不同种型布鲁菌间的基因获得与缺失研究

目的:了解不同种型布鲁菌间的基因差异及基因的获得与缺失情况。方法:采用生物信息学方法比较分析已测序的10株布鲁菌基因水平的差异,分析它们的核心基因组与泛基因组,对得到的差异基因用PCR验证其在19株不同生物型标准菌株中的分布情况。结果:不同种型布鲁菌在基因水平上存在较大差异,差异基因主要位于Ⅱ号染色体上;根据差异基因,鉴定了42个差异区段,这些差异区段在19株不同生物型标准菌株中存在差异分布。结论:布鲁菌在进化过程中分别获得或失去了不同的基因区段,从而适应不同的宿主环境。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GS15株NSP2蛋白多位点缺失病毒的拯救与体外生长特性分析

【目的】本实验室前期在高致病性毒株PRRSV/GSWW/2015的感染性克隆上,拯救获得了非结构蛋白(non-structural protein 2, NSP2)第519-565位和第628-747位氨基酸双缺失的工程病毒(rGS15-△2)。本研究旨在在双缺失病毒的感染性克隆上,构建拯救获得NSP2三个位点缺失的工程病毒。【方法】在前期双缺失病毒感染性克隆的基础上,利用融合PCR方法分别构建缺失NSP2第323-364位和第372-433位优势抗原表位的两个3个位点缺失的重组质粒。经脂质体介导,转染Marc-145细胞拯救病毒,通过电子显微镜观察、免疫荧光实验、测定病毒滴度、绘制生长曲线等方法对缺失病毒的生长特性进行分析。【结果】成功获得拯救病毒rGS15-△3-1和rGS15-△3-2。电子显微镜下可以观察到直径大小为50-80 nm的病毒粒子;免疫荧光实验检测表明,拯救病毒与亲本病毒GS15一致,都能检测到PRRSV N蛋白表达;缺失区域RT-PCR扩增鉴定,拯救病毒传至40代缺失标记稳定存在;rGS15-△3-1与rGS15-△3-2病毒滴度分别为2.00×10^6.0 TCID50/mL和2.25×10^5.8 TCID₅₀/mL,与亲本病毒相比病毒滴度差异显著(P<0.05);生长曲线分析表明拯救病毒复制水平低于亲本病毒达到最高滴度的培养时间比亲本病毒延迟24 h。【结论】本研究通过对PRRSV基因2型非结构蛋白NSP2多位点缺失病毒的体外生长特性分析,为研制新型PRRSV标记疫苗奠定了基础,也为猪繁殖与呼吸综合征的防控提供新的策略。     

高粱高亲和硝酸盐转运蛋白NRT2/3基因家族鉴定、表达与DNA变异分析

硝态氮是作物吸收无机氮素的主要形态,硝酸盐转运蛋白2(nitrate transporter 2,NRT2)作为高亲和性的转运蛋白,以硝酸盐作为特异性底物,在可利用的硝酸盐受限时,高亲和性转运系统被激活,在硝酸盐吸收、转运过程中发挥着重要作用。大多数NRT2不能单独转运硝酸盐,需在硝酸盐同化相关蛋白2(nitrate assimilation related protein 2,NAR2)的协助下才能完成硝酸盐的吸收或转运。作物氮利用效率受环境条件影响,品种间存在差异,因此培育高氮素利用效率品种有重大意义。高粱(Sorghum bicolor)具有耐贫瘠特性,对土壤中的氮素吸收和利用效率较高。本研究结合高粱基因组数据库对NRT2/3基因家族成员基因结构、染色体定位、理化性质、二级结构与跨膜结构域、信号肽与亚细胞定位、启动子区顺式作用元件、系统进化、单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)的识别与注释及选择压力进行了全面分析。通过生物信息学分析,筛选出5个NRT2s(命名为SbNRT2-1a、2-1b、SbNRT2-2–4)基因和2个NAR2s(SbNRT3-1–2)基因,较谷子略少。分布在3条染色体上,分为4个亚家族,同一亚族中基因结构高度相似;高粱NRT2/3亲水性平均值均为正值,表明均为疏水性蛋白;α-螺旋和无规则卷曲占二级结构总量的比例大于70%;亚细胞定位均在质膜上,其中NRT2s蛋白不含信号肽,NRT3s蛋白含信号肽;进一步对其跨膜结构域进行分析,发现NRT2s家族成员跨膜结构域个数均大于10个,而NRT3s家族成员跨膜结构域个数为2个;高粱与玉米(Zea mays)NRT2/3s的共线性较好;蛋白结构域显示存在MFS_1和NAR2蛋白结构域,可执行高亲和力硝酸盐转运;系统进化树分析可知,高粱与玉米和谷子的NRT2/3基因亲缘关系更近;基因启动子顺式作用元件分析发现,SbNRT2/3基因的启动子区均具有数个植物激素和逆境应答元件,可以响应高粱生长和环境变化;基因表达热图显示低氮条件下在根诱导表达的是SbNRT2-1a、SbNRT2-1b和SbNRT3-1,推测可在高粱根部表达并调控对硝酸盐的吸收或转运过程。在SbNRT2-4和SbNRT2-1a等发现多个非同义SNP变异;选择压力分析表明,高粱NRT2/3基因家族在进化过程中受纯化选择作用。SbNRT2/3基因表达及蚜虫侵染影响与基因在不同组织中的表达分析结果一致,SbNRT2-1b和SbNRT3-1在感染蚜虫品系5-27sug根部表达显著,高粱蚜虫侵染叶片显著降低了SbNRT2-3、SbNRT2-4和SbNRT3-2的表达水平。本研究初步对高粱全基因组NRT2/3基因家族进行鉴定、表达与DNA变异分析,为高粱氮高效研究提供了基础。     

