鲤脑组织低温差异表达候选基因的筛选

采用双标准曲线相对实时荧光定量PCR法,分别以23℃常温对照组和6℃低温待测组的黑龙江鲤脑组织cDNA为模板,以18S rRNA为内参基因,检测26个候选基因的相对表达量。实验数据经显著性分析发现,有5个候选基因在低温条件下表达量显著上升(P<0.01),与对照组相比它们的表达量分别上升了2.11倍、13.9倍、2.52倍、7.38倍和1.83倍,基因功能比对结果表明其编码蛋白产物分别是脂肪酸链延伸蛋白、酰基辅酶A脱氢酶、转录起始因子IIB、肌醇-1-磷酸合成酶、血脑屏障HT7抗原;有7个候选基因在低温下表达量分别下降了21.8%、25.9%、16.6%、23.7%、15.8%、16.3%、42.5%,但对照组和待测组差异不显著(P>0.05),基因功能比对发现它们主要参与抑制糖酵解,促进细胞凋亡和干扰神经系统的重塑活动。上述低温下表达量显著上升的5个冷诱导候选基因的获得为今后进行不耐低温鱼类的基因工程育种提供了基因元件。     

蜕皮激素诱导下家蚕CYP3基因家族的表达变化

为了研究家蚕Bombyx mori CYP3家族基因经蜕皮激素诱导后的表达变化, 用蜕皮激素溶液（2×10^-3 μg/μL）浸泡的桑叶喂食家蚕B. mori 5龄幼虫, 以不用蜕皮激素处理的桑叶喂食家蚕为对照, 采用双跟踪标定定量PCR（dual-spike-in qPCR）方法, 检测在蜕皮激素诱导下家蚕中肠和脂肪体内CYP3基因家族的转录水平。结果表明: 与对照相比, 在蜕皮激素诱导下家蚕幼虫体内脂肪体中CYP302, CYP306和CYP339的转录水平分别上升了191.4, 7.4和421倍, 在中肠中变化不显著; 其余基因转录水平变化不明显或检测不到转录活性。结果说明CYP339基因有可能参与家蚕蜕皮激素的代谢, 这为进一步研究P450基因与内源物质的关系提供理论基础。     

草菇冷诱导相关基因的克隆及序列分析

利用差异显示技术分离获得草菇低温特异DNA片段,经与正常草菇和低温诱导草菇cDNA分别southern杂交验证后,得到低温特异性片段。采用PCR标记技术对获得的低温特异性片段进行DIG标记,以此为探针,对低温处理的草菇cDNA文库进行筛选,获得4个阳性克隆,分别进行测序。序列同源性比较分析发现,Cor3基因与s-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶有很高的同源性,Cor4基因与40S核糖体蛋白S9有很高的同源性,这两个基因可能与草菇的低温自溶现象有关。Cor1基因与脉孢菌的保守假设蛋白(conservedhypotheticalprotein)有同源性,Cor2基因与辅酶A连接酶有同源性。半定量RT-PCR验证发现Cor1和Cor2基因在正常情况下没有表达,低温处理后有表达,Cor3和Cor4基因在正常情况下有表达,低温处理后表达量增加。     

低温胁迫下草菇甘油‐3‐磷酸酰基转移酶基因表达变化的研究

以草菇低温敏感型V23菌株与耐低温型VH3菌株为试验材料,将二者菌丝体置于冰浴中进行不同时间的低温胁迫处理。首先提取RNA,反转录为cDNA,然后构建含有微管蛋白(tubulin,TUB)基因片段和甘油‐3‐磷酸酰基转移酶(glycerol‐3‐phosphate acyltransferase,GPAT)基因片段的质粒,最终对GPAT基因在低温胁迫不同处理时间下的表达进行定量。结果表明,耐低温型的VH3菌株,在低温处理2h时,GPAT基因相对表达量上升,4h,表达量下降,6h上升,之后逐渐下降。低温敏感型V23菌株,在低温处理2h时,表达量下降,4h,表达量上升,此后逐渐下降;除低温处理4h外,V23菌株的GPAT基因表达量始终低于VH3菌株,初步推测GPAT基因的高表达与草菇的耐低温能力相关。     

