象耳豆根结线虫分子诊断技术研究进展

象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii),被公认为是世界上最危险的根结线虫之一,它有非常广泛的寄主范围,并能克服Mi基因。因其重要性,其分子诊断技术近年来不断得到发展,其主要的分子诊断技术有直接PCR、RFLP、RAPD、LAMP及SCAR等。本文对几种主要诊断技术近年来的研究进展进行了概述。     

海南岛象耳豆根结线虫的种类鉴定及其rDNA-ITS序列分析

【背景】植物根结线虫病是世界性分布的土传病害,常造成农作物的重大经济损失。目前分布于热带亚热带区域的象耳豆根结线虫,由于其致病性和分子特征以及与植物互作关系的独特性,被认为是一种对农作物具有潜在危害性的重要病原根结线虫,因而引起国内外植物寄生线虫学者的广泛关注。【方法】用形态学、同工酶技术和分子生物学技术相结合的方法,对从海南岛农作物上采集到的10个根结线虫纯化种群进行分类鉴定。【结果】象耳豆根结线虫在海南岛大面积栽培的10种农作物和南药植物,包括黄瓜、南瓜、苦瓜、丝瓜、葫芦瓜、辣椒、番石榴、海巴戟、沈香和丁香上均有寄生,其形态学、酯酶表型和mtDNA-PCR扩增产物均有别于常见的根结线虫种类;用引物18S和28S扩增象耳豆根结线虫种群的rDNA-ITS区序列,并对其进行克隆、测序和比对分析,结果表明,象耳豆根结线虫4HBJ种群分别与南方根结线虫、爪哇根结线虫和花生根结线虫的同源性均仅为88%左右。【结论与意义】本文准确鉴定了象耳豆根结线虫,首次阐述其对海南岛多种农作物的致害性;阐释了象耳豆根结线虫的形态和分子特征,并明确了其与3种常见根结线虫的系统发育关系。本研究对今后进一步开展象耳豆根结线虫的基础研究和防治工作具有重要参考价值。     

海南岛象耳豆根结线虫的种类鉴定及其rDNA ITS序列分析

【背景】植物根结线虫病是世界性分布的土传病害,常造成农作物的重大经济损失。目前分布于热带亚热带区域的象耳豆根结线虫,由于其致病性和分子特征以及与植物互作关系的独特性,被认为是一种对农作物具有潜在危害性的重要病原根结线虫,因而引起国内外植物寄生线虫学者的广泛关注。【方法】用形态学、同工酶技术和分子生物学技术相结合的方法,对从海南岛农作物上采集到的10个根结线虫纯化种群进行分类鉴定。【结果】象耳豆根结线虫在海南岛大面积栽培的10种农作物和南药植物,包括黄瓜、南瓜、苦瓜、丝瓜、葫芦瓜、辣椒、番石榴、海巴戟、沈香和丁香上均有寄生,其形态学、酯酶表型和mtDNA PCR扩增产物均有别于常见的根结线虫种类;用引物18S和28S扩增象耳豆根结线虫种群的rDNA ITS区序列,并对其进行克隆、测序和比对分析,结果表明,象耳豆根结线虫4HBJ种群分别与南方根结线虫、爪哇根结线虫和花生根结线虫的同源性均仅为88%左右。【结论与意义】本文准确鉴定了象耳豆根结线虫,首次阐述其对海南岛多种农作物的致害性;阐释了象耳豆根结线虫的形态和分子特征,并明确了其与3种常见根结线虫的系统发育关系。本研究对今后进一步开展象耳豆根结线虫的基础研究和防治工作具有重要参考价值。     

肠上皮细胞RNA干扰Hsp70基因转染条件的研究

旨在研究肠上皮细胞(IEC-6)RNA干扰效率的特染条件,并对4对Hsp70干抚序列进行筛选,为进一步以RNA干扰(RNAi)技术研究Hsp70对胃肠道的保护功能以及介导信号通路的机理打下基础.以24孔培养板培养IEC-6细胞,利用阳高子脂质体特染FAM-siRNA片段进入IEC-6细胞,采用荧光倒置显微镜和流式细胞仪检测FAM-siRNA和特染试剂Lipofectamine 2000不同剂量比例对特染效率的影响,并进一步采用RT-PCR和Western blotting方法对Hsp70干扰序列进行筛选.试验结果表明,采用脂质体转染法可获得较高的转染效率,其中以80 nmol/L FAM-siRNA+1μL Lipofectamine 2000组的转染效率最高(85.77％).针对4个不同靶位点,进行Hsp70基因干涉,结果表明,4个组中Hsp70 mRNA的表达显著下降,其中oligo 4组的基因表达极显著降低.Western blotting的结果表明,oligo 2、oligo3和oligo4组中的Hap70蛋白表达极显著降低.最终确定80 nmol/L FAM-siRNA+1μL Lipofectamine 2000为最佳转染条件,以oligo 4(Hap70的基因位点为3672 -3692)为最佳RNA干扰靶基因.     

