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.     

16S rRNA基因两个可变区对反映肠道菌群多样性与物种鉴定能力的比较分析

【摘 要】 目的 目前基于新一代测序技术开展的人类肠道元基因组学研究已成为微生物学乃至整个生物学中最活跃和最有潜力的学科方向。现阶段绝大部分以肠道菌群为靶标的研究主要基于16S rRNA基因可变区测序。本研究关注的是测序技术发展使得序列的读长能力延长后,选择16S rRNA基因V1-V3区与V3-V5区进行测序所反映的多样性与物种组成信息的异同点。方法 以两个真实的16S rRNA基因全长Sanger测序数据为基础,对其中的V1-V3和V3-V5两种片段进行了模拟数据的分析,将它们分别与16S rRNA基因的全长片段在OTU多样性水平和物种组成信息方面进行比较。结果 结果显示V1-V3区在OTU多样性上较V3-V5区更为接近全长序列;在物种组成表现上,两个可变区鉴定出的大部分的属的丰度与全长序列分析结果一致,但是各自有少数属的丰度结果与全长序列丰度结果存在差异。结论 在多样性分析上,选择V1-V3区片段能得到与全长更为接近的结果;而具体到菌种的组成分析中,V1-V3区和V3-V5区都有其局限性。     

植物器官大小相关基因研究进展

器官大小是植物形态的一个重要特征,而且具有严格的种属特异性。植物器官大小虽然受到外在的环境因素（如光照、营养等）的影响,但它由内在特有的细胞数目和细胞大小决定。许多通过转录调节、蛋白合成、激素调节或松弛细胞壁等途径作用于植物细胞繁殖和/或细胞扩张的基因已经被鉴定,它们的过表达或缺失表达能促进植物器官大小和加快植物生长。尽管如此,这些基因通过相对独立的途径起作用,在植物中难以阐明一个相对整合的器官大小基因调控网络,这也是该研究领域的亟待需要解决的问题。目前,一些器官大小相关基因已经应用农作物育种,并培育出显著增大的农作物品种,这也证实了利用器官大小基因进行植物品种选育的可行性。因此,通过研究药用植物器官大小的基因,人为地在分子水平上有目的的调控器官的大小和形态,是缓解当前许多药用植物面临的资源紧缺、枯竭濒危困境的可考虑途径之一。     

耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌OXA基因检测及同源性分析

目的 了解台州地区碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌的耐药性、碳青霉烯酶基因型以及同源性.方法 63株碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌经VITEK2 Compact进行细菌鉴定及药敏分析,用K-B法复核药敏结果,采用多重PCR扩增分析碳青霉烯酶的基因型;采用脉冲场凝胶电泳(pulsed field gel electrophoresis,PFGE)分析其同源性.结果 63株菌株为多重耐药菌株,除多粘菌素、阿米卡星、头孢哌酮/舒巴坦外,对其他常用抗生素的耐药率均在70％以上.63株菌株检测出OXA-51基因60株(95.2％),OXA-23基因58株(92.1％),两个基因同时存在的有58株(92.1％).PFGE结果显示碳青霉烯类鲍曼不动杆菌主要分为5个克隆型,其中A、B两个为主型.结论 产OXA酶是台州地区耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌的主要耐药机制之一,其中OXA-23是主要的基因型.     

接合转移质粒pUCP24T的构建与性能研究

目的 构建能在大肠埃希菌(E.coli)和铜绿假单胞菌(PA)间高效接合转移的质粒.方法 通过NCBI blastn程序分析质粒pCVD442接合反应起始序列oriT,PCR扩增oriT后插入pMD18-T,再将pMD1 8-oriT转化E.coli DH5α,经酶切、测序验证后用SmaI和HindIIII双酶切亚克隆至质粒pUCP24,获得质粒pUCP24T,将pUCP24T转化E.coli后研究pUCP24T从E.coli到PA的接合效率和质粒稳定性等.结果 成功构建pUCP24T重组质粒,在E.coli和PA的接合实验中,E.coli(pUCP24T)-PA共培养2h的接合效率平均为3.588×10-2,按12 h一代连续9代继代培养108 h,抗生素压力下质粒保存率为98.29％,无抗生素的培养基中质粒保存率为21.76％.结论 成功构建高接合效率的接合转移质粒pUCP24T.     

人粪样中雌马酚含量调查及其与菌群结构相关性研究

目的 调查人粪样中大豆素和雌马酚的含量及其与年龄和性别的关系;了解人粪样中雌马酚含量高低与菌群结构的关系.方法 采用高效液相色谱(HPLC)对来自杭州的125份粪样进行大豆素和雌马酚含量检测,并使用生物统计学软件SPSS进行统计学分析;使用PCR-DGGE对粪样中雌马酚含量的高低与菌群结构的关系进行初步研究.结果 HPLC检测结果表明,尽管粪样中雌马酚含量的高低与性别关系不大,但却与年龄大小存在很大的相关性,41 ～50岁年龄组的粪样中雌马酚含量明显高于其他年龄组.PCR-DGGE结果表明,粪样中雌马酚含量的高低与菌群结构无明显相关性.结论 人粪样中雌马酚含量的高低与年龄大小有很强的相关性.     

