褐飞虱Nl15基因的克隆及功能分析

【目的】植食性刺吸式口器昆虫的唾液蛋白参与调控植物抗虫防御反应,影响其对寄主植物的适应性。本研究旨在通过克隆褐飞虱Nilaparvata lugens重要唾液蛋白基因Nl15,调查其时空表达模式,明确其在褐飞虱致害性中的作用。【方法】基于褐飞虱IR56种群转录组数据,用RT-PCR克隆褐飞虱基因Nl15 cDNA序列,并进行生物信息学分析。利用qPCR检测其在褐飞虱TN1和IR56种群不同发育阶段(卵、1-5龄若虫和雌雄成虫)和雌成虫不同组织(头、胸、腹和足)中的表达模式。通过显微注射dsRNA对褐飞虱TN1和IR56种群的4龄若虫进行Nl15的RNAi,利用qPCR检测Nl15 RNAi后褐飞虱若虫中Nl15的相对表达量以及Nl15 RNAi后褐飞虱若虫取食3 d时水稻植株中防御相关基因(OsLecRK4, OsMPK10, OsWRKY24, OsLox, OsNPR1和OsGns5)的相对表达量,并生物测定Nl15 RNAi后褐飞虱的存活率以及成虫蜜露量和体质量增量。【结果】克隆了褐飞虱Nl15 cDNA序列(GenBank登录号：OK181113),其开放阅读框长1 008 bp;预测编码335个氨基酸,理论等电点为7.54,分子量为38.7 kD,含有23个氨基酸的信号肽序列和一个糖基化修饰位点,不存在跨膜结构域和其他已知的功能域;Nl15与灰飞虱Laodelphax striatellus同源蛋白氨基酸序列一致性为45%。发育表达谱结果表明,Nl15在褐飞虱各个发育阶段均表达,在3-4龄若虫中的表达量最高;组织表达谱结果表明,Nl15在褐飞虱雌成虫头部中的表达量最高,且在IR56种群头部中的表达量高于在TN1种群头部中的。RNAi实验结果表明,与注射dsGFP的对照组相比,注射dsNl15的处理组中Nl15的表达量显著降低了89.5%,褐飞虱的存活率以及成虫蜜露量和体质量增量均显著降低,上述6个水稻防御相关基因的表达量显著上调。【结论】褐飞虱IR56种群中的Nl15参与褐飞虱与水稻的防御与反防御分子互作。本研究为进一步阐述褐飞虱克服抗虫基因的机制及揭示昆虫与植物互作的分子网络提供了思路。     

RNAi介导的GdHsp60和GdHsp70基因沉默对沙葱萤叶甲幼虫抗寒性的影响

【目的】本研究旨在比较不同RNAi方法对沙葱萤叶甲Galeruca daurica幼虫热激蛋白基因(GdHsp60和GdHsp70)的沉默效率,以选择一种可高效降低靶基因表达水平的研究方法,明确这两个热激蛋白在沙葱萤叶甲幼虫抗寒性中的作用。【方法】分别通过饲喂法和显微注射法进行RNAi沉默沙葱萤叶甲1和2龄幼虫的GdHsp60和GdHsp70,采用qPCR检测GdHsp60和GdHsp70的沉默效率;通过显微注射法分别 对GdHsp60和GdHsp70进行RNAi后24 h,用热电偶法测定沙葱萤叶甲2龄幼虫过冷却点和结冰点,生物测定沙葱萤叶甲2龄幼虫暴露于不同低温条件下(-6~-14℃) 2 h的半致死温度(Ltemp₅₀)以及在-5℃低温条件下处理不同时间后的半致死时间(Ltime₅₀)。【结果】用饲喂法和显微注射法进行RNAi均可以降低GdHsp60和GdHsp70的表达水平,但显微注射法的沉默效率更高。与对照组(显微注射dsGFP)相比,沙葱萤叶甲2龄幼虫分别显微注射dsGdHsp60和dsGdHsp70 24 h后,GdHsp60和GdHsp70的表达水平均降至最低,分别降低了84.15%和92.38%。在沙葱萤叶甲2龄幼虫中,显微注射dsGdHsp60 24 h后其过冷却点、结冰点、Ltemp₅₀及Ltime₅₀值分别-10.56±0.42℃,-7.66±0.56℃,-8.33℃和49.25 h,显微注射dsGdHsp70 24 h后其过冷却点、结冰点、Ltemp₅₀及Ltime₅₀值分别为-9.08±0.23℃,-6.09±0.28℃, -8.20℃和52.21 h,而对照组的分别为-14.71±0.11℃,-13.94±0.09℃,-10.63℃和87.13 h。与对 照组(显微注射dsGFP)相比,在沙葱萤叶甲2龄幼虫分别显微注射dsGdHsp60和dsGdHsp70 24 h后过冷却点 、结冰点和Ltemp₅₀显著上升,而Ltime50值显著缩短。【结论】显微注射法可作为沙葱萤叶甲Hsp相关基 因RNAi的主要干扰方法;沉默GdHsp60和GdHsp70基因均会显著降低了沙葱萤叶甲幼虫的抗寒能力。     

