光滑鳖甲热休克蛋白70基因的克隆及表达

根据GenBank中发表的昆虫热休克蛋白70 (heat shock protein 70, HSP70) 基因的保守序列设计引物,利用PCR结合RACE扩增的方法,获得新疆荒漠昆虫光滑鳖甲Anatolica polita borealis热休克蛋白70基因,命名为APhsp70 (GenBank注册号为EF569673)。测序结果表明,序列长为2 092 bp,由核酸序列推演出的蛋白质分子量为70 kD,含653个氨基酸残基。基因结构分析表明APhsp70不含内含子序列。通过Northern blotting和半定量RT-PCR技术研究昆虫在受到不同温度胁迫时该基因的表达规律,结果表明：在45℃处理时,昆虫体内该基因的表达水平显著上升。并且,当机体受到-5℃低温胁迫并在室温恢复15 min后APhsp70的表达量也显著升高;但是4℃和-10℃低温处理组APhsp70的表达未见明显变化。     

昆虫抗冻蛋白基因的克隆与表达研究进展

产生抗冻蛋白(antifreeze protein,AFP)是许多昆虫抵御寒冷的一种重要机制。昆虫抗冻蛋白基因的克隆和表达是研究抗冻蛋白活性和功能的主要途径。文章归纳GenBank所登录的昆虫抗冻蛋白基因及其特点,总结昆虫抗冻蛋白基因的天然表达和基因工程表达方面尚未明确或需要克服的一些问题。目前在GenBank注册的昆虫抗冻蛋白基因约100个,集中于9种昆虫隶属鞘翅目3个科和鳞翅目1个科。昆虫抗冻蛋白基因具有多拷贝和多同种型(isoforms)的特点。昆虫抗冻蛋白的天然表达具有物种间和同种型间的多样性。基因工程表达昆虫抗冻蛋白需要克服表达量低活性不高的问题。对昆虫抗冻蛋白表达规律的研究有助于全面认识其功能。     

miR-122过表达转基因小鼠质粒构建及其功能验证

目的:比较两种miR-122转基因小鼠过表达载体构建方法,为建立miR-122过表达转基因小鼠奠定基础。方法:PCR扩增长约291bp的pre-miR-122的序列,分别定向克隆到pBROAD3-GFP载体GFP基因上游内含子或下游3'UTR区域,两种质粒分别转染293T细胞,Q-PCR检测miR-122和GFP的表达水平,并观察GFP绿色荧光。miR-122 sensor reporter是将3个miR-122成熟序列的反义序列串联克隆至psiCHECK2载体luciferase 3'UTR中,然后分别与2种miR-122过表达质粒载体共转染293T细胞,最后检测荧光素酶活性来鉴定miR-122调控功能。结果:2种构建方法的miR-122表达水平都明显增高,而只有插入到GFP基因3'UTR的质粒表达GFP功能正常。结论:构建microRNA过表达载体时,microRNA位于报告基因3'UTR区域不会影响microRNA和报告基因的功能;构建的两种miR-122过表达质粒载体都可应用到转基因小鼠研究中,而将miR-122插入到GFP下游的方法则更利于miR-122的表达。     

Tenebrio molitor抗冻蛋白基因家族cDNA片段的克隆、序列分析及原核表达

利用反转录-多聚酶链式反应(RT-PCR)的方法, 克隆黄粉甲虫(Tenebrio molitor)抗冻蛋白基因cDNA片段并进行序列分析和原核表达。同源性分析表明, 获得9条新cDNA片段, 与黄粉甲虫抗冻蛋白基因家族的其他基因序列具有较高的同源性。重组质粒pGEX-4T-1-tmafp-XJ430, 转化E.coli BL21进行原核表达, SDS-PAGE分析结果表明, 抗冻蛋白基因以可溶性融合蛋白表达, 相对分子量为38 kDa。构建真核表达载体pCDNA3-tmafp-XJ430, 免疫小鼠, 获得的抗血清滴度为1:2 000。Western blotting 结果为单一的条带, 证明该抗血清具有针对抗冻蛋白TmAFP-XJ430抗原的专一性。     

灰绿藜和碱蒿NHX基因 3'-UTR序列的差异性分析

采用3'末端快速扩增技术,分别从新疆野生盐生植物灰绿藜和碱蒿中克隆CgNHX和AaNHX cDNA 3'末端.测序结果表明克隆获得的片段为CgNHX和AaNHX基因3'末端,并且CgNHX和AaNHX3'-UTR的不同拷贝之间存在很大的差异性.序列同源性分析结果显示,AaNHX基因3'-UTR与CgNHX基因3'-UTR同源性高达52%,两者与SsNHX(碱蓬NHX)同源性分别达到60%和54%,表明NHX基因的加工方式可能相同,同时说明该基因在野生盐生植物中的功能是很重要的.     