马铃薯根结线虫抗性基因的电子克隆与序列分析

近年来,马铃薯受根结线虫的危害日益严重,造成减产、植株萎蔫、影响其商品性,并使其很容易受其他土传病害侵染。而不同马铃薯材料对根结线虫抗病性存在明显差异。因此,从分子角度挖掘和利用其本身所具备的抗病基因变得尤为重要。本研究采用电子克隆技术,搜索马铃薯EST数据库,拼接获得28 714条重叠群(contigs),以番茄、辣椒中已经克隆的根结线虫抗性基因作为探针,与所拼接的contigs进行比对及序列分析,共获得2条马铃薯根结线虫抗性基因的c DNA序列(contig_5164,contig_12247)。进一步采用生物信息学方法,对所得2条抗性基因序列进行了氨基酸组成和亲缘关系的分析。结果显示,contig_5164总长1 191 bp,推测编码206个氨基酸,等电点为4.77。Contig_12247总长892 bp,推测编码114个氨基酸,等电点为4.24。氨基酸组成均以亮氨酸最多,谷氨酸其次。两基因与番茄亲缘关系最近。随后对拼接所得contigs进行功能注释和GO分类,完成了对马铃薯中5类抗病保守结构域基因的挖掘。本研究的结果可为马铃薯根结线虫抗性基因进一步的研究与应用以及开发利用马铃薯抗性资源奠定基础。     

水稻抗潜根线虫基因OsRAI1的克隆及功能分析

水稻潜根线虫病是江西省水稻生产上危害严重的病害之一.前期通过对水稻细尖潜根线虫侵染抗/感病水稻品种的根部组织进行比较转录组分析,筛选出差异表达上调基因OsRAI1.本研究克隆获得OsRAI1全长,通过蛋白结构预测、亚细胞定位对其功能进行分析,通过IPTG诱导,对OsRAI1蛋白表达条件进行了优化.结果表明,OsRAI1...     

马铃薯腐烂茎线虫Dd-mel-26基因的克隆与功能分析

为更深入地了解马铃薯腐烂茎线虫并寻找具有RNAi应用价值的靶标基因资源,本研究从马铃薯腐烂茎线虫基因库中选取了一个潜在致死基因底物特异性适配体基因Dd-mel-26.利用RACE技术对该基因进行了克隆,并通过生物信息学、荧光定量PCR技术以及dsRNA体外浸泡诱导线虫靶基因沉默的方法对该基因进行了功能分析.结果显示,D...     

螺旋藻耐盐相关基因启动子区功能分析

文章利用绿色荧光蛋白基因作为报告基因,研究2个螺旋藻耐盐相关基因启动子区域的功能。通过启动子预测软件预测螺旋藻耐盐相关基因5′端非翻译区的启动子结构,用Primer3.0程序在线设计引物,以pMD18-T载体和pUC18载体克隆螺旋藻启动子序列、gfp和卡那霉素抗性基因,将螺旋藻启动子-GFP基因-卡那霉素抗性基因(pro-gfp-kanr)三联DNA片段克隆至pKW1188载体,并将该重组质粒pKW1188::pro::gfp::kanr转化至受体菌集胞藻6803,激光共聚焦显微镜观察不同盐浓度培养条件下、不同时间段集胞藻表达GFP的情况。结果显示,通过不同盐浓度和不同时间的诱导,2个螺旋藻启动子在0.4~0.6 mol/L NaCl条件下,培养6~8 h表达的绿色荧光蛋白最多。文章成功构建了以绿色荧光蛋白为报告基因、卡那霉素抗性基因为选择标记、集胞藻6803作为外源基因表达受体,进行螺旋藻耐盐相关基因功能研究的平台;另外,从螺旋藻启动子能被盐诱导大量表达GFP的结果看,与启动子相关的螺旋藻基因很可能与螺旋藻的耐盐性相关。     

