茉莉酸甲酯诱导大戟三萜类代谢的研究

京大戟是多年生草本药用植物,入药部分是其干燥根,但可入药的京大戟资源由于生长缓慢以及环境污染的加剧而越发匮乏,因此解决大戟资源日益紧张的问题是当今药用植物资源开发与利用方向的重要课题。京大戟含有三萜类、二萜类、黄酮类等丰富的活性成分,一些常见药用植物的有效成分是三萜类化合物,其在抗病毒、抗肿瘤、免疫调节等方面具有很好的活性。对植物萜类物质代谢起重要作用的关键酶,如3-羟基,3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(hmgr)、鲨烯合酶(sqs)、法尼基焦磷酸合酶(fps)的基因克隆及活性研究取得了进展和突破,但通过调控萜类物质代谢途径中关键酶基因的表达来诱导终产物合成的研究鲜有报道。通过研究大戟萜类物质代谢途径进而利用基因工程手段提升目的物质的产量来解决京大戟药源短缺问题具有重要意义。该研究以大戟愈伤组织为材料,使用茉莉酸甲酯分别按时间梯度和浓度梯度进行诱导,将诱导后的愈伤组织分为两部分:一部分提取其总RNA,以actin为内参基因进行反转录,实时定量RT-PCR分析大戟三萜类代谢途径中hmgr、sqs与fps基因的相对表达差异;另一部分用于提取其总三萜并使用分光光度法进行含量测定。实时定量RT-PCR分析结果表明,茉莉酸甲酯可诱导3个基因的表达,但其表达模式不一样。相应的京大戟愈伤组织中总三萜的含量明显提高,最高可较未处理样品增加27%。研究结果可为茉莉酸甲酯促进药用植物大戟三萜类物质积累的分子机制研究提供参考。     

思茅松HDR基因全长cDNA克隆与序列分析

1-羟基-2-甲基-2-E-丁烯基-4-焦磷酸还原酶(HDR)是甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(MEP)途径中的最后一个酶,在植物萜类生物合成中起主控作用。该研究根据思茅松(Pinus kesiya var.langbianensis)树皮转录组数据分析结果,首先获得了思茅松HDR基因片段,然后根据所获得的基因片段设计特异引物,提取受伤后的思茅松树皮的RNA,并运用RT-PCR和RACE技术从思茅松树皮中克隆得到完整的HDR基因(Pk HDR)。生物信息学分析表明:克隆获得的Pk HDR1基因c DNA全长序列为1 876 bp,含有1个1 464 bp的开放阅读框(ORF),编码487个氨基酸。同源性分析结果表明:思茅松HDR蛋白与赤松(Pinus densiflora)HDR蛋白的相似性高达99%。亚细胞定位及结构域分析结果表明:思茅松Pk HDR氨基酸序列中包含转运肽序列(A1-A61)及植物HDR蛋白多个保守的功能位点(A143,A234,A288,A371)。系统进化分析结果表明:Pk HDR蛋白与赤松HDR蛋白的亲缘关系最为接近。半定量PCR检测结果表明:树皮的创伤促进思茅松HDR基因的表达。该研究成功克隆获得HDR基因,并确定其与松脂代谢密切相关,为阐明思茅松松脂生物合成机制和分子育种提供了参考。     

‘砀山酥梨’及其褐皮芽变果皮中多胺类物质含量和相关基因表达分析

为研究多胺类物质在‘砀山酥梨’芽变品系‘锈酥’果皮褐色形成中的作用,以‘砀山酥梨’和‘锈酥’花后不同时期果皮为试材,采用HPLC方法测定果皮中多胺类物质的含量,利用RACE技术克隆多胺合成过程中的关键基因,通过Protparam网站与MEGA5.0软件分析相关基因蛋白的理化性质及其系统进化,用荧光定量qRT-PCR方法分析不同时期果皮中相关基因的相对表达量。结果表明:(1)除花后50和150d外,其它时期‘砀山酥梨’果皮中腐胺含量均显著高于‘锈酥’,花后50d、75d、150d时,‘锈酥’果皮中的亚精胺、精胺含量显著高于‘砀山酥梨’果皮。(2)克隆出多胺合成的基因ADC、SPDS和SPMS(GenBank登录号分别为KM923903、KM923905和KM923906),预测ADC和SPMS均为水溶性蛋白、SPDS为疏水性蛋白,它们与苹果的亲缘关系最近。(3)荧光定量PCR结果显示,花后50d,多胺合成中ADC、SPDS和SPMS在‘锈酥’果皮中表达量均显著高于‘砀山酥梨’。研究推测,‘锈酥’果皮中多胺代谢及相关基因的上调表达可能与‘锈酥’的果皮褐色形成有关。     