荒漠昆虫光滑鳖甲的耐寒性季节变化及其生理机制

光滑鳖甲Anatolica polita borealis生活于温差大的新疆荒漠环境, 为探讨其耐寒性及耐寒机制, 本研究测定了其3-9月份成虫在－10℃的耐寒性、过冷却点（SCP）、含水量、甘油含量和血淋巴热滞活性(thermal hysteresis activity, THA)以及冷驯化对增强光滑鳖甲成虫耐寒性的效果, 还测定了光滑鳖甲不同发育阶段幼虫的SCP。结果表明: 光滑鳖甲成虫的耐寒性和SCP具有明显的季节性变化, 3月初SCP为－12.5℃, 7月为－6℃, 9月底为－13.6℃。4℃冷驯化能够提高光滑鳖甲成虫在－10℃的存活率, 未驯化组在40 min的存活率为50%, 而驯化2 h的为70%, 驯化24 h的为90%。虫体含水量在夏季有显著降低, 3月、7月和9月结合水与自由水的比值分别为10.8∶1,2.6∶1和5.4∶1。成虫甘油含量与SCP的回归方程为y=－0.6204x－5.681, R²=0.7714。成虫血淋巴THA与过冷却点的回归方程为y=－5.26x－1.713, R²=0.9049。血淋巴THA比甘油浓度更能影响过冷却点降低的程度。随着幼虫的发育, 其SCP逐渐降低。结果提示, 光滑鳖甲通过提高结合水与自由水的比值、增加抗冻蛋白和甘油的含量使虫体保持较低的SCP, 因而具有较高的耐寒性。     

荒漠昆虫小胸鳖甲抗菌肽Attacin基因的克隆及低温表达模式分析

昆虫在低温冷驯化过程中会发生很多基因表达的改变, 从转录组层面上开展广泛的研究有助于全面认识昆虫对冷响应的分子机制。为了对荒漠昆虫小胸鳖甲Microdera punctipennis的 4℃低温转录组数据中一个上调表达的Attacin基因（MpAttacin1）进行深入了解并分析其对低温诱导的响应情况, 本研究通过生物信息学分析对该基因进行了鉴定, 并利用实时荧光定量PCR对其在低温下的mRNA水平进行了检测。结果表明： 获得的MpAttacin1 cDNA长度为523 bp, 包含一个456 bp的开放阅读框和67 bp的5′端非翻译区。MpAttacin1编码含有151个氨基酸残基的多肽, N端含有17个氨基酸的信号肽序列。同源性分析表明, 其氨基酸序列与其他鳞翅目、 双翅目和鞘翅目昆虫的抗菌肽Attacin具有30%~40%的一致性。以邻接法（neighbor-joining, NJ）构建的系统进化树表明, 小胸鳖甲Attacin1与其他鞘翅目昆虫的Attacin起源于共同的祖先, 属于Attacin_C超家族。实时荧光定量PCR分析结果显示, 在4℃与-4℃低温胁迫时, MpAttacin1基因的转录都呈现先升高后降低的应激反应趋势, 但在对低温的响应时间和强度上有所不同。在4℃处理5 h和9 h后, MpAttacin1的表达量分别为对照组的2.3和3.8倍, 而在-4℃处理7 h和9 h后, 分别为对照组的2.4和1.5倍。这些研究表明, 除已知的抗菌功能外, Attacin在昆虫的低温适应过程中可能也发挥着重要的作用。     

植物分子水平的耐盐机制

从盐过敏感调控途径、离子分室效应、胁迫反应转录因子及胁迫对基因表达的调控等方面综述了植物的抗盐机制,并对今后植物抗盐机制的研究方向提出自己的观点.     

荒漠昆虫小胸鳖甲水通道蛋白基因MpAQP1克隆及低温对其表达的影响

水通道蛋白(aquaporin,AQP)参与细胞的水分平衡与运输,与生物的抗逆性相关,但AQP在昆虫耐寒性中的作用仅有少量报道。为了检测昆虫AQP基因的序列特征及其表达是否与低温相关,本研究从荒漠甲虫小胸鳖甲Microdera punctipennis中克隆获得AQP的开放阅读框(ORF)序列,命名为MpAQP1(Gen Bank登录号:KX129951)。生物信息学分析表明,MpAQP1的ORF长度为813 bp,编码270个氨基酸,分子量为28.59 kDa,理论等电点为7.73。MpAQP1属于萤火虫内嵌蛋白(PRIP)家族,具有6个跨膜结构域和5个螺旋环,含有高度保守的天冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸基序(NPA基序)。实时荧光定量PCR检测MpAQP1在低温下的表达谱发现,4℃低温处理1 h,MpAQP1开始上调表达,5 h达到最高峰,为对照组的34.39倍。研究表明MpAQP1为冷响应基因,水通道蛋白可能参与小胸鳖甲低温下的渗透调节而发挥耐寒性功能。     

采用RT-PCR扩增方法从犁苞滨藜中扩增NHX基因

采用RT-PCR扩增的方法,从新疆野生植物犁苞滨藜中克隆获得1.7 kb的cDNA片段,测序和序列分析表明该基因片段包含NHX基因完整的读码框架.序列同源性分析结果显示犁苞滨藜NHX基因与滨藜NHX基因同源性高达95%,与碱蓬同源性达到86%,与柑桔同源性为88%,与拟南芥同源性为84%,表明它是植物中高度保守的一种基因,同时说明野生植物犁苞滨藜中也存在与拟南芥相似的植物耐盐相关基因.