家蝇幼虫消减文库的构建及差异表达基因的鉴定

为了鉴定家蝇Musca domestica免疫相关基因,应用抑制性消减杂交技术,构建刺激家蝇幼虫差异表达cDNA消减文库。以大肠杆菌Escherichia coli和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus诱导12 h的家蝇幼虫与未诱导的家蝇幼虫为消减杂交对象,获得了差异表达基因的cDNA片段,将其与T/A载体连接并转化大肠杆菌DH5α,构建了刺激家蝇幼虫cDNA消减文库。PCR检测发现,文库的阳性克隆中插入的cDNA片段大小在200~1 000 bp之间,随机挑选了161个含大小不等差异片段的克隆进行测序和同源性分析,鉴定了36种蛋白的基因片段,包括抗菌肽、酶、核糖体蛋白、其他功能蛋白以及功能不明的蛋白。用半定量RT-PCR分析了其中6种蛋白基因的表达,结果显示：防御素和攻击素基因在细菌刺激后24 h内明显上调表达,而溶菌酶、酚氧化酶原活化因子、糜蛋白酶和蛋白质合成起始因子基因在细菌刺激后0-4 h内表达受抑制,12 h后上调表达。该研究结果为家蝇免疫相关基因的克隆和家蝇免疫防御机制的探讨奠定了良好的基础。     

家蝇伴侣蛋白CCTδ基因克隆、序列分析及表达模式的研究

旨在对家蝇伴侣蛋白CCTδ基因进行c DNA克隆、序列分析,并对其时空表达模式进行初步探索。采用EST测序技术从已构建的家蝇幼虫c DNA质粒文库中筛选到家蝇CCTδ基因,以该基因的c DNA文库质粒为模板,通过PCR的方法进行扩增。运用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白进行结构与功能分析,构建系统进化树。取家蝇不同生活史时期虫体(卵、各龄幼虫、蛹、雄雌成虫),3龄幼虫不同组织部位(体壁、气管、唾液腺、脂肪体、马氏管及中肠),采用实时荧光定量PCR分析CCTδ基因在家蝇不同发育阶段和组织部位的表达情况。结果显示,经PCR扩增后,得到了1 600 bp左右的特异性家蝇CCTδ基因片段;CCTδ基因ORF全长1 602 bp,编码533个氨基酸,理论分子量57.16 k D,等电点为7.50;二级结构主要以α-螺旋和不规则卷曲为主;进化树分析显示其具有较好的保守性,与中华按蚊的遗传距离较近。时空表达谱显示:该基因在家蝇不同发育时期均有表达,以蛹期表达量最高;在3龄幼虫不同组织中,以气管表达量最高。成功克隆了家蝇CCTδ基因并初步探索了其时空表达模式。     

家蝇核糖体蛋白S18基因的克隆及表达模式研究

旨为证实核糖体蛋白S18(Ribosomal protein S18,RPS18)基因在家蝇体内的表达稳定性。从构建家蝇幼虫c DNA文库中筛选到核糖体蛋白S18基因,以c DNA为模板,通过PCR扩增,获得RPS18基因完整编码序列(登录号:KT006855),运用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白进行预测和分析。构建p ET28a/RPS18重组质粒,转化到大肠杆菌Transetta(DE3)中进行诱导表达及蛋白纯化,制备多克隆抗体并进行抗血清特异性分析。应用RT-PCR、q PCR及Western-blot从转录、翻译水平上分析RPS18基因在家蝇不同发育时期和三龄幼虫不同组织中的表达情况。结果表明,RPS18基因ORF全长459 bp,编码152个氨基酸,理论分子量为17 590.5 Da,等电点为10.48;将构建的重组质粒转入大肠杆菌Transetta(DE3)中,纯化得到RPS18蛋白;将该纯化蛋白免疫大白兔获得多克隆抗体,His单抗鉴定及抗血清特异性分析显示,其均可见单一条带;RT-PCR、q PCR及Westernblot分析表明,RPS18基因在家蝇不同发育时期及幼虫不同组织均能够稳定表达;综合分析表明,该基因在家蝇不同发育时期及幼虫不同组织均保持较好的表达稳定性。     

