番石榴实蝇性别决定基因Bcotra和Bcotra-2的克隆、序列特征及表达分析

【目的】对番石榴实蝇Bactrocera correcta(Bezzi)性别决定基因transformer和transformer 2的c DNA和基因组DNA序列进行克隆和分析,明确这2个基因的结构特征及其在不同发育阶段和雌、雄成虫不同组织中的表达模式,为进一步的功能研究和番石榴实蝇遗传性别品系(genetic sexing strain,GSS)的建立奠定基础。【方法】利用PCR结合RACE技术克隆番石榴实蝇2个性别决定基因的c DNA全长和内含子序列,利用不同的生物信息学软件对序列进行结构预测、序列比对和进化树分析;利用半定量RT-PCR检测这2个基因在番石榴实蝇的不同发育阶段及雌、雄成虫不同组织(精巢、卵巢、中肠和脂肪体)中的表达分布。【结果】克隆得到番石榴实蝇transformer和transformer 2的c DNA全长序列,分别命名为Bcotra和Bcotra-2。Bcotra存在性别特异剪接,雌虫Bcotra的c DNA全长1 673 bp,其开放读码框(ORF)为1 242 bp,编码413个氨基酸(Gen Bank登录号为KP712876);雄虫Bcotra c DNA全长2 025 bp,比雌虫多2个外显子,但由于外显子上有多个终止密码子,因此,不能编码完整的有功能的Tra蛋白(Gen Bank登录号为KP712877)。Bcotra-2不存在性别特异剪接,c DNA全长1 458 bp,其开放读码框(ORF)为756bp,编码251个氨基酸,具有RNA结合蛋白的典型特征(Gen Bank登录号为KM658207)。Bcotra-2有8个外显子,7个内含子。氨基酸序列比对和系统进化关系表明,两个基因的系统发育关系一致,Tra-2与目前已报道的双翅目Tra-2具有很高的同源性,而Tra的保守性较Tra-2要低。半定量RT-PCR结果显示,Bcotra和Bcotra-2在番石榴实蝇的不同发育阶段及雌、雄成虫不同组织中都有表达。【结论】本研究明确了Bcotra和Bcotra-2的基因组DNA和c DNA结构特征,Bcotra和Bcotra-2在番石榴实蝇的不同发育阶段和成虫不同组织中均有表达,序列分析发现这两个性别决定基因均具有Tra/Tra-2结合位点、内含子剪接抑制序列位点,其中Bcotra具有RNA结合蛋白的结合位点,暗示了这2个基因可能通过翻译后相互作用调控雌、雄体性发育。Bcotra存在性别特异剪接,雌虫特有的一段963 bp的内含子序列可以用于番石榴实蝇遗传定性品系的载体构建。     

桔小实蝇细胞凋亡基因hid的克隆及不同发育阶段表达分析

【目的】细胞凋亡是一个细胞自动结束生命的过程,也称为程序性细胞死亡（programmed cell death, PCD）。头部退化缺陷基因 (head involution defective, hid )是昆虫细胞凋亡基因RHG家族的成员,该家族基因通过克服凋亡蛋白抑制因子（inhibitor of apoptosis proteins, IAPs）的保护作用来保证PCD的发生。本研究旨在克隆和分析桔小实蝇Bactrocera dorsalis的hid基因,并研究其在各发育阶段的表达情况。【方法】利用RT-PCR和RACE技术获得了桔小实蝇hid基因的cDNA全长序列。利用荧光定量PCR对hid基因在桔小实蝇不同发育阶段的转录水平进行分析。【结果】克隆获得桔小实蝇hid cDNA序列,将其命名为Bdhid (GenBank登录号为KJ461670),其开放阅读框长1 029 bp,编码342个氨基酸。氨基酸序列分析显示其具有一个短的N-端肽基元( IAP-binding-motif, IBM) 和C-端Grim Helix 3 (GH3) 结构域,与其他已知的双翅目昆虫hid基因有较高的同源性。实时荧光定量PCR检测结果表明,该基因在桔小实蝇的幼虫期表达水平较低,蛹期及成虫期表达量显著升高。【结论】这些结果为进一步研究hid基因在桔小实蝇细胞凋亡途径中的功能及其转基因条件致死品系的获得奠定了基础。     

