰退而呈干瘪萎蔫状,在衰退过程中,FS-M1柱头乳突细胞的细胞器数量减少,细胞液泡化明显,高尔基体、内质网和线粒体等一些细胞器结构被逐渐破坏.因此,推测FS-M1的雌性不育性是由于柱头乳突细胞发育异常造成的.     

甘蓝型油菜PGK基因的克隆与表达分析

为研究甘蓝型油菜磷酸甘油酸激酶(PGK)基因表达特性,在对拟南芥PGK基因家族生物信息学分析的基础上,通过电子克隆方法获得3个甘蓝型油菜PGK基因(BnPGK1、BnPGK2、BnPGK3)。分别设计特异引物,以甘蓝型油菜雄性不育系09A和保持系09B的cDNA为模板克隆BnPGK基因全长序列。根据获得的cDNA序列设计实时荧光定量特异引物,采用实时荧光定量PCR技术,研究油菜雄性不育系与保持系PGK基因表达差异。结果显示:BnPGK基因在甘蓝型油菜雄性不育系09A和保持系09B的根、茎、叶、花蕾中均有表达,属组成性表达。除茎中的BnPGK3外,BnPGK其它基因在根、茎、叶中的表达均表现为09A高于09B,而在花蕾中均为09B高于09A,BnPGK1和BnPGK3在09B中的表达量是09A中的2倍以上。     

猪链球菌2型强毒株05ZYH33转录调控因子Rgg基因敲除突变体与野生株的基因表达差异分析

目的:为了解猪链球菌2型强毒株05Z33转录调控因子Rgg的调控作用,用基因芯片方法分析野生株与rgg基因敲除突变体之间的差异表达基因。方法:用猪链球菌2型全基因组序列点样制备芯片,将芯片运用于rgg敲除株与野生株的基因表达差异研究,采用定量real-time PCR(qRT-PCR)验证表达谱结果。结果:在突变体中共发现45个基因表达量变化在2倍以上,其中19个基因表达上调,26个基因表达下调。这些基因在细菌毒力、免疫抗原、DNA合成和修复、基础代谢和ABC转运系统等方面起着重要作用。结论:转录调控因子Rgg是一个全局调控因子,但rgg敲除后并不影响猪链球菌的毒力。     

酵母SOD1基因缺失突变体应答刚果红胁迫的转录组学分析（英文）

SOD1基因编码的铜锌超氧化物歧化酶是酵母细胞中最重要的抗氧化酶.前期研究发现,SOD1基因缺失(sod1Δ)导致酵母细胞对真菌细胞壁抑制剂刚果红(Congo red,CR)的敏感性增加,提示细胞抗氧化能力与细胞壁稳定性相关.本研究采用酵母全基因组表达谱芯片,比较了CR胁迫条件下,野生型酵母细胞和sod1Δ酵母细胞的转录表达谱.结果表明,与野生型酵母细胞相比,sod1Δ酵母细胞中260个基因发生了显著差异表达(140个基因表达上调、120个基因表达下调).随机选取12个差异表达基因采用定量PCR验证,结果与芯片分析结果一致.差异表达基因功能主要涉及细胞壁(几丁质合成)、细胞代谢、细胞防御(抗氧化和热冲击蛋白)、蛋白质合成以及大量功能未知基因.进一步研究发现,CR处理后,细胞壁几丁质含量和细胞内氧化应激指标丙二醛(MDA)含量在sod1Δ酵母细胞中显著升高,而在野生型酵母细胞中无明显变化,与芯片筛选差异表达基因的生物学功能分析结果一致.本研究提供了在全基因组水平上对SOD1基因与细胞壁应激反应之间关联的新认识.     

酵母SOD1基因缺失突变体应答刚果红胁迫的转录组学分析

SOD1基因编码的铜锌超氧化物歧化酶是酵母细胞中最重要的抗氧化酶. 前期研究发现,SOD1基因缺失(sod1Δ)导致酵母细胞对真菌细胞壁抑制剂刚果红(Congo red, CR)的敏感性增加,提示细胞抗氧化能力与细胞壁稳定性相关. 本研究采用酵母全基因组表达谱芯片,比较了CR胁迫条件下,野生型酵母细胞和sod1Δ酵母细胞的转录表达谱. 结果表明,与野生型酵母细胞相比,sod1Δ酵母细胞中260个基因发生了显著差异表达(140个基因表达上调、120个基因表达下调). 随机选取12个差异表达基因采用定量PCR验证,结果与芯片分析结果一致. 差异表达基因功能主要涉及细胞壁(几丁质合成)、细胞代谢、细胞防御(抗氧化和热冲击蛋白)、蛋白质合成以及大量功能未知基因. 进一步研究发现,CR处理后,细胞壁几丁质含量和细胞内氧化应激指标丙二醛(MDA)含量在sod1Δ酵母细胞中显著升高,而在野生型酵母细胞中无明显变化,与芯片筛选差异表达基因的生物学功能分析结果一致. 本研究提供了在全基因组水平上对SOD1基因与细胞壁应激反应之间关联的新认识.     

