基于454测序技术的青藏高原黄绿蜜环菌微卫星引物的开发

【目的】本研究利用454焦磷酸测序技术,对青藏高原黄绿蜜环菌(Armillaria luteo-virens)转录组进行测序,从获得的Expressed sequence tags(EST)序列中开发EST-SSR引物。【方法】利用高通量测序获得的EST序列设计微卫星引物,通过PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳和毛细管电泳检测筛选出合格的微卫星引物。【结果】共得到了1997121条reads,总数据量超过80Mb,序列平均长度为449bp。对于所获得的reads进行拼接后得到了22236条非冗余的EST序列,其中含有2024条contigs(平均读长974bp)和20212条singletons(平均读长404bp)。在所有序列中共找到321条符合条件的含有SSR的序列,从中随机选择98对,成功开发出27对具有多态性条带的微卫星引物。利用采集自3个不同居群的66个个体对上述27对引物进行验证,有17对引物符合Hardy-Weinberg平衡且没有连锁不平衡现象。【结论】首次成功利用高通量测序技术开发的EST-SSR引物将会对今后黄绿蜜环菌遗传多样性的研究以及种质资源鉴定、遗传图谱构建等打下了坚实基础。     

竹叶花椒ZaGGPPS基因克隆与表达分析

为了揭示竹叶花椒萜类代谢的分子机理及嫁接对其风味的影响,该文依据转录组数据设计特异性引物,采用RT-PCR方法从竹叶花椒(Zanthoxylum armatum)中克隆得到一个全新的牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPPS)基因的全长cDNA序列,命名为ZaGGPPS,并利用NCBI、ProParam、SignalP 4.1 server、DNAMAN和MEGA 7.0软件对ZaGGPPS基因进行生物信息学分析,并比较其在嫁接树和实生树中的表达量。结果表明:ZaGGPPS包含完整的cDNA开放阅读框(OFR),由1 086 bp组成,编码361个氨基酸。其蛋白的相对分子量为39 079.14 Da,理论等电点pI为6.38。Blast比对结果显示该蛋白质属于GGPPS家族蛋白,含有2个GGPPS蛋白特有的天冬氨酸富集基序,分别是"DDXXXXD"和"DDXXD",以及5个特征性功能结构域。系统进化树结果显示竹叶花椒与芸香科植物甜橙(Citrus sinensis)、克里曼丁桔(C. clementina)、柚子(C. maxima)等亲缘关系较近。荧光定量PCR检测显示,ZaGGPPS基因在竹叶花椒中的表达量从高到低分别为实生树的叶、嫁接树的叶、实生树的茎、嫁接树的茎。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶是竹叶花椒萜类化合物生物合成途径中的关键酶,通过嫁接可影响ZaGGPPS基因在叶和茎中的表达量。该文对竹叶花椒ZaGGPPS基因进行了克隆与分析,为后续深入研究竹叶花椒香气形成的分子机理及利用分子生物学手段选育优良品种提供理论依据。     

基于转录组挖掘‘云香’水仙萜类合成基因及NaIDI的克隆

为深入挖掘中国水仙转录组中萜类合成相关基因,了解中国水仙萜类代谢途径和分子调控机制,该研究以‘云香’水仙为材料,在其盛花期花瓣与副冠转录组测序的基础上,筛选已注释的萜类合成途径基因并利用NCBI blastn进行再注释,通过对部分候选基因的表达量与生物信息分析进一步筛选出代表基因,采用RT PCR技术克隆了水仙异戊烯基焦磷酸异构酶基因NaIDI,并对其蛋白序列与特异性表达进行分析。结果表明：(1)Blast比对筛选得到52 个与萜类合成上游途径相关的Unigenes,二次筛选获得11个显著差异表达的代表基因。(2)NaIDI基因开放阅读框(ORF)长度为858 bp,编码285个氨基酸,其氨基酸序列与‘金盏银台’水仙相似度97.19%;亚细胞定位预测显示该基因定位在叶绿体;系统进化分析表明其与芦笋亲缘关系比较近。(3)实时荧光定量分析结果表明,NaIDI基因在水仙开花的不同时期和不同组织器官中差异表达显著,且在盛花期时副冠中的表达量最高,与中国水仙挥发性萜类化合物在开花不同时期和不同组织器官中的表达规律一致,表明NaIDI在萜类代谢中发挥着一定作用。     

NTP焦磷酸酶的生物学功能及临床相关性研究进展

核苷三磷酸焦磷酸酶(nucleotide triphosphates pyrophosphatase,NTP-PPase)是一类可将核苷三磷酸(nucleotide triphosphates,NTPs)水解生成其对应的NMPs,同时释放出焦磷酸的核酸酶。随着其在从大肠杆菌到哺乳动物细胞中的广泛发现,它们在进化上的保守性表明该家族分子在维持生命过程中具有重要作用。NTP焦磷酸酶可以通过水解异常核苷酸,避免其掺入到新合成的DNA或RNA链中,保证DNA合成的精确性和基因组的稳定性,并与肿瘤的发生、发展密切相关。将对NTP焦磷酸酶的研究进展作简要介绍。     