谷子PAL基因家族全基因组的鉴定和表达分析

苯丙氨酸解氢酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)基因家族参与苯丙烷类代谢过程,通过调控植物抗病次生物质的合成在植物抗逆反应中发挥重要作用。为明确谷子PAL基因家族在逆境胁迫下的表达规律,该研究利用生物信息学方法对谷子PAL基因家族进行鉴定和表达分析。结果表明:谷子具有11个PAL基因,在进化树中可分为3个亚家族,SiPAL7独自进化为一支。通过构建蛋白结构域发现PAL基因家族成员均含有保守的PAL结构域。启动子分析显示,PAL基因含有应答激素、逆境胁迫等多种因子的顺式作用元件,说明PAL基因广泛参与不同生物学调控过程。RT-qPCR结果显示,谷子PAL基因家族多为诱导型表达,不同光照条件下PAL基因表达量变化明显,不同基因具有不同响应模式,说明谷子PAL基因家族在参与光调节反应中发挥重要作用。谷子PAL基因高度保守,广泛响应不同非生物胁迫,具有表达特异性。该研究结果为揭示PAL基因家族在调节谷子抗性及胁迫应答过程中的作用提供了参考。     

白菜CesA基因家族鉴定及表达模式分析

为探究CesA基因家族在白菜生长发育及纤维素合成过程中的作用机制,该文通过生物信息学的方法,以白菜的全基因组序列为研究区域,进行理化特征、基因结构、进化特征、保守基序及结构域、顺式作用元件和组织表达等鉴定分析。结果表明:(1)共鉴定出16个编码纤维素合成酶亚基的CesA基因,该家族成员所编码蛋白的理论等电点为4.76～9.12,相对分子量为17.76～122.67 kD,长度为153～1 089 aa。(2)15个基因不均匀地分布于白菜的7条染色体上,Bra036008定位于scaffold上。(3)大部分成员包含4～14个外显子,1～11个保守基序。(4)该家族具有保守的DDD-QXXRW 保守功能域。(5)该家族编码蛋白主要分布在质膜上,二级结构以无规则卷曲与α-螺旋为主,多数成员都含有CesA蛋白典型的N端、C端和跨膜区。(6)CesA基因在茎中表达量相对较高,其中Bra011865、Bra023952和Bra029874在茎、叶、花中显著表达。该研究结果为后续深入研究CesA基因功能以及白菜生长发育研究奠定了基础。     

生物催化法合成6-氰基-（3R，5R）-二羟基己酸叔丁酯

利用E.coli BL21／pCDFDuet-gdh—cr-X共表达全细胞催化6-氰基-（5R）-羟基-3-羰基己酸叔丁酯不对称还原合成6-氰基-（3R,5R）-二羟基已酸叔丁酯。结果表明：在菌体用量4．85g/L、葡萄糖与底物质量浓度比为1：1、温度28℃、pH7．0条件下,80．0g／L6-氰基-（5R）-羟基-3-羰基己酸叔丁酯生物还原2h后,底物转化率可达99．0％,产物d.e．值大于99．5％。在考察范围内,NADP^＋用量对催化效率无显著作用。     

西藏草地植物功能性状与多项生态系统服务关系

针对植被功能性状与生态系统服务功能之间的相互关系,构建了西藏草地株高和可食性两种功能性状的9项指标,并基于土壤和植物采样,分析了9项植物功能性状指标和5项生态系统服务指标间的相关性,探讨了4种机制(Mass ratio,Selection,Niche complementarity及Insurance)在西藏草地的适用性。结果表明,9项功能性状指标中,株高Rao和可食种与所有种株高CWM比分别与土壤有机碳、土壤全氮和土壤含水率3项生态系统服务指标呈显著负相关及显著正相关。说明群落植被对光能竞争的互补性及可食性状植株在群落中的光能资源相对竞争力,与土壤固碳、肥力供给及水源涵养有显著相关关系。而群落可食种、优势种、优势种与次优势种对光能资源竞争力水平,可食植株多样性、可食植株在群落中的优势度及其光能资源竞争力均值,对草地生态系统服务无显著影响。西藏草地植物功能性状对多项生态系统服务的影响机制从光能资源竞争角度更符合Niche complementarity和Insurance理论,而从可食功能性状角度更符合Mass ratio和Selection理论。     