油菜种子发育早期的油体发生与调控

以甘蓝型油菜( Brassica napus L.)品种‘Westar’和‘Topas’为材料,通过超微结构观察和荧光定量PCR技术对油菜胚胎发育早期油体的发生、油体蛋白及脂肪酸合成转录因子基因的表达情况进行分析。结果显示:油体出现在油菜胚胎发育早期,在授粉9 ~ 11 d后(球形胚时期)的胚体和胚柄中均存在直径小于0. 5 μm的油体;荧光定量实验结果表明,除 BnCLO3 的表达量在整个胚胎发育阶段无明显变化外,其他油体蛋白基因 Oleosins 、 Steroleosins 和 BnCLO1 的表达量在心形胚时期就明显增多并持续增长;脂肪酸合成转录因子 BnLEC1 、 BnL1L 、 BnWRI1 和 BnFUS3 在胚胎发育阶段,基因表达规律均呈先上升再下降的趋势,但达到最高值的时间存在差异,其中 BnLEC1 最早, BnL1L 其次, BnWRI1 和 BnFUS3 较晚。研究结果表明甘蓝型油菜在球形胚时期出现油体,其结构蛋白和转录调控因子基因的表达自心形胚开始明显增多。     

甘蓝型油菜BnGOLS1基因启动子的克隆、序列分析及瞬时表达

以甘蓝型油菜‘德油五号’基因组DNA为模板,通过反向PCR扩增得到肌醇半乳糖苷合成酶基因（BnGOLS1）启动子片段,长度为827bp。PLACE和PlantCARE启动子预测工具分析表明：序列中含有TATA-Box、CAAT-Box等基本转录元件,以及ABRE、DRE、HSE、w-Box等顺式作用元件。将克隆得到的BnGOLS1启动子取代pBI121中的CaMV35S启动子,构建BnGOLS1启动子控制报告基因的GUS表达载体pBI-GS-GUS,通过农杆菌介导的方法在油菜组织中进行瞬时表达。GUS染色结果表明BnGOLS1启动子可以驱动GUS基因在油菜组织中的表达。     

盐胁迫下两个甜瓜品种转录因子的转录组分析

利用新一代高通量测序手段——转录组测序（RNA-Seq）技术研究在300 mmol.L-1NaCl胁迫下两个甜瓜（Cucumis melo L.）品种‘玉露’和‘冰雪脆’的转录因子基因表达变化。这两个甜瓜品种在叶绿素荧光参数上的差异表明其在盐胁迫下有不同的生理反应。转录组测序结果表明,盐胁迫与对照相比,‘玉露’共有属于19个转录因子家族的56个转录因子基因表达发生变化（在转录水平,属于7个转录因子家族的22个转录因子上调表达,属于14个转录因子家族的34个转录因子下调表达）。‘冰雪脆’有属于20个转录因子家族的47个转录因子基因表达发生变化（在转录水平上,属于5个转录因子家族的17个转录因子上调表达,属于17个转录因子家族的30个转录因子下调表达）。盐胁迫下,两个甜瓜品种差异表达的转录因子既表现特异性,也存在部分重叠。‘玉露’有29个转录因子特异响应,‘冰雪脆’有20个特异响应。盐胁迫响应重叠的转录因子有27个,其中9个上调表达,18个下调表达。采用实时荧光定量PCR对几个转录因子进行了盐胁迫下的表达检测,其趋势与转录组分析结果基本一致。     

