NaCl胁迫下宁夏枸杞光合作用相关基因差异表达分析

宁夏枸杞是著名的耐盐药用植物,该研究通过室内水培试验,利用高通量测序技术和qRT-PCR技术检测了不同浓度NaCl胁迫(0、100、200、300 mmol/L)下宁夏枸杞叶片光合作用相关基因差异表达,并分析了其叶绿素含量、净光合速率、Rubisco活性的变化,以揭示宁夏枸杞在盐胁迫条件下光合机构及光合作用相关基因差异表达规律,为深入解析宁夏枸杞响应盐胁迫的光合机理奠定基础。结果表明：(1)用100、200、300 mmol/L NaCl胁迫处理7 d时宁夏枸杞分别有14、26、55个光合作用相关基因差异表达,且随着NaCl胁迫程度的增加下调表达基因多于上调表达基因。(2)qRT-PCR结果显示,宁夏枸杞的3个光合作用相关基因ATPε、CLH2、Lhcb3的相对表达量均随着NaCl胁迫程度的加深总体呈显著下降的趋势,qRT-PCR验证结果与RNA-seq测序结果基本一致。(3)随着NaCl胁迫程度的增加,宁夏枸杞叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量以及净光合速率和Rubisco活性均呈显著下降的趋势,而类胡萝卜素含量变化不显著。研究认为,宁夏枸杞能通过诱导光合作用相关基因的差异表达来调控叶片...     

桑树磷脂酶MaPLA1-2D亚型4个基因的克隆与胁迫应答分析

磷脂酶(phospholipase)是一类在植物生长发育和胁迫应答中起重要调控作用的磷脂水解酶,也是一类重要的信号转导酶。而磷脂酶A1(PLA1)在植物应答生物胁迫和非生物胁迫中的功能研究鲜见报道。研究从桑树(Morus alba L.)中克隆了磷脂酶PLA1的1个亚型MaPLA1-2D基因,对其进行了序列分析、组织表达、胁迫诱导表达和蛋白亚细胞定位分析。结果表明,桑树PLA1-2D亚型基因包括4个成员,命名为MaPLA1-2D.1~MaPLA1-2D.4。4个基因在桑树根和叶中高水平表达,蛋白亚细胞定位在叶绿体。序列和进化分析表明MaPLA1-2D基因4个成员与拟南芥AtDAD1基因的保守结构域序列具有较高相似度且进化关系紧密。MaPLA1-2D基因4个成员的启动子含有多种胁迫应答顺式元件和激素响应元件;胁迫诱导表达模式分析表明MaPLA1-2D基因表达受干旱和脱落酸处理显著诱导。以上结果说明,MaPLA1-2D基因与拟南芥DAD同源,可能在桑树非生物胁迫应答中发挥重要功能。     

不同光质对辣椒叶色黄化突变体光合生理特性的影响研究

以辣椒叶色黄化突变体yl1及其野生型6421为试材,用白光、蓝光、红光、绿光、紫光、黄光和远红光不同光质进行处理,考察其表型、生理及光合特性的变化特征,探究光质对黄叶辣椒植株生长发育的影响。结果显示：(1)蓝光与红光对辣椒幼苗的生长有促进作用,黄光和远红光则会显著抑制幼苗生长,6421生长受不同光质的抑制影响比yl1更大。(2)两个辣椒材料光合色素含量在不同光质下均不同程度降低;6421叶绿素总含量和类胡萝卜素含量在不同光质下均高于yl1,yl1和6421叶片的光合色素含量分别在紫光和黄光下最低。(3)蓝光和绿光能显著提高yl1的净光合速率(P_n),而不同光质处理均显著降低了6421的P_n。(4)紫光处理使yl1的PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)和最大光化学效率(F_v/F_m)值均显著降低且显著低于6421,但升高了光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)。(5)蓝光、红光和绿光均能提高辣椒的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(...     

