飞蝗Knickkopf家族基因表达对蜕皮激素的响应

【目的】研究飞蝗LocustamigratoriaKnickkopf(Knk)家族基因mRNA表达对蜕皮激素（20-hydroxyecdysone,20E）的响应情况,丰富飞蝗Knk家族基因功能研究,为飞蝗表皮发育相关基因的转录调控研究奠定基础。【方法】采用RT-qPCR方法,对LmKnk家族4个基因在飞蝗不同发育天数（5龄若虫第1天到成虫第3天）的表皮中的表达特性进行分析;向飞蝗体腔注射20E,分析LmKnk家族4个基因表达的变化情况;采用RNAi技术干扰20E受体基因LmEcR,分析LmKnk家族基因的表达变化情况。【结果】通过RT-qPCR检测,发现LmKnk在飞蝗5龄第1天至成虫第3天不同发育天数的表皮中均衡表达,而LmKnk2,LmKnk3-FL及LmKnk3-5'基因均在蜕皮前表达量逐渐升高,蜕皮后迅速降低。向飞蝗体腔注射20E后,发现飞蝗Knickkopf家族4个基因对20E均有应答,但响应时间点有差异,LmKnk和LmKnk2的表达量分别在注射20E 3 h和6 h后开始升高,而LmKnk3-FL和LmKnk3-5'的表达量在注射20E12h后开始上升。飞蝗5龄第1天若虫注射ds LmEcR后,发现Knickkopf家族4个基因表达均下调。【结论】飞蝗Knickkopf家族基因的表达受20E调控,是20E的下游应答基因。     

不同RNAi方法对飞蝗触角高表达基因沉默效率的比较

【目的】RNAi技术在研究飞蝗功能基因组学方面已经日趋成熟,飞蝗触角中富含有丰富的气味结合蛋白、转运蛋白以及气味降解酶等,这些蛋白在昆虫嗅觉信号传导中发挥着重要的作用,但是关于高效降解这些基因的相关RNAi方法还未知,因此本文通过分析不同RNAi方法对飞蝗触角高表达基因的沉默效率差异变化,以此探索一种高效降解飞蝗触角高表达基因的方法,为后续研究基因功能提供理论依据与技术指导,为从飞蝗嗅觉机制方向设计防控蝗灾的分子靶标奠定基础。【方法】以Lm CYP3117C1基因为目标基因,飞蝗为实验材料,选取飞蝗5龄若虫解剖触角、下颚须、翅、跗足、中肠、马氏管6个组织部位,利用实时荧光定量PCR技术分析基因不同组织部位的表达特异性。用不同溶剂溶解ds RNA(DEPC水,丙酮和DEPC水(1︰1)混合溶剂,0.1%Triton X-100),分别采用注射法(触角窝注射和腹部注射),浸泡法和涂抹法3种方法干扰靶标基因,利用实时荧光定量PCR技术分析基因表达抑制情况,研究不同RNAi方法对基因表达量变化的影响。【结果】Lm CYP3117C1基因在飞蝗若虫6个组织部位均有表达,在触角的表达量最高,分别是下颚须、翅、跗足、中肠、马氏管的3.78倍、2.10倍、10.84倍、363.48倍、365.16倍。通过在两边的触角窝注射ds CYP3117C1,24 h后飞蝗雌雄虫触角Lm CYP3117C1表达量显著降低,雌虫和雄虫沉默效率分别为76.84%和87.51%,但在其他组织部位(下颚须、翅、跗足、其余整虫)基因表达量没有发生显著变化;飞蝗腹部注射ds CYP3117C1,24 h后雌雄虫触角的基因表达水平均发生显著降低,其中雌虫触角沉默效率达68.60%,雄虫沉默效率达61.10%,另外,飞蝗雌虫跗足Lm CYP3117C1基因表达量也发生显著降低,但下颚须、翅和其余整虫没有明显变化;飞蝗雄虫下颚须,其余整虫Lm CYP3117C1基因表达有显著降低,翅和跗足没有发生明显变化;将飞蝗触角浸泡于溶于不同溶剂的ds CYP3117C1溶液中(DEPC水、丙酮和DEPC水(1∶1)混合溶剂、含0.1%Triton X-100的DEPC水),分别浸泡1,3,5 min,24 h后检测雌雄虫触角Lm CYP3117C1基因表达情况,结果显示没有发生明显变化;将ds CYP3117C1分别溶于DEPC水和含0.1%Triton X-100的DEPC水中涂抹飞蝗触角,24 h后发现飞蝗雌雄虫触角Lm CYP3117C1基因表达水平无显著变化。【结论】飞蝗触角浸泡法和涂抹法干扰Lm CYP3117C1没有显著效果,腹部注射法对飞蝗触角Lm CYP3117C1的沉默效率较低,触角窝注射法可以高效降解Lm CYP3117C1,可作为飞蝗触角高表达基因RNAi的主要干扰方法。     

