云南悬钩子蔷薇NBS LRR类抗病基因同源克隆与分析

为研究云南野生蔷薇属中的NBS类抗病基因,根据已知抗病基因NBS LRR序列中的保守区域设计简并引物,利用RT PCR技术从云南悬钩子蔷薇中进行体外扩增,获得了对应区域的cDNA片段,回收、克隆这些特异片段,测序分析,共得到4个含有NBS LRR保守结构域的抗病基因同源序列(RGAs),分别命名为AC9、AC39、AC50和AC68。它们与已报道的11个NBS类抗病基因相应区段的氨基酸序列相似性为5.4%~79.2%,其中这4个RGAs片段与Mi、RPS2、Pib和RPM1基因聚为一类。表明这4条RGAs序列可进一步用作悬钩子蔷薇抗病候选基因的分子筛选及遗传图谱的构建。     

云南悬钩子蔷薇NBS-LRR类抗病基因同源克隆与分析

为研究云南野生蔷薇属中的NBS类抗病基因,根据已知抗病基因NBSLRR序列中的保守区域设计简并引物,利用RTPCR技术从云南悬钩子蔷薇中进行体外扩增,获得了对应区域的cDNA片段,回收、克隆这些特异片段,测序分析,共得到4个含有NBSLRR保守结构域的抗病基因同源序列（RGAs）,分别命名为AC9、AC39、AC50和AC68。它们与已报道的11个NBS类抗病基因相应区段的氨基酸序列相似性为5.4%~79.2%,其中这4个RGAs片段与Mi、RPS2、Pib和RPM1基因聚为一类。表明这4条RGAs序列可进一步用作悬钩子蔷薇抗病候选基因的分子筛选及遗传图谱的构建。     

海岛棉抗枯萎病基因GbMPK16的克隆及功能验证

研究MAPK基因在海岛棉抗枯萎病途径中的功能,为棉花枯萎病抗性育种提供基因资源。根据前期海岛棉枯萎病抗性转录组测序和表达谱数据分析,从差异表达基因中筛选到一个海岛棉抗枯萎病相关Unigene序列,该序列注释为MAPK相关基因。从海岛棉抗病品种"06-146"中克隆了一个MAPK家族基因GbMPK16,进行生物信息学分析,并在枯萎病菌、乙烯、水杨酸诱导下对该基因进行表达分析,通过VIGS技术进行该基因抗病性功能分析。研究显示GbMPK16基因有1 665 bp的ORF序列,编码554个氨基酸,属于MAPK家族D组,保守区域包括TDY磷酸化部位,GbMPK16蛋白与其他生物MPK16蛋白有较高的一致性。进化树分析表明,GbMPK16与GhMPK16亲缘关系最近。亚细胞定位预测表明,GbMPK16分布于细胞核的可能性46.3%,在细胞质里的可能性40.7%。qRT-PCR表达分析显示,GbMPK16基因在不同抗病海岛棉品种表达量明显高于感病海岛棉品种,乙烯和水杨酸处理后出现表达量上调趋势,并且在抗病材料中该基因表达量均高于感病材料。通过VIGS技术沉默GbMPK16基因后,与对照相比该基因的表达量明显下降,枯萎病侵染15 d后,沉默该基因的植株发病情况高于对照。GbMPK16基因可能在海岛棉抗枯萎病途径中发挥作用。     