滇水金凤转录因子TT8的克隆及表达分析

为探究滇水金凤(Impatiens uliginosa L.)TT8(TRANSPARENT TESTA 8)基因的功能和表达特性,并解析其对滇水金凤花色的影响,研究以滇水金凤花器官为材料,通过RT-PCR等技术克隆IuTT8基因,并对其进行生物信息学分析;利用qRT-PCR分析该基因在不同花色和不同花发育阶段的表达模式。结果表明,(1)成功克隆得到滇水金凤IuTT8基因,其编码区全长为2 136 bp,编码711 aa,为亲水性不稳定蛋白,gDNA全长为3 938 bp,共有6个内含子;结构域分析发现该蛋白属于bHLH超家族成员,与喜马拉雅凤仙花、山茶等物种的TT8蛋白同源且Motif基序相似。(2)IuTT8与同属植物喜马拉雅凤仙花的聚在一支,相似性约86.34%;多序列比对和系统进化分析显示TT8蛋白的结构域高度保守。(3)IuTT8基因在4种不同花色滇水金凤及其4个不同发育阶段均有表达,除白色外,其表达量均随花发育的进行呈先升后降的趋势;且IuTT8基因的表达量与花色呈正相关,其中以深红色表达量最高,白色表达量最低,深红色S3的表达量约为白色S2时期的48倍。研究表明滇水金凤I...     

大叶杨干旱和水淹胁迫的转录组分析

大叶杨（Populus lasiocarpa）是中国特有的杨属物种,干旱和水淹是影响大叶杨生长和分布范围的两个关键因子。AP2/ERF转录因子家族在植物响应非生物胁迫中发挥重要作用。本研究采用转录组测序、生物信息学分析手段并结合分子实验验证初步鉴定了参与大叶杨干旱和水淹胁迫响应的关键基因。研究结果显示：（1）在大叶杨中分别鉴定到3,986/385个响应干旱/水淹胁迫的差异表达基因,其中包括237个同时响应干旱和水淹胁迫的差异表达基因。（2）在大叶杨中共鉴定到205个AP2/ERF家族成员,系统发育分析表明其在大叶杨中主要分为5个亚家族,并显著富集于差异表达基因中。（3）筛选部分胁迫前后差异表达的PlAP2/ERF基因进行qRT-PCR实验,经证实这些基因在大叶杨受到干旱/水淹胁迫时均可被诱导表达。综上,大叶杨在水淹胁迫下的差异表达基因数量明显少于干旱胁迫,AP2/ERF基因家族的部分基因参与到大叶杨干旱/水淹胁迫的应激表达过程。     

火龙果溃疡病菌实时荧光定量PCR内参基因的筛选

火龙果溃疡病是由火龙果溃疡病菌引起的重要真菌病害,近年来在世界火龙果产区的爆发严重影响了火龙果产业的发展。为研究火龙果溃疡病菌响应逆境胁迫的基因表达和功能,需要筛选火龙果溃疡病菌在各种条件下表达稳定的内参基因。以火龙果溃疡病菌菌株LJ02为研究对象,以在马铃薯葡萄糖液体培养基（PDW）培养的菌丝体为对照组,以在LB培养基培养的菌丝体和分别在添加过氧化氢、吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑的PDW培养的菌丝体为处理组。利用实时荧光定量PCR技术以及内参基因稳定性评估软件（geNorm、NormFinder、Bestkeeper和RefFinder）,评估18个候选内参基因（CYT1、SDH2＿1、TBCC、SUI1、RPL19、PPH、ATP5B、UBE2＿16、RPL13、UBE2＿2、PRS17、SUCLA2、ATP5A、TUB1＿2、ACT1、EFTU、EF1A和GAPDH）的表达稳定性。结果显示,火龙果溃疡病菌的18个候选基因在上述培养条件下的Ct值介于14.80-24.66之间,表达水平适中;稳定性最高的内参基因是CYT1,其次为SUI1,GAPDH和ACT1的稳定性最差;最少使用2个内参...     

