研究选萃

蜜蜂行为成熟的遗传学同其它社会性昆虫一样,蜜蜂各个成员之间也表现出了劳动分工。刚孵化的幼蜂开始只是呆在巢中作为“家庭主妇”照顾蜂巢,2~3周才可以出去传播花粉、采取花蜜。它们的这种转变包括代谢,激素活性,生物钟活动,大脑基因的表达等变化。但是,对于许多大脑基因表达     

ame-let-7调节蜜蜂劳动分工行为的研究进展

意大利蜜蜂是典型的社会性昆虫,存在与年龄相关的劳动分工行为,一直是人类研究动物行为的最佳模式生物。蜜蜂行为可塑性是劳动分工的重要特点,与其自身脑部神经结构变化、脑部基因表达变化及体内激素水平等有关。miRNAs与靶基因特异性结合,发挥多种生物调节功能。miR-let-7介导靶基因在动物发育及病理方面的研究较深,但对动物行为可塑性的调控机理尚未明确。本文就ame-let-7影响蜜蜂哺育蜂与采集蜂的劳动分工行为研究进行总结,主要从ame-let-7的表达模式、其对蜜蜂行为可塑性调节作用、对蜜蜂糖反应及学习记忆能力的影响及其相关靶基因的研究等方面进行归纳,为深入研究ame-let-7对蜜蜂行为可塑性的调控机制提供理论依据。     

婚飞行为影响中华蜜蜂性成熟处女蜂王的基因表达

婚飞是性成熟处女蜂王与雄蜂交配过程中的一个重要前奏, 在该过程中蜂王体内伴随着一系列重要的生理变化。为了探究中华蜜蜂Apis cerana cerana处女蜂王婚飞过程中基因表达变化, 本研究利用数字基因表达谱(digital gene expression, DGE) 技术分析了中华蜜蜂性成熟处女蜂王飞行与未飞行之间的基因表达差异。经DGE测序, 分别从两个样品中获得5.98和6.01 百万条Clean标签。通过分析检测到250个基因有差异表达, 其中133个基因在飞行蜂王中上调表达, 117个基因在飞行蜂王中下调表达。这些差异基因可以归类到348个功能性类别和142个生化途径。结果表明中华蜜蜂性成熟处女蜂王在婚飞过程中大量基因的表达发生了变化。这些结果为进一步研究中华蜜蜂蜂王婚飞过程中生理变化的分子机制提供了重要的基因表达信息。     

中华蜜蜂重要生物学特性相关功能基因研究进展

中华蜜蜂Apis cerana cerana Fabricisus是一种重要的经济动物,具有嗅觉敏锐,抗寒耐热,抗螨及采集能力强等特点.目前人们采用分子生物学的方法,对中华蜜蜂的基因组成、基因表达调控及基因功能分析等方面开展研究,揭示其特征行为的分子机理已成为该领域的研究热点之一.近年来,中华蜜蜂重要生物学特征功能相关基因(即蜂王浆蛋白相关基因、化学通讯相关蛋白基因和抗逆相关基因)在基因克隆、表达特性及功能研究等方面取得了重大进展.本文重点对此进行综述.     

表观遗传修饰与干细胞分化调控

干细胞具有自我更新和多种分化潜能的特性。干细胞向分化细胞的转变涉及到基因表达模式的改变,与自我更新有关的基因关闭．与细胞特化有关的基因激活。表观遗传调控机制,包括DNA甲基化、组蛋白修饰和微RNA（microRNA）介导的基因调控,在多个层面上控制发育过程中基因表达。近年研究表明,动态的表观遗传调控机制在干细胞自我更新和分化中起关键作用。     

恒河猴大脑前额叶cDNA文库的构建

为筛选出与认知、记忆相关的脑部表达基因及基因家族，利用TRIzol试剂从恒河猴大脑前额叶组织抽提总RNA，再用纯化试剂盒从总RNA中成功纯化出mRNA。按照Stratagene公司的cDNA Synthesis Kit(200401)、ZAP-cDNA Synthesis Kit(200400)和ZAP-cDNA GigapackⅢ Gold Cloning Kit(200450)三个试剂盒的操作说明，构建了恒河猴大脑前额叶组织的cDNA文库。文库总库容为2.0×10 ⁶克隆；绝大多数的cDNA插入片段≥0.5 kb，平均长度≈1.0 kb；cDNA片段与噬菌体载体重组率为97.3%。文库各项指标均达要求，为克隆大脑PFC区表达基因、测定基因编码区序列、揭示具有多种剪切组合模式等提供了可靠资源，也为相关基因表达调控的研究提供了方便。     

