2021-01期目录

为研究团头鲂(Megalobrama amblycephala) 5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine, 5mC)羟基化酶TET1(Ten eleven translocation 1)基因的功能及其表达特性, 采用整胚原位杂交、qRT-PCR技术进行了胚胎、组织表达分析及其在急性低氧胁迫下的基因响应研究。序列分析结果表明, 团头鲂TET1基因全长为5526 bp, 编码1841个氨基酸。qRT-PCR结果表明, 团头鲂TET1广泛表达于各个组织中, 并在脑组织中高度表达。在胚胎发育过程中, TET1基因从受精卵开始就有表达, 并在受精后20—44h (20—44 hpf)都维持在一个较高水平。原位杂交结果表明, TET1基因在12 hpf信号相对微弱, 在24和36 hpf信号逐渐增强, 并且都集中在头部表达。通过qRT-PCR检测急性缺氧处理TET1的表达量, 结果表明, TET1基因在鳃和脾等组织中表达显著升高(P<0.01), 在脑、皮肤、眼和肾脏中表达显著降低(P<0.01)。在胚胎中, TET1基因相对表达量明显高于对照组, 尤其在24 hpf低氧处理组的表达量显著地高于对照组(P<0.001)。结果表明TET1基因在低氧应答反应中发挥着重要的作用。该研究结果为TET1基因在低氧响应及功能的保守与分化方面提供了新的视角。     

多鳞fih-1基因克隆及其低氧胁迫的mRNA表达

为研究多鳞(Sillago sihama)低氧诱导因子抑制因子-1(factor inhibiting hypoxia inducible factor 1, fih-1)在低氧胁迫后的表达机制, 实验通过PCR扩增技术克隆出多鳞fih-1基因cDNA全长1280 bp, 开放阅读框(ORF)1065 bp, 编码353个氨基酸, 具有JmjC保守结构域。多序列比对与聚类分析显示, 多鳞与大黄鱼和尖吻鲈的亲缘关系最近, 与哺乳动物、两栖类和禽类的亲缘关系较远。fih-1基因mRNA在多鳞多个组织中有不同表达, 在精巢、卵巢和肌肉中的表达水平最高, 在鳃、心脏和肝脏组织表达水平较高, 在脑组织的表达水平较低。实时荧光定量PCR分析fih-1基因在低氧胁迫处理前后鳃和心脏组织中mRNA的表达情况, 结果显示fih-1基因在两个组织均随低氧胁迫处理时间延长表达量显著升高 (P< 0.05)。研究表明fih-1基因在多鳞低氧信号传导通路中扮演重要角色, 为开展并解释多鳞低氧胁迫遗传机制提供候选基因。     

白背飞虱SfABCD1对杀虫剂胁迫的响应表达

[目的]ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC transporter)是一个庞大的膜转运蛋白超家族,在昆虫生长发育和抗药性方面具有重要作用.本研究旨在通过克隆白背飞虱Sogatella furcifera ABCD1基因,并测定其在杀虫剂胁迫下的表达模式,为后续的功能...     

团头鲂foxO基因家族的序列特征及表达分析

为了研究鱼类foxO(Forkhead box O)基因的功能, 基于组学测序及PCR扩增获得了团头鲂(Megalobrama amblycephala)foxO家族7个基因, foxO1a/b、foxO3a/b、foxO4和foxO6a/b的编码序列, 分别为1965、1892、1929、1959、1878、1803和2157 bp。SMART结构域分析显示该家族基因属于典型的FoxO家族蛋白, 具有保守的Forkhead、FOXO_KIX_bdg和 FOXO-TAD结构域。系统进化分析显示, 团头鲂FoxO与其他鲤科鱼类的同源基因具有较高的相似性。基于qPCR分析显示7个基因在所检测的9个组织中均有表达, 但在各组织间存在表达差异, 其中foxO4在血液中表达量最高, foxO6a在肝脏中表达量最高, 而foxO6b在脑中表达量最高。在胚胎早期发育过程中, foxO1a和foxO1b、foxO3a和foxO3b、foxO6a和foxO6b的表达模式类似; 而foxO4在发育早期, 除了体节出现期、眼色素沉淀晚期、体节生成期和受精后10d表达量高外, 其他时期表达量都比较低。经急性低氧处理后, 团头鲂foxO家族基因的表达水平在所检测的大部分组织中呈现显著上调趋势, 尤其是在肌肉组织中。基于JASPAR分析显示foxO家族基因都包含有Hif-1α结合位点, 利用双荧光素酶报告系统对foxO1b启动子进行了验证, 发现该基因受到Hif-1α调控。这些结果说明foxO基因可能通过Hif-1α介导的途径在团头鲂低氧应激中发挥重要作用。     

