非结构蛋白在非洲猪瘟病毒感染中作用

非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)感染引起的一种急性、出血性猪传染病,给疫情发生国家(地区)的养猪业造成重大经济损失.ASFV为双股DNA病毒,基因组含有150～167个开放阅读框(ORFs),可编码150～200种蛋白质,其中非结构蛋白有100余种.ASFV编码的酶、转录因子、调节宿主细胞功能蛋白和病毒免疫逃逸相关蛋白等作为重要的非结构蛋白,在病毒核苷酸代谢、DNA复制、修复、转录、蛋白修饰以及病毒与宿主细胞相互作用等过程中发挥重要作用,但仍有许多非结构蛋白的功能尚不明晰.因此,本文综述了 ASFV非结构蛋白在病毒感染中的作用,以期为ASFV非结构蛋白的进一步研究提供参考.     

杂交兰花色花香生物合成途径的转录组分析

该研究以杂交兰(Cymbidium hybrid)不同花色花香品种‘玉凤’(K18,黄色)和‘福韵丹霞’(K24,紫红色)为材料,采用RNA-Seq技术获得杂交兰不同花期的花朵转录组数据,分析杂交兰不同时期花色/花香相关基因的表达变化,探讨杂交兰花色花香形成的分子机理,为杂交的定向改良和新品种选育提供依据。结果表明:(1)K18和K24分别获得11914和6793个差异表达基因;KEGG注释显示,有58个差异基因与花色花香合成相关;进一步分析发现,类黄酮是K18和K24的主要花色素,其合成基因在小花蕾期显著上调,其中K18通过查尔酮异构酶基因(CHI)、类黄酮-3′,5′羟化酶基因(F3′5′H)和黄酮醇合酶基因(FLS)途径生成黄酮醇,K24则通过花青素合成酶基因(ANS)途径生成花青素。(2)qRT-PCR验证表明,萜类骨架基因羟甲基戊二酰辅酶基因(HMGS)、羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(HMGR2)和甲羟戊酸-5-焦磷酸合酶基因(MVD)等的表达量均在K18盛花期最高,同时6个下游的萜烯合酶(TPS)基因在K18中表达量比K24上调100倍以上。(3)定量分析表明,K24、K18中的花色素苷总含量分别为608.74、122.28μg·g-1,K18花色苷含量仅为K24的20%;K24花中色素物质主要成分为矢车菊素苷,使其花色呈红色;K18中飞燕草素苷含量相对较高(花色为黄色)。研究推测,ANS基因的较高表达可能是K24花瓣中花色苷含量高于K18的原因之一,K18通过CHI、F3′5′H、FLS途径积累了大量黄酮醇而不是花青素,从而影响了花朵颜色的决定。     

水稻长日照开花因子Lfm1的图位克隆

开花期是水稻最重要的农艺性状之一,水稻的花期决定着水稻的地区适应性和最终产量。人工选择使水稻从短日照向长日照、低纬度向高纬度扩张,因此水稻已逐渐进化出适应长日照条件下的开花调控机制。目前,虽然鉴定了一些影响水稻长日照的开花基因如SDG724、RFT1、EHD4、DTH2,但是挖掘水稻长日照开花基因还十分有限。本研究通过筛选水稻突变体库,获得一批在长日照下花期有显著差异的突变体材料,其中一份突变体lfm1(late-flowering mutant1),在长日照条件下开花延迟,在短日照条件下开花时间正常。通过图位克隆,将Lfm1基因初定位至第8染色体端粒附近。进一步的精细定位将Lfm1基因定位于分子标记8-0.269和与8-0.283之间,范围为12 kb,该区域包括3个候选基因。经测序分析发现,在突变体lfm1中,LOC_Os08g01420基因的第六外显子2800处缺失9个碱基,突变体lfm1等位于已报道的突变体ehd3。在适度(中日照条件下,~12 h/12 h)的光照条件下,突变体lfm1表现为穗粒数增多,生育期略延长,具有应用于生产的潜力。Lfm1基因的克隆为培育适应不同生态区域的水稻材料提供了重要的基因资源。     

南疆三地棉铃虫田间种群对Bt棉的抗性频率监测

为了监测南疆主要Bt棉区棉铃虫田间种群对Bt棉的抗性频率,分别采集库尔勒、阿克苏、泽普三地的棉铃虫单雌系,以Bt毒蛋白作为人工饲料,采用单雌系F1代法进行棉铃虫田间种群抗性个体检测.本文从库尔勒、阿克苏、泽普三地分别筛选了57个、106个、92个棉铃虫单雌系.三地棉铃虫单雌系幼虫在正常饲料和Cry1Ac饲料上的平均发育级别呈线性相关,相对平均发育级别平均值分别为0.5210、0.4935、0.4623,无≥0.8的个体,估测南疆三地棉铃虫种群的Bt抗性基因频率均小于0.001.泽普玉米种植比例较高,可有效稀释棉铃虫种群的Bt抗性基因,因此泽普的棉铃虫种群敏感度最高.本研究可为新疆Bt棉区棉铃虫的抗性治理提供科学依据.     

