西伯利亚蝗卵发育过程的比较转录组分析及滞育关联基因筛选

【目的】通过筛选西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus卵滞育基因及代谢通路,初步明确西伯利亚蝗卵滞育分子机理。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台对西伯利亚蝗早期发育(ES)、滞育(DS)和滞育后发育阶段(PS)的卵进行转录组测序;采用GO和KEGG富集分析并结合文献,预测滞育相关通路并聚类热图分析,筛选蝗卵滞育关联基因,并选取其中6个重要基因进行qRT-PCR验证。【结果】DSvs ES和PS vs DS两比较组分别富集到12 419和4 789个差异表达基因,且多上调表达;两比较组共表达差异基因为2 206个,主要与糖代谢、环境胁迫和生长发育相关。DS vs ES组富集最显著的GO条目为蛋白结合,PS vs DS组GO条目主要包含酶活性、细胞骨架构建及蛋白结合等过程。滞育关联基因主要集中在Wnt信号通路、胰岛素信号通路、细胞周期通路以及昆虫激素生物合成等通路。6个重要的滞育关联基因的表达量变化趋势与转录组数据结果基本一致。【结论】本研究初步明确了西伯利亚蝗卵滞育调控的重要代谢途径,并筛选出20个滞育关联基因,为后续深入研究该物种的适应机理奠定了基础。     

家蝇介导的水稻基因逃逸风险评估(英文)

【目的】对转基因作物进行生态风险评估是大面积种植前的一个必要步骤,水稻Oryza sativa访花昆虫有上百种,包括家蝇Musca domestica。本研究旨在明确访花昆虫家蝇介导转基因水稻外源基因逃逸的风险。【方法】2010年,我们使用转基因水稻B1, B6和G8-7作为父本(花粉供体),用同源非转基因水稻Jiazao 935和Wuyunjing 7作为母本（花粉受体）,并用家蝇作为授粉昆虫,在浙江大学华家池和长兴试验基地开展了田间种植试验,对收割的后代水稻种子进行室内种植培养,对种苗用潮霉素B和草甘膦处理进行转基因杂交种检测,对存活植株进行潮霉素和草甘膦抗性基因PCR检测,测试家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率。【结果】对浙江两个测试基地3个转基因水稻品种共计超过216 500粒后代水稻种子进行的检测及结果表明,在毗邻区域杂交种少,家蝇授粉区和无家蝇授粉区转基因水稻外源基因向非转基因水稻逃逸频率均较低(0~0.64%)。【结论】家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率较低,家蝇没有增加转基因水稻外源基因逃逸的风险。     

ame-miR-79负调控意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道中靶基因CYP450和FG的表达

【目的】本研究旨在通过饲喂ame-miR-79的模拟物(mimic)和抑制物(inhibitor)对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂幼虫肠道内的ame-miR-79分别进行过表达和敲减,探究ame-miR-79对幼虫肠道内靶基因表达的调控作用。【方法】通过分子克隆与Sanger测序验证意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道内ame-miR-79的序列真实性。通过饲喂mimic-miR-79和inhibitor-miR-79对意大利蜜蜂工蜂4-6日龄幼虫肠道内的ame-miR-79分别进行过表达和敲减。采用相关生物信息学软件进行ame-miR-79的靶基因预测与分析。通过RT-qPCR检测ame-miR-79的过表达和敲减效果及过表达和敲减ame-miR-79后靶基因的相对表达量。【结果】ame-miR-79在意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道内真实存在。与无义模拟物(nonsense mimic, mimic-NC)组相比,mimic-miR-79组的4-6日龄幼虫肠道内ame-miR-79的表达量皆极显著上调;与无义抑制物(nonsense inhibitor, inhibitor-NC)组相比,inhibitor-miR-79组的4和5日龄幼虫肠道内ame-miR-79的表达量显著下调,6日龄幼虫肠道内ame-miR-79的表达量极显著下调。ame-miR-79共靶向303个基因,涉及27个GO条目和179条KEGG通路。相较于mimic-NC组,靶基因细胞色素P450基因CYP450在mimic-miR-79组的4和5日龄幼虫肠道内均极显著下调表达,而在6日龄幼虫肠道内上调表达;靶基因fringe糖基化转移酶(fringe glycosyltransferase, FG)基因在4日龄幼虫肠道内下调表达,在5日龄幼虫肠道内显著下调表达,而在6日龄幼虫肠道内上调表达。相较于inhibitor-NC组,CYP450在inhibitor-miR-79组的4日龄幼虫肠道内极显著上调表达,在6日龄幼虫肠道内上调表达,而在5日龄幼虫肠道内下调表达;FG的表达水平在4日龄幼虫肠道内显著上调,在5和6日龄幼虫肠道内极显著上调。【结论】ame-miR-79在意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道内真实存在;通过饲喂模拟物和抑制物能分别实现意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道内ame-miR-79的有效过表达和敲减;ame-miR-79负调控意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道内CYP450和FG的表达。     

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Cell | 基因治疗领域重大突破：新型类病毒载体eVLPs实现治疗性大分子的高效递送     