草菇不同菌株木聚糖酶xyn基因的表达及其酶活性分析

木聚糖酶是半纤维素酶系的重要组成部分,能够分解水稻、小麦等农作物秸秆中的半纤维素。研究探讨木聚糖酶相关基因及其功能,为进一步探讨木聚糖酶与草菇生物转化率之间的关系提供理论依据。首先通过生物信息学手段构建了草菇2个木聚糖酶基因xyn1和xynII编码氨基酸序列的系统进化树,然后从生物转化率不同的草菇菌株分别提取各自的RNA,反转录为cDNA后,采用实时荧光定量PCR技术分析了xyn1和xynII基因的转录表达情况;最后应用DNS法对这些菌株中的木聚糖酶活性进行了测定。研究结果表明,xyn1编码的氨基酸序列与草腐菌相似性较高,而xynII编码的氨基酸序列与木腐菌遗传差异较小。在木聚糖酶活性测定和实时荧光定量PCR结果中,不同菌株的木聚糖酶活性趋势与xynII的转录表达趋势相似,均呈现依次递减。草菇的木聚糖酶活性与其生物转化率之间存在正相关性,推测草菇不同菌株木聚糖酶活性差异可能表现在转录水平上的差异。     

异色瓢虫海藻糖合成酶基因的克隆及低温诱导表达分析

海藻糖是昆虫的血糖, 在昆虫体内主要通过海藻糖合成酶（trehalose-6-phosphate synthase, TPS）催化合成。本研究通过同源克隆和cDNA末端快速扩增（rapid-amplification of cDNA ends, RACE） 技术, 从异色瓢虫Harmonia axyridis中克隆得到了TPS基因的cDNA全长序列, 命名为HaTPS（GenBank登录号： FJ501960）, 全长2 949 bp, 包含3′非翻译区为505 bp, 5′非翻译区为26 bp, 开放阅读框长2 418 bp, 共编码805个氨基酸。软件分析显示该基因编码蛋白的分子量为90.58 kD, 等电点为7.01, 包含两个糖基化位点, 无信号肽和跨膜结构。同源比对分析发现, 昆虫中TPS基因高度保守, 包含两个保守的结构域。同时, 采用实时荧光定量PCR技术对异色瓢虫HaTPS在不同发育阶段、 低温诱导条件下的表达量进行了研究。结果表明： HaTPS在预蛹期的表达量最高; 在短时低温诱导条件下, HaTPS的表达量随着温度的降低而显著升高, 在降温和升温处理条件下, HaTPS的表达量呈现先升高后下降的表达趋势。结果表明, TPS基因在昆虫抗逆中起到了重要的调节作用。昆虫经过低温诱导, 其TPS基因的调控能力得到提升。     

实时定量PCR构建法夫酵母内参基因β-actin、 gpd、18S rRNA标准品质粒和标准曲线

为建立检测法夫酵母JMU-MVP14中虾青素合成相关基因在不同生长时期表达水平的实时定量PCR方法,构建法夫酵母JMU-MVP14的管家基因β-actin、gpd、18S rRNA的标准质粒,进行实时定量PCR,制作标准曲线及回归方程.β-actin基因标准曲线相关系数（R2）=0.9956,扩增效率（E） =96.93％;gpd基因标准曲线相关系数（R2） =0.9901,扩增效率（E） =93.78％;18S rRNA基因标准曲线相关系数（R2） =0.9981,扩增效率（E）=98.76％.3个基因片段的熔解曲线均呈单峰;扩增曲线呈典型的S型动力学曲线,指数期和平台期明显,为理想的熔解曲线和扩增曲线.用geNorm软件对三个管家基因的稳定性进行分析,三个基因的稳定性排序为β-actin＞ 18S rRNA＞ gpd,故β-actin和18S rRNA较适合作为研究法夫酵母JMU-MVP14定量实验的内参基因.     

芸香苷对家蚕谷胱甘肽-S-转移酶部分基因的诱导表达

谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione-S-transferases, GSTs) 是对一种机体的解毒代谢起重要作用并可以被诱导的酶系。为了从分子水平上探究家蚕Bombyx mori GSTs 基因与植物次生物质芸香苷代谢的关系, 本实验采用双跟踪标定定量PCR (dual-spike-in qPCR)方法, 用 5×10^-1, 5×10^-2, 5×10^-3 ng/μL 3 个浓度芸香苷溶液处理家蚕5龄幼虫, 并对各组织中 GSTs Epsilon 家族不同基因的转录水平进行检测。结果显示, 浓度为 5×10^-2 ng/μL 的芸香苷溶液能诱导GSTs 基因的转录水平发生显著变化。在中肠中, BmGSTe1, BmGSTe2 和 BmGSTe6的诱导转录水平较高, 在诱导后24 h达到最大值; 在脂肪体中BmGSTe1, BmGSTe6和BmGSTe7的转录水平相对较高且分别在诱导后 2 h, 2 h和4 h 达到最大值; 而GSTs基因在马氏管中表达量均很低或者检测不到表达。与 5×10^-2 ng/μL 浓度相比, 5×10^-1 ng/μL 的芸香苷溶液诱导后各基因的转录水平上升的幅度较小并且达到峰值的时间不同, 而 5×10^-3 ng/μL 浓度的芸香苷溶液并不能使GSTs基因的诱导转录水平发生变化。结果提示, 家蚕 GSTs Epsilon 家族基因对芸香苷的代谢具有重要作用。     