团头鲂MSTN基因cDNA结构、表达及过表达对胚胎发育的影响

研究通过cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆得到团头鲂生长抑制素(MSTN)基因的cDNA全长并分析了MSTN基因在团头鲂胚胎、成鱼组织中表达以及MSTN基因在胚胎中过表达情况。结果表明团头鲂MSTN基因的cDNA全长为2187 bp, ORF(开放阅读框)大小为1128 bp, 编码376个氨基酸。组织逆转录PCR (RT-PCR)结果显示, MSTN基因在肌肉、脑和精巢组织中大量表达, 肝脏、脾脏和卵巢组织中的少量表达, 肠、腮、心、眼和肾组织中的微量表达。胚胎逆转录PCR (RT-PCR)结果显示, 在0—44 hpf胚胎发育阶段, MSTN基因表达量较低; 而在48—52 hpf胚胎发育阶段, MSTN基因表达量逐渐升高。整胚原位杂交(WISH)结果显示, 胚胎发育的16 hpf时期MSTN基因主要在脊索中表达, 胚胎发育的28 hpf和55 hpf时期MSTN基因在脑中表达。MSTN基因过表达结果显示, 胚胎在体节发生期出现前-后轴拉长, 背-腹轴变短; 脊索发生扭曲, 强烈抑制体节发育而导致不分化等现象。研究为后续团头鲂MSTN基因的功能研究及团头鲂分子育种提供相关参考依据。     

拟南芥CKL3基因表达对非生物胁迫的响应

以拟南芥为材料,采用PCR和RT-PCR技术在DNA和RNA水平上鉴定出了与CKL3基因对应的T-DNA插入纯合突变体,并对其表型变化进行了观察.半定量RT-PCR检测CKL3基因在拟南芥不同器官和非生物胁迫响应中表达的结果表明,CKL3基因在根、花、叶中表达较高,在茎、叶柄中表达较弱;盐胁迫下CKL3基因表达下降,蓝光下CKL3基因表达升高,但热激和红光对此基因表达量的影响不大.     

核桃JrGRAS2基因响应热胁迫的表达及功能分析

GRAS转录因子在植物响应逆境中起重要作用。为更好的了解核桃（Juglans regia）在逆境胁迫下的适应机制,本研究从‘香玲’核桃转录组中克隆获得一条GRAS基因（命名为JrGRAS2）,对其在不同高温胁迫下的表达进行分析,并将该基因插入酵母表达载体pYES2中构建重组载体pYES2-JrGRAS2,将pYES2-JrGRAS2转入酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）INVSCI,同时以转化pYES2的重组酵母作为阴性对照,在酵母表达系统中研究该基因的抗热胁迫功能。结果显示,该基因开放读码框（ORF）全长1296bp,拟推导的蛋白分子量为47405.83Da,含有氨基酸数为431,理论等电点为5.66。在热胁迫下,JrGRAS2基因被显著诱导,特别是在36℃胁迫0.5h的茎内,其表达相对于对照被上调了335.5倍。对两种酵母进行热胁迫,发现转JrGRAS2基因酵母表现出较对照更高的生存活性。表明JrGRAS2基因具有响应热胁迫的能力,且能提高酵母的抗性,JrGRAS2基因可作为核桃逆境应答的重要候选基因。     

低氧胁迫下唇?及杂交F1代肝脏转录组学分析

为探讨低氧胁迫对唇?Hemibarbus labeo和杂交?基因表达水平的影响,基于Illumina HiSeq高通量测序平台,对低氧条件下唇?和杂交?肝脏组织进行转录组测序并开展生物信息学分析。结果显示,唇?和杂交?分别产生了126 646 494个和130 613 321个clean reads,组装后共获得了48 027个unigenes,分别在NR、SwissProt、GO、COG、KOG、eggNOG4.5、KEGG数据库中获得32 253个注释;低氧胁迫时,分别有3 589个和3 177个差异表达基因（DEGs）上调,4 075个和5 473个下调;GO功能富集分析发现,DEGs与细胞结合、催化活性和代谢进程密切相关,KEGG通路富集分析发现,DEGs富集在一些与代谢和细胞生长增殖、分化、凋亡相关的信号通路中。研究结果为深入开展唇?和杂交?溶解氧胁迫的调控机制和养殖育种提供了参考。     