稀有鮈鲫HSP70基因启动子的克隆及功能分析

热休克蛋白70(HSP70)作为一种分子伴侣,在环境毒理学中受到广泛研究。前期研究表明稀有鮈鲫HSP70基因(GrHSP70)表达量与五氯酚(pentachlorophenol, PCP)处理的浓度和时间在肝脏中呈现剂量/时间-依赖效应。为探究启动子在热休克蛋白70表达调控中的作用,根据已知的GrHSP70 cDNA序列,采用染色体步移技术克隆了GrHSP70的5'侧翼区的核苷酸序列。生物信息学分析从预测的转录起始位点(C)起的5'侧翼区域共1 487bp,潜在的转录因子结合位点包括雌激素响应元件(ERE)、Sp1结合位点(Sp1)、糖皮质激素响应元件(GRE)、TATA结合蛋白(TBP)、CCAAT/增强子蛋白结合位点(C/EBP)、Oct-1结合位点(Oct-1)、GATA转录因子结合位点(GATA-1)等。实验构建了含有启动子缺失片段的萤火虫萤光素酶(firefly luciferase)和海肾萤光素酶(renilla luciferase)报告基因表达载体,瞬时转染HeLa细胞后,利用双荧光活性检测确定获得的GrHSP70启动子具有启动活性,其核心启动位点位于转录起始点上游-1 487~-1 093bp。同时,用不同浓度PCP暴露成功转染了重组质粒(pGL-HSP70 promoter-Luc+)的HeLa细胞,培养24h后检测双荧光活性,与对照相比,随PCP浓度的增加,荧光活性均显著增加。说明在稀有鮈鲫肝脏中PCP会通过激活GrHSP70启动子来诱导GrHSP70表达,但PCP在稀有鮈鲫体内通过何种机制来调节HSP70的合成,仍然需要进一步研究。     

美国白蛾热激蛋白70基因的鉴定及功能分析

[目的]探究热激蛋白70 (heat shock protein 70,HSP70)基因在美国白蛾Hyphantria cunea抵御高温胁迫过程中的作用,为揭示美国白蛾的扩散机制以及预测潜在分布区提供理论支撑.[方法]利用PCR技术克隆美国白蛾HSP70基因,并进行生物信息学分析;利用qPCR技术检测新蜕皮的美国白蛾...     

儿童孤独症相关基因NRXN1β启动子功能分析

Neurexins是神经特异性突触蛋白,Neurexin1β结构的异常与孤独症密切相关。为分析孤独症相关基因NRXN1β最小启动子和调节基因转录的功能元件,本文构建了含NRXN1β基因上游调控区不同区域的荧光素酶报告基因质粒,转染HEK293细胞后,利用检测双荧光素酶报告基因的转录活性以确定NRXN1β基因最小启动子区,进而筛选出相应的显著增强或抑制报告基因活性的功能区;同时,为鉴定顺式作用元件,利用基因定点突变技术对基因功能区内和临近DNA序列进行连续的碱基突变;最后,采用转录因子预测工具对启动子功能区内的转录调控元件进行分析。结果首次发现NRXN1β最小启动子区位于?88~+156 bp,?88~?73 bp和+156~+149 bp可增强启动子活性,+229~+419 bp可抑制启动子活性,且?84~?63 bp为能够显著性增强启动子活性的顺式作用元件,该区域可能存在DBP(Albumin D-site-binding protein,DBP)和ABF1(Autonomously replicating sequence-binding factor 1,ABF1)两个转录因子结合位点。     

低温对麦红吸浆虫滞育解除及蜕皮激素受体基因EcR和热激蛋白基因Hsp70和Hsp90表达水平的影响

[目的]本研究旨在明确破茧率和破茧所需时间作为典型的专性幼虫期滞育昆虫麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana滞育解除指标的可行性,探讨蜕皮激素受体基因EcR和热激蛋白基因Hsp70和Hsp90在低温解除滞育中的作用.[方法]9月上旬采自田间的麦红吸浆虫滞育幼虫在低温(4℃)和自然变温处理不同时间(0～9...     

小麦春化相关基因的分子克隆与功能分析

小麦春化相关基因的分子克隆与功能分析@种康$中国科学院植物研究所!北京100093@许智宏$中国科学院植物研究所!北京100093@谭克辉$中国科学院植物研究所!北京100093小麦;;基因;;分子克隆     

Hsp70A-RBCS2融合启动子调控PHB合成酶基因在莱茵衣藻中的表达

利用Hsp70A-RBCS2融合启动子构建了新型的莱茵衣藻表达载体,并获得了聚-β-羟基丁酸（PHB）合成酶基因（phbC）的衣藻表达载体p105C124和pH105C124.通过＂珠磨法＂分别将上述两个衣藻表达载体导入细胞壁缺陷的莱茵衣藻CC-849（Chlamydomonas reinhardtii CC-849）中,得到了具有Zeomycin抗性的转基因藻株.Hsp70A-RBCS2启动子介导的外源基因遗传转化效率明显高于RBCS2启动子,Southern杂交结果显示,phbC基因以低拷贝数整合进莱茵衣藻的基因组DNA中.在光照下,Hsp70A-RBCS2融合启动子能够有效调控phbC基因在莱茵衣藻中的转录和翻译,得到的蛋白产物具有PHB合成酶活性,40℃热激诱导可使PHB合成酶的酶活性提高到1.8倍.因此,Hsp70A-RBCS2融合启动子可使phbC基因在莱茵衣藻中实现可诱导的表达,该研究对利用衣藻合成PHB具有重要的学术意义,进一步的研究将通过＂共转化＂法获得二价或三价的转基因藻,最终实现在转基因藻中合成PHB.     