线粒体Ca~(2 )转运与细胞代谢调节

线粒体具有一套完整的Ca2 转运系统 ,包括两条摄取途径和三条释放途径。生理条件下 ,它们在细胞胞质与线粒体钙稳态维持以及细胞能量代谢中起重要作用 ,线粒体从胞质摄取的Ca2 可激活某些Ca2 敏感的呼吸酶和代谢过程。病理条件下 ,线粒体Ca2 转运发生紊乱 ,通过线粒体通透性转换导致细胞坏死或凋亡     

云南卷叶小檗(小檗科)花与果实特征的变异式样

在云南省腾冲县通过野外居群取样,结合模式标本检查及统计分析方法,研究了小檗科卷叶小檗花和果实特征的变异式样。结果显示:(1)2013年5月,在12株卷叶小檗上取样的53朵花中,各花花被片数目为13~18个,平均为15.25±0.96个,其中,来自11株植物的34朵花都具有15个花被片,占个体总数的91.67%,占花总数的64.15%;此外,各花内部与雄蕊对生的6个花被片先端缺裂。(2)2013年12月,在12株卷叶小檗上分别取样的20个成熟果实中,单个果实内种子数目为1~4个,平均为1.79±0.48个,其中74.17%的果实都含有2粒种子;2013年5月,自6株卷叶小檗上采集的2012年宿存的150个果实中,单个果实内种子数目为1~3个,平均为2.11±0.43个,其中80.67%的果实都含有2粒种子;而已有文献皆记载卷叶小檗子房具胚珠2个。(3)在卷叶小檗个体内花和果实特征的变异系数中,花被片数目(0.05±0.03)果实长度(0.07±0.02)果实宽度(0.11±0.02)果柄长度(0.16±0.05)果实内种子数目(0.25±0.08)花被片长度(0.36±0.04)花被片宽度(0.38±0.04)。(4)对《中国植物志》小檗属中卷叶小檗花和果实等重要分类学性状特征进行了订正,同时为该种一直空缺的绘图补充了图片资料。     

甜瓜成熟期间多聚半乳糖醛酸酶与乙烯的变化和果实软化的关系(简报)

内源乙烯在河套蜜瓜成熟之前就已产生,其含量上升先于呼吸跃变。多聚半乳精醛酸酶活力显著增加与果实软化平行相关,并与内源乙烯变化趋势一致。乙烯利处理后,该酶活力与乙烯生成量呈正相关。     

GDNF缺失突变体的设计及其结构与功能关系(英文)