急性低氧对小鼠黏附分子CHL1组织水平表达的影响

目的:观察急性低氧条件下小鼠脑组织及心、肺、肾中黏附分子CHL1的表达变化,为探讨黏附分子CHL1在低氧损伤中的调节作用提供依据.方法:利用本室已建立的小鼠急性低氧模型,将雄性成年C57BL/6小鼠随机分为低氧处理组和常氧对照组(n=10).低氧8h后提取组织蛋白,通过Westem blot检测急性低氧处理后CBL1在...     

陆地棉GhCDPK1基因响应干旱胁迫的功能初探

钙依赖性蛋白激酶(CDPKs)是一类重要的钙信号感受蛋白和响应蛋白,在植物干旱、低温、盐碱等非生物胁迫应答中起着重要的调控作用。为探讨陆地棉GhCDPK1基因在干旱胁迫下所起的作用,该研究利用实时荧光定量PCR技术分析了PEG模拟干旱胁迫下该基因的表达量,发现GhCDPK1基因受干旱胁迫诱导。通过构建植物表达载体pCAMBIA2300-GhCDPK1,采用农杆菌介导的叶盘法转化模式植物烟草,发现干旱胁迫下转基因植株保水能力明显高于野生型植株,叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白含量及POD、SOD活性也高于野生型植株,而丙二醛含量低于野生型植株。研究结果表明,GhCDPK1基因作为正向调控因子响应干旱胁迫诱导,过表达GhCDPK1基因可以使植株积累更多的渗透调节物质、增强抗氧化系统酶的活性和维持细胞膜的稳定性来提高植物抵御外界干旱胁迫的能力。     

紫苏WRI1转录因子的鉴定、表达分析及低温胁迫响应

紫苏[Perilla frutescens(L.)Britt.]是一种新型油料经济作物。转录因子WRI1(WRINKLED1)参与调控植物油脂合成积累。为探究紫苏PfWRI1在油脂合成积累及胁迫响应过程中的分子调控机制,通过分子克隆技术分离得到PfWRI1的完整编码区,利用生物信息学分析工具和半定量PCR(sqRT-PCR)及实时荧光定量PCR(qRTPCR)技术对序列特征及表达水平等进行分析。结果显示：PfWRI1转录因子属于AP2(APETALA2)超家族,包含2个AP2保守结构域;亚细胞定位预测分析显示,PfWRI1转录因子定位于细胞核;无规则卷曲和α-螺旋是PfWRI1蛋白二级结构中的主要结构元件;系统进化分析表明,PfWRI1与芝麻和油梨WRI1的亲缘关系最近;互作蛋白预测表明,PfWRI1蛋白可能与LEC1(LEAFYCOTYLEDON1)、FATA(fatty acyl-acyl carrier protien thioesterase)、FATB和PDAT(phospholipids:diacylglycerol acyltransferase)等存在互作关系;PfWR...     

大豆GmWIN1-6转录因子的鉴定、表达分析及盐胁迫响应

为鉴定可用于大豆(Glycine max)遗传改良的优异基因源,从大豆基因组中鉴定获得一个大豆GmWIN1-6转录因子,应用生物信息学工具和实时荧光定量反转录PCR(qRT-PCR)技术系统分析GmWIN1-6转录因子的理化性质、蛋白结构、时空表达谱及盐胁迫响应.结果表明:从大豆花组织中克隆到GmWIN1-6基因的开放...     