家蝇抗菌肽基因的表达模式研究

本研究曾报道过家蝇生长过程中的3个基因attacin, defensin, cecropin的转录体. 通过运用实时定量PCR定量分析家蝇不同发育阶段和诱导后不同时间点的三龄幼虫mRNA水平, 结果显示3个基因在三龄幼虫和成虫期转录水平较高. 同时分析发现, 在诱导后mRNA水平显著增加, 3个抗菌肽基因在敏感菌诱导后转录水平相对诱导前分别有cecropin 805倍、attacin 1009倍、defensin 2500倍的增强. 结果提示, 家蝇抗菌肽基因的转录在不同发育阶段和诱导后的不同时期是有差异的.     

降低mRNA差异显示技术假阳性率的一种方法

为了探讨降低mRNA差异显示技术假阳性率的方法 ,进一步提高此技术的可靠性 ,提取了手术切除肝癌及非癌肝组织成对标本的总RNA ,逆转录获得cDNA片段 ,以mRNA差异显示方法筛选差异表达基因 ,选取较明显的一条差异表达条带 ,行进一步PCR扩增 .分别对PCR产物及其经TA克隆后随机挑选的 6个单克隆质粒DNA进行序列分析 ,并通过GenBank BLAST数据库进行序列的同源性比较 ,以Northern杂交予以来源确认 .自 72 0余条扩增条带中共选出 2 8条差异条带 .序列分析及同源性比较表明 ,所选择条带的PCR产物为一可能的新基因片段 ;而随机选择的 6个TA克隆质粒DNA中 ,有 4个为同一已知基因片段 ,一个为另一已知基因片段 ,一个为一可能的新基因片段 .同源性比较表明 ,PCR产物直接测序所得序列与TA克隆质粒DNA的 6个片段不具同源性 .结果表明 ,mRNA差异显示条带可能由 1条以上分子量相似的片段构成 ,直接对PCR产物行序列分析并以其为探针进行Northern杂交 ,是导致出现假阳性片段的原因之一 .将PCR产物进行TA克隆 ,对单克隆质粒DNA进行序列分析并以其为探针进行Northern杂交 ,可能是解决此问题的一种较好方法 .     

不同诱导条件下家蝇(Musca domestica)三龄幼虫免疫相关基因的表达研究

旨在研究在不同诱导条件下家蝇三龄幼虫先天性免疫基因的表达情况。采用冷刺激、热刺激及革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌注射诱导12 h后提取家蝇三龄幼虫总RNA。根据GenBank公布的家蝇磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)基因、攻击素(Attacin)、天蚕素(Cecropin)、防御素(Defensin)、双翅肽(Diptericin)、溶菌酶(Lysozyme)、热休克蛋白(Heat shock protein,HSP)及家蝇抗真菌肽(MAF-1)基因序列进行RT-PCR反应,以GAPDH基因为内参照,分析在不同诱导条件下家蝇三龄幼虫先天性免疫基因的表达情况。结果显示,不同条件诱导下,家蝇免疫相关基因表达显现较大差异,微生物诱导比物理刺激诱导后家蝇免疫相关基因表达水平高;真菌、阳性菌诱导后家蝇免疫相关基因表达量最高,阴性菌次之;冷刺激诱导最低。微生物及物理刺激均能激活家蝇的免疫系统,在不同条件刺激下,家蝇幼虫机体免疫应激反应不同。     