温度和盐度对西藏拟溞抗氧化酶和脂质过氧化作用的影响

采用实验生态学方法,研究了温度(T=16、19、22、25、28℃)、盐度(S=5、10、15、20、25)对西藏拟溞总超氧化物歧化酶(TSOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:温度和盐度能够诱导西藏拟溞抗氧化应激反应,胁迫24h后,SOD、GPX活性及MDA含量在28℃、盐度20时均达到最高值,分别为(37.18±1.97)U mg-1μg-1、(75.1±9.96)U mg-1μg-1和(12.24±2.12)nmol mg-1μg-1;48h后,高温低盐组(25—28℃、5—10)和高温高盐组(25—28℃、20—25)SOD、GPX活性及MDA含量显著高于其他处理组(P0.05),在28℃,盐度5时均达到最大值,分别为(19.25±3.48)U mg-1μg-1、(59.95±4.66)U mg-1μg-1和(4.98±0.66)nmol mg-1μg-1;温度、盐度以及这两个因子之间对西藏拟溞体内SOD、GPX活性和MDA含量均有极显著影响(P0.01)。     

G蛋白与整合素αⅡbβ3的双向信号转导

整合素是一类细胞表面受体家族分子,通过双向信号转导参与细胞与细胞外基质、细胞与细胞的粘附以及细胞的迁移.整合素αⅡbβ3(GPⅡb-Ⅲa)特异表达于巨核/血小板系,并且是其含量最多的膜糖蛋白,介导血小板的粘附、伸展、聚集等.G蛋白在整合素αⅡbβ3双向信号转导中发挥重要作用,其中较受关注的是:异源三聚体G蛋白和小G蛋白Rap1参与整合素αⅡbβ3的内向外信号转导;小G蛋白(Rho A、Rac等)和Gα13参与整合素αⅡbβ3的外向内信号转导.在蛋白质结构与功能关系的层面,本文总结了G蛋白的结构、分类、功能以及近年来G蛋白在整合素αⅡbβ3双向信号转导中作用的研究进展.     

甲型H1N1流感病毒裂解疫苗的免疫原性和安全性

目的评价甲型H1N1流感病毒裂解疫苗(简称甲型H1N1流感疫苗)的免疫原性和安全性。方法按照随机、双盲、安慰剂对照的原则,采用0、21天免疫程序,选择3岁及3岁以上健康者1 202人。分组为3~11岁、12~17岁、≥60岁组,按照人数基本为1∶1的比例随机分别接种7.5μg和15.0μg甲型H1N1流感疫苗;18~59岁组按照人数基本为1∶1∶1的比例随机分别接种7.5μg、15.0μg甲型H1N1流感疫苗和安慰剂对照。观察各组接种后的不良反应率以及免疫前后血凝抑制(HI)抗体阳转率、保护率、GMT水平和平均增长倍数。结果受试对象的安全性结果显示7.5μg和15.0μg组不良反应发生率分别为8.74%(48/549)和13.88%(74/533),其中Ⅱ级反应率分别为0.36%(2/549)和1.13%(6/533),未观察到Ⅲ级及以上不良反应和其他异常反应及严重不良事件。2剂接种未见不良反应叠加现象。7.5μg或15.0μg试验疫苗首剂免疫后,血清抗体阳性率分别为85.13%(395/464)和90.77%(413/455),保护率分别为85.56%(397/464)和91.43%(416/455),抗体GMT较免疫前分别增长36.1倍和52.6倍。2剂免疫后,血清抗体阳性率分别是97.84%(454/464)和99.12%(451/455),保护率分别是98.06%(455/464)和9 9.56%(453/455),抗体GMT较免疫前分别增长63.3倍和96.0倍。4个年龄组(3~11岁、12~17岁、18~59岁及≥60岁年龄组)7.5μg和15.0μg组HI抗体阳性率和保护率均大于70%,GMT较免疫前均增长2.5倍以上,结果显示7.5μg和15.0μg甲型H1N1流感疫苗接种1剂后抗体水平已达到研究方案中设定的预期标准,免疫2剂后抗体阳性率和抗体水平明显提高。结论临床试验表明甲型H1N1流感疫苗具有良好的安全性和免疫原性,且接种1剂15.0μg甲型H1N1流感疫苗,即可在3岁和3岁以上人群中产生良好的免疫效果。