中华蜜蜂酪胺受体基因克隆及表达分析

酪胺(tyramine)属于生物多聚胺类,是昆虫中枢神经系统内重要的神经递质、神经调质和神经激素,参与调控昆虫的多种行为和生理过程,如酪胺受体基因参与调控动物的学习与记忆。本研究首次克隆获得中华蜜蜂(Apis cerana cerana)酪胺受体基因Actyr1和Actyr2的全长cDNA序列,利用qRT-PCR方法鉴定了Actyr1和Actyr2在中华蜜蜂不同组织器官中的表达谱,采用地高辛原位杂交技术对Actyr1和Actyr2在大脑中的表达进行了定位。中华蜜蜂Actyr1、Actyr2的cDNA全长序列分别为1241 bp(GenBank登录号：KC814693)和1270 bp(GenBank登录号：KC814694),分别编码297、399个氨基酸残基。qRT-PCR分析结果表明,Actyr1和Actyr2在不同组织中的表达量为头部最高,其次是腹部表皮,触角和胸部肌肉的表达量最低,并且头部的表达量显著高于其他组织的表达量;原位杂交结果显示,Acytr1和Actyr2在中华蜜蜂大脑蘑菇体的凯尼恩细胞、触角叶周围的细胞处均有较强阳性着色。这些研究表明,Acytr1和Actyr2基因可能参与了蜜蜂的学习记忆,并且在相同的细胞中互相作用,共同调控蜜蜂的生物学功能。     

MnSOD基因表达调控的研究进展

MnSOD是生物体内重要的氧自由基清除剂, 具有抗氧化和抗肿瘤作用。MnSOD基因的表达调控是一个复杂的过程, 多种转录因子、细胞信号分子和细胞信号通路参与其中。MnSOD基因的表达调控包括转录调控、转录后调控和翻译调控3个方面。转录调控是MnSOD基因表达调控的第一个层次, 在MnSOD基因表达的过程中起重要作用。它主要是通过调节与MnSOD基因转录相关的转录因子活性来实现的, 例如特异蛋白-1 (SP-1)、激活蛋白-2(AP-2)、激活蛋白-1(AP-1)、核因子-卡巴B(NF-κB)等。药物和金属离子就是通过改变这些转录因子的活性来调控MnSOD基因表达的, 另外某些基因的突变和缺失也能改变这些转录因子的活性。转录后调控主要体现在改变mRNA的稳定性或mRNA的翻译上。翻译调控则是对MnSOD多肽的编辑、修饰并与相应的金属离子结合及定位的调控。近年来发现了一种线粒体MnSOD的锰转运因子, 它对MnSOD活性的调控起重要作用。文章综述了这一研究领域的一些进展, 着重讨论了MnSOD基因的转录调控和翻译调控, 并展望了MnSOD基因表达调控的研究方向。     

水稻幼苗条纹突变体yss1的转录组分析

利用60Co辐射诱变籼稻品种"Ⅱ-32B",筛选得到一个水稻幼苗条纹突变体yss1,该突变体在水稻五叶期前表现出明显的条纹叶表型;色素分析表明yss1叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量明显低于野生型,五叶期后突变体和野生型无显著差异。利用转录组分析水稻三叶期野生型和突变体yss1中的基因表达,表明与野生型相比,yss1中表达差异显著的基因432个,其中274个表达上调,158个表达下调。GO分析显示叶绿素合成途径中多数基因表达上调,类胡萝卜素合成过程中的相关基因受到不同程度地调控。因此,推测YSS1基因通过调节叶绿素和类胡萝卜素合成过程中的基因表达,进而调控光合色素的合成。     

东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂工蜂过程中nce-miR-10660及其靶基因表达谱