根据R基因保守区分离小麦R基因类似序列

用根据核苷酸结合位点（nucleotide binding site,NBS)和丝氨酸／苏氨酸蛋白质激酶域设计的2对简并性引物,以小麦－簇毛麦6VS／6AL易位系的cDNA为模板进行PCR扩增,扩增产物克隆到pGEM-T载体中,经测序,共获得具有NBS结构域特征的片段克隆9个和具有丝氨酸／苏氨酸蛋白质激酶域特征的片段的克隆1个。将克隆之间核苷酸序列同源性高于90％的克隆归为一类,把9个NBS片段分为6类。这6类抗病基因类似序列（resistance gene analogs,PGA)均具有阅读框,并与已克隆的小麦抗条锈病基因γr、大麦抗白粉病基因Mla1和Mla6、拟南芥的抗病基因RPS2以及其他一些抗病基因在NBS保守区内具有高度的同源性。用小麦中国春缺体－四体初步将它们分别定位于小麦第一、第二和第五部分同源群上,进一步用5′－RACE技术获得RGA N5的5′端,发现期编码产物的N端还具有6个亮氨酸拉链（leucine zipper,LZ),与RPS2的N－端有较高同源性。     

金鱼草AmPDS基因克隆及调节类胡萝卜素合成功能分析

八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)是类胡萝卜素进行生物合成途径中的关键酶。为了深入探究金鱼草PDS基因的功能,该研究以‘马里兰’金鱼草(Antirrhinum majus‘Maryland True Pink’)为材料,对其PDS基因(AmPDS)全长序列及蛋白结构进行分析,并克隆了AmPDS基因片段;采用qRT-PCR技术检测AmPDS基因在不同时期及部位的相对表达水平,利用VIGS技术验证AmPDS基因功能,用紫外分光法测定叶片中各类色素含量。结果显示:(1)成功克隆AmPDS基因片段(500 bp);AmPDS基因cDNA全长1743 bp,编码580个氨基酸;其蛋白分子量为64.75 kD,理论等电点6.66;同源比对分析显示AmPDS基因与芝麻(Sesamum indicum)的序列相似性最高。(2)qRT-PCR分析表明,AmPDS基因在全株均有表达,且在全盛期花朵的上瓣和叶片中表达量最高。(3)构建pTRV2-AmPDS载体,建立了金鱼草的VIGS沉默体系,AmPDS基因沉默效率约为53%,与阴性对照相比叶片中各类色素含量均显著降低。研究认为,AmPDS基因是金鱼草类胡萝卜素生物合成途径中的关键基因,可作为金鱼草VIGS沉默体系的指示基因,为后续研究金鱼草其他基因功能奠定基础。     

根据R基因保守区分离小麦R基因类似序列

用根据核苷酸结合位点(nucleotide binding site, NBS)和丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶域设计的2对简并性引物,以小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系的cDNA为模板进行PCR扩增.扩增产物克隆到pGEM-T载体中,经测序,共获得具有NBS结构域特征的片段克隆9个和具有丝氨酸/苏氨酸蛋白质激酶域特征的片段的克隆1个.将克隆之间核苷酸序列同源性高于90%的克隆归为一类,把9个NBS片段分为6类.这6类抗病基因类似序列(resistance gene analogs, RGA)均具有阅读框,并与已克隆的小麦抗条锈病基因Yr10、大麦抗白粉病基因Mla1和Mla6、拟南芥的抗病基因RPS2以及其他一些抗病基因在NBS保守区内具有高度的同源性.用小麦中国春缺体-四体初步将它们分别定位于小麦第一、第二和第五部分同源群上.进一步用5′-RACE技术获得RGA N5的5′-端,发现其编码产物的N端还具有6个亮氨酸拉链(leucine zipper, LZ),与RPS2的N-端有较高同源性.     

