工程菌P.pastoris GS115(pPIC9K-lac2)的构建及诱导表达漆酶的研究

用PCR法扩增枯草芽孢杆菌的漆酶基因lac2.构建表达质粒pPIC9K-lac2.通过电转法将lac2基因重组于P.pastoris基因组,筛选高G418抗性和高表达漆酶的转化子作为工程菌GS115(pPIC9K-lac2).在发酵罐中发酵GS115(pPIC9K-lac2)表达重组蛋白.在50 L发酵罐中加入20 L无机盐发酵培养基.在发酵的第一阶段连续24 h补加50％甘油-0.8％ PTM4增殖P.pastoris,然后用甲醇-0.8％ PTM4诱导49 h.在发酵过程中,通过调节搅拌的频率和通气量,将溶氧维持于20％ ～30％,用氨水维持pH 5.0.放罐时生物量为A600=266.5,表达漆酶1097.5U/L发酵液.     

Bio-Plex悬浮芯片系统检测两种实验兔白介素基因的差异表达

目的采用液相悬浮芯片系统同时测定实验兔圆小囊中IL-1β、IL-1R1、IL=8、IL-8RA和IL=15各基因的表达情况,并对该方法进行评价。方法利用Affymetrix的Panomics QuantiGene Plex2．0Assay中bDNA信号放大和多磁珠分析技术,来同时检测两种实验兔圆小囊中多重mRNA并定量。建立实验兔免疫相关白介素基因的液相悬浮芯片检测方法。结果可同时检测IL-1β、IL=1R1、IL-8、IL=8RA和IL-15各基因的含量,并发现WHBE兔IL-15基因的相对表达量显著高于JW兔（P〈0．05）,IL-1R1基因的相对表达量显著高于JW兔（P〈0．01）,IL-8RA基因在WHBE兔中的相对表达量也高于JW兔（P〈0．05）。结论建立了实验兔白介素基因的液相悬浮芯片检测方法,WHBE兔的IL-15、IL-1R1和IL-8RA基因表达量较高,可能与WHBE兔独特的免疫学特性有关。     

离子对高效液相色谱法分析黄瓜花叶病毒侵染烟草的总RNA水平变化

为研究植物病毒在RNA水平上对寄主植物的基因表达产生的影响,采用离子对高效液相色谱法,对黄瓜花叶病毒侵染烟草造成的总RNA的组成成分变化进行研究。离子对液相色谱法,是近几年才应用于对RNA进行分离、纯化和分析的一种试验技术,具有操作简单、重复性好、所需时间短等优点。选择适宜的离子对试剂,并对选定的离子对试剂正己胺/1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇进行了优化,达到了较好的总RNA分离效果,并观察到健康植株和染病植株分离峰之间的差异,有差异的RNA种类还需进一步试验来验证。为研究植物病毒的致病机制提供一种新的试验方法和途径。     

用P.pastoris表达L-阿拉伯糖异构酶及其酶活性分析

目的:用毕赤酵母表达L-阿拉伯糖异构酶。方法:用PCR法扩增大肠杆菌的L-阿拉伯糖异构酶基因,构建含L-阿拉伯糖异构酶基因的毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K-ai。通过电转法将pPIC9K-ai转化毕赤酵母GS115基因组。先筛选出高G418抗性的克隆,然后再从高拷贝的克隆中筛选出高表达重组L-阿拉伯糖异构酶的重组子作为工程菌GS115(pPIC9K-ai)。结果:在甲醇诱导下,摇瓶发酵GS115(pPIC9K-ai)3d,分泌表达L-阿拉伯糖异构酶32 mg/L。结论:毕赤酵母表达的L-阿拉伯糖异构酶具有转化D-半乳糖为D-塔格糖的生物活性。每升GS115(pPIC9K-ai)发酵液能转化D-半乳糖生成30 mgD-塔格糖。     

A large-scale gene discovery for the red palm weevil Rhynchophorus ferrugineus （Coleoptera： Curculionidae）

The red palm weevil （RPW; Rhynchophorusferrugineus） is a devastating pest of palms, prevalent in the Middle East as well as many other regions of the world. Here, we report a large-scale de novo complementary DNA （cDNA） sequencing effort that acquired ~5 million reads and assembled them into 26 765 contigs from 12 libraries made from samples of different RPW developmental stages based on the Roche/454 GS FLX platform. We annotated these contigs based on the publically available known insect genes and the Tribolium castaneum genome assembly. We find that over 80% of coding sequences （CDS） from the RPW contigs have high-identity homologs to known proteins with complete CDS. Gene expression analysis shows that the pupa and larval stages have the highest and lowest expression levels, respectively. In addition, we also identified more than 60 000 single nucleotide polymorphisms and 1 200 simple sequence repeat markers. This study provides the first large-scale eDNA dataset for RPW, a much-needed resource for future molecular studies.     

Genome-wide analysis of Nilaparvata lugens nymphal responses to high-density and low-quality rice hosts