转BT+ CPTI基因抗虫棉的种植对土壤根际反硝化菌丰度和多样性影响

摘要:【目的】为评价转基因棉花的种植对根际土壤反硝化细菌丰度和多样性的影响,【方法】以转Bt + CpTI 基因抗虫棉(SGK321)及非转基因亲本棉花石远321(SY321)根际土壤反硝化细菌为研究对象,分别在种植前和棉花的不同生长时期(蕾期、花期、铃期和絮期)取样。采用实时荧光定量PCR方法和末端标记限制性片段多态性(T-RFLP)技术对土壤中反硝化细菌的功能基因nosZ基因进行定量和多样性分析。【结果】结果发现随棉花不同生长时期两种棉花根际土壤中的反硝化细菌丰度均发生显著变化,但变化趋势不同。转基因棉花根际土壤反硝化细菌从种植前的3.12×106 copies/g dry soil一直增加到铃期的2.81×107 copies/g dry soil,增加了8倍。非转基因棉花根际土壤反硝化细菌丰度变化受生长周期影响更为显著,表现为蕾期增加,花期降低,铃期又增加的趋势。典范相关及部分典范相关分析反硝化细菌多样性结果表明其多样性受环境因素pH、硝酸根浓度以及棉花生长时期(蕾期和花期)影响最为显著,但此外棉花品种也起到了非常重要的作用,【结论】反硝化细菌的丰度和多样性既受棉花生长时期的影响,同时也受棉花品种的影响,转基因棉花通过调节根际土壤中的pH 和硝酸根浓度,来影响其多样性和丰度。转Bt + CpTI基因抗虫棉的种植增加了土壤pH,从而导致根际土壤反硝化细菌的多样性和丰度增加。     

马奶酒样乳杆菌ZW3中WANG_1291基因的表达

【目的】马奶酒样乳杆菌ZW3含有一段长度为14.4 kb的胞外多糖合成基因簇,包含17个与胞外多糖合成相关的基因(WANG_1283?WANG_1299),主要分析17个基因在马奶酒样乳杆菌ZW3生长过程中不同时间段的表达量,探究其中一个表达量发生变化的基因对乳酸菌产胞外多糖的影响。【方法】通过半定量RT-PCR实验,对基因簇上各基因的表达量进行分析;通过构建含有表达量变化基因的重组乳酸乳球菌,比较重组菌与野生菌的产胞外多糖差异。【结果】经分析,WANG_1284、WANG_1286、WANG_1287、WANG_1288、WANG_1290、WANG_1291、WANG_1292、WANG_1294、WANG_1296、WANG_1297、WANG_1298、WANG_1299这12个基因在菌体生长的50 h和60 h (产糖量上升阶段)表达量最高,推测这些基因在多糖聚合过程中起作用。从这12个基因中选出一个表达量发生明显变化的基因WANG_1291做进一步研究。将WANG_1291插入乳酸菌表达载体pMG36e中,构建了重组表达载体pMG36e-1291。将构建的重组表达载体转化到乳酸乳球菌WH-C1中,得到重组菌株。测定重组菌与野生菌生长特性,发现重组菌与野生菌之间的生长速度存在一定差异。然后利用苯酚-硫酸法测得重组乳酸乳球菌的胞外多糖产量是野生菌的2.1倍,胞外多糖产量有了明显的提高。【结论】确定WANG_1291基因是调控马奶酒样乳杆菌ZW3产胞外多糖的关键基因之一。     