脂肪酶lipAB操纵子在防御假单胞菌中的克隆、表达及活性研究

对荚壳伯克氏菌PG1(Burkholderia glumae PG1)基因组中的脂肪酶操纵子lipAB片段进行直接克隆,构建含有脂肪酶基因的分泌表达载体,实现其在防御假单胞菌Pf-5(Pseudomonas protegens Pf-5)中的异源表达,并研究重组工程菌的胞外脂肪酶活性。利用Red/ET直接克隆技术获得克隆载体p15A-cm-lipAB;再通过亚克隆技术构建重组表达载体pBBR1-km-lipAB和pBBR1-km-Papra-lipAB,将这两个表达载体分别电转至Pf-5中,通过卡那霉素或者阿伯拉霉素抗性筛选得到转化子,以三丁酸甘油酯平板扩散法和对硝基苯酚法检测脂肪酶酶活,并通过实时荧光定量PCR检测启动子的替换对lipA表达的影响。本研究从PG1中成功克隆了脂肪酶操纵子lipAB(GenBank accession number:AJK49931. 1 and AJK49932. 1);成功构建了重组工程菌Pf-5/pBBR1-km-lipAB和Pf-5/pBBR1-km-Papra-lipAB,并成功检测到两株工程菌的胞外脂肪酶活性;以LB培养基培养至24 h时,启动子优化后lipA基因表达量是原始水平的2. 1倍;在LB培养基摇瓶发酵至66 h时,Pf-5/pBBR1-km-lipAB的脂肪酶酶活最高且为13. 51 U/mL,而Pf-5/pBBR1-km-Papra-lipAB的酶活为46. 85 U/mL,是Pf-5/pBBR1-km-lipAB的3. 47倍。初步实现基因lipA在Pf-5中的表达,发现组成型启动子Papra比lipAB的原始启动子PlipAB效率更高,为将来实现规模化生产奠定了技术基础。     

犬囊状动脉瘤模型的制作

本文报道用“静脉囊镶嵌技术·制成犬的囊状动脉瘤模型。18个模型(6个单侧型,6个分叉型,6个末梢型)造型后2周经IA DSA检查。本模型在分型、血流动力学改变方面与人类囊状脑动脉瘤类似。不同类型的动脉瘤模型既有相同的血流动力学特征,又有各自的特点,这与动脉瘤与载瘤动脉的角度有关。我们认为该模型可应用于研究动脉瘤的血流动力学与血管内栓塞治疗。     

海芦笋及其生物盐中多酚酸和绿原酸的定量分析

以绿原酸为对照品,利用紫外分光光度法和高效液相色谱法分别建立了测定海芦笋中多酚酸和绿原酸含量的方法.紫外分光光度法检测波长为338 nm;高效液相色谱法采用Zorbax Eclipse XDB-C187(4.6 mm×150mm,5um),以甲醇和0.5％冰醋酸水溶液梯度洗脱.结果发现海芦笋及其生物盐中含有大量的多酚酸和绿原酸,其中多酚酸含量分别为6.49 g/kg,3.37 g/kg,绿原酸含量分别为0.234 9/kg,0.180 g/kg.同时也表明高效液相色谱法可用于海芦笋中多酚酸含量的确定.这两种简单快捷的定量分析多酚酸和绿原酸的方法,不仅可用于海芦笋及其生物盐产品的质量控制,而且也为海芦笋的进一步研究和开发提供了一定的依据.     

遗传不育技术在蚊媒疾病防控中的应用

疟疾、登革热等重大传染性蚊媒疾病严重危害人类健康,且目前缺乏有效的药物和疫苗,防治埃及伊蚊、冈比亚按蚊等媒介昆虫是控制和消除这些疾病的有效手段。化学杀虫剂的大规模使用在一定程度上控制了疾病的传播,但其抗药性和环境污染等问题也随之而来。分子生物学的飞速发展为昆虫不育技术(SIT)的更新及害虫防治提供了新的策略,由此发展起来的以释放携带显性致死基因昆虫(RIDL)为代表的一系列遗传不育技术为蚊虫种群防控提供了更加有效的选择。本文概述了遗传技术在蚊虫防控中的应用进展,包括蚊虫遗传防治的历史和策略,阐述了RIDL技术体系的原理,同时介绍了相关遗传控制品系和已经开展的田间释放研究,展示了遗传修饰不育技术在蚊媒疾病防治中的巨大潜力。     