采用数据挖掘技术对湖北省人类狂犬病开展生物信息学研究

狂犬病作为一种急性人畜共患疾病,其致死率接近100%。而湖北省作为我国中部狂犬病高发地之一,开展该省狂犬病的流行病学调查不仅有助于了解我国当前面临的狂犬病疫情风险,还能为当地及全国狂犬病防控工作提供有效的参考意见。首先运用描述性分析发现湖北省狂犬病发病人数随时间呈下降趋势,而狂犬病暴露人数则呈上升趋势,且近年来中西部地区狂犬病发病人数较东部地区略为突出,而男性狂犬病发病人数明显多于女性,且中老年群体感染人数多。同时,利用时间序列方法对狂犬病发病与暴露人数的时间序列数据予以分析,证实二者存在季节周期性且具有一定互相关性。研究所构建的风险模型预测未来三年狂犬病发病人数呈稳定趋势,但狂犬病暴露人数却会增加。然后,通过面板回归与差异显著性分析,发现湖北省的狂犬病年发病人数受到人口、GDP、气温和降水的综合影响,且不同海拔和坡度地区的狂犬病发病人数具有显著性差异。最后,讨论了研究存在的局限性以及未来的研究方向。     

浙江省甘薯种质资源的品质鉴定与聚类分析

开展甘薯种质资源的品质鉴定评价,可以系统地了解种质的营养价值、食用品质和加工性能,为甘薯生产的品种选择和种质资源的育种利用提供依据。对2017-2019年浙江省第三次全国农作物种质资源普查与收集行动中征集的62份甘薯种质进行了干物率、胡萝卜素含量、生薯和熟薯可溶性糖含量以及食味的测定,并进行了品质性状的主成分和系统聚类分析。结果表明,在参试种质中,有高干物率品种24份,胡萝卜素含量≥5 mg/100 g·FW的品种5份,生薯可溶性糖含量超过水果甘薯六十日的品种7份,熟薯麦芽糖含量超过迷你甘薯心香的品种6份。生薯和熟薯均含有果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖。在生薯中蔗糖含量最高,平均含量为27.00 mg/g·FW,占可溶性糖的47.49%。在熟薯中麦芽糖含量最高,麦芽糖与可溶性糖含量高度相关(r=0.925)。食味与熟薯可溶性糖和还原糖含量、胡萝卜素含量呈极显著正相关,与生薯可溶性糖含量呈显著正相关。主成分F1、F2、F3、F4分别与食用品质、淀粉和油炸薯片加工性能、蔗糖含量有关,可以代表94.15%的甘薯品质变量信息。系统聚类分析表明,参试种质的品质类型可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个类群和Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅲ-1、Ⅲ-2 6个亚群,依用途可以简要归类为:淀粉型23份,粮饲兼用型19份,优质食用型16份,油炸薯片型4份。总之,浙江省甘薯种质资源以淀粉型和粮饲兼用型为主,品质类型丰富,在鲜食及淀粉、全粉、薯脯、油炸薯片加工等用途上有较好的利用价值。     

蜜环菌糖苷水解酶家族基因在菌索与菌丝间的差异表达分析

蜜环菌是一种兼性腐生和寄生的真菌,通过降解伴栽基质并为药用植物（天麻）或菌物（猪苓）提供营养物质,而糖苷水解酶是这一过程的主要酶类。本研究从蜜环菌Armillaria mellea541菌株转录数据库中共获得糖苷水解酶家族基因170个,分布于39个亚家族。进一步分析发现,这些家族基因编码的糖苷水解酶家族蛋白（glycoside hydrolase family,GHF）结构域多达48种181个,以Aamy、Glyco_hydro、Melibiase_C、NodB homology和PA14等结构域为主。对糖苷水解酶家族蛋白进行了系统的Gene Ontology （GO）功能注释和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）代谢通路分析,其功能以结合、水解和催化细胞壁成分为主。编码GHF3（A0A2H3D3T6）、GHF78（A0A2H3D8T6）、GHF51（A0A2H3E4X4）、GHF47（A0A2H3EK71）和GHF5（A0A2H3EBW7）等5个糖苷水解酶家族蛋白的基因在A. mellea541菌索与菌丝间差异表达,其结构域依次为PA14、Bac_rhamnosid6H/C、Alpha-L-AF_C、Glyco_hydro_47和Glyco_hydro_5,可能发挥结合碳水化合物和催化鼠李糖苷、阿拉伯呋喃糖苷、甘露糖残基和纤维素等水解的功能,这为研究蜜环菌与天麻或猪苓的相互作用提供了理论依据。     