家蝇C-型凝集素的克隆与功能分析

【目的】从家蝇Musca domestica中克隆一种C-型凝集素(C-type lectin)基因,并分析其在家蝇免疫过程中的功能。【方法】根据家蝇转录组信息,克隆了一条C型凝集素基因,将其命名为Mdlectin-C1。构建Mdlectin-C1的原核表达载体,在大肠杆菌Escherichia coli中表达并纯化r Mdlectin-C1蛋白,制备多克隆抗体。利用实时定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)及Western blot技术对家蝇不同发育阶段和细菌感染前后Mdlectin-C1的表达水平进行检测。运用RNAi技术敲低家蝇1龄幼虫Mdlectin-C1基因表达,然后进行细菌刺激并观察幼虫存活率变化。【结果】Mdlectin-C1 c DNA包含一个546 bp完整开放阅读框,编码181个氨基酸残基,所推导多肽N端包含由21个氨基酸残基组成的信号肽,成熟肽中含有一个保守的碳水化合物识别结构域(carbohydrate-recognition domain,CRD)。qRT-PCR及Western blot结果显示,家蝇从1龄幼虫到蛹的发育过程中,Mdlectin-C1表达量逐步上升,蛹期达到最大值。在革兰氏阴性菌大肠杆菌E.coli和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus刺激后,家蝇2龄幼虫Mdlectin-C1均上调表达,并分别在36和3 h时达到最高值。利用RNAi技术成功敲低Mdlectin-C1表达。对Mdlectin-C1基因敲低的1龄幼虫进行细菌刺激,敲低实验组幼虫存活率显著低于正常对照组。【结论】Mdlectin-C1可能参与家蝇抗菌免疫应答,并在此过程中具有重要作用。     

小麦抗叶锈近等基因系TcLr38抗病相关基因片段的分离

利用差异显示技术,分析小麦TcLr38受小麦叶锈菌诱导的mRNA表达丰度差异,获得了136条差异条带。对136条差异条带进行了回收、重扩增和反向Northern杂交检测,获得一条杂交信号阳性的片段,对该片段进行克隆、测序,该片段长度为425bp。在GenBank中进行Blast比对分析,与普通小麦(Triticum aestivum)同源性较高,并且与小麦抗盐cDNA序列也有较高的同源性;在GrainGenes中进行Blast比对,与小麦的远源亲本粗山羊草(Aegilops tauschii)、栽培一粒小麦(T.monococ-cum)和普通小麦具有较高同源性。利用SegMan软件进行电子克隆延长该片段,未找到与其相符的重叠群。因此确定该片段为TcLr38的cDNA片段,并初步推测该片段可能为一小麦抗病相关基因片段。     

利用荧光差异显示技术分离的家蚕抗NPV相关基因s3a

通过荧光差异显示技术,分析了家蚕Bombyx mori对BmNPV抗性品系NB、感性品系306和近等基因系306NNZZ添毒和未添毒处理区的基因表达的差异。根据差异显示的结果克隆了一条702 bp长度的cDNA片段,并用Northern blot进行了验证。该序列经过NCBI EST库的同源性比较获得了电子延伸。延伸后的序列用特异引物进行RT-PCR扩增获得了一条782 bp的序列,拼接后基因cDNA序列全长为827 bp,推导的氨基酸序列与草地夜蛾Spodoptera frugiperda S3A同源性最高达97.7％;其次是烟芽夜蛾Heliothis virescens S3A,同源性为94.0％;与黑腹果蝇Drosophila melanogaster S3A同源性为75.3%。比较结果显示这是一个新的家蚕基因,定名为家蚕s3a基因。本实验获得的s3a基因在家蚕感性和抗性品系以及添毒处理和未添毒处理中都具有差异表达,其中在抗性品系和近等基因系中的表达高于感性品系,在添毒处理中的表达高于未添毒组。因此推测它是一个与家蚕抗BmNPV相关的新基因。     

用mRNA差异显示法分离冷胁迫香蕉幼苗叶片内水杨酸诱导表达的基因

用mRNA差异显示法对7℃低温胁迫3 d后的香蕉幼苗叶片进行研究,回收了18条在低温下水杨酸(salicylic acid,SA)诱导的差异带;反向Northern杂交证明,SA在低温胁迫下能诱导7条差异带高表达.对其中最显著表达的两条差异带(G和A)进行克隆和测序,结果显示,G片段序列与大豆在冷胁迫环境下两个高表达基因片段的部分序列有92%同源性;A片段未发现其同源性基因片段.     