dsRNA介导植物基因沉默及其应用

植物双链RNA(double stranded RNA,dsRNA)能有效干扰同源基因的表达,近年来已成为功能基因组学研究上的新方法。本文综述了植物dsRNA介导的转基因沉默现象及其特点、分子作用机制、主要介导方法,以及近年来在植物功能基因组学研究上的应用情况。     

美洲棉铃虫细胞中dsRNA介导的egfp基因沉默分析

为了分析在美洲棉铃虫细胞( HzAM1)内RNAi的效果,将egfp基因克隆到含有双向T7启动子/终止子的质粒载体中,在体外合成全长的增强型绿色荧光蛋白(egfp)基因dsRNA,将dsRNA和含有能在昆虫细胞内表达eGFP的质粒一起转染HzAM1细胞,分析dsRNA对eGFP表达的抑制作用.结果显示,由egfp基因转录的长dsRNA能有效抑制HzAM1细胞内eGFP的表达,而且该抑制作用表现为剂量依赖效应.但是抑制作用并不彻底,在高剂量的dsRNA处理下,仍有部分细胞内能观察到eGFP的表达.     

外源合成dsRNA介导大豆疫霉PsCdc14基因沉默后对孢子囊发育的影响

真核生物中,蛋白磷酸酶Cdc14在细胞有丝分裂过程中发挥着重要的调控作用.已有研究表明,在导致马铃薯晚疫病的致病疫霉病原菌中,Cdc14对游动孢子囊的形成过程起关键性的调控作用.但其在导致大豆根腐病的大豆疫霉病原菌中的作用机制还不清楚.实时定量PCR分析大豆疫霉PsCdc14在不同的生活史和侵染阶段的转录水平发现,PsCdc14在游动孢子囊形成、游动孢子和休止孢3个阶段具有较高的转录水平,但是在菌丝和侵染阶段转录水平很低.由此推测,PsCdc14在疫霉无性繁殖阶段发挥着重要的调控作用,进而影响病害的传播及蔓延.双链RNA（dsRNA）介导的转录后目的基因沉默是真核生物十分保守的一种调控机制.将体外合成dsRNA和聚乙二醇（PEG）介导的大豆疫霉原生质体转化技术相结合,建立了大豆疫霉dsRNA介导的瞬时基因沉默体系,并利用此体系对大豆疫霉中PsCdc14基因进行了功能分析.结果表明,体外合成的PsCdc14dsRNA转入大豆疫霉原生质体后,能够导致内源的基因转录水平显著下降,沉默转化子的游动孢子囊产量显著降低.本研究表明,利用dsRNA介导的瞬时基因沉默能够更加方便、快捷地分析大豆疫霉的基因功能,加深人们对大豆疫霉生长发育和致病机制的理解.     

飞蝗可溶型海藻糖酶基因的序列分析及mRNA表达特性

海藻糖酶是海藻糖代谢过程中的一个关键酶, 在昆虫发育和能量调节中具有重要作用, 为进一步探讨海藻糖酶基因的功能, 本文分析了飞蝗Locusta migratoria一可溶型海藻糖酶基因的氨基酸序列并对其mRNA表达特性进行了研究。结果表明： 该海藻糖酶（TRE, GenBank登录号： FJ795020）不含有跨膜结构。系统进化树分析结果显示, 该酶与大豆蚜Aphis glycines、 豌豆蚜Acyrthosiphon pisum、 褐飞虱Nilaparvata lugens和灰飞虱Laodelphax striatella可溶型海藻糖酶具有较近的亲缘关系, 因此我们将该酶的基因命名为LmTre-1。对该基因在不同组织和发育时期表达量的荧光定量 PCR 分析表明： LmTre-1在卵发育前期、 中期的表达量都很低, 卵发育后期表达量显著提高; LmTre-1在5龄若虫和成虫被检测的组织部位中均有表达, 在体壁中的表达量最高, 其次是在脂肪体、 肌肉、 气管、 精巢及卵巢中; 5龄飞蝗刚蜕皮后LmTre-1在体壁中的表达量较高, 随着生长发育其表达量逐渐降低; LmTre-1在成虫发育期体壁中稳定高表达。LmTre-1的mRNA表达特性与几丁质合成酶1基因非常相似, 据此推测该基因可能与体壁几丁质的合成相关。本研究为深入探讨该基因的生理功能提供了重要的基础数据, 并为以海藻糖酶为杀虫靶标的农药筛选奠定实验基础。     