基于焦磷酸测序分析技术的金银花掺伪鉴别方法研究

金银花是大宗药材,市场掺伪时有发生,但目前的检测方法不能满足快速准确的检测需求,因此亟需建立快精准的检测方法。为了确立高精准度和大通量的金银花掺伪鉴别检测方法,结合SNP标记及焦磷酸测序分型分析技术,对金银花及其常见伪品差异性SNP位点进行PCR扩增及焦磷酸测序分析。结果发现,运用焦磷酸测序技术对金银花和山银花的差异性SNP位点进行定量分析,能够对金银花真伪及掺伪量进行鉴定。该方法兼有PCR技术的灵敏性和焦磷酸测序技术的准确性,具有重复性好、自动化程度较高、易操作的特点,能在3小时之内完成金银花成分掺伪量的检测工作,并得出量化结果。     

耐热荧光素酶的表达及热稳定焦磷酸测序体系的建立

焦磷酸测序是一种基于生物发光反应的实时DNA序列测定技术,其反应体系中的荧光素酶决定测序反应的灵敏度。传统焦测序反应使用的是野生型北美荧光素酶Photinus pyralis luciferase(PpL),该酶热稳定性较差,因此由该酶配制的焦磷酸测序反应体系对热不稳定,影响焦磷酸测序的灵敏度。为了建立热稳定的焦磷酸测序反应体系,全合成了耐热突变日本萤火虫荧光素酶的编码序列,并将其插入到表达载体pET28a(+)中构建重组质粒,将重组质粒转化到大肠杆菌中,筛选得到的阳性重组菌成功表达了N端带有6×His(组氨酸)标签的耐热突变日本萤火虫荧光素酶。利用镍亲和层析法,纯化得到了分子量约为60 kDa且比活为4.29×1010RLU/mg的重组蛋白。对重组耐热日本萤火虫荧光素酶的热稳定性研究结果表明,该酶在50℃时仍具有活性,在40℃下孵育25 min后活性保留了90%以上。与基于野生型北美荧光素酶的焦磷酸测序体系相比,由耐热日本萤火虫荧光素酶配制的测序反应体系对热稳定性有了极大的提高,该测序反应液在37℃放置1 h后仍能够得到正确的测序结果。研究结果为建立稳定可靠的现场及时快速焦磷酸测序反应体系奠定了基础。     

茶树甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶基因CsMVD的克隆与表达分析

该研究在茶树转录组测序的基础上,以茶树品种‘福鼎大白茶’的芽叶为供试材料,采用RT-PCR技术,克隆茶树萜类化合物合成途径中的限速酶——甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶全长cDNA序列,命名为CsMVD(GenBank登录号为MF772780);该基因全长1 585bp,其ORF为1 266bp,编码421个氨基酸,蛋白质分子量46.45kD,理论等电点7.10。CsMVD蛋白可能定位于细胞质中,具有MVD1superfamily的保守结构域,不存在跨膜结构和信号肽,具有多个磷酸化位点,部分保守的氨基酸残基决定了蛋白的催化反应特异性和活性。系统进化分析表明,CsMVD与新疆紫草(Arnebia euchroma)MVD的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,CsMVD在茶树不同组织中均有表达,果实中CsMVD的表达量最高,表达水平表现为:果实茎根叶花;在白茶萎凋过程中,CsMVD基因的表达量在48h结束阶段显著高于0h,推测该基因与茶叶萜类香气化合物形成有关。     

石油污染对土壤微生物群落多样性的影响

土壤中的微生物主要有细菌、放线菌、真菌三大类群,微生物在石油污染的土壤中发挥着维持生态平衡和生物降解的功能。文中以四川省遂宁市射洪县某废弃油井周围不同程度石油污染土壤为供试土壤,首先对各组供试土壤的基本理化性质进行测定分析;然后采用平板菌落计数法测定了供试土壤中三大类微生物数量的变化,结果表明:相比未被污染的对照土壤,石油污染的土壤中细菌、放线菌、真菌数量均减少,并且土壤中可培养微生物的数量与土壤含水量呈正相关;再采用454焦磷酸测序技术对土壤中的细菌群落多样性及变化进行16S rRNA基因分析。在所有供试的4个土壤样品中,共鉴定出不少于23 982个有效读取序列和6 123种微生物,相比于未被污染的对照土壤,石油污染土壤中细菌的种类更加丰富,主要优势门类为酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门和变形菌门。但不同土壤样品中优势菌群的群落结构有所差异,石油污染的土壤中,酸杆菌门、放线菌门和变形菌门的数量最多,未被石油污染的土壤中,放线菌门、拟杆菌门和变形菌门的数量最多。     

菠萝叶片绿色组织与贮水组织的腺苷酸及焦磷酸水平的昼夜变化

研究了景天酸代谢（CAM）植物菠萝（Ananas comosus)叶片绿色组织与贮水组织的苹果酸、腺苷酸及焦磷酸含量的昼夜变化。夜间苹果酸的积累仅发生在绿公组织中,而且,其含量也远高于贮水组织,绿色组织中能荷和无机磷含量夜间增高,白天下降,绿色组织中焦磷酸含量夜间增加,在白天的头几个小时迅速下降到低的水平,然后保持稳定,与绿色组织相比,贮水组织中ATP、ADP、无机磷和焦磷酸的含量低得多,且不表现昼夜变化,在贮水组织中没有测到AMP。