真核表达纯化的SARS-CoV-2 N蛋白在不同人群血清检测中的应用性能分析

通过真核系统表达纯化新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的全长核衣壳蛋白（Nucleocapsid protein,N蛋白）,分析其抗原性与应用性能。将SARS-CoV-2 N蛋白表达质粒转染HEK-293T细胞后,通过Western Blot和免疫荧光验证蛋白表达以及表达定位。对N蛋白进行纯化后,通过Western Blot和ELISA并采用多种血清样本（WHO参比品血清、正常人血清、新冠灭活疫苗接种后血清、新冠感染者恢复期血清）对该N蛋白在血清抗体检测中的应用性能进行分析。比较真核系统与原核系统表达的N蛋白抗原性上的差异,并分析基于真核系统表达N蛋白构建的IgG抗体ELISA检测体系与获批的商品化新冠RBD (Receptor binding domain)IgG抗体ELISA检测试剂盒及用于检测中和抗体的活病毒微量中和试验结果间的相关性。结果显示,真核系统表达的全长N蛋白主要定位于胞质,作为抗原检测新冠IgG抗体,具有比原核系统表达的N蛋白更高的检测灵敏度。针对新冠感染者恢复期血清,基于哺乳动物细胞表达的N蛋白构建的ELISA体系检测的IgG抗体滴度与试剂盒检测的RBD-IgG抗...     

SARS-CoV-2入胞活细胞示踪平台的建立

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）由于其高传染性已造成全球大流行。目前关于SARS-CoV-2依赖内吞途径进入细胞的研究偏向于药物抑制实验或固定样品的蛋白共定位实验,而对于其入胞时与细胞内吞结构相互作用的动力学机制研究较少。本研究首先基于慢病毒系统包装出可在生物安全二级实验室（BSL-2）进行操作的SARS-CoV-2假病毒,之后利用膜染料对假病毒的囊膜进行荧光标记,并进行鉴定。通过免疫荧光方法观察到假病毒与网格蛋白包被的内吞结构共定位,进一步在网格蛋白敲低的Caco-2细胞系上进行假病毒感染,检测到荧光素酶活性显著下降,这些结果确定了网格蛋白介导的内吞作用参与假病毒感染。最后基于单病毒示踪技术,通过共聚焦显微镜对假病毒入胞过程进行活细胞实时拍摄,选取两个具有代表性的假病毒粒子依赖网格途径入胞的典型视野,并对假病毒动力学进行分析。本研究成功建立了SARS-CoV-2假病毒入胞活细胞示踪平台,可应用于研究单个假病毒粒子入胞过程动力学机制。该平台对SARS-CoV-2入胞机制的研究具有重大意义。     

猪轮状病毒感染小鼠肠道组织的转录组分析

猪轮状病毒（Porcine rotavirus,PoRV）是在世界范围内与严重腹泻疾病相关的主要肠道病原体,是新生仔猪肠炎和腹泻致死的重要原因之一。为了深入了解猪轮状病毒感染肠道后其致病机制以及引起宿主的抗病毒和修复机制,我们分别饲喂培养基和猪轮状病毒病毒液5d后,采取5 d、10 d、15 d、20 d、25 d小鼠空肠组织进行高通量转录组测序分析。利用基因本体论（Gene Ontology,GO）数据库功能富集分析、京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）通路富集分析差异表达基因（Differentially Expressed Gene,DEGs）,选取部分差异表达基因,进行qRT-PCR验证。结果显示,与对照组相比,5个时间段上调DEGs有849个,下调DEGs有824个。对DEGs进行5个功能富集,有共同差异基因15个。这些差异表达基因广泛参与脂质合成与代谢、免疫、细胞增殖、细胞凋亡等活动,主要注释到PPAR、NOD-like、IL-17等信号通路中。qRT-PCR验证上皮细胞增殖相关基因PBLD、C...     

国家公园类型划分与空间识别——以云南省为例

国家公园是我国推进生态文明建设的重大制度创新,如何科学地对国家公园进行类型划分及空间识别,是国家公园布局和建设中的基础性工作,既有必要性也有紧迫性。本研究以中国国情为基础,参考国际经验,将国家公园划分为荒野导向型、生态优先型、游憩导向型与遗产导向型,构建了一个比较完整的国家公园分类体系。并以自然和人文多样化程度较高的云南为案例,以“双评价”为基础建立了一套指标体系和区划规则,利用人工神经网络建立土地利用演化学习算法,利用融入自适应惯性机制的元胞自动机展开时空模拟,对云南全域进行高分辨率不同类型国家公园的空间辨识,并通过收缩-膨胀原理对识别区域进行比较、修正和优化,进而提出未来云南国家公园布局的综合方案。结果表明: 云南省国家公园主要集中在三江地区与横断山区、滇西以及西南部地区,这3类地区可作为未来国家公园区划与分类保护的重点。本研究所建立的国家公园类型划分和空间识别的一般性可推广的研究范式和工作流程可作为全国应用的参考。