ICU病区大肠埃希菌中qnr基因的分布与耐药性的研究

目的调查温州医科大学附属第一医院ICU病区分离的大肠埃希菌基因的分布以及与耐药谱的关系,并初步探讨其在分子流行病学中的作用。方法收集2012年1-9月ICU病区分离的大肠埃希菌76株进行qnr基因检测,并通过DNA直接测序确定;分析qnr基因在ICU病区分离的大肠埃希菌的分布及其与耐药性的关系。结果根据PCR产物片段大小及测序分析,76株大肠埃希菌中共有qm基因阳性菌株46株,阳性率为60. 5% ;对阳性菌株进行DNA测序、BLAST比对,其中25株为qnrB基因,17株为qnrS基因阳性,12株基因阳性,未检测到qwC和qnrD基因。在46株qnr基因阳性菌株中有38株为产ESBL菌株,而在qnr阴性菌株中仅有5株ESBL阳性。结论该院ICU分离大肠埃希菌qnr基因携带严重,呈现出多重耐药性,多伴随呈现为产ESBL菌株。     

儿童呼吸道流感嗜血杆菌分离株耐药性与β-内酰胺酶基因研究

目的 调查儿童呼吸道流感嗜血杆菌分离株的耐药性和产β-内酰胺酶情况,研究分离株β-内酰胺酶基因的特征.方法 2011年1月到2012年6月,从儿童呼吸道分离流感嗜血杆菌,用微量肉汤稀释法测定常用抗生素最低抑菌浓度;用Nitrocefin纸片法检测β-内酰胺酶;用PCR扩增结合限制性内切酶酶切分析对分离株β-内酰胺酶基因进行分型;比较TEM+菌株和ROB-1+菌株、TEM-1+菌株和TEM-2+菌株对常用抗生素的耐药性.结果 537株流感嗜血杆菌的β-内酰胺酶产酶率为52.3％(281/537);产酶株对氨苄西林、头孢克洛、头孢呋辛的MIC50、MIC90和耐药率明显高于非产酶株(P＜0.05);产酶株TEM基因阳性率为91.8％(258/281),其中90.3％为TEM-1型(233/258),7.4％为TEM-2型(19/258),ROB-1基因阳性率为8.2％(23/281);ROB-1+菌株对氨苄西林和阿莫西林/克拉维酸的MIC50和MIC90高于TEM+菌株,但头孢菌素类的MIC50和MIC90低于TEM+菌株;除头孢呋辛外,TEM-1+菌株和TEM-2+菌株对β-内酰胺类的MIC50和MIC90差异无统计学意义.结论 成都地区儿童呼吸道流感嗜血杆菌分离株β-内酰胺酶产酶率较高,产酶株主要携带TEM-1基因,对氨苄西林、头孢克洛和头孢呋辛等β-内酰胺类的影响明显.     

青海湖裸鲤三磷酸甘油醛脱氢酶基因的克隆和表达特性

目的开展青海湖裸鲤基础生物学特征和适应低氧、低温、高盐度的分子机理的研究,揭示青海湖裸鲤的基本生命活动规律,为该鱼种的资源保护和人工增殖放流提供理论依据。方法通过RT—PCR和RACE技术,得到了青海湖裸鲤三磷酸甘油醛脱氢酶（Gp—GAPDH）两种旁系同源体的完整编码序列,分别命名为Gp-GAPDHα（JX287372）和Gp-CAPDHβ（JX287373）。通过半定量RT-PCR分析白．GAPDHa和Gp-GAPDHβ在不同的组织和胚胎发育不同阶段的表达量。结果Gp—GAPDH两种异形体蛋白质序列的同源性为72％,所编码的氨基酸序列与其他物种具有较高的相似度。两种旁系同源体基因在不同组织和胚胎发育不同阶段表达水平各有所不同,其中Gp—GAPDHα在胚胎发育不同阶段的表达量存在极为显著的差异。结论在青海湖裸鲤胚胎发育研究中,Gp-GAPDHα不适合作为参照基因使用,两者的功能则需要做进一步研究。     

从猕猴肝脏组织扩增黄嘌呤脱氢酶／氧化酶基因片段

RT-PCR扩增猕猴黄嘌呤脱氢酶／氧化酶（XDH／XO）基因片段,为进一步开展相关研究提供实验资料。方法提取猕猴新鲜肝脏组织总RNA,用RT-PCR二步法进行XDH／XO基因片段扩增,对获得的目的片段进行序列测定,与GenBank上发表的人类（Homosapiens）、小鼠（Musmusculus）、家鼠（Rattusnorvegicus）、野猪（Susscrofa）等物种XDH／XO基因进行该序列同源性比对分析,DNAMAN软件预测该段核苷酸的氨基酸序列,Inter-ProScan及SWISS-MODEL工具进行XDH／XO的编码蛋白结构域及功能预测及三维结构构建。结果RT-PCR产物电泳检测得到了与设计大小相一致的目的条带,序列测定共测到683个核苷酸,DNAMAN软件预测该段核苷酸的氨基酸序列包括了1个编码53个氨基酸的开放阅读框（ORF）,通过该软件包中Multiplealignment对目的基因片段的核苷酸序列与NCBI报道的人类、小鼠、家鼠、野猪XDH／XO基因mRNA互补的cDNA核苷酸序列同源性进行同源性比较分析,结果显示所扩增得到的目的片段与人类同源性最高,为95．6％,与小鼠、家鼠、野猪的同源性分别为85．2％、84．3％、86．1％,说明获得的基因片段是猕猴的XDH／XO基因片段,且该基因在物种间具有较高的相似性。生物信息学预测该段XDH／XO编码蛋白含有醛氧化／脱氢酶的钼喋呤结合点结构域及黄嘌呤脱氢酶结构域。结论在体外成功扩增出猕猴XDH／XO基因片段,为进一步开展高尿酸血症致病机理研究,抗高尿酸血症新药研发奠定工作基础。