TRV介导的溪荪VIGS转化体系的构建与鉴定

病毒诱导基因沉默（Virus-induced gene silencing,VIGS）技术为缺乏稳定遗传转化体系的植物进行基因功能分析提供了可能，为解决缺少稳定遗传转化体系的植物进行基因功能验证的需求，以单子叶植物溪荪（Iris sanguinea）为材料，克隆IsPDS基因的特异性片段并构建其VIGS重组载体pTRV2-IsPDS，通过注射法侵染溪荪叶片，结果显示：pTRV1和pTRV2-IsPDS的菌液OD600调至1.8～2.0后重悬，重悬液OD600调至0.8～1.0，通过注射器叶脉注射方式侵染溪荪叶片效果最佳。在室外温度为15～20℃的下午6～8时进行，用1 mL注射器针头扎伤溪荪叶片外表皮，沿着平行脉缓慢注射重悬液1 mL至溪荪叶片维管束中，14 d左右会出现明显的白化表型。在出现表型变化的植株和空载组中均检测到TRV1和TRV2的病毒载体，白化植株的IsPDS表达量显著低于对照组。侵染液配制中通过提高携带病毒载体的农杆菌的浓度提高侵染效率，且接种后无需遮光。     

木薯UGT41基因对细菌性枯萎病的抗性研究北大核心CSCD

糖基转移酶广泛存在于植物中,其中UDP依赖型糖基转移酶(UDP-glycosyltransferases,UGTs)基因家族是糖基转移酶中的一大类。该研究以华南124木薯品种(Manihot esculenta cv.SC124)为材料,利用RT-PCR技术克隆木薯MeUGT41基因,以病毒诱导干扰木薯MeUGT41基因的表达量,并对基因干扰植株进行细菌性枯萎病抗性评价,为研究MeUGT41基因在木薯抵抗细菌性枯萎病的抗病机理奠定基础。结果表明:(1)地毯草黄单胞菌(Xamthomonas axonopodis pv.Manihotis,Xam)可显著诱导木薯MeUGT41基因表达。(2)成功构建MeUGT41的病毒诱导基因沉默(VIGS)载体,将干扰载体转化至木薯叶片进行MeUGT41基因沉默,荧光定量PCR检测结果显示,木薯叶片中MeUGT41基因的表达量显著下降。(3)Xam侵染实验表明,干扰抑制MeUGT41基因表达可显著降低木薯植株叶片对Xam病菌侵染的抵抗能力。研究认为,木薯叶片中MeUGT41基因具有抵抗Xam病菌侵染的能力。     

海岛棉抗病基因类似物与防卫基因类似物的分离及特征分析

利用已克隆的抗病基因(resistance-gene, R基因)与病程相关蛋白基因β-1,3-葡聚糖酶基因(PR2)的保守序列设计简并引物, 从海岛棉品种海7124基因组中成功分离了79条核苷酸结合位点(NBS, nucleotide binding site)类R基因类似物(RGAs, resistance gene analogs), 21条丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(STK, Serine/Threonine kinase)类RGAs和11条防卫基因类似物(DGAs, defense gene analogs). 将NBS类RGAs与棉花中已经克隆的该类RGAs进行序列分析, 鉴定了1个新的亚族. 具有连续ORF的48条NBS类RGAs和20条STK类RGAs分别可以划分为TIR-NBS与non-TIR-NBS两个亚类和A与B两个亚类. DGA中有4条具有连续的ORF. 对这些具有连续ORF的序列进行表达分析发现, 6条NBS类与1条STK类RGA受黄萎病菌诱导表达, 1条DGA经黄萎病菌诱导后表达量明显提高. 随机选取的4条TIR类与4条non-TIR类NBS类RGAs中有3条呈现2~3条杂交带, 其余的都有5~10条或以上的杂交带. 可见, NBS类RGAs大多数以多基因家族的形式存在. 另外, 有3条non-TIR类NBS类RGAs出现了一样的杂交带型, 可能这3条RGAs在基因组中成簇分布.     