基因芯片技术筛选家蝇抗菌肽相关基因

用生物学软件对GenBank中部分昆虫抗菌肽基因编码区保守域设计探针, 用直接点样法将探针点印在特制玻片上构建寡核苷酸(Oligonucleotide, oligo)探针微阵列; 提取诱导后24 h的家蝇三龄幼虫脂肪体总RNA, 逆转录成cDNA并标记上荧光标记物Cy3, 与构建的oligo探针微阵列杂交, 经洗片、扫描处理后进行数据分析。结果在两次重复实验中均检测到有效杂交信号的基因点有15个(不包括阳性对照基因), 为进一步发现其新基因提供了依据。     

家蝇抗菌物质的诱导

针刺损伤诱导的家蝇三龄幼虫免疫血淋巴对动、植物病原菌有广谱的抗菌活性,同时,未经诱导的家蝇幼虫也具有抗菌活性。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳分析表明：外源诱导能增强原有抗菌物质的表达量,并能激活新的蛋白产生。家蝇免疫血淋巴中的抗菌物质具热稳定性和耐冷冻贮藏的特性     

家蝇卵黄蛋白基因的克隆与结构序列分析

家蝇卵黄蛋白基因编码的卵黄蛋白是家蝇胚胎发育的重要营养来源 .根据 3种家蝇卵黄蛋白cDNA保守序列设计引物 ,用PCR技术从家蝇基因组DNA中扩增到大小为 76 8bp的mdYP1基因的部分DNA片段 .经地高辛标记成特异性探针 ,从构建的家蝇基因组文库中筛选出一个阳性克隆 ,并从该克隆中分离到大小为 3991bp的mdYP1基因组基因 .序列分析显示 ,该基因组序列含有约1 6kb的 5′ 上游区和 1 0kb的 3′ 下游区 ,编码区由一个 6 1bp的内含子和大小分别为 2 2 2bp和10 2 8bp的 2个外显子组成 .5′ 上游区含有典型的CAAT TATA盒 .     

家蝇气味结合蛋白基因cDNA片段的克隆与序列分析

根据同源性设计特异性引物,采用RT-PCR方法扩增出了家蝇Musca domestica 2种气味结合蛋白基因cDNA片段,大小分别为381 bp和353 bp,分别命名为MdomOBP1(GenBank登录号：AY730350)和MdomOBP2(GenBank登录号：AY730351)。测序分析结果表明,它们具有气味结合蛋白的标志性结构域。对这2个片段推导的氨基酸序列进行同源性分析,结果表明两者与已报道的双翅目昆虫的气味结合蛋白的同源性分别达57%～88% 和52%～91%。     

家蝇溶菌酶MDLZM2基因的克隆、序列分析及原核表达

对家蝇溶菌酶(Musca domestica lysozyme,MDLZM2)基因进行克隆、序列分析,构建原核表达载体并在大肠杆菌中表达。从Gen Bank家蝇基因组中筛选获得MDLZM2基因。以该基因的序列设计引物,进行PCR扩增,测序分析获得该基因完整编码序列。运用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、信号肽、二级结构、三级结构和保守结构域等方面进行预测和分析。构建p EASY-E1-MDLZM2重组质粒,转化到大肠杆菌BL21(DE3)p Lys S Chemically Competent Cell中进行诱导表达及纯化。结果表明MDLZM2基因ORF全长552 bp,编码183个氨基酸,理论分子量21.2 k Da;等电点为6.13,具有Lysozyme家族的蛋白保守结构域。成功构建重组原核表达p EASY-E1-MDLZM2并诱导表达、纯化重组蛋白,为进一步研究该蛋白的生物学及免疫学活性奠定了基础。     

Regional distribution and substrate specificity of digestive enzymes involved in terminal digestion in Musca domestica hind-midguts.

