荒漠甲虫小胸鳖甲几丁质酶基因MpCht8c的克隆、鉴定与低温表达

为了挖掘荒漠昆虫小胸鳖甲Microdera punctipennis的耐寒性相关基因,从其4℃转录组数据库筛选出差异表达的几丁质酶基因片段394seq2,检测其编码蛋白的几丁质酶活性,研究该基因的表达对低温胁迫的响应情况。采用RACE技术扩增394seq2的5′端和3′端,克隆全长序列,将其ORF构建至原核表达载体pET28a,导入Transetta(DE3)感受态细胞,诱导表达融合蛋白,Western blot法检测表达蛋白的正确性;二硝基水杨酸法测定几丁质酶活性,qRT-PCR技术探究低温表达谱。结果表明,394seq2的5′-UTR为39 bp,3′-UTR为181 bp;ORF为1 140 bp。系统进化树显示该序列与赤拟谷盗几丁质酶8(TcCHT8)聚为一支,命名为MpCht8c。MpCht8c编码379个氨基酸,分子量为41.2 kDa,理论等电点pI为4.67。MpCHT8c含有完整的几丁质酶结构基序,其N端含有几丁质酶催化域,内有一个类18家族几丁质酶的保守基序KXXXXXGGW,中部是一段富PEST的连接区,C端是几丁质酶结合域,属于IV型昆虫几丁质酶。Western blot结果表明His-MpCHT8c在大肠杆菌中正确表达;融合蛋白粗酶液的几丁质酶活性为1.89 U/mL。在4℃冷胁迫0.5 h和5-9 h时Mpcht8c出现两个上调表达峰值,约为对照的2倍。研究表明荒漠昆虫小胸鳖甲的几丁质酶MpCHT8c具有几丁质酶活性,MpCht8c基因的表达可快速响应4℃低温胁迫。研究结果有助于深入研究几丁质酶在小胸鳖甲耐寒性方面的作用机理。     

植物耐寒机理与耐寒植物新品种培育

低温灾害是普遍存在的对植物造成严重伤害的自然灾害,研究植物耐寒的分子机理并积极培育耐寒植物新品种对农业等生产活动具有重要意义.主要介绍植物抵御低温时的生理生化变化和关键基因,以及抗冻蛋白在耐寒植物新品种培育中的应用,并探讨植物耐寒育种的发展趋势.     

准噶尔小胸鳖甲抗冻蛋白MPAFP5毕赤酵母表达产物的理化性质

研究准噶尔小胸鳖甲Microdera punctipennis dzhungarica Kasz抗冻蛋白MPAFP5真核表达产物的功能及理化性质。首先用硫酸铵浓度梯度沉淀初步纯化酵母真核表达产物,然后通过细菌低温保护实验检测抗冻蛋白MPAFP5低温保护功能,同时探讨抗冻蛋白MPAFP5在酸碱环境和100℃时的稳定性,并通过等电聚焦凝胶电泳检测其等电点。研究表明MPAFP5真核表达产物在低温下能够提高细菌的存活率,能够耐受高温和一定程度的强酸强碱,其等电点约为5.8左右。准噶尔小胸鳖甲抗冻蛋白MPAFP5真核表达产物与赤翅甲抗冻蛋白(DAFP)的比较表明拟步甲类昆虫抗冻蛋白具有相似的理化性质。     

鼠透明带3(ZP3)融合蛋白表达以及抗血清制备

鼠透明带3（mZP3)作为精子的初级受体,是鼠透明带中的一种主要糖蛋白,抗鼠透明带3抗体能够阻断精卵的结合,达到不育的效果,因此mZP3是免疫避孕研究的重要候选抗原。从小鼠卵巢中提取总RNA,分离mRNA,反转录获得cDNA,将cDNA连接到测序载体pUCm-T质粒上,通过序列测定和分析得到正确的mZP3 cDNA。经内切酶EcoR I和XhoI处理,将mZP3 cDNA克隆至融合蛋白表达载体pGEX-4T-1中,在T4 DNA连接酶的作用下构建融合表达载体pGEX-mZP3,转化大肠杆菌BL－21菌株,利用IPTG诱导后获得可溶性的蛋白质产物,经过SDS－PAGE鉴定,表达的融合蛋白GST－mZP3分子质量约为72kD左右,纯化的融合蛋白免疫兔子,获得效价为1：1000的抗血清,Western blot检测抗血清具有针对mZP3融合蛋白的专一性,为进一步开展mZP3的免疫功能检测的研究奠定 了基础。     

转录因子Osterix对成骨细胞Col1a1基因的反式激活作用

Osterix（Osx）是一种具有锌指结构的转录因子,对骨形成十分重要. 但到目前为止,直接接受Osterix调控的靶基因尚不清楚.用骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein 2,BMP2）诱导原代培养小鼠成骨细胞的骨分化,定量RT PCR检测Ⅰ型胶原蛋白(collagen Ⅰ a 1, Col1a1)与Osx的转录水平.结果发现,二者的转录时相具有相同的变化模式.为了确定二者之间的关系,采用腺病毒表达系统在原代成骨细胞中过表达Osx. 数据表明,Osx能够明显上调Col1a1的转录水平.用EMSA（electromobility shift assay）检测这些过表达Osx基因的成骨细胞核抽提物,迁移条带的出现表明,Osx能够直接与Col1a1的启动子相结合.结果提示,在原代培养的成骨细胞中,Osterix通过直接与启动子相结合,调控Col1a1基因的转录.     