研究了GDNF结构与功能的关系 .基于鼠源GDNF的晶体结构 ,利用计算机SGIIndigo2(R4 4 0 0 )工作站和InsightⅡ (95.5)蛋白质分析软件模拟了人GDNF三维结构 ,设计了GDNF分子的两个缺失突变体ΔN1 2 8和ΔN78 90 .以野生型GDNFcDNA作为模板 ,用PCR法得到编码缺失突变体的DNA片段 .将大肠杆菌作为表达系统 ,使缺失突变体GDNF在大肠杆菌中表达 ,对表达产物纯化和复性后进行生物活性测定 .两株突变体在大肠肝菌中获得了高效表达 ,纯化后的GDNF突变体ΔN1 2 8可以与存在于KG 1a细胞表面的受体结合 ,但不能促进 8日龄鸡胚背根节突起的生长 .突变体ΔN78 90既不能与受体结合 ,同时也失去了促背根节突起生长的功能 .说明GDNF分子的N端氨基酸对分子的生物学活性很重要 ,但对分子与受体GDNFR α的结合并不是必需的 ,而分子中的螺旋区对分子与受体的结合以及生物学活性都必不可少 .     

APM诱导蒜分生组织细胞染色体结构变异与蛋白质组变化(简报)(英文)

当蒜根尖分生组织细胞在4umol／L、6umol／L、8umol／L、10umol／L微管解聚型除草剂APM处理16h后,多极分裂细胞、凝集染色体、桥一断片及微核细胞可明显被观察到．其中多极分裂细胞可分别达10．7％、10．7％、11．1％和10．0％;凝集染色体为5．5％、5．9％、7．1％和9．1％：出现桥和断片的频率为1．9％、1．8％、2．7％和5．5％;出现微核细胞的频率分别为2．8％、8．7％、12．5％和16．3％。分生组织内蛋白质组也产生了明显变化,有5个分子量和等电点分别为66kD／p16．3、48kD／p16．6、48kD／p16．9、16kD／p15．6、18kD／p15．2的蛋白质在8umol／LAPM处理的分生组织中被合成．通过MALDI—TOF—MS分析和NCBI 20070528数据库查询．其中3个新合成的蛋白质被确认,它们是S-腺苷甲硫氨酸合成酶、抗坏血酸过氧化物酶和磷酸甘油酸激酶C。染色体结构变异和蛋白质组变化被认为与APM的处理有关的．     

人成纤维细胞转录因子Sp1Sp3对p16~(INK4a)基因的调控

p16 INK4a是一种细胞周期蛋白依赖激酶 (cdk)的抑制因子 ,它通过抑制cdk4与cdk6的活性 ,使视网膜母细胞瘤抑制蛋白Rb处于低磷酸化状态 ,从而使细胞阻滞于G1期 .对p16 INK4aATG上游 6 2 2bp片段进行序列分析发现 ,该区域富含GC ,其中有 5个GC盒 (分别命名为GC Ⅰ～GC Ⅴ ) .将上述片段插入到荧光素酶报告载体pGL3 Basic ,分别对 5个GC盒进行点突变后转染人胚肺二倍体成纤维细胞 (2BS)发现 ,Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ位点的突变体显著下调p16 INK4a启动子的活性 ,而Ⅲ、Ⅴ位点突变体无明显作用 .电泳迁移率变动分析 (EMSA)证实 ,GC Ⅰ ,Ⅱ ,Ⅳ能与转录因子Sp1和Sp3结合 ,而且结合条带可被转录因子Sp1和Sp3的抗体所拮抗 .共转染Sp1有助于增加启动子的活性 ,而共转染Sp3则有较弱的抑制作用 ,证明p16 INK4a的转录受到Sp1与Sp3的调控 .     

嫁接对薄皮甜瓜养分吸收、伤流液中激素含量和产量的影响

以薄皮甜瓜品种‘玉美人’作接穗,以白籽南瓜‘圣砧一号’为砧木进行嫁接,以自根苗为对照的结果表明,嫁接植株的南瓜根系主动吸收能力增强,其伤流量比自根植株的大,植株吸收氮钾的能力高于自根植株,而吸收磷的能力则有所降低。伤流液中玉米素（ZT）、赤霉素（GAs）和脱落酸（ABA）的浓度均低于自根植株,但ZT和GA的含量高于自根苗,而ABA的含量低于自根苗。嫁接植株的增产效果显著,其平均单瓜重和667m^2产量均高于自根植株。     