烟粉虱传毒相关蛋白基因的克隆及其表达量分析

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种世界性的入侵性害虫,其传播的番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)给我国番茄生产造成巨大经济损失。为了阐明烟粉虱传播双生病毒的机理,本文拟研究明确B和Q烟粉虱体内传毒相关蛋白Gro EL基因及其表达量。【方法】采用特异性引物克隆了B和Q烟粉虱内共生菌编码的传毒相关蛋白Gro EL基因,并进行序列分析;并利用荧光定量PCR技术检测两种生物型及其获取双生病毒前后该基因的相对表达量。【结果】烟粉虱内共生菌Hamiltonella编码的Gro EL基因全长为1 668 bp,编码555个氨基酸;B、Q烟粉虱该基因的核苷酸序列相似性为99.94%,氨基酸同源性为99.82%;带毒烟粉虱中Gro EL基因的表达量显著高于未带毒的对应生物型烟粉虱;无论带毒与否,Q烟粉虱该基因的表达量均显著高于B(P<0.05)。【结论】烟粉虱携带TYLCV后可诱导Gro EL的表达量升高,B和Q烟粉虱中Gro EL基因及其表达量均存在差异,这可能是B和Q烟粉虱传毒效率存在显著差异的原因之一。     

新疆伊犁地区马匹亨德拉病毒脑内感染情况调查

目的检测新疆伊犁地区天然牧场放养马群脑组织中亨德拉病毒（Hendra Virus,HeV）的核酸片段,调查该地区马群中枢神经系统HeV感染流行状况。方法针对HeV高度保守区核蛋白（N）基因设计特异性引物和探针,采用一步法实时荧光定量RT-PCR检测中枢神经系统感染样本中低浓度HeV RNA的方法,检测新疆伊犁草原地区天然放养且未接种HeV疫苗的183例马匹脑组织。结果最低特异性检出浓度可低至2.6×102copies/μL,与其他单股负链RNA病毒如同属的尼帕病毒（NiV）无交叉反应,对183例马脑组织进行一步法实时荧光定量RT-PCR检测,未检出阳性样本。结论初步流行病学研究尚未发现我国新疆伊犁地区天然牧场放养马匹中存在HeV感染的证据,提示该地区短时间内爆发亨德拉病毒感染的可能性小。     

定量荧光原位杂交测定端粒长度

目的:应用定量荧光原位杂交(Q-FISH)方法测定端粒长度。方法:选取4种端粒长度均一的标准细胞株采用Q-FISH的方法做出荧光亮度与端粒长度的标准曲线,从而得出实验细胞株的端粒长度,与DNA印迹法测定末端限制性片段(TRF)长度进行二者之间的相关性分析。结果:检测荧光强度的最佳线性曝光时间为400ms,相对于DNA印迹法,定量荧光原位杂交(Q-FISH)法所需标本量少,实验周期短,端粒长度结果与Southern杂交法具有很好的相关性。结论:采用定量荧光原位杂交方法测端粒长度具有重复性好、精确可靠的特点,适用于对珍贵标本的端粒改变进行分析。     

悬钩子属植物肌动蛋白基因片段的克隆与表达

目的:克隆悬钩子属植物肌动蛋白基因(actin),为研究该物种中其他基因的表达和调控提供内标基因.方法:利用一对特异性引物从黑莓、悬钩子杂种和树莓品种中克隆actin cDNA片段,对其进行序列分析和半定量RT-PCR表达分析.结果:从3个品种中均获得一条783 bp actin cDNA片段,编码260个氨基酸,3条actin片段与其他植物核苷酸序列的同源性都在82%以上,与其他植物氨基酸序列同源性也均在95%以上;树莓和悬钩子杂种品种的actin核苷酸和氨基酸序列同源性均达99%,系统进化分析也发现两者亲缘关系较近些;表达分析发现actin基因在各品种不同组织中均有一定的表达量.结论:首次克隆了悬钩子属植物肌动蛋白基因actin,将来自黑莓和树莓品种的序列登录在GenBank,登录号分别为HQ439556和HQ439557.     

实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用

随着基因工程技术在农业生产中应用的深入,越来越多具有改良特征的转基因植物在全球范围内得到广泛种植,随之而来的转基因食品也迅猛发展,转基因产品大规模商业化引起了对安全性问题的担忧。为保证转基因产品标签制度的顺利实施,建立快速、准确、高通量的定量检测方法十分必要。我们综述了国内外转基因食品检测技术的研究进展,重点阐述了实时荧光定量PCR技术在转基因食品检测领域中的应用,并展望了通过构建质粒标准分子的方法来实现对更多转基因植物品系的定量检测。