马铃薯泛素结合酶基因StUBC17的克隆与功能分析

泛素结合酶(Ubiquitin-conjugating Enzyme E2,UBC)与植物生长发育和抗病反应密切相关。为了解泛素结合酶基因对植物抗晚疫病的贡献,从马铃薯栽培种"合作88"中克隆出一个E2泛素结合酶基因,命名为StUBC17,并对其受晚疫病菌诱导表达特性及功能进行分析。利用病毒诱导的基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)技术降低本氏烟(Nicotiana benthamiana)中StUBC17同源基因(NbUBC)的转录水平,再接种晚疫病菌进行抗病性鉴定。进一步在基因沉默植株上瞬时表达马铃薯抗病基因和其相应的无毒基因(R3a+AVR3a、R3b+AVR3b和Rx+CP)及INF1。StUBC17编码区全长447 bp,编码148个氨基酸,其蛋白分子量为16.52 kD,理论等电点为7.72。表达分析结果表明,StUBC17受晚疫病菌诱导表达。抗病鉴定结果显示,与对照植株相比,NbUBC沉默植株的抗病性显著降低。沉默NbUBC不影响过敏反应(Hypersensitive responses,HR)的发生。StUBC17是植物防御晚疫病所需,但该基因的沉默并不影响R3a、R3b、Rx及INF1介导的HR反应。     

非编码的mRNA

非编码的mRNA是近年发现的一类不含典型ORF的mRNA.目前已发现或克隆的这类基因主要有：H19基因,XIST基因,XLSIRT基因,His-1基因,bic基因,rox1和rox2基因等.它们与胚胎发育,肿瘤发生及X染色体失活密切相关.     

Osmoregulation in the model organismEscherichia coli: genes governing the synthesis of glycine betaine and trehalose and their use in metabolic engineering of stress tolerance

Glycine betaine is known to be the preferred osmoprotectant in many bacteria, and glycine betaine accumulation has also been correlated with increased cold tolerance. Trehalose is often a minor osmoprotectant in bacteria and it is a major determinant for desiccation tolerance in many so-called anhydrobiotic organisms such as baker's yeast(Saccharomyces cerevisiae). Escherichia coli has two pathways for synthesis of these protective molecules; i.e., a two-step conversion of UDP-glucose and glucose-6-phosphate to trehalose and a two-step oxidation of externally-supplied choline to glycine betaine. The genes governing the choline-to-glycine betaine pathway have been studied inE. coli and several other bacteria and higher plants. The genes governing UDP-glucose-dependent trehalose synthesis have been studied inE. coli andS. cerevisiae. Because of their well-documented function in stress protection, glycine betaine and trehalose have been identified as targets for metabolic engineering of stress tolerance. Examples of this experimental approach include the expression of theE. coli betA andArthrobacter globiformis codA genes for glycine betaine synthesis in plants and distantly related bacteria, and the expression of theE. coli otsA and yeastTPS1 genes for trehalose synthesis in plants. The published data show that glycine betaine synthesis protects transgenic plants and phototrophic bacteria against stress caused by salt and cold. Trehalose synthesis has been reported to confer increased drought tolerance in transgenic plants, but it causes negative side effects which is of concern. Thus, the much-used model organismE. coli has now become a gene resource for metabolic engineering of stress tolerance.     

地黄C3H基因的克隆及生物信息学分析

香豆酸-3-羟化酶属于植物中最大的蛋白酶细胞色素P450家族之一,在植物生命活动中发挥着重要作用。为了解地黄香豆酸-3-羟化酶基因RgC3H合成毛蕊花糖苷的功能,该研究基于地黄代谢组学分析获得KEGG途径中的C3H,采用多重比对在NCBI中获得同源基因的一个保守序列,并基于该保守序列和地黄SRA数据库,采用电子克隆和RT-PCR克隆技术获得地黄C3H基因全长CDS(RgC3H),对其进行生物信息学分析。结果表明:RgC3H基因全长为1 530 bp,且编码一个含509个氨基酸、分子量为57.91 kD、无信号肽的蛋白质; 基于氨基酸序列的结构分析显示,RgC3H有一个保守区域-P450结构域; 系统进化分析结果显示,RgC3H与芝麻和猴面花的C3H基因具有很高的同源性。上述结果为进一步研究RgC3H基因在地黄毛蕊花糖苷生物合成途径中的作用奠定了基础。     

The Drosophila Tumorous lethal hematopoietic oncogene is a dominant mutation in the hopscotch locus

The Drosophila Tumorous-lethal (Tum-l) mutation acts as an activated oncogene, causing hematopoietic neoplasms, overproliferation, and premature differentiation. Tum-l is a dominant mutation in the hopscotch (hop) locus, which is required for cell division and for proper embryonic segmentation. The Tum-l temperature-sensitive period for melanotic tumor formation includes most of larval and pupal development.     