蛹虫草原基分化的差异蛋白质组学研究

蛹虫草子实体形成及发育的蛋白分子机制尚不清楚,本研究引入SWATH非标记定量蛋白质组学技术,对蛹虫草Cordyceps militaris 905菌株的菌丝体（mycelium,My）、原基（primordium,Po）、生长期子实体（developmental fruiting body,DF）和成熟期子实体（mature fruiting body,MF）进行了比较蛋白质组学分析。经搜库比对,从蛹虫草的My、Po、DF和MF中依次鉴定蛋白1 136个、1 090个、1 018个和997个（global FDR 1%）,经维恩分析后获得C. militaris 905蛹虫草表达蛋白1 578个。在此基础上,SWATH非标记技术定量蛋白1 109个。本研究获得了蛹虫草Po期与My期、DF期与Po期、MF期与DF期的差异表达蛋白,依次为115个、352个和104个,并对菌丝体分化形成原基的差异表达蛋白进行了重点解析。GO注释结果表明,Po期与My期差异表达蛋白以有机含氮类化合物代谢为主,其中AMP（活性成分虫草素合成的中间产物）从头生物合成途径富集最为显著。约1/5的差异表达蛋白参与氧化还原反应,还原酶活性的蛋白在原基中几乎都上调表达,而氧化功能的蛋白受到抑制,表明蛹虫草原基分化可能受到氧化应激的诱导。蛋白互作网络分析结果进一步表明,氧化还原反应与核苷类物质代谢相关联,可能通过影响AMP从头生物合成途径来调控虫草素的生物合成。对蛹虫草子实体系统的蛋白质组学研究和解析有利于揭示子实体形成的蛋白分子机制,为蛹虫草的基础和栽培研究提供了理论支撑。     

Three‐dimensional reconstruction and comparison of vacuolar membranes in response to viral infection

The vacuole is a unique plant organelle that plays an important role in maintaining cellular homeostasis under various environmental stress conditions. However, the effects of biotic stress on vacuole structure has not been examined using three‐dimensional (3D) visualization. Here, we performed 3D electron tomography to compare the ultrastructural changes in the vacuole during infection with different viruses. The 3D models revealed that vacuoles are remodeled in cells infected with cucumber mosaic virus (CMV) or tobacco necrosis virus A Chinese isolate (TNV‐A^C), resulting in the formation of spherules at the periphery of the vacuole. These spherules contain neck‐like channels that connect their interior with the cytosol. Confocal microscopy of CMV replication proteins 1a and 2a and TNV‐A^C auxiliary replication protein p23 showed that all of these proteins localize to the tonoplast. Electron microscopy revealed that the expression of these replication proteins alone is sufficient to induce spherule formation on the tonoplast, suggesting that these proteins play prominent roles in inducing vacuolar membrane remodeling. This is the first report of the 3D structures of viral replication factories built on the tonoplasts. These findings contribute to our understanding of vacuole biogenesis under normal conditions and during assembly of plant (+) RNA virus replication complexes.     

家蝇Phormicin A多克隆抗体的制备及效价检测

家蝇Phormicin作为防御素家族的成员,是一类具有广普抗菌活性的抗菌肽.本研究采用原核表达法表达并纯化获得了家蝇PhormicinA蛋白.将家蝇Phormicin A原核表达蛋白与完全佐剂和不完全佐剂乳化混匀,先后免疫新西兰白兔获得其多克隆抗体.通过原核表达蛋白中和吸附实验,以及Western blot实验验证了抗体的特异性.进一步用金黄色葡萄球菌刺激家蝇三龄幼虫样品,进行内源性验证并测定抗体的效价.结果 显示,该多克隆抗体既可以识别家蝇Phormicin A原核表达蛋白,也可以识别金黄色葡萄球菌刺激家蝇三龄幼虫产生的内源性Phormicin A蛋白.本研究为进一步探索Phormicin在家蝇天然免疫和防御中的机制等后续工作打下基础.