绿色荧光蛋白基因mRNA反义寡核苷酸的筛选和应用

基因mRNA的靶点筛选是设计反义寡核苷酸的关键.建立了PARASS(polyAanchoredRNAaccessiblesitesscreening)方法,即通过在mRNA末端引入polyA,与生物素标记的polyT退火结合,将其同链亲和素磁珠混合,使mRNA通过3’末端得到固定,保持mRNA的自然伸展和折叠,与寡核苷酸文库杂交筛选mRNA的结合靶点.PARASS筛选获得了绿色荧光蛋白(GFP)mRNA的3个反义寡核苷酸结合靶点,据其设计了多条反义寡核苷酸,与对照组相比,体外RNaseH分析显示3个靶点均为有效,在HeLa细胞内针对靶点的反义寡核苷酸能抑制GFP的表达,得到了Northern印迹结果支持.PARASS对反义寡核苷酸药物设计具有应用价值.     

东亚飞蝗UBX结构域包含蛋白基因 LmUBX2 的克隆和表达分析

【目的】UBX结构域包含蛋白是p97/CDC48的辅助因子。p97在泛素化相关的多种细胞过程中起着重要的作用,如依赖泛素 蛋白酶体系统的蛋白质降解和同型膜融合等。本研究旨在克隆东亚飞蝗 Locusta migratoria manilensis (Meyen)的UBX结构域包含蛋白基因,分析其组织和发育表达格局,为进一步研究UBX结构域包含蛋白基因的功能奠定基础。【方法】通过分析东亚飞蝗的转录组数据克隆UBX结构域包含蛋白基因,采用实时定量PCR技术分析该基因在不同发育时期和成虫不同组织中的表达水平。【结果】克隆到东亚飞蝗的一个UBX结构域包含蛋白基因,命名为 LmUBX2。 LmUBX2 开放阅读框长1 020 bp,编码399个氨基酸,预测分子量和等电点分别为37.8 kDa和6.03,与其他UBX结构域包含蛋白的氨基酸一致性为37%~64%,N端和C端分别有一个保守的UBA结构域和UBX结构域。序列比较和系统发育分析发现 LmUBX2 属于SAKS1亚家族。定量分析发现,LmUBX2 在整个生命周期中都有表达,但成虫期的表达水平最高;在检测的所有组织中都有表达,但在精巢和卵巢中表达水平最高。【结论】研究结果说明 LmUBX2 可能参与东亚飞蝗多种生理过程,尤其可能与东亚飞蝗的生殖有关,但还需深入研究。     

成瘾性药物对大鼠脑内G蛋白耦联受体激酶5 mRNA和蛋白水平的调控

G蛋白耦联受体激酶5(GRK5)在G蛋白耦联受体信号转导中起重要调节作用。本文研究了单次给予成瘾性药物吗啡、海洛因和可卡因对大鼠脑内GRK5mRNA水平的调控作用,并选取吗啡为代表,观察单次或多次给予吗啡后大鼠脑内GRK5蛋白含量的变化。结果发现：(1)单次给予吗啡(10mg／kg)、海洛因(1mg／kg)或可卡因(15mg／kg)均可引起大鼠大脑顶叶皮层、颞叶皮层和海马的GRK5 mRNA水平显著上升;(2)单次或多次给予吗啡注射可以显著上调大鼠大脑皮层GRK5蛋白含量,而多次给予吗啡显著下调丘脑GRK5含量。我们的结果首次证明成瘾性药物对大脑皮层、海马等脑区的GRK5在mRNA水平和蛋白水平都有调控作用,提示GRK5可能在精神活性物质的成瘾中起作用。     