Cloning, sequencing and expression of a recA gene from Amycolatopsis mediterranei

The 3.5 kb nucleotide fragment, including the recA gene and its downstream recX-like gene, has been isolated from a genomic library by dot-blot hybridization with the Mycobacterium smegmatis recA gene. The recA gene, consisting of 1047 base pairs (bp), encodes a polypeptide of 348 amino acids while the recX-like gene, consisting of 450 bp, encodes a shorter polypeptide of 149 amino acids. Both the deduced amino acid sequences of recA and recX resemble those of the recA and recX genes from other bacteria. The cloned Amycolatopsis mediterranei U32 recA gene conferred partial resistance to ethyl methane sulfonate when expressed in E. coli with the lacZ promoter.     

不同代次牛成肌细胞的诱导分化及相关基因的表达分析

利用初生荷斯坦牛的成肌细胞,在不同代次以含体积分数为2%马血清的DMEM进行诱导分化,在之后0、2、4、6、8、10 d观察细胞的形态变化并收集细胞提取总RNA,检测成肌相关基因的表达情况,为进一步研究牛肌肉发生过程及相关基因的表达调控提供依据。同时利用实时荧光定量PCR分别检测肌性相关基因MyoD(生肌决定因子)、MyoG(肌细胞生成素)以及非肌性相关基因A-FABP(脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白)表达水平的变化。研究表明：①各代细胞在诱导培养4 d后开始有肌管形成,其后越来越多,8 d时达高峰。②成肌细胞向成熟肌细胞分化过程中,MyoD、MyoG、A-FABP基因都呈先上升然后下降的趋势。③高代次成肌细胞比低代次细胞增殖慢,而且在诱导分化后,肌管的数目明显变少; MyoD、MyoG、A-FABP随着代次的升高而下降。故推断MyoD、MyoG以及A-FABP基因会在成肌分化开始后的不同阶段被激活,从而发挥不同的调控作用,而且随着传代次数的增加成肌细胞的分化能力减弱。     

Anaerobic bacteria and antibiotics: What kind of unexpected resistance could I find in my laboratory tomorrow?

The purpose of this article is to set out some important considerations on the main emerging antibiotic resistance patterns among anaerobic bacteria. The first point concerns the Bacteroides fragilis group and its resistance to the combination of β-lactam+β-lactamase inhibitor. When there is overproduction of cephalosporinase, it results in increased resistance to the β-lactams while maintaining susceptibility to β-lactams/β-lactamase inhibitor combinations. However, if another resistance mechanism is added, such as a loss of porin, resistances to β-lactam+β-lactamase inhibitor combinations may occur. The second point is resistance to metronidazole occurring due to nim genes. PCR detection of nim genes alone is not sufficient for predicting resistance to metronidazole; actual MIC determinations are required. Therefore, it can be assumed that other resistance mechanisms can also be involved. Although metronidazole resistance remains rare for the B. fragilis group, it has nevertheless been detected worldwide and also been observed spreading to other species. In some cases where there is only a decreased susceptibility, clinical failures may occur. The last point concerns resistance of Clostridium species to glycopeptides and lipopeptides. Low levels of resistance have been detected with these antibiotics. Van genes have been detected not only in clostridia but also in other species. In conclusion, antibiotic resistance involves different mechanisms and affects many anaerobic species and is spreading worldwide. This demonstrates the need to continue with antibiotic resistance testing and surveys in anaerobic bacteria.