长链非编码RNA的生物学功能和研究方法

长链非编码RNA(long-noncoding RNA,lncRNA)是一类长度大于200nt的非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA),不具有编码蛋白质的功能,直接以RNA的形式发挥作用,以诱饵分子、信号分子、引导分子和支架分子的方式在转录水平和转录后水平调节蛋白质编码基因的表达,参与细胞分化和个体发育等生命过程。lncRNA存在普遍的转录现象,但与蛋白质编码基因相比表达水平较低。基因组测序结果显示生物体内仅有少量的编码基因,绝大部分基因以非编码的形式存在于动物和植物体内起调控作用。近年来以miRNA和siRNA为代表的ncRNA的研究已经取得了丰硕的成果,而lncRNA的研究才刚刚开始,但是已经有研究表明lncRNA有广泛的生物学功能,如染色体修饰、X染色体沉默、干扰或激活转录和核内运输等。以转录组测序、微阵列和荧光原位杂交为代表的研究方法也在发展完善。     

我国东北土壤有机碳、无机碳含量与土壤理化性质的相关性

根据黑龙江、吉林、辽宁省和内蒙古地区相关历史资料数据,分析了我国东北表层土壤(0-50 cm)土壤相关理化性质与有机碳、无机碳的相关性,得到如下结论:土壤全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾、K⁺离子交换量、Fe₂O₃、P₂O₅、总孔隙度均与土壤有机碳含量呈显著正相关(R²=0.10-0.94, n=38-345, P<0.0001),但与土壤无机碳含量则大多呈显著负相关(R²=0.11-0.30, n=37-122, P<0.01);与此相反,土壤pH值、容重与土壤有机碳呈负相关(R²=0.36-0.42,n=41-304, P<0.0001),而与无机碳呈显著正相关(R²=0.29-0.31,n=39-125, P <0.01)。表层土壤有机碳、无机碳与土壤理化性质呈相反变化趋势的结果说明,由于土壤利用方式变化所导致的土壤理化性质改变对土壤无机碳和有机碳可能具有相反影响。在研究土壤碳平衡过程中,应该充分考虑这种关系所导致的相互补偿作用,即有机碳的增加,可能意味着无机碳的减少,或者反之。目前研究中普遍忽略无机碳的变化,可能导致生态系统碳收支计算显著偏差,所获得的经验拟合方程有利于对我国东北地区土壤碳平衡研究产生的这种偏差进行粗略估计。     

中国米虾bursicon基因的功能及作用机制

为探讨米虾鞣化激素在其蜕皮周期及表皮角质层形成过程中的作用, 采用PCR技术克隆得到了米虾鞣化激素两个亚基基因的开放阅读框(ORF)序列。bursicon-α ORF全长441 bp, 共编码146个氨基酸; bursicon-β ORF全长411 bp, 共编码136个氨基酸。利用实时荧光定量PCR分析米虾整个蜕皮周期中鞣化激素2个亚基基因的表达特征, 结果发现, 鞣化激素bursicon-α和bursicon-β在米虾蜕皮周期的各个阶段的相对表达量存在差异, 在蜕皮前期(D期)相对表达量开始上升, 到D₃期时相对表达量最高, 蜕皮期E期相对表达量最低。RNA干扰(RNA interference, RNAi)介导bursicon-α和bursicon-β基因沉默后, 发现米虾的蜕皮周期延长, 表皮角质层明显变薄。结果提示, 鞣化激素(Bursicon)与新形成的外骨骼中角质层的加厚与硬化密切相关, 进而影响蜕皮时间。     

植物NLR基因的表达调控及应用策略

含有一个核酸结合位点以及富含亮氨酸重复序列(nucleotide-binding leucine rich repeats,NLR)类抗性基因在植物免疫中发挥重要作用。该文综述了近年来植物NLR基因的结构和功能特点,在转录、转录后、翻译水平的表达调控,植物NLR基因在增强作物抗性中的应用策略方面的研究进展。植物NLR基因表达调控的研究有助于揭示其分子作用机制,增加对NLR基因信号传导过程的了解;植物NLR基因应用策略的研究在开发抗性作物新品种中有较强的应用价值。     

附子白绢病菌拮抗菌的鉴定、发酵条件优化及抑菌效果

【背景】附子白绢病是由齐整小核菌(Sclerotiumrolfsii)引起的一种土传细菌性病害,该病原菌严重影响附子的生产。【目的】筛选出对附子白绢病具有生防效果的菌株,并将其用于病害防治。【方法】利用平板涂布法和划线法从黄粉虫蛹体分离菌株,平板对峙法筛选对齐整小核菌具有较强拮抗能力的菌株,通过形态学观察、生理生化试验、16S rRNA基因测序分析确定其分类地位;以单因素试验对发酵条件进行优化,并初步测定拮抗菌的菌悬液、挥发性气体和发酵液对齐整小核菌菌丝的抑制效果。【结果】筛选出的拮抗菌株将其编号为N2,初步鉴定为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis);菌株N2最佳培养基配方(g/L)：胰蛋白胨10.0,酵母浸粉5.0,蔗糖20.0;最佳培养条件：初始pH 6.0,温度36℃,转速240 r/min,装液量30 mL,接菌量0.05%;其菌悬液、挥发性气体和发酵液均能有效抑制白绢病菌菌丝的生长;胞外酶测定结果显示该菌株可产生蛋白酶和纤维素酶,不产嗜铁素。【结论】菌株N2对附子白绢病具有较好的抑制效果,在生物防治中具有较好的应用潜力和较高的研究价值。     