【目的】本研究旨在为探究nce-miR-10660调控东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae侵染的作用机制提供理论和实验依据。【方法】采用Stem-loop RT-PCR对前期鉴定到的东方蜜蜂微孢子虫nce-miR-10660进行表达验证，再通过Sanger测序验证nce-miR-10660的序列。利用相关生物信息学软件预测和分析nce-miR-10660的靶基因。通过RT-qPCR检测nce-miR-10660及其靶基因在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂过程中中肠中的表达谱。【结果】Stem-loop RT-PCR和Sanger测序结果分别证实了nce-miR-10660在东方蜜蜂微孢子虫孢子中的表达和真实存在。靶向预测结果显示nce-miR-10660共靶向RRDRP和RCDP 42等9个基因；分别有2和6个靶基因可被分别注释到KEGG数据库中的4条通路和GO数据库中的23个条目。RT-qPCR结果显示，相较于东方蜜蜂微孢子虫侵染后1 d时意大利蜜蜂工蜂中肠中nce-miR-10660的表达量，东方蜜蜂微孢子虫侵染后2 d时意...     

NOR1基因转染对肝癌细胞HepG2基因表达谱的影响

NOR1基因是一在正常组织中广泛表达且在肿瘤组织中表达下调的新基因.为进一步研究NOR1基因的功能和寻找其下游基因,利用脂质体技术将NOR1基因转染进HepG2细胞,采用cDNA微阵列技术分析其基因表达谱的改变.试验表明NOR1基因的转染能使Grb2,HBP17,TNFRSF11B等59个基因上调,同时也下调Bik,MAp2K6,ZFP95等103个基因.随后用实时荧光定量PCR对cDNA 微阵列结果中上述3个上调表达基因进行验证,结果表明,基因表达差异具有统计学意义(P<0.05),荧光定量PCR结果与微阵列结果相符.这些结果提示,NOR1基因对肝癌HepG2细胞的生物学行为的影响可能与它对细胞信号转导,细胞周期调控,转录、翻译调控相关基因的表达影响有关.     

转录因子GGS1参与赤霉素和糖信号调控

MYB类转录因子GGS1（glucose and GA signaling 1）既受到DELLA蛋白的调控,又与糖受体蛋白HXK1形成核内复合体.前人的这些研究结果暗示,GGS1可能同时参与了赤霉素和糖的信号调控.为了进一步证实GGS1基因在两信号途径中发挥的作用,我们对以下两个方面进行了研究.首先对GGS1基因表达谱进行分析,结果表明,GGS1特异在拟南芥各器官的维管组织的韧皮部细胞中表达;用赤霉素和高浓度蔗糖处理能抑制GGS1基因的表达.GGS1同源基因虽和GGS1具有相似的表达谱,但是其表达却不受GA和糖处理的影响,暗示二者间不存在功能冗余.其次,我们获得GGS1过表达转基因植株并通过Q-PCR分析这一植株中GA和糖代谢途径中一些重要相关基因表达变化.结果表明,在GGS1过表达植株中参与GA合成的基因表达升高,GA分解代谢基因表达降低;与糖信号密切相关的光合作用相关基因表达升高.两方面研究结果证实了GGS1的双元功能,即既可以作为GA信号调控的负调控因子,又在糖的信号传递中发挥作用.     

恒河猴大脑前额叶cDNA文库的构建

为筛选出与认知、记忆相关的脑部表达基因及基因家族,利用TRIzol试剂从恒河猴大脑前额叶组织抽提总RNA,再用纯化试剂盒从总RNA中成功纯化出mRNA。按照Stratagene公司的cDNASynthesisKit(200401)、ZAP-cDNASynthesisKit(200400)和ZAP-cDNAGigapackⅢGoldCloningKit(200450)三个试剂盒的操作说明,构建了恒河猴大脑前额叶组织的cDNA文库。文库总库容为2·0×106克隆;绝大多数的cDNA插入片段≥0·5kb,平均长度≈1·0kb;cDNA片段与噬菌体载体重组率为97·3%。文库各项指标均达要求,为克隆大脑PFC区表达基因、测定基因编码区序列、揭示具有多种剪切组合模式等提供了可靠资源,也为相关基因表达调控的研究提供了方便。     