大黄素、维生素C及其配伍对团头鲂抗拥挤胁迫的影响

选取1200尾健康的团头鲂(Megalobrama amblycephala Yih),体重为(133.44±2.11)g,随机分成4组,其中1组为对照组,投喂基础日粮(含50.3 mg/kg维生素C,以L-抗坏血酸-2-多聚磷酸酯为Vc源),另外3组为试验组,投喂饲料是在基础日粮中分别添加60 mg/kg大黄素、700 mg/kg Vc、60 mg/kg大黄素+700 mg/kg Vc。饲养60d后,从各池中取25尾规格基本一致的鱼,进行连续48h的拥挤胁迫(100 g/L)实验,分别于0h、12h、24h、48h取样分析团头鲂血液和肝脏的生化指标以及肝脏两种HSP70s mRNA的表达水平,并统计各组鱼的累积死亡率。结果表明,在拥挤胁迫前,与对照组相比,大黄素、Vc组显著提高了团头鲂血清总蛋白(TP)、溶菌酶(LSZ)和碱性磷酸酶(AKP)的水平,肝脏超氧化物歧化酶(SOD)的活性和诱导型HSP70 mRNA的表达水平,降低了血清皮质醇(COR)、甘油三酯(TG)以及肝脏丙二醛(MDA)的含量(P<0.05),且大黄素组还显著提高了肝脏过氧化氢酶(CAT)的活性(P<0.05);配伍组虽然血清TP、LSZ以及肝脏HSP70 mRNA的水平显著升高,肝脏MDA的含量也显著降低(P<0.05),但均未表现出协同增效作用。在拥挤胁迫后,与对照组相比,大黄素、Vc组不同程度地提高了团头鲂血清TP和AKP的水平,肝脏SOD和CAT的活性以及HSC70和HSP70 mRNAs的表达水平,降低了血清COR、葡萄糖(GLU)、谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)、TG以及肝脏MDA的水平,而LSZ活性表现为先下降后升高;在配伍组中,这些指标虽然有类似以上的变化趋势,但大多差异不显著(P>0.05),且同样未表现出协同增效作用。统计表明,大黄素和Vc组鱼的累积死亡率在拥挤胁迫24h、48h均显著低于对照组(P<0.05),而配伍组与对照组的差异均不显著(P>0.05)。由此可见,在基础日粮中添加大黄素60 mg/kg或Vc 700 mg/kg,可提高团头鲂的非特异性免疫力、抗氧化能力以及两种HSP70s mRNA的表达水平,增强鱼体的抗应激能力。二者配伍则效果不佳,其相互作用的机理还有待于进一步研究。     

动物抗低氧胁迫相关基因的表达调控机制

体内氧浓度的稳定是机体维持自身功能的一个必要条件。在低氧条件下,机体内部在低氧信号的刺激下形成一个强大的防御体系以保护自己的组织。在采取防御的过程中,低氧诱导因子-1 (hypoxia inducible factor-1,HIF-1)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)、核因子-κB (nuclear factor-κB, NF-κB)等基因表达上调。HIF-1是一个与低氧胁迫相关的转录因子,它的激活与体内氧浓度相关。VEGF是HIF-1下游的一个靶基因,它是至今发现的一个在促血管新生方面起着最关键作用的因子。NF-κB能够抑制由低氧引起的细胞凋亡。以上这些基因在动物抗低氧胁迫方面起着重要作用,综述了低氧条件下HIF-1、VEGF、EPO、NF-κB的功能、表达特性以及调控机制。     

团头鲂生长相关基因在不同发育时期生长轴组织的表达分析

为了探讨生长相关基因对团头鲂生长发育的调控, 研究采用Real-time PCR的方法定量分析了团头鲂6个生长相关基因在其不同生长发育阶段(3、6、12月龄)相关组织(脑、肝脏、肌肉)的表达情况, 并比较了这些基因在生长快和慢两个群体的表达差异. 结果显示: GHRs基因在肝脏与肌肉中的表达量高于脑, 在6月龄表达量高于3月龄与12月龄, 生长快群体中的表达量高于生长慢群体(P0.05); IGFs基因在三个组织中均有表达, 肝脏表达量最高, 生长快群体中的表达量高于生长慢群体(P0.05). MSTN a与MSTN b基因在组织中表达模式存在差异, MSTN a在肌肉中高表达, MSTN b主要在脑与肝脏中表达. HCL聚类结果表明: 除了MSTN a基因外, 其他5个基因在生长差异的两个群体中表达量均分别聚为一支. 不同时期组织表达聚类结果表明, 除了3月龄肝脏与12月龄肌肉组织, 6个生长相关基因在不同时期的同一组织中的表达模式存在相似性. Pearson相关分析显示: GHRs与IGFs呈正相关, MSTN a基因与GHR 2、IGFs基因呈负相关, 相同基因在两个群体中呈极显著相关(P0.01).       