猪链球菌IgG结合蛋白的原核表达及其与不同动物IgG的结合性

猪链球菌IgG结合蛋白(SPG)是一种可与多种动物IgG结合的细胞壁蛋白,广泛地存在于猪链球菌的各个血清型中,被认为是共同抗原。然而其在猪链球菌中的生物学意义并不清楚。本实验用PCR方法从猪链球菌1/2、1、2和9型菌株基因组中扩增SPG基因,构建pET28a-SPG重组表达载体,将其转入大肠杆菌BL21菌株。IPTG诱导表达后,重组蛋白经SDS-PAGE及Western blotting鉴定为可高效表达。镍亲和层析及分子筛两步纯化后获得纯度较高的目的蛋白。Western blotting及ELISA试验结果表明,所有纯化的目的蛋白均可与不同动物IgG结合,其中与人和猪IgG的结合能力相对较高,但不同血清型猪链球菌SPG与同种动物IgG的结合活性没有明显差异。     

植物中逆境反应相关的WRKY转录因子研究进展

WRKY转录因子是植物体内一类比较大的转录因子家族,它在植物的生长发育以及抗逆境反应中起着非常重要的作用。本文综述了WRKY转录因子在植物应对冻害、干旱、盐害等非生物胁迫与病原菌、虫害等生物胁迫反应中的重要调控功能,并概括了WRKY转录因子在调控这些逆境反应中的机制。     

响应面法优化爪哇虫草菌的培养条件及其对斜纹夜蛾的毒力和保护酶活性影响

【目的】优化爪哇虫草菌Bd01的固态发酵培养条件,测定分生孢子对斜纹夜蛾3龄幼虫的毒力,研究被爪哇虫草菌侵染后寄主体内的保护酶活性变化。【方法】采用单因素试验确定爪哇虫草菌Bd01最佳的固态培养基及培养条件,利用Box-Behnken响应面法优化发酵参数,采用浸渍法测定分生孢子对斜纹夜蛾3龄幼虫的毒力,同时利用分光光度计法测定斜纹夜蛾3龄幼虫体内酶活性变化。【结果】以产孢量为指标,通过响应曲面法优化的爪哇虫草菌Bd01最佳产孢条件为：培养基营养成分含量为30.24g/L,pH值为7.55,光照时长为12.06h,在该条件下,培养基的产孢量为2.78×10⁸孢子/mL。浓度为1×10⁸孢子/mL的爪哇虫草菌孢子液对斜纹夜蛾3龄幼虫具有一定毒力,处理7 d时致死中浓度(LT₅₀)为3.11 d,致死中时(LC₅₀)为4.68×10⁵孢子/mL,校正死亡率为88.68%。处理后未死亡的斜纹夜蛾幼虫体内保护酶活性与对照组相比发生显著变化。【结论】优化后的培养基能够显著增加爪哇虫草菌的产...     

苯乙酮转化为(S)-a-苯乙醇的工程菌构建

【背景】(S)-a-苯乙醇是一种重要的药物合成中间体,利用工程菌将苯乙酮转化为(S)-a-苯乙醇的方法具有立体选择性强、转化条件温和等优势,该研究对未来绿色工业化生产有重要意义。【目的】构建能将苯乙酮转化为(S)-a-苯乙醇的工程菌并对其转化条件进行研究。【方法】分别从红平红球菌(Rhodococcuserythropolis)和博伊丁假丝酵母(Candidaboidinii)中克隆得到羰基还原酶基因ReADH以及甲酸脱氢酶基因FDH,构建pRSFDuet-ReADH-FDH(R1F2)和pRSFDuet-FDH-ReADH (F1R2)两个共表达载体,分别在大肠杆菌中表达。测定R1F2和F1R2中ReADH和FDH酶活性及其催化反应的最适反应条件。对利用全细胞转化苯乙酮为(S)-a-苯乙醇反应条件进行研究。【结果】构建了R1F2和F1R2两个共表达载体,其中R1F2中ReADH和FDH的酶活性分别为6.7 U/mL和7.6 U/mL,对苯乙酮有更强的催化还原能力。R1F2中ReADH和FDH的最适pH分别为6.0和8.5,最适温度分别为40°C和35°C。R1F2全细胞转化苯乙酮反应的最适pH和温度分别为7.5和30°C,对高底物有较强耐受性,对400 mmol/L苯乙酮转化率大于98%,产物(S)-α-苯乙醇的光学纯度大于99%。【结论】研究获得的工程菌及其全细胞转化条件为工业应用奠定了基础。