小麦脱水素基因wzy2表达量实时荧光定量PCR方法的建立和应用

以陕合6号小麦品种为材料,用SYBR GreenⅡ染料,参照小麦脱水素wzy2和-βactin基因序列设计引物,建立小麦wzy2基因的实时荧光定量PCR分析方法.结果表明:通过对标准品标准曲线和熔解曲线分析,其标准曲线的Ct值检测范围为12~30,PCR扩增效率高达111.3%;不同的标准品扩增曲线的间距为3.078,接近于理想值3.32,且可显示产物特异的单峰,引物的特异性扩增强.小麦脱水素基因wzy2表达量实时荧光定量PCR的测定结果表明,小麦脱水素基因wzy2在胁迫24 h的表达量明显高于胁迫12 h的表达量.     

草菇谷胱甘肽S-转移酶编码基因(vv-gto1)的序列分析及其差异表达

【目的】通过对草菇组学数据的分析,获得一个谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)编码基因(vv-gto1),对其基因结构、序列特征及表达情况进行分析,探索GSTs在食用菌生长发育过程中的作用机制,并为其他食用菌GSTs编码基因的发现提供依据。【方法】应用ZOOM软件将基因组与转录组的测序读段(reads)与基因组拼接序列进行定位确定基因全长及其序列准确性,并对基因结构进行可视化分析。采用MEGA 5.1进行多序列比对及进化树分析,对草菇GTO1进行功能归类及同其他真菌的亲缘关系分析。结合表达谱、蛋白质组数据分析该基因在草菇不同生长时期的差异表达,并应用荧光定量PCR进行验证。【结果】vv-gto1全长2083bp,含有11个外显子、10个内含子,编码356个氨基酸;5'端非翻译区长度为305bp、包含1个内含子区域,3'端非翻译区为86bp;RNA加工过程中有两个内含子存在保留现象,由内含子保留所形成的转录本均无法翻译形成正确的保守功能域。vv-gto1全长序列都获得超过50个reads的准确定位,证明该区段的基因组测序及组装结果正确可靠。进化树结果显示,草菇GTO1属于Omega类第I小类谷胱甘肽S-转移酶,与黄孢原毛平革菌的GTO1、GTO2亲缘关系最近。数字基因表达谱、荧光定量PCR及蛋白质组的分析结果表明,vv-gto1在异核体菌丝H1521的表达量最高。【结论】本研究首次在草菇中获得一个Omega类谷胱甘肽S-转移酶编码基因,该基因在异核体菌丝生物学功能的行使过程中可能起到重要作用,同时也暗示草菇异核体菌丝具备较强的抗逆性。另外,vv-gto1可以通过形成不同的可变剪接体来调节基因的转录和翻译,最终影响蛋白质的功能行使。     

草菇聚酮合酶编码基因vv-alb的克隆及其表达的初步分析

聚酮化合物（polyketides）是一类庞大的次级代谢家族,聚酮合酶（polyketide synthase,PKS）是介导聚酮化合物生物合成的关键酶。通过巢氏简并PCR与染色体步行的方法,获得了草菇中的编码PKS的基因vv-alb的全长序列,并通过荧光实时定量RT-PCR方法对vv-alb基因在草菇不同生长阶段与不同部位的表达情况进行了初步分析,为进一步研究PKS在草菇和其他食用真菌生物代谢过程中的作用奠定了一定的基础。     

双孢蘑菇Septin基因Ab.Cdc3的克隆与分析

具有 GTPase 活性的 Septin蛋白广泛存在于除植物外的所有真核生物中,其功能多样。采用tBlastn将灰盖鬼伞Coprinus cinereus中与菌柄伸长相关的Septin蛋白Cc.Cdc3与双孢蘑菇基因组数据进行比对,在双孢蘑菇基因组中找到Cc.Cdc3同源蛋白编码基因Ab.Cdc3。生物信息学分析结果表明,Ab.Cdc3蛋白序列具有保守GTPase结构功能域。通过荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）方法分析Ab.Cdc3在不同生长阶段的表达模式,结果显示该基因在子实体菌柄中表达量较菌丝、原基和菌盖中的表达量高;采后不同保藏时间样品Ab.Cdc3基因表达分析结果显示,在采后0h表达量显著高于采后12h和48h;这些结果为进一步研究该基因在双孢蘑菇生长发育中的功能提供参考。     