青杆PwUSP1基因的克隆及表达模式分析

广泛逆境胁迫蛋白（universalstressprotein,USP）在非生物胁迫响应中起重要作用,但在植物中其功能还大部分未知。本研究通过BLAST分析青杆EST文库,得到职zP基因的EST序列,通过RACEPCR方法获取USP基因的末端序列,经过与EST序列拼接得到USP基因的cDNA全长序列,命名为PwUSP1。分析发现PwUSP1全长cDNA为1167bp,编码区为519bp,编码172个氨基酸残基。生物信息学分析显示,PwUSP1编码的蛋白相对分子质量为19．07kDa,理论等电点为6．38,为非跨膜的亲水性蛋白。PwUSP1具有USP家族典型的UspA结构域和ATP结合位点G-（2x）-G-（9x）-G（S／T）。半定量RT-PCR与RT-qPCR分析表明,PwUSP1在青杆的根、茎、针叶、花粉、种子中均有表达,在根和花粉中表达量较高。同时,PwUSP1受干旱和盐胁迫的诱导表达上调,均在处理6h后表达量较高,推测该基因可能在青杆逆境胁迫响应中发挥作用。     

鸡缺氧诱导因子-1[[alpha]]基因的差异表达与低氧适应性

低氧诱导因子-1(HIF-1)是在低氧的癌细胞中发现的一种转录激活因子, 在生物体氧平衡调节中起关键作用。藏鸡是对高原低氧、低温环境有着极强适应能力的高原土著品种, 相对而言, 白来航鸡和寿光鸡为两个低地鸡种。在常氧环境下对这3个鸡品种进行全期模拟低氧孵化, 结果显示, 藏鸡的孵化率显著高于两个低地鸡品种, 表现出了高度的耐受低氧环境的能力, 而对于低地鸡, 一定程度的低氧环境对其孵化是致命的。利用Taqman探针法FQRT-PCR技术检测了藏鸡、白来航鸡、寿光鸡HIF-1[[alpha]] 的组织特异性表达。结果表明, HIF-1[[alpha]] mRNA在3个鸡品种的大脑和骨骼肌组织均有表达, 并有明显的组织差异性, 脑的表达量最大; 并且发现常氧条件下孵化时, 藏鸡胚胎的大脑组织内HIF-1[[alpha]] 基因的表达量与低氧孵化的低地鸡胚胎相接近.     

棉铃虫c-Jun氨基末端激酶基因的克隆、表达谱及对UV-A胁迫的响应

【目的】本研究旨在克隆棉铃虫Helicoverpa armigera c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)基因,并对其进行序列和表达模式分析,探讨该基因在棉铃虫生长发育及响应UV胁迫方面的作用。【方法】利用RT-PCR与RACE技术克隆棉铃虫JNK基因,并利用生物信息学方法对其编码的氨基酸序列进行分析;采用实时荧光定量PCR技术检测其在棉铃虫不同发育阶段(卵、1-6龄幼虫、蛹、雌雄成虫)、成虫不同组织(去除触角和复眼的头、胸、腹、触角、复眼、足、翅、中肠、卵巢)中及雌成虫在UV-A照射不同时间(0, 30, 60, 90, 120和150 min)下的相对表达量变化。【结果】克隆获得一个棉铃虫JNK基因并命名为HaJNK(GenBank登录号:MH719009),其cDNA序列全长为2 431 bp,开放阅读框(ORF)长1 191 bp,编码396个氨基酸,编码蛋白质的相对分子量为45.01 kD,等电点为6.35,无跨膜结构,无信号肽。系统进化分析显示,棉铃虫HaJNK与其他昆虫JNK具有很高的同源性。发育阶段表达分析表明,HaJNK在棉铃虫卵期表达量最高;组织特异性分析显示该基因在成虫复眼、胸部及卵巢部位特异性表达。UV-A照射能诱导棉铃虫雌成虫体内HaJNK的表达,随着照射时间的延长,其表达量呈现先升高后降低的趋势,在照射60 min时表达量达到峰值。【结论】HaJNK在棉铃虫不同龄期、成虫不同组织和UV-A照射不同时间的雌成虫中差异表达,提示其在响应UV-A胁迫的分子机制中具有重要意义。