胃癌survivin基因mRNA和蛋白的表达与临床病理关系

目的　研究胃癌组织中survivin基因的mRNA和蛋白表达情况及其与临床病理参数的关系。方法　应用原位杂交方法和免疫组化SP法检测 5 4例胃癌 ,34例胃良性病变 ,2 0例胃正常组织标本中survivin基因mRNA及蛋白的表达。并对其与临床病理因素和二者的关系进行分析。结果　Survivin蛋白表达阳性率在胃癌、良性疾病组织和正常组织分别为 87 0 % (47/ 5 4 )、 2 3 5 % (8/ 34)和 15 % (3/ 2 0 ) ;SurvivinmRNA阳性率为 79 6 % (43/ 5 4 )、 2 3 5 % (8/ 34)和2 0 % (4/ 2 0 )。胃癌组远大于正常胃组织和良性疾病组 ,而正常胃组织与胃良性疾病组之间差异无显著性。SurvivinmRNA与蛋白在胃癌中的表达呈正相关 (rs=0 6 79,P <0 0 5 )。且其阳性率高低与性别、年龄、组织学类型无关 ;而与淋巴结转移、TNM分期、组织学分级有关。结论　SurvivinmRNA与蛋白在胃癌中表达较高 ,且与淋巴结转移、TNM分期、组织学分级有关 ,它可作为评估胃癌生物学行为和判断预后的生物学指标。     

腹腔注射腺病毒pMultiRNAi-Ldhc对高原鼠兔骨骼肌Ldhc基因的沉默效果

腹腔注射是一种简单且方便给药的方式,为了验证腹腔注射腺病毒pMultiRNAi-Ldhc对高原鼠兔(Ochotonacurzoniac)骨骼肌Ldhc基因沉默的可行性,将27只高原鼠兔分为干扰组、空壳组和空白对照组,每组各9只个体,干扰组和空壳组分别注射0.65ml腺病毒pMultiRNAi-Ldhc和腺病毒pMultiRNAi-NS,空白对照组注射等量生理盐水,注射后7d检测骨骼肌中Ldhc基因mRNA和蛋白的表达水平,测定了乳酸脱氢酶(LDH)活性和乳酸(LD)及三磷酸腺苷(ATP)的含量。结果表明,与空白对照组相比,干扰组在mRNA和蛋白水平上,Ldhc基因表达分别降低了41.73%和15.76%;乳酸脱氢酶(LDH)活性、乳酸(LD)和ATP含量分别降低了23.98%、51.08%和19.29%。结果说明,腹腔注射腺病毒pMultiRNAi-Ldhc能有效沉默骨骼肌中Ldhc基因表达。     

基因沉默发生和应用的研究进展

基因沉默现象广泛存在于生物界,影响植物性状、动物胚胎发育,参与肿瘤的发生和演变。随着人们对基因沉默的关注发现基因沉默有位置效应、转录水平的基因沉默和转录后基因沉默三种作用水平。根据基因沉默理论发展起来的RNA干扰技术更是近两年应用于抑制基因表达的一种新方法,可研究某些特定基因的功能,进行基因治疗。     

东亚飞蝗羧酸酯酶基因的克隆和原核表达

羧酸酯酶是昆虫体内重要的代谢解毒酶系,其主要功能是水解和结合内源性和外源性含有酯键的有毒物质,减缓其到达靶标部位的时间。东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)是我国重要的农业害虫,对其羧酸酯酶基因克隆和表达有助于深入探索杀虫剂代谢毒理机制。本研究首先对羧酸酯酶基因(CarE4)进行了克隆,并将其插入到pCold TF DNA Vector中,在大肠杆菌中进行了原核表达,最后用疏水层析和离子交换层析方法对目的蛋白进行了纯化。本文成功建立了羧酸酯酶蛋白原核表达和纯化技术体系,为进一步研究东亚飞蝗羧酸酯酶的生理功能、结构特点和作用原理提供了基础资料。     

基于mRNA水平的差异表达基因筛选技术

随着分子生物学技术的深入发展,基因组研究重点已经由基因组测序转向基因功能鉴定,即由结构基因组学向功能基因组学转变。研究获得不同处理下基因的差异表达谱是功能基因组学的重要一环,目前已经有多种检测基因差异表达的技术可供选用。在减法杂交技术和PCR基础上发展起来的DDRT—PCR、cDNA—RDA、cDNA—AFLP和SSH技术因其实用性而得到广泛的应用,并取得了令人满意的结果。     