不同低温胁迫下草莓叶片FaGR基因表达分析

为进一步探明草莓谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)基因在低温胁迫下的表达调控模式,以揭示其作用机理和抗逆机制,该研究以草莓栽培品种‘丰香’植株为对象,分别用0、2、4、6、8、10℃低温胁迫以及室温(25℃)作为对照处理24h,从处理植株的新鲜幼嫩叶片中提取总RNA并反转录成cDNA,采用半定量PCR及荧光定量PCR两种定量方法,分析FaGR基因在不同低温胁迫下的表达差异。结果表明:半定量PCR方法与荧光定量PCR方法的结果基本一致。FaGR的相对表达量受到不同低温胁迫和不同程度的诱导,在8℃和10℃低温胁迫下表达量上调,均高于对照水平,且在8℃低温胁迫下相对表达量最高;当温度为6℃时,FaGR表达量急剧下降,当温度低于6℃时,FaGR表达量随着温度的降低而逐渐降低,并低于对照水平;在0℃相对表达量时降至最低水平,约为最大表达量的一半。这说明半定量PCR结果准确可靠,可广泛应用于基因表达研究,而且FaGR表达量受到低温诱导,但不同低温处理对FaGR的表达量诱导程度不同。FaGR相对表达量在一定范围内的低温胁迫下增加,但在此低温范围外的低温胁迫下则降低,该研究表明6℃低温为临界值。以上结果为进一步调控该基因表达提供了科学依据,同时为提高植物抗逆能力提供了基础资料。     

MADS-box转录因子编码基因Vvrin1在草菇不同发育时期的表达分析

草菇是我国土特产出口的主要种类之一,而采后易开伞问题限制了草菇的贮藏及运输。MADS-box转录因子对植物的成熟衰老和真菌的子实体发育起到重要的调控作用。目前尚未见草菇MADS-box转录因子的相关报道。本研究通过生物信息方法及分子生物学的手段对草菇的基因组、转录组数据进行分析,获得了草菇MADS-box转录因子基因Vvrin1。该基因全长1 392bp,含2个内含子,编码419个氨基酸残基。该转录因子含有一个MADS-box结构域,序列与双孢蘑菇Agaricus bisporus、斑玉蕈Hypsizygus marmoreus和灰盖鬼伞Coprinopsis cinerea的MADS-box转录因子相似性分别为71%、67%和61%。通过表达谱数据及荧光定量PCR分析表明Vvrin1基因在草菇子实体伸长期菌柄的表达量出现高峰,具有极显著性差异（P<0.01）,推测该转录因子参与调控草菇菌柄的伸长,菌盖的开伞。这些结果为草菇成熟衰老（特别是开伞）的调控研究提供数据支持。     

糙皮侧耳生长发育过程中漆酶基因家族的表达研究

漆酶参与木质素的降解和食用菌的生长发育。为了明晰漆酶基因在糙皮侧耳生长发育过程中的作用,本文采用real-time PCR检测了11条漆酶基因及Lacc2的小亚基sspoxa3在糙皮侧耳生长发育不同阶段的表达。其中lacc6和sspoxa3在整个生长发育阶段表达量均较高;lacc12随着原基的分化和子实体的形成大量表达,与成菇过程有关。lacc4,lacc7和lacc11在原基分化期高表达,与原基的分化有关。lacc2,lacc3和lacc8在成熟子实体阶段表达量显著上升,与子实体的分化和成熟有关。     

镉和铜对嗜热四膜虫金属硫蛋白基因的诱导表达

本文在荧光定量PCR优化的基础上,利用该技术考察了不同浓度的重金属镉和铜对嗜热四膜虫金属硫蛋白基因(MTT1)诱导表达的变化规律。结果表明MTT1基因的表达对镉离子的诱导更灵敏,且在一定阈值浓度(≤35.2μmol/L)范围内,镉离子浓度升高会增加MTT1基因表达量,超过该阈值后表达量迅速下降;镉与铜同时诱导时MTT1基因的表达情况与镉单独诱导的类似,但阈值浓度减小为22μmol/L,表明二者的联合毒性为协同作用。镉离子浓度低于22μmol/L时,与铜离子的共同作用会大大增加MTT1基因的表达量,从而增强了四膜虫的解毒能力。