‘弥河银瓜’高效植株再生体系的建立

建立了以薄皮甜瓜品种‘弥河银瓜’子叶为外植体的高效再生体系。取生长5d的甜瓜子叶为外植体,置于MS+2.0mg·L-16-BA+0.5mg·L-1IBA+3.5%蔗糖+0.7%琼脂(pH5.8)的诱导培养基上培养,可获得100%芽分化频率。在不定芽伸长过程中,生长调节剂最佳浓度为0.5mg·L-16-BA+0.1mg·L-1IAA。潮霉素是较合适的筛选抗生素。     

AgNO3对网纹甜瓜试管苗糖代谢及抗氧化酶活性的影响

在网纹甜瓜继代培养过程中加入不同浓度的AgNO3,测定试管苗糖代谢及抗氧化酶活性等。结果表明,玻璃苗果糖、葡萄糖和可溶性糖含量显著降低,而蔗糖含量显著高于正常苗;抗氧化系统发生紊乱,O2产生速率降低,H2O2含量下降,MDA含量增加,木质素含量降低。加入30μmol·L^-1AgNO,使玻璃苗蔗糖合成酶、蔗糖转化酶活性和木质素含量与正常苗差异不显著。说明适当浓度AgNO3有利于维持试管苗糖代谢正常进行,降低试管苗脂质过氧化程度,从而降低或抑制玻璃化现象的发生。     

A genetic map of melon (Cucumis melo L.) based on amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers

 Genetic maps facilitate the study of genome structure and evolution, and the identification of monogenic traits or Mendelian components of quantitative traits. We evaluated 228 RAPD, microsatellite and AFLP markers for linkage analysis in melon (Cucumis melo L.) varieties MR-1 (resistant to Fusarium wilt, powdery and downy mildews) and Ananas Yokneum (AY; susceptible to these diseases) and constructed a detailed genetic map. The mapping population consisted of 66 backcross progenies derived from AY×(MR-1×AY). Despite a relatively low level of polymorphism in the species, AFLP markers were found to be more efficient in mapping the melon genome than RAPD or microsatellite markers. The map contains 197 AFLPs, six RAPDs and one microsatellite marker assigned to 14 major and six minor linkage groups, and covers 1942 cM with the average distance between adjacent markers of approximately 10 cM. The maximum distance allowed between markers is 27.5 cM. About 11% of the intervals (20 out of 173) are over 20 cM (but less than 27.5 cM). The map has immediate utility for identifying markers linked to disease resistance genes that are suitable for marker-assisted breeding. The use of microsatellite markers for integration with other maps is also discussed. Received: 12 March 1997 / Accepted: 20 May 1997     

Ethylene production, shelf-life and evidence of RFLP polymorphisms linked to ethylene genes in melon (Cucumis melo L.)

Sixty three cultigens from eight market types of the melon (Cucumis melo L. subsp. melo) groups Cantaloupensis and Inodorus were evaluated for ethylene production rate, shelf-life (postharvest decay), and RFLP polymorphisms. The ethylene production rates of melon fruits at maturity and (after) postharvest decay were measured on individual genotypes. The ethylene production rates of individual genotypes ranged from undetectable to 103 nl/g per h. The mean ethylene production rates of the eight market types, ranked from highest to lowest, were Eastern U.S. type, Charentais, Western U.S. type, Long Shelf-Life cantaloupes (LSL), Galia, Ananas, Honeydew, and Casaba. Ethylene production and postharvest decay rating were positively significantly correlated (r ²=0.87, P=0.05). Orange-fleshed melon fruits produced significantly (P=0.05) more ethylene than did green- or white-fleshed types. Melon fruits with a netted rind had significantly (P=0.05 for orange-flesh fruits and 0.01 for green- or white-flesh fruits) higher ethylene production than did smooth-type fruits. Using probes made from cDNAs encoding ACC oxidase (MEL1) or ACC synthase (MEACS1) genes, RFLPs were detected melon cultigens of the eight marker types showing varying ethylene production rates and different flesh colors. Low ethylene production and green- and white-flesh color were associated (r ²=0.91; P=0.05) with the presence of a putative RFLP-MEL1 allele A ₀ (15-kb), whereas high ethylene production and orange-flesh color were associated with allele B ₀ (8.5-kb) in the homozygous condition, after probing MEL1 with EcoRV-digested genomic DNA. Also, after probing MEACS1 with NdeI-digested genomic DNA, RFLP polymorphism revealed five fragments denoted as A, B, C, D and E, with molecular sizes of 5.2-, 4.2-, 3.8-, 3.0- and 1.0-kb, respectively. A two-fragment pattern, AB, and a three-fragment pattern, ACE, the two predominant RFLP patterns, were also associated with low and high ethylene production, respectively. The ACE fragment pattern was also associated with orange-flesh melons. Scoring of both probes allowed for the unique classification of most melon market types consistent with ethylene production and the postharvest decay phenotypes. Therefore, these RFLPs might have utility in marker-assisted selection for the development of melons with enhanced postharvest keeping ability. Received: 26 March 1998 / Accepted: 12 January 2000     