荒漠甲虫小胸鳖甲胞外信号调节激酶ERK基因的克隆与低温表达谱分析

昆虫属变温生物,冷胁迫是其最常见的环境刺激。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路与细胞应对外界刺激密切相关,为了解MAPK信号通路在荒漠甲虫小胸鳖甲耐寒机制中的作用,从小胸鳖甲4℃转录组数据中筛选出胞外信号调节激酶(ERK)基因的全长c DNA,命名为Mp ERK。生物信息学分析表明,Mp ERK全长1125 bp,编码374个氨基酸。Mp ERK的理论分子量是43 k Da,含有ERK激酶所共有的磷酸化位点,属于MAPK超家族,与其它物种ERK的一致性达80%以上。实时定量PCR检测Mp ERK基因在低温下的表达谱发现,4℃处理1 h后,Mp ERK基因的表达上调为对照的7.5倍,5 h时达到高峰,为对照的15倍。-4℃处理1 h后,Mp ERK基因的表达上调为对照的8.4倍,5 h时达到高峰,为对照的13.75倍。研究结果表明Mp ERK基因是冷响应的,可能在小胸鳖甲应对低温时发挥信号转导作用。     

荒漠昆虫小胸鳖甲几丁质酶抗血清的制备及抗体效价检测

目的几丁质酶是昆虫重要的防御物质,本研究采用DNA-蛋白质联合免疫策略制备荒漠昆虫小胸鳖甲几丁质酶(MpCHI786)的抗血清,用于检测小胸鳖甲在外界不良条件下几丁质酶的变化。方法从小胸鳖甲成虫中提取总RNA,反转录后RT-PCR扩增Mpchi786 cDNA,构建原核表达载体pET30a-Mpchi786,在大肠杆菌BL21中用IPTG诱导表达获得融合蛋白His-MpCHI786。对融合蛋白切胶纯化后与弗氏佐剂混合作为抗原。另外,构建真核表达质粒pcDNA3.0-Mpchi786,对小鼠尾静脉高压注射,8 h后RT-PCR检测其在肝脏的瞬时表达。以pcDNA3.0-Mpchi786肌肉注射免疫小鼠3次后,再用His-MpCHI786融合蛋白加强免疫2次,DNA免疫和免疫结束后收集免疫小鼠的血清,ELISA和Western blot法检测抗血清效价和特异性。结果 RT-PCR结果显示尾静脉高压注射8 h后,pcDNA3.0-Mpchi786质粒在小鼠肝脏有特异性表达。Western blot检测表明,用His-MpCHI786融合蛋白作为抗原,pcDNA3.0-Mpchi786DNA质粒免疫3次的抗血清和His-MpCHI786融合蛋白加强免疫2次后的抗血清都显示了特异性反应条带。ELISA检测结果显示抗血清效价高达1∶204 800以上。结论利用DNA-蛋白质联合免疫法能够获得效价高、特异性的小胸鳖甲几丁质酶MpCHI786的抗血清。     

水浮莲无菌苗的获得及其培养体系的优化

为了有效地进行水浮莲（Pistia stratiotes）的基因工程改造,达到利用水浮莲进行污染水体的植物修复,本研究建立了水浮莲无菌苗培养体系。采用二次消毒法获得水浮莲的无菌苗,并研究了萘乙酸（NAA）、6-苄氨基嘌呤（6-BA）、蔗糖、pH值对其生长的影响,确立了水浮莲的优化培养体系为：1/2 MS＋6-BA 0.25mg/L＋NAA 0.3mg/L＋蔗糖20g/L,pH6.0。水浮莲在此培养基上可快速扩增和长期继代培养,无菌生长的水浮莲比温室中自然水浮莲的植株形态小,易于研究操作。     

人血小板源性生长因子受体β启动子的结构与功能分析

通过PCR扩增人血小板源性生长因子受体β(PDGFR-β)基因启动子片段,经双酶切后克隆到pGL3-basic载体构建了5个PDGFR-β基因启动子5′系列缺失重组载体,与作为内参的pRL-TK共转染人脐静脉内皮细胞(ECV304,HUVEC)后,通过荧光素酶活性检测鉴定出人PDGFR-β启动子中具有转录调控作用的2个活性区(-983～+53)和(+540～+1457),前者执行正调控,后者则起负调控作用.这2个转录活性区分别含有在人、大鼠、小鼠PDGFR-β基因启动子区都高度保守的区域A-box、B-box和C-box,凝胶迁移或电泳迁移率检测(EMSA)证实,核因子能与B-box*、C-box*特异结合.     

CCL2促进肝再生中细胞外基质的形成

为阐明CC趋化因子配体2〔chemokine(C-C motif)ligand 2,CCL2〕对肝再生(liverregeneration,LR)的影响,构建CCL2的表达载体CCL2-N1及其干涉载体CCL2(255).为确定合适的转基因时间,观测内外源性CCL2的表达高峰.Rat Genome 230 2.0芯片、实时定量PCR和Western印迹显示,内源性CCL2的表达高峰在部分肝切除(partial hepatectomy,PH)后72 h.与CCL2融合表达的绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的表达和实时定量PCR显示,外源性CCL2的表达高峰在转基因后的24 h.所以,为使内源性和外源性CCL2的作用叠加,选择PH后48 h进行转基因.此时将CCL2-N1质粒转入大鼠体内,发现转基因后大鼠肝系数、增殖细胞核抗原(PCNA)表达量显著高于对照,透明质酸和层粘连蛋白含量显著升高.相反,干涉质粒CCL2(255)能降低肝系数,减少PCNA表达量,并且Ⅲ型前胶原肽、Ⅳ型胶原、透明质酸和层粘连蛋白含量与对照相比,有显著或极显著降低.综上所述,CCL2是肝再生相关基因,它能提高肝系数,可能通过调节细胞外基质(extracellular matrix,ECM)合成而促进肝脏再生.