林木基因组及功能基因克隆研究概述

在美国能源部资助下, 首个多年生木本植物-- 杨树的全基因组测序已经完成且序列信息已对公众开放。杨树全基因组测序的完成标志着林木基因组进入后基因组研究时代。克隆控制重要性状的主效基因是林木后基因组时代的主要研究内容。近年来, 在一些重要作物, 如水稻、蕃茄及玉米中, 先后成功克隆了多个控制重要农艺性状的主效基因, 分子育种在作物中已进入实用阶段。林木相对于这些重要作物而言, 分子遗传学的研究起步较晚, 同时, 由于林木自身的一些生物学特性, 在林木中精确定位与克隆未知基因一度被视为遗传学研究领域的难点。随着技术和研究手段的不断进步, 以及林木基因组资源的快速积累, 有望在这一领域取得突破, 为在林木中开展分子育种创造条件。文章综述了国际上林木基因组与功能基因克隆研究的现状与新发展, 并对后基因组时代的林木功能基因克隆研究的预期成果进行了展望, 以期为从事该领域研究的科研人员提供参考。     

嗜水气单胞菌TPS-30株丝氨酸蛋白酶基因与溶血素基因在大肠杆菌中的融合表达

嗜水气单胞菌丝氨酸蛋白酶和溶血素是该菌重要的致病因子与保护性抗原。致病性嗜水气单胞菌TPS-30株为江浙一带鱼类暴发病病原主要血清型O:9的代表株。研究利用PCR方法扩增嗜水气单胞菌TPS-30株的丝氨酸蛋白酶基因(Spe)和溶血素基因(Hly),将基因Spe和Hly通过柔性片段进行融合,并将融合片段插入pET32a的多克隆位点,构建成重组融合表达载体pET32a-Spe-Hly。将重组载体转化大肠杆菌BL21(DE3),经异丙醛-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,获得融合蛋白Spe-Hly。表达产物经SDS-PAGE检测,显示与预期大小约130kD相吻合的融合蛋白带。纯化融合蛋白并对鲫鱼进行免疫攻毒试验。结果表明,丝氨酸蛋白酶基因和溶血素基因融合表达载体构建成功,并成功获得了融合蛋白Spe-Hly,对鲫鱼的免疫保护率达81.4%。这为基因工程亚单位多价疫苗的开发提供基础。       

蟹爪兰茎段消毒及其丛生芽增殖和生根初步研究

以蟹爪兰茎段为材料,采用组织培养和单因子实验方法,研究蟹爪兰无菌体系的建立及植物生长调节剂对茎段丛生芽增殖和生根的影响。结果表明:蟹爪兰茎段最佳消毒方式是75%酒精30 s+0.1%HgCl₂ 10 min;茎段丛生芽增殖最佳培养基是MS+KT 4 mg/L+NAA 0.1 mg/L;生根最佳培养基是1/2 MS+NAA 0.5 mg/L。     

NUAK1通过影响F-actin聚合促进乳腺癌的侵袭转移

本课题组先前研究证明NUAK1/ARK5参与乳腺癌、胶质瘤侵袭转移,但机制尚不清楚.本文证明,NUAK1通过影响F-actin聚合促进乳腺癌的侵袭转移.应用小RNA干扰技术敲除乳腺癌细胞系MDA-MB-231中的NUAK1,用G418进行稳定筛选,并用Western印迹进行蛋白质表达检测,结果显示,成功敲除MDA-MB-231细胞中的NUAK1;采用Transwell侵袭实验检测NUAK1在乳腺癌细胞侵袭转移中的作用,结果表明,NUAK1被干扰的SiNUAK1/MDA-231细胞的侵袭能力明显减弱;应用免疫荧光法对细胞的F-actin进行荧光染色,半定量F-actin聚合分析结果显示,IGF-1在转染空载的细胞组（Scr/MDA-231）能诱导肌动蛋白短暂的聚合反应,而在敲除NUAK1的细胞组（SiNUAK1/MDA-231）肌动蛋白的聚合显著减少;用细胞因子IGF-1刺激乳腺癌细胞观察cofilin磷酸化,结果显示,在敲除NUAK1的细胞组（SiNUAK1/MDA-231）,IGF-1诱导的cofilin的磷酸化明显受抑制.上述结果表明,NUAK1能通过促进F-actin的聚合从而影响乳腺癌细胞的侵袭转移.     

利用分子标记18S rDNA对天牛高阶元进化关系的研究

【目的】构建天牛总科高阶元的进化关系,为解决天牛各亚科之间进化关系和归属提供依据。【方法】本研究采用18S rDNA(V4、V7区)分子标记,分析和测定了49种天牛基因序列,并结合GenBank数据库中3科2亚科21种天牛的18S rDNA基因序列,采用邻近法(Neighbor Jointing,NJ)、贝叶斯推论法(Bayesian Inference,BI)和最大似然法(Maximum Likelihood),对天牛总科3科6亚科的70种天牛基因序列构建进化树,探讨天牛高阶元类群的进化关系。【结果】研究表明:序列分析比对后得到序列为703 bp,碱基A、T、C、G的含量分别为21.1%、26.3%、23.6%和28.9%;变异位点(Variable sites)98个占全部位点的13.9%,简约信息位点(Parsimony informative sites)45个占全部位点的6.4%;转换(Transition)/颠换(Transversion)的平均值R值为2.79,转换大于颠换。进化树结果显示沟胫天牛亚科Lamiinae、天牛亚科Cerambycinae、锯天牛亚科Prioninae和瘦天牛科Disteniidae为单系性进化群,这与传统形态学分类结果相似。【结论】本研究成功构建了天牛总科高阶元的系统发育树,研究证明18S rDNA(V4、V7区)是探讨天牛高级阶元分类有效的分子标记。     