东亚飞蝗UBX结构域包含蛋白基因LmUBX2的克隆和表达分析（英文）

【目的】UBX结构域包含蛋白是p97/CDC48的辅助因子。p97在泛素化相关的多种细胞过程中起着重要的作用,如依赖泛素-蛋白酶体系统的蛋白质降解和同型膜融合等。本研究旨在克隆东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)的UBX结构域包含蛋白基因,分析其组织和发育表达格局,为进一步研究UBX结构域包含蛋白基因的功能奠定基础。【方法】通过分析东亚飞蝗的转录组数据克隆UBX结构域包含蛋白基因,采用实时定量PCR技术分析该基因在不同发育时期和成虫不同组织中的表达水平。【结果】克隆到东亚飞蝗的一个UBX结构域包含蛋白基因,命名为LmU BX2。LmU BX2开放阅读框长1 020 bp,编码399个氨基酸,预测分子量和等电点分别为37.8 kD a和6.03,与其他UBX结构域包含蛋白的氨基酸一致性为37%~64%,N端和C端分别有一个保守的UBA结构域和UBX结构域。序列比较和系统发育分析发现LmU BX2属于SAKS1亚家族。定量分析发现,LmU BX2在整个生命周期中都有表达,但成虫期的表达水平最高;在检测的所有组织中都有表达,但在精巢和卵巢中表达水平最高。【结论】研究结果说明LmU BX2可能参与东亚飞蝗多种生理过程,尤其可能与东亚飞蝗的生殖有关,但还需深入研究。     

基因沉默技术在抗真菌病害中的应用和展望

真菌病害严重威胁作物的产量和品质,给国家和人民造成巨大的经济损失。尤其是引起维管束病害的土传真菌,化学农药的作用效果很不理想。利用抗性基因进行遗传育种是目前生物防治的重要手段之一,但对于缺乏抗性资源的物种,面对强大的土壤真菌病害,研究者也时常束手无策。近年来,利用RNA干扰技术发展而来的宿主诱导的基因沉默(Host induced gene silencing,HIGS)策略,在抗病虫害领域逐渐崭露头角,但由于真菌侵染的复杂多样性及土壤传播的特性,HIGS在土壤真菌病害中的应用充满神秘和挑战。本研究室近期揭示了棉花黄萎病(一种严重的土壤真菌病害)的"罪魁祸首"——大丽轮枝菌的侵染结构和侵染过程;并首次证明了宿主植物内源小RNA能够跨界进入病原菌细胞中降解致病基因表达的抗病作用;在此基础上,本研究室利用HIGS在棉花上获得了对黄萎病抗性较高的品系,成功地开辟了抗土壤黄萎真菌病害的新天地,研究结果显示出基因沉默技术在这一领域强大的应用潜力和前景。     

阿格蛋白2:RNA诱导基因沉默复合物的切片机

RNA干扰是生物体基因表达调节的一种重要方式,由RNA诱导的基因沉默复合物（RISC）来介导完成,这个复合物中除了微小RNA外,最新研究表明阿格蛋白2是其中的主要应答元件,它本身具有核酸内切酶活性,可以有效启动mRNA的剪切反应而实现对基因表达的调节,这个进展使我们对RNA干扰过程有了更为详尽的理解。     

东亚飞蝗hunchback基因在卵子形成和胚胎发育过程中的原位表达

hb（hunchback）基因是昆虫胚胎前后轴模式形成的关键基因．对东亚飞蝗（Locusta migratoria manilensis,Meyen）hb基因的功能已有报道,但其表达模式还不清楚．为了研究胁基因在东亚飞蝗卵子形成和胚胎发育过程中的时空表达情况,本研究采用免疫组化方法在蛋白质水平上检测了hb基因的时空表达模式．在卵子形成过程中,hb基因局限在卵细胞核区中表达,随着卵子的发育逐渐移至卵细胞的后端;卵受精后,核区里的Hb蛋白向外扩散,在卵后端形成浓度梯度;胚盘期,hb基因在胚盘中央呈带状表达;胚盘分化为原头和原躯干后,表达条带变宽,并呈现出梯度表达,该表达区域将形成颌、胸部的部分体节;随着腹节开始形成,hb基因在颌胸部的表达逐渐减弱,而在腹部后端的“生长区”表达,并呈现出不连续性．经比较,hb易基因在昆虫颌胸部的表达较为保守,而在卵子形成过程中和腹部的表达具有较大的变异性．与黑腹果蝇等长胚带昆虫相比,东亚飞蝗hb基因在体节形成的基因级联调控中具有更重要、更直接的调控作用．