非洲菊微管相关蛋白基因GMAP65-1功能分析

微管相关蛋白在植物生长发育过程中发挥重要作用。利用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术对非洲菊(Gerbera hybrida)体内微管相关蛋白GMAP65-1基因进行了克隆, 获得的基因全长1 883 bp, 包含 1 740 bp的完整开放阅读框(ORF)。表达模式研究表明, 该基因在非洲菊幼嫩的根、叶及花中均有较高的表达, 且受到赤霉素(GA)诱导显著上调。构建GMAP65-1超表达载体, 经异源转化拟南芥(Arabidopsis thaliana)后筛选获得纯合株系, 对纯合株系进行表型观察。结果表明, GMAP65-1超表达植株的叶片及花瓣面积增大, 暗示该基因参与叶片及花瓣的形态建成。研究结果为花卉分子育种提供了理论依据及基因资源。     

藤稔葡萄花发育相关基因启动子的克隆及功能分析

采用基于热不对称交错式PCR的基因组步移法,从藤稔葡萄(Vitis vinifera×V.labrusca‘Fujiminori’)的基因组总DNA中扩增花发育相关基因FT、FLC、AP3和AG的启动子上游序列片段,并通过序列分析及PlantCARE在线预测对FT、FLC和AP3启动子片段的序列及顺式调控作用元件和功能进行了分析.扩增结果表明:AG的第1轮扩增产物无明显条带,第2轮扩增产物条带弥散,不能用于序列分析及顺式调控作用元件和功能分析;FT、FLC和AP3基因2轮扩增产物均有特异条带,FT、FLC和AP3启动子序列的实际长度分别为1 470、1 698和1 061 bp,GenBank登录号分别为HM192806、HM192805和HM192804.PlantCARE在线预测结果表明:FT、FLC和AP3启动子片段中均含有TATA-box、CAAT-box等启动子的特异表达元件及光响应元件、真菌刺激响应元件、MYB结合位点等多个顺式调控作用元件,共同受真菌刺激、MYB和光等因素的调控;FT、FLC和AP3均可能在花的分生组织中表达,且FT和AP3还可能在胚乳中表达.根据研究结果推测:FT、FLC和AP3基因的启动子序列片段中均存在多种诱导响应元件,可能均为诱导型启动子.     

转GFP::cDNA基因拟南芥筛选及相关基因的功能分析

本研究以随机GFP::cDNA融合基因转基因拟南芥为材料,筛选到在细胞核或在细胞核和细胞质中均表达GFP信号的转基因株系58个。对这些转基因株系中的cDNA插入片段进行克隆,获得4株插入片段能按原初编码框进行编码的转基因株系。对插入片段为编码富含甘氨酸蛋白AtGRP8 C-末端(富含甘氨酸的结构域)的转基因株系R2的表型分析发现,连续白光、红光或蓝光下其幼苗的下胚轴比野生型的要短,且较低光照强度白光(低于100μmol m-2s-1)、蓝光(低于75μmol m-2s-1)下的差异更加明显,但是黑暗中其幼苗的下胚轴与野生型相比无明显差异,表明AtGRP8蛋白可能通过其C-末端功能域参与调控拟南芥的光形态建成反应。     

锯缘青蟹(Scylla serrata)Hsp70基因cDNA的克隆及序列分析

采用RT-PCR及RACE技术克隆锯缘青蟹(Scylla serrata)的热休克蛋白Hsp70基因并进行序列分析。克隆测序后拼接得到一条长2482 bp的cDNA序列,该序列ORF(Open reading frame,开放阅读框)为1950 bp,编码649个氨基酸,分子量约为71.06 kD,理论等电点为5.24。3'UTR(untranslated region,非编码区)为158 bp,5'UTR为40 bp。通过antheprot分析发现2个Hsp70家族的签名序列:IFDLGGGTFDVSIL,IVLVGGSTRIPKIQK;Dnak特征基序DLGTT-S-V;非细胞器基序:RARFEEL;核定位信号标签:KKDPSESKRALRRL;胞质Hsp70特征基序EEVD。同源性分析表明,锯缘青蟹Hsp70编码区核苷酸序列与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、斑节对虾(Penaeus monodon)、罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)的相似性分别为84.02%、83.87%和79.60%;核苷酸序列所推导出的Hsp70氨基酸序列,与凡纳滨对虾、斑节对虾和罗氏沼虾的相似性分别为92.79%、92.17%和96.47%。本研究克隆了锯缘青蟹Hsp70基因,为进一步深入研究锯缘青蟹的抗逆机理及其遗传改良奠定了基础。