小鼠不同细胞间组蛋白修饰变化对MafA基因转录表达的影响

目的通过比较不同细胞类型之间MafA基因转录起始区的组蛋白修饰差异,探讨组蛋白修饰对MafA基因转录表达的作用。方法采用染色质免疫共沉淀-实时定量PCR法检测小鼠胰岛素瘤β细胞（NIT-1）、NIH小鼠成纤维细胞（NIH3T3）及小鼠胚胎干细胞（mES）三者中的MafA和MLH1基因转录起始区组蛋白修饰（H3K4m3、H3K9m3和H3乙酰化）的状况。同时采用实时定量RT-PCR检测上述三种细胞各基因mRNA表达水平。分析基因的H3K4m3、H3K9m3和H3乙酰化修饰与基因表达之间的相互关系。结果 （1）以mES细胞为参照,NIT-1细胞MafA基因的转录起始区的H3K4m3修饰水平明显增高（P〈0.05）,H3K9m3修饰水平明显降低（P〈0.05）;NIH 3T3细胞MafA基因的转录起始区的H3K9m3修饰水平明显增高（P〈0.05）,H3K4m3修饰水平明显降低（P〈0.05）;（2）MafA基因的仅在NIT-1细胞表达,其表达与H3K4m3修饰存在直线相关（相关系数0.995）;与H3K9m3修饰存在直线负相关（相关系数-0.751）;（3）管家基因MLH1的表达与所检测组蛋白修饰无相关性。结论 H3K9m3与H3K4m3修饰能相互协调,共同调控MafA基因的表达,对胚胎干细胞向β细胞分化具有重要的意义。     

四种启动子调控RFP报告基因在家蚕细胞(Bm-e-HNU5)内的瞬时表达

以红色荧光蛋白基因（RFP）为报告基因,构建含4种不同启动子的重组表达质粒,用脂质体介导法转染家蚕Bombyx mori细胞（Bm-e-HNU5）,观察家蚕细胞质肌动蛋白4基因启动子（A4）、α微管蛋白基因启动子（α-tub）、蚕丝心蛋白重链基因启动子（Fib）和家蚕核型多角体病毒早期即刻蛋白基因启动子（IE）4种启动子调控RFP报告基因在家蚕细胞内的瞬时表达情况。构建的重组表达质粒pDsRed-α-tub、pDsRed-A4、pDsRed-IE和pDsRed-Fib经双酶切和PCR鉴定正确无误。转染和转录实验结果表明,除了pDsRed-A4外,其他3种重组质粒在Bm-e-HNU5细胞中都得到高转染率,α-tub、IE和Fib可依次增强RFP报告基因在家蚕细胞内的瞬时表达活性。     

血管内皮细胞生长因子启动子突变体萤光素酶报告基因载体的构建

目的：构建含有不同片段血管内皮细胞生长因子（VEGF）基因的启动子的萤光素酶报告基因载体,并定位缺氧诱导因子1a（HIF-1d）结合VEGF启动子的区域。方法：以VEGF全长启动子为模板,PCR扩增VEGF启动子的不同片段,插入萤光素酶报告基因载体pGL4-basic,确定所扩增的DNA序列后,将其与HIF-1a表达载体共转染293T细胞,定位HIF-1a结合VEGF启动子的区域。结果：测序结果表明扩增的不同片段的VEGF启动子序列正确;萤光素酶活性实验表明,-1128～-728bp片段是HIF-1a与VEGF相互作用激活VEGF启动子转录活性的区域。结论：克隆了VEGF启动子5’端缺失突变体报告基因表达载体,为调控VEGF表达的转录因子的筛选及功能研究打下了良好基础。     

白细胞介素-1通过JNK信号通路调控Schlafen2基因的表达

目的：在多效生长因子（Ptn）基因稳定沉默的小鼠胚胎成纤维细胞Ptn-siRNA B/MEF241中,研究白细胞介素-1（IL-1）调控Schlafen2（Slfn2）基因表达的机制。方法：应用Northernblot检测Ptn沉默细胞Ptn-siRNAB/MEF241处于不同生长密度时Slfn2基因的表达变化,以确定Ptn沉默细胞中Slfn2基因的表达是否受到某种分泌性细胞因子的调控;用不同浓度的IL-1α中和抗体及IL-1受体拮抗剂处理Ptn沉默细胞,通过Northern blot检测细胞内Slfn2表达的抑制情况;用不同浓度的IL-1α中和抗体及IL-1受体拮抗剂处理Ptn沉默细胞不同时间,通过Western blot检测细胞中JNK磷酸化水平;Northern blot检测SP600125（JNK/MAPK通路抑制剂）对Ptn沉默细胞中Slfn2基因表达的影响。结果：Ptn沉默细胞中Slfn2基因的表达水平同细胞密度相关;用中和抗体和受体拮抗剂阻断IL-1通路,Slfn2表达受到显著抑制;IL-1受到抑制会影响JNK通路的活化;阻断JNK通路,Slfn2的表达受到显著抑制。结论：IL-1可以通过JNK通路诱导Slfn2的表达。