One membrane-bound alpha-glucosidase and two soluble alpha-glucosidases were isolated from homogenates of the hind-midgut, the main digestive region in Musca domestica larvae. The membrane-bound alpha-glucosidase and the low-Mr soluble alpha-glucosidase hydrolyze maltopentaose better than maltose, maltotriose, and maltotetraose, the reverse being true for the high-Mr soluble alpha-glucosidase. A membrane-bound glucoamylase previously described in Musca domestica midgut was shown by gradient centrifugation and dialysis against EDTA to result from the combined action of an amylase and an alpha-glucosidase. The determination of amylase, alpha-glucosidases, soluble and membrane-bound carboxypeptidase A, membrane-bound aminopeptidase and dipeptidase along the tissue and luminal contents of the hind-midgut is described. The data support a proposal concerned with how starch and protein are digested in Musca domestica larval hind-midguts and where and how midgut glycosidases and peptidases are secreted.     

A Musca domestica satellite sequence detects individual polymorphic regions in insect genome.

A recombinant plasmid, pHMd.24, was constructed which contains an array of a 24 bp sequence from the genome of the Musca domestica. This sequence hybridizes to sites occurring at various genomic locations in different housefly strains. The pHMd.24 insert has a structural organisation similar to satellite DNA sequences and hybridizes to homologous repeated sequences representing a small fraction of the M. domestica genome. Interestingly, this clone reveals polymorphic fragments from DNA isolated from single houseflies, thus generating an insect DNA fingerprint. In addition, the segregation of the fragments detected by hybridisation in a M. domestica pedigree indicates a transmission that follows mendelian inheritance.     

滞育家蝇幼虫氨基酸、SOD、CAT的变化

目的 观察家蝇幼虫滞育前后血淋巴中氨基酸、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的变化,探讨家蝇幼虫滞育发生的生化机制.方法 低温诱导家蝇幼虫滞育,氨基酸自动分析仪测滞育组及非滞育组血淋巴氨基酸含量;紫外分光光度计测滞育组及非滞育组家蝇幼虫血淋巴SOD、CAT含量.结果 除滞育20 d组家蝇幼虫血淋巴内胱氨酸较非滞育组升高外,各滞育组家蝇幼虫血淋巴内氨基酸含量均低于非滞育组;各滞育组SOD、CAT均低于非滞育组,随着滞育时间的延长SOD、CAT含量逐渐增高.结论 家蝇滞育幼虫体内各氨基酸含量减少,SOD、CAT活力降低.     

家蝇幼虫血细胞类型及免疫功能的初步研究

目的用不同方法观察家蝇3龄幼虫血细胞的形态,并对血细胞进行分类和免疫功能研究,为昆虫血细胞形态、分类及免疫研究提供实验依据。方法 (1)应用姬氏染色结合相差显微镜及荧光染色方法观察家蝇3龄幼虫血细胞形态,并对家蝇3龄幼虫血细胞进行分类;(2)观察家蝇3龄幼虫感染大肠杆菌后不同时间血细胞总数(THC)、各类血细胞数量(DHC)及形态的变化;(3)应用倒置显微镜观察家蝇3龄幼虫离体血细胞感染大肠杆菌后的形态变化;(4)采用酶细胞化学技术测定感染前后家蝇3龄幼虫血细胞中ACP、POD活性的变化。结果 (1)家蝇3龄幼虫血细胞可分为原血胞、浆血胞、粒血胞、珠血胞、类绛血胞5类,其中浆血胞又分为大核浆血胞和小核浆血胞两种;(2)感染后各时间组血细胞总数、浆血胞和粒血胞数量均显著升高,且浆血胞和粒血胞聚集成堆,出现细胞变形、空泡等形态变化;感染后16h、24h组的珠血胞数显著升高;原血胞和类绛血胞数量和形态无明显变化;(3)家蝇幼虫离体血细胞感染大肠杆菌后粒血胞周围见大量细菌聚集,浆血胞、粒血胞聚集成团将细菌包裹形成包囊,未见原血胞、珠血胞、类绛血胞形态的变化;(4)感染后浆血胞和粒血胞中ACP、POD的活性增强,感染前后原血胞、珠血胞、类绛血胞中均未见ACP、POD的阳性反应物。结论通过3种方法能很好地将家蝇3龄幼虫血细胞分为5类,其中浆血胞和粒血胞是家蝇幼虫参与免疫反应的主要细胞类型,珠血胞不参与感染后的早期细胞免疫反应。