昆虫遗传转化品系的常用标记

遗传转化标记是将遗传修饰昆虫从野生型种群中分辨出来的根据,遗传转化昆虫的鉴定、转化品系的维持及其遗传稳定性的监测都依赖于可靠的标记系统,发展易于应用和监测的转化标记能够极大地促进害虫遗传防治的相关研究。用于遗传修饰昆虫的转化标记主要有昆虫眼睛颜色标记基因、抗药性标记基因和荧光蛋白标记基因等。非果蝇类昆虫首个遗传转化品系的鉴定是通过眼睛颜色突变而实现,但大多数昆虫物种没有可用的突变体或缺少相应基因的信息,从而限制了眼睛颜色标记的应用。抗药性基因标记虽然能够通过对转化昆虫进行集体选择而大幅度提高筛选转化体的效率,但由于其鉴定的准确性不高且存在安全性问题,未得到广泛应用。荧光蛋白标记基因的发展则显著拓宽了能够转化的昆虫种类。从水母分离的绿色荧光蛋白(GFP)经突变方法获得了多种不同荧光性质的突变体,经人为修饰后与适宜的强启动子构成转化标记载体,能够有效鉴定更多昆虫物种的遗传转化个体,其中应用较多的是增强型绿色荧光蛋白(EGFP)。此外,从珊瑚属海葵中分离得到的红色DsRed标记基因提供了多样化的红色荧光蛋白选择,在某些生物中DsRed与GFP联合应用的表现明显优于GFP突变体,所以其应用前景也非常广泛。本文着重从眼睛颜色、抗药性和荧光蛋白等3个方面阐述了标记基因的发展历史与现状,并对其今后的发展方向进行了展望。     

文昌鱼AmphiSmad 1／5／8和AmphiSmad4的克隆和表达

Smad蛋白是转化生长因子-β（TGF-β）超家族成员细胞内信号传导蛋白。本研究在青岛文昌鱼中克隆到了两个Smad基因,分别命名为AmphiSmad1／5／8和AmphiSmad4。它们编码的氨基酸序列具有典型的Smad家族蛋白的结构特征,都包含保守的MH1和MH2结构域。进化分析表明,AmphiSmad1／5／8属于R-Smad亚家族的Smad1,Smad5和Smad8亚群。而AmphiSmad4属于Co-Smad亚家族。在文昌鱼的早期胚胎发育中,这两个基因都在脊索、肌节和消化道壁表达,呈腹部化表达模式,推测可能参与文昌鱼背腹轴的形成和分化。另外,在正常文昌鱼成体中这两个基因也在所检测的组织中广泛表达,尤其在脊索和性腺中高表达,提示它们可能在器官的形成中发挥重要作用。     

基于生物信息学的胃癌早期诊断预测模型研究

利用The Cancer Genome Atlas和Genotype-Tissue Expression公共数据检索收集胃癌(Gastric cancer,GC)基因表达数据集,筛选与早期胃癌密切相关的基因并构建胃癌早期诊断预测模型。运用Deseq2软件包筛选早期胃癌差异基因,并对差异基因进行GO和KEGG富集分析。通过STRING数据库建立其蛋白质相互作用网络并利用Cytoscape软件提取关键子网得到候选关键基因,进一步利用MedCalc软件确认胃癌早期诊断关键基因。根据筛选得到的10个关键基因构建基于支持向量机、随机森林、朴素贝叶斯、K-近邻、极限梯度提升和自适应提升等六种算法的胃癌早期诊断预测模型,依据ROC曲线和准确率等评价指标对各个分类器模型进行评估,通过独立测试集验证得到极致梯度提升诊断预测模型为最优模型。本研究成果为提高结胃癌早期诊断的研究提供了新的思路和方法。     

植物低温保护剂对番茄幼苗抗寒力的影响

采用由我们研制的植物低温保护剂对番茄幼苗抗寒力的影响。用植物低温保护剂处理番茄幼苗,超氧物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）、过氧比氢酶（ＣＡＴ）活性升高,丙二醛（ＭＤＡ）含量及电导率降低。脯氨酸、可溶性总糖和叶绿素含量增加;根和叶的ＴＴＣ还原率同步增大,电导率同步降低;抗寒力鉴定结果表明：番茄幼苗可抵抗－２℃─－５℃［－２℃（５ｈ）─－３℃（３ｈ）－─４℃（３ｈ）─－５℃（１ｈ）］长达１２小时的低温,田间结果表明,番茄幼苗可抵抗－２℃─４℃低温长达一周。