The brown planthopper （BPH） Nilaparvata lugens is an economically impor- tant pest on rice plants. In this study, the higher population density and yellow-ripe stage of rice plants were used to construct adverse survival conditions （ASC） against BPH nymphs. Simultaneously, the low population density and tillering stage of rice plants were used to establish a suitable survival condition （SSC） as a control. Solexa/Illumina sequencing was used to identify genes of BPH nymphs responding to ASC. Significantly longer duration development of BPH nymphs and significantly lower brachypterous ratio of BPH adults were observed by ASC compared with SSC. A total of 2 544 differentially expressed genes （DEGs） were obtained and analyzed by BLASTx, Gene Ontology and KEGG Orthology. Gene ontology analysis revealed that the DEGs were mainly involved in categories of cell, cell part, cellular process, binding, catalytic, organelle and metabolic processes. 1138 DEGs having enzyme commission numbers were assigned to different metabolic pathways. The largest clusters were neurodegenerative diseases （137, 12.0%）, followed by carbohy- drate metabolism （113, 9.9%）, amino acid metabolism （94, 8.3%）, nucleotide metabolism （76, 6.7%）, energy metabolism （64, 5.6%）, translation （60, 5.3%）, lipid metabolism （58, 5.1%）, and folding, sorting and degradation （52, 4.6%）. Expressing profile of 11 DEGs during eight nymphal developmental stages of BPH were analyzed by quantitative real- time polymerase chain reaction. The 11 genes exhibited differential expression between ASC and SSC during at least one developmental stage. The DEGs identified in this study provide molecular proof of how BPH reconfigures its gene expression profile to adapt to overcrowding and low-quality hosts.     

昆虫RNA-Seq数据的分析流程

随着高通量RNA测序(RNA-Seq)技术的发展和测序成本迅速下降,RNA-Seq技术已经成为生物学研究的重要工具,为生物学家全面地了解和研究转录组提供了机遇。高通量测序具有读长短、存在一定比例的测序错误、数据量大等特点,因此RNA-Seq数据分析与基因组分析和传统的EST数据分析有所不同。本文通过介绍不同的测序平台、原始数据产生和低质量数据过滤的计算流程,对短序列比对、转录组拼接、功能注释、以及差异表达分析进行了研究和分析,最后对RNA-Seq在昆虫学研究中的应用进行了综述,并对RNA-Seq技术进行了总结和展望。     

褐飞虱flightin的原核表达及其差异表达检测

flightin最早发现于果蝇Drosophila melanogaster的间接飞行肌中,并且定位于粗肌丝。这种蛋白对维持肌节的结构和功能起到了重要的作用,但其在具有长短翅型分化的褐飞虱Nilaparvata lugens Stl的不同翅型间差异并不清楚。本研究以长翅型雌虫褐飞虱cDNA为模板,通过PCR扩增得到褐飞虱flightin基因ORF全长,将其连接到表达载体pGEX-6P-1中以与谷胱甘肽S-转移酶(GST)融合表达。将表达载体转入大肠杆菌表达株Rosseta,在不同温度、不同浓度IPTG的条件下诱导表达flightin,得到了最优表达条件,获得了高水平可溶性表达。在用GST抗体进行Western blotting验证GST-flightin融合重组蛋白表达的正确性后,我们通过GST柱纯化了的GST-flightin,进而用纯化后的蛋白免疫新西兰兔制备了高特异性的多克隆抗体。最后,我们用制备的多克隆抗体检测了长、短翅型雌成虫和不同发育阶段的褐飞虱体内flightin的表达差异。结果显示,flightin仅在长翅型成虫中表达,在短翅型雌成虫中未检测到其明显表达,而且flightin只在成虫期表达。本研究为进一步研究褐飞虱的flightin与其它蛋白互作、翅肌发育和翅型分化打下了基础。     

高盐下条斑紫菜光合特性和S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因表达的变化

为了研究条斑紫菜耐盐机理,对条斑紫菜叶状体进行了高盐胁迫处理,继而采用氧电极法测量了光合放氧速率和呼吸耗氧速率的变化,采用实时荧光定量PCR技术测量了S-腺苷甲硫氨酸合成酶(命名为PySAMS)基因的表达变化。结果显示藻体的光合与呼吸作用均受到高盐度海水的显著影响,随着盐度的增加,光合放氧率逐渐降低,呼吸耗氧率也逐渐降低。高盐度海水对PySAMS基因表达量也产生了显著影响,40和50盐度的海水诱导了PySAMS表达,但60至80盐度的海水却不同程度地抑制了PySAMS表达。据此推测,在面对较高盐度胁迫时条斑紫菜叶状体将逐步降低体内新陈代谢以度过不良环境。     

不同苗龄沙地柏抗旱生理特性比较研究

以相同来源的1、3、5年生沙地柏幼苗为材料,采用室内生长池人工控水模拟不同干旱胁迫条件,对10个抗旱相关生理指标进行考察,探讨沙地柏苗龄对其抗旱特性影响。结果表明:（1）沙地柏叶片的保水力、细胞膜透性、RuBP羧化酶活性在胁迫前不同苗龄间差异显著,而叶片相对水分亏缺、气孔导度等指标不同龄苗间差异不显著。（2）在干旱胁迫条件下,随土壤含水量的降低,不同苗龄沙地柏的叶片水分亏缺、气孔导度差异一直不显著,而其净光合速率、蒸腾速率、水分利用率、胞间CO₂浓度在6.78%土壤水分含量时出现显著差异;当土壤水分含量降低到4.52%时,不同苗龄的叶片光量子效率也出现显著差异。（3）各苗龄组随着干旱胁迫的加剧,5年生沙地柏净光合速率、RuBP羧化酶活性、光量子效率显著低于1年生沙地柏,而其胞间CO₂浓度显著高于1、3年生沙地柏,并且其气孔导度、蒸腾速率随土壤水分含量降低而下降的幅度最大,水分利用率增加幅度比1、3年生的更多。研究表明,不同苗龄沙地柏幼苗抗旱性指标对干旱胁迫的响应程度存在差异,抗旱指标对苗龄的稳定性不同;干旱胁迫条件下低苗龄沙地柏比高苗龄的生长势更强,更有生命活力,但高苗龄沙地柏对水分胁迫的适应能力强于低苗龄;另外,在进行抗旱鉴定时,试验苗木年龄最好一致,抗旱鉴定指标选取也需考虑其对材料年龄的敏感性及稳定性。