意大利蜜蜂哺育蜂与采集蜂行为转变相关基因的表达差异研究

【目的】深入了解蜜蜂哺育蜂与采集蜂行为转变机制,寻找与之相关的调控因子。【方法】我们随机选取了5群意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica,分别采集相应的哺育蜂和采集蜂。利用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)对哺育蜂和采集蜂头部中的mrjp1、Ache、CSP3、Dop1等22个基因的表达进行了分析。【结果】实验结果表明:mrjp2、mrjp4、mrjp6、mrjp7、LOC406114、Hbg3、Ef-1a-f1、Obp3、Wat、Oa1、Tpn T在意大利蜜蜂哺育蜂和采集蜂头部表达差异极显著(P<0.01),mrjp1、mrjp3、Ache、LOC406142、Mblk-1、Tpn CIIIa、Ant、CSP3、Dop1、Jhe、Per在意大利蜜蜂哺育蜂和采集蜂头部表达差异显著(0.01相似文献   

不同遗传背景下QsvR调控副溶血弧菌基因表达的转录组分析

【背景】OpaR是副溶血弧菌群体感应系统的核心调控因子;QsvR是AraC家族转录调控因子,与OpaR之间具有相互调控作用;此外,QsvR对基因表达的调控作用受OpaR的影响,但是影响程度并未完全阐明。【目的】探究在野生株(wild-type,WT)和opaR基因突变株(ΔopaR)的遗传背景下QsvR的转录调控元,分析Opa R对QsvR基因表达调控的影响。【方法】分别以WT和ΔopaR为参照,采用Illumina HiSeq测序平台进行比较转录组学研究,分析生物膜形成条件下qsv R基因突变株(Δqsv R)和Δqsv RΔopaR的基因表达情况。【结果】在WT遗传背景下,QsvR共调控1735个基因的转录(调控元1),其中被激活的基因有855个,被抑制的基因有880个;在ΔopaR遗传背景下,QsvR共调控1 187个基因的转录(调控元2),其中被激活的基因有533个,被抑制的基因有654个。调控元1和调控元2之间共有517个重叠基因,且QsvR对绝大多数重叠基因的调控关系相反。基因属性分类(gene ontology, GO)数据库富集分析结果显示,调控元1和调控元2中分别有4...     

植物叶片衰老过程中基因的表达与调控

从衰老相关基因的分离、克隆、表达、调控及叶片衰老延缓几个方面,介绍叶片衰老过程中基因表达调控的研究进展。     

乳腺癌转移相关基因表达调控网络的线性微分方程模型的初步研究

初步构建乳腺癌转移相关基因表达调控网络的线性微分方程模型,并分析模型的可靠性和生物学意义. 采用基因芯片技术,分别对30例伴有淋巴结转移的乳腺癌组织及其相应淋巴结转移癌组织进行基因表达谱的比较,选择差异基因通过线性微分数学方法构建表达调控网络模型. 差异表达基因共27个,其中Ratio > 3的明显上调基因14个,而Ratio < 0.33的明显下调基因13个. 比较伴有淋巴结转移的乳腺癌组织和其相应淋巴结转移癌组织,分析筛选了27个表达差异基因,应用数学线性微分方程方法初步构建乳腺癌转移相关基因表达调控网络的线性微分方程模型,通过分析模型中重要节点、通路的生物学意义,判定网络的数学特性,初步表明,调控网络的可靠性和乳腺癌转移的形成是与多基因、多通路异常引起的细胞恶性转化相关.     