应用~(15)N示踪法研究两种杨树叶片对PM_(2.5)中NH_4~+的吸收

NH4+等水溶性无机离子是细颗粒物(PM2.5)中的主要组成部分。本实验以毛白杨(Populus tomentosa)和欧美杨(Populus deltoids×Populus nigra)苗木为试材,应用15N示踪法研究2种表面结构不同的叶片对NH4+的吸收以及叶片吸收氮素后的运转和分配。结果表明:2种杨树在吸收叶面的15NH4+时存在明显差异,最大吸收速率均发生在处理后6 h,但毛白杨的最大吸收速率约为欧美杨的3倍;2种杨树叶片15N含量均在处理后24 h时达到峰值,而毛白杨叶片的15N含量约为欧美杨的4倍;叶片施用15N标记的硫酸铵溶液还可以显著增加2种杨树叶片氮素水平,处理7 d后毛白杨和欧美杨叶片全氮含量分别达到对照的1.26和1.36倍;植株各器官的氮素分配率(Ndff)值显示,功能叶吸收的氮素向植株上部和下部均有运输,毛白杨主要积累于茎部,而黑杨则将氮素运输至根系;处理7 d后叶片标记溶液的施用在不同程度上增强了2种杨树叶片的净光合速率,但对叶片的气孔导度无明显影响。     

血液透析对急性百草枯中毒的临床疗效分析

目的：探讨血液透析（hemodilalysis,HD）治疗急性百草枯中毒的临床疗效,为临床应用HD治疗急性百草枯中毒提供依据。方法：选择我院2003 年3 月~2012 年7 月收治的百草枯中毒患者40 例,根据患者使用是否行透析治疗分为透析组（A组17 例）和非透析组（B 组23 例）,比较分析两组患者治疗后的肝功能、肾功能、肺功能及心肌酶学指标的变化,治疗效果及存活情况。结果：两组患者入院后前3 天ALT、AST、BUN、CR、CK、CK-MB 水平均呈上升趋势,且非透析组患者以上指标的水平高于透析组患者,但差异无统计学意义（P〉0.05）,入院后第7 天,两组以上指标的比较亦无统计学差异（P〉0.05）;两组患者之间入院时和入院后72小时内最低的SPO2%、血气分析中PaO2和PaCO2水平比较无统计学意义（P〉0.05）;透析组和非透析组患者的病死率分别为70.6%和69.6%,差异无统计学意义（P〉0.05）。结论：百草枯溶液中毒的患者预后差、病死率高,血液透析治疗并不能显著提高急性百草枯中毒患者的生存率。     

TGF-β1和IGF-1 mRNA在早期胚胎停育绒毛组织中的表达及意义

目的:通过检测胚胎停育患者绒毛组织中TGF-β1和IGF-1 mRNA的表达,探讨其在胚胎停育发病机制中的作用。方法:用半定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测正常人流(20例),胚胎停育(25例)绒毛组织中TGF-β1和IGF-1基因在转录水平的表达。结果:(1)与对照组相比,实验组绒毛组织中TGF-β1mRNA表达量降低(P0.05),(2)胚胎停育患者绒毛中IGF-1mRNA表达量升高(P0.05)。(3)绒毛组织中TGF-β1与IGF-1的表达呈负相关(r=-0.793,P0.05)。结论:TGF-β1、IGF-1的表达在基因转录水平发生改变,TGF-β1表达的降低可能上调了IGF-1的表达,提示两者可能共同参与了胚胎停育的发生。     

重组标签蛋白在蛋白质纯化中的研究进展

重组蛋白的表达纯化是研究蛋白质结构与功能的重要环节之一,表达重组蛋白宿主细胞的监测筛选和重组蛋白低水平可溶性表达、低回收率以及不稳定易水解等问题一直是蛋白质高通量纯化工艺中的难题。近年来,将多肽或蛋白质作为标签,与目标蛋白共表达的方法已经很大程度地解决了这一问题。因此,针对不同特性的蛋白质选择合适的标签纯化策略在重组蛋白纯化研究中是相当关键的环节。本文回顾了几种传统标签蛋白的研究概况(His-tag,Arg-tag,Flag-tag,GST-tag,MBP-tag等),着重对近年来新开发的了几种标签蛋白(Si-tag,Halo-tag,Intein-CBD-tag,ELPs-tag等)进行了深入探讨,并对新标签蛋白在蛋白质纯化中的应用前景作以展望。     

绿木霉(Trichoderma virens)T43对四种重要林木病原菌的抑制效果及抑菌机理

通过对峙培养和非挥发性代谢产物对病原菌生长的抑制作用,开展了木霉菌株T43及其抑菌活性物质抑制樟子松枯梢病、杨树烂皮病和苗木立枯病3种病害的4种病原菌效果的研究。从菌株T43发酵液乙酸乙酯提取物对各病原菌的3种保护酶(CAT、POD和SOD)活力影响和对细胞渗透调节物质(可溶性蛋白、可溶性糖和丙二醛)的含量影响,探讨了提取物对病原菌的抑菌机理。结果表明:木霉菌株T43及其代谢产物对供试林木病原菌均有明显的抑制作用,菌株T43发酵液乙酸乙酯提取物对病原菌3种保护酶活性均有不同程度的影响,可导致病原菌3种保护酶活性降低,尤其是SOD活性下降的最为显著。该提取物可以显著降低菌丝体可溶性糖和蛋白含量,提高丙二醛含量,破坏细胞的完整性,这可能是绿木霉T43发酵液乙酸乙酯提取物抑制病原菌生长的机理之一。