Genetic difference in somatic embryogenesis from seeds in melon (Cucumis melo L.)

Significant differences in somatic embryogenesis from melon seeds were observed among 18 cultivars; especially, cultivars Earl's Favorite and Barnett which produced a large number of somatic embryos. F₁ seeds were obtained by reciprocal crosses between cultivars. Some lines produced a large number of somatic embryos whereas others showed no or poor embryogenic response. Most of the F₁ seeds formed somatic embryos. The frequency of somatic embryogenesis decreased as compared to the parents with the highest potential. Transfer of the frequency of somatic embryogenesis from superior responding cultivars to inferior cultivars was proved. It was difficult to determine the mode of inheritance of somatic embryogenesis because there was a large variation in the range of somatic embryogenesis from F₂ seeds, and cytoplasmic effect was recognized in certain combinations.Abbreviations 2,4-D 2,4-dichlorophenoxyacetic acid - BAP 6-benzylaminopurine     

低能氩离子注入对甜瓜种子发芽及幼苗某些生理生化指标的影响

以能量25 keV、不同剂量Ar 离子注入甜瓜种子,其发芽率均有所降低,且可不同程度提高O2-·产生速率和H2O2含量,同时过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性增加,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量下降;剂量过大时,CAT、SOD活性下降,MDA含量上升.     

乙烯利诱导网纹甜瓜主蔓两性花花芽分化的形态和解剖学研究

以网纹甜瓜(Cucumis melo L.var. reticulatus Naud.)品种’西域1号’为试验材料,于幼苗3叶1心期喷施浓度为150 mg·L^-1的乙烯利溶液进行处理,诱导主蔓形成两性花,以清水为对照,分别对处理和对照植株不同时期的主蔓和侧蔓花芽分化过程进行形态和解剖学观察。结果表明：经乙烯利处理后,幼苗植株主蔓花原基持续向两性花分化,最终发育形成两性花。未经处理植株的主蔓花原基在分化早期与两性花发育过程相同,但在雌蕊出现后,不再继续发育,最终发育形成雄花。处理植株主蔓两性花发育过程与侧蔓两性花发育过程相同。     

离体培养黄瓜子叶诱导雌花的研究

采用添加Spd和IAA的MS培养基培养离体黄瓜子叶,研究了Spd和IAA对雌花诱导的协同作用,及昼夜温差、培养基中N素和pH值对雌花诱导的影响。结果表明,分别添加Spd、IAA时的雌花诱导率和单株雌花数偏低或为0,12 mg·L^-1 Spd与0.01mg·L^-1 IAA 配合时的诱导效果明显高于单独处理的,而对照组未见雌花,说明Spd和IAA对雌花诱导的协同作用显著。在0、2、6、10℃昼夜温差,60、70、80、90 mmol·L^-1的N素含量和pH 5.4、5.8、6.2、6.6的培养条件下,70 mmol·L^-1 N、6℃温差和pH 6.2时的雌花诱导效果较好,表明适当提高昼夜温差、培养基中N素和pH值有利于黄瓜子叶的雌花诱导。     

不同倍性黄瓜的形态和一些生理生化指标比较

由同一基因型产生的单倍体、二倍体和四倍体黄瓜的叶面积和花大小等形态性状、单位面积叶绿素含量和苹果酸脱氢酶(MDH)表达量等生理生化指标随染色体倍性的增加而增加,过氧化物酶(POD)活性则随倍性的增加而降低,剂量效应明显;其他形态指标和可溶性蛋白含量等与染色体倍性无明显相关性.