西方蜜蜂磁受体基因AmMagR的克隆及表达分析

本研究旨在克隆西方蜜蜂Apis mellifera磁受体基因AmMagR的序列,并分析该基因在工蜂不同日龄、不同组织中的表达特征,以期为该基因的功能研究提供理论基础。以西方蜜蜂工蜂为材料,提取其总RNA,通过RT-PCR技术克隆西方蜜蜂MagR基因的序列;利用多种生物信息学软件对其核酸及氨基酸序列分析;采用实时荧光定量PCR技术(qPCR)分析在西方蜜蜂工蜂不同日龄(1日龄、5日龄和21日龄)和不同组织(头部、胸部和腹部)中MagR基因的相对表达量。克隆到西方蜜蜂MagR基因,并命名为AmMagR(GenBank登录号:MH635411),其序列长度为748 bp,编码区长390 bp,编码130个氨基酸,其蛋白质分子量为14.142 kDa,理论等电点为9.06,无信号肽,无跨膜结构,且在第24～126位氨基酸之间得到一个结构域Fe-S_biosyn。系统发育树显示,西方蜜蜂AmMagR与小蜜蜂Apis florae AfIscA(IscA别称MagR)、中华蜜蜂Apis cerana cerana AcIscA基因聚成一支。荧光定量PCR结果表明,AmMagR基因在西方蜜蜂不同日龄的工蜂头部、胸部和腹部均有表达。5日龄工蜂的相对表达量最高,5日龄工蜂头部和胸部的AmMagR基因表达量显著高于1日龄(P0.05)和21日龄(P0.05),腹部AmMagR基因表达量显著高于21日龄(P0.05),但与1日龄的比较差异不显著(P0.05)。1日龄、5日龄和21日龄工蜂胸部的AmMagR基因表达量均显著高于头部和腹部(P0.05);1日龄工蜂头部AmMagR基因表达量均高于腹部(P0.05),但5日龄和21日龄工蜂AmMagR基因在头部与腹部的表达量无显著差异(P0.05)。明确了该基因在西方蜜蜂工蜂不同日龄和不同组织中的表达模式,并推测AmMagR可能参与了西方蜜蜂的定位、归巢过程。     

内含子数量改变GUS基因的瞬时表达调控

内含子是基因的重要组成部分,它与功能基因表达之间的关系越来越被重视.本研究以pCAMBIA3301为载体,利用玉米泛素启动子Ubi1和水稻肌动蛋白启动子Actin1构建两个GUS基因表达载体p33U1和p33A1,同时设置3个对照载体.通过基因枪轰击法将上述载体转入水稻胚性愈伤组织,探讨内含子对外源目的基因表达的调控作用.组织化学检测结果表明:CaMV35S启动子调控下的iGUS (带内含子)基因能够顺利表达;同样,Actin1启动子(带内含子)调控下的不带内含子的GUS基因也可以正常表达,而当Actin1启动子(带内含子)驱动iGUS基因时,则导致GUS染色反应不能发生.Ubi1启动子(带内含子)调控GUS基因的瞬时表达也得出类似结果,证明表达框中内含子的数量为1个或两个时,对GUS基因的表达起到了不同的调控作用.本研究结果对植物表达载体构建及功能基因表达都具有指导意义.     

葡萄果实成熟期花色苷与白藜芦醇合成相关基因的表达

以酿酒葡萄‘赤霞珠’为试材,采用pH示差法和高效液相色谱(HPLC)法分别测定葡萄成熟期果皮花色苷和白藜芦醇含量,用实时荧光定量PCR检测两者合成途径中相关基因的表达量,分析花色苷含量和白藜芦醇含量与其相关基因表达的关系,以揭示结构基因与调控基因的调控机制,为筛选富含花色苷和白藜芦醇的酿酒葡萄提供理论依据。结果显示:(1)葡萄果皮花色苷含量在花后112d达到最高值(0.77mg/g),反式白藜芦醇含量在花后126d达到最高值(30.87μg/g)。(2)花色苷和白藜芦醇合成途径中,CHSs、CHI、STS、UFGT、MybA1、MybA2基因的表达量除花后98d下调外,其余时间均呈上调表达,而Myb5a则始终呈上调表达。(3)相关分析表明,STS基因表达量与CHS1、CHS2基因表达量呈极显著和显著正相关关系,MybA1、MybA2基因表达量与CHSs、CHI、STS、UFGT基因的表达量呈极显著正相关关系;Myb5a基因表达量与CHS3基因表达量呈极显著正相关关系。研究表明,部分结构基因的表达与花色苷和白藜芦醇的变化不同步,MybA1和MybA2可能调控花色苷合成途径中多个结构基因的表达,花色苷与白藜芦醇的关系并不固定,而是处在动态变化中。