基于PacBio测序数据的蜜蜂球囊菌转录因子、融合基因及RNA编辑事件的鉴定

【目的】本研究旨在利用已获得的PacBio单分子实时(single molecule real-time, SMRT)测序数据对蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis菌丝(AaM)和孢子(AaS)中的转录因子(TF)、融合基因和RNA编辑事件进行鉴定和分析,以期丰富蜜蜂球囊菌的相关信息,并为进一步探究它们的功能提供理论依据。【方法】利用BLASTx工具将AaM和AaS的全长转录本序列比对到Nr, Swiss-Prot和KEGG数据库以获得一致性最高的蛋白序列,再利用hmmscan软件将上述蛋白序列比对到Plant TFdb数据库以获得TF的分类及注释信息。采用TOFU软件中的fusion_finder.py程序进行融合基因的预测,进而分析融合基因的序列和位置信息。使用SAMtools预测AaM和AaS中的RNA编辑事件,再利用ANNOVAR软件对RNA编辑事件进行注释,进而采用相关生物信息学软件对RNA编辑位点基因进行GO功能和KEGG通路注释。【结果】在AaS中共鉴定到17个TF家族的213个TF,其中C2H2家族包含的TF成员最多。在AaM和AaS中分别鉴定到921和510个融合基因,二者共有的融合基因为510个,特有的融合基因分别为411和0个。在AaM和AaS中分别鉴定到547和191次RNA编辑事件,其中AaM中同义单核苷酸突变的数量最多,AaS中非同义单核苷酸突变的数量最多。此外,在AaM中鉴定到12种碱基替换类型,其中发生C->T的RNA编辑事件数量最多,达到158次;在AaS中鉴定到9种碱基替换类型,其中发生C->T和G->T的RNA编辑事件数量最多,均有42次。AaM和AaS中RNA编辑位点基因分别涉及19和24个GO功能条目;此外还能注释到11和20条KEGG通路。【结论】蜜蜂球囊菌的菌丝和孢子中含有丰富的TF、融合基因和RNA编辑位点;转录因子C2H2家族与蜜蜂球囊菌菌丝和孢子的生长发育和细胞活动具有潜在关联;RNA编辑事件的碱基替换类型在蜜蜂球囊菌和其他物种中具有物种特异性;RNA编辑可能在蜜蜂球囊菌菌丝和孢子的生长和代谢中发挥作用。     

MTNR1a和MTNR1b基因在繁殖期与非繁殖期雄性高原鼢鼠HPG轴上的表达

高原鼢鼠 (Eospalax baileyi) 终年营地下生活,感光受洞道限制,但褪黑素 (Melatonin) 分泌水平仍存有季节差异,为探明褪黑素对高原鼢鼠季节性繁殖的调控作用,研究利用q?PCR技术检测雄性高原鼢鼠繁殖期 (5月) 和非繁殖期 (9月) 下丘脑、垂体及睾丸中褪黑素受体1a (Melatonin receptor 1a, MTNR1a) 和褪黑素受体1b (Melatonin receptor 1b, MTNR1b) 基因mRNA的相对表达量,通过免疫组织化学技术对MTNR1a和MTNR1b在睾丸中定位,并采用Image Pro Plus软件进行免疫组化阳性评价。结果发现,高原鼢鼠繁殖期下丘脑和垂体中MTNR1a基因的相对表达量显著高于非繁殖期的相对表达量 (P < 0.05),MTNR1b基因的相对表达量在不同时期无显著差异 (P > 0.05),但非繁殖期睾丸中MTNR1a和MTNR1b基因的相对表达量均显著高于繁殖期 (P < 0.01);繁殖期除长形精子外的所有类型细胞以及非繁殖期的间质细胞、支持细胞和精原细胞中均观察到MTNR1a的阳性信号,繁殖期除精原细胞和长形精子细胞外的所有类型细胞,以及非繁殖期间质细胞和支持细胞中均观察到MTNR1b的阳性信号,且非繁殖期MTNR1a和MTNR1b的平均光密度值均显著高于繁殖期 (P < 0.01)。MTNR1a和MTNR1b基因在雄性高原鼢鼠HPG轴上的表达模式,提示了褪黑素在其季节性繁殖调控中的潜在作用。     

植物适应酸铝胁迫机理的研究进展

酸铝胁迫是限制植物正常生长发育的重要非生物胁迫因子,严重制约了我国酸性土壤地区的农业生产水平。植物抵御酸铝胁迫的形式复杂多样,如分泌有机酸、提高根际pH、分泌黏液、细胞壁对Al³⁺的固定、有机酸对细胞溶质中Al³⁺的螯合与液泡区隔化等。现有研究多集中于常规生理特征分析,缺乏深入的分子生物学解析。基于此,本文对国内外植物适应酸铝胁迫机理的相关研究进行了归纳和总结,从酸铝胁迫对植物生长与生理代谢的影响、植物适应酸铝胁迫最主要的两种生理机制(Al排除机制、Al耐受机制)以及分子水平上调控相关耐铝基因进行了综述。最后针对现有研究的不足提出了展望,以期为深入揭示植物适应酸铝胁迫的机理以及挖掘适于酸土生长的优质作物资源提供理论依据。     

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌分型及流行现状

【目的】研究杭州地区耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)的基因型别,探讨MRSA菌株流行变化趋势及进化特点,为该地区MRSA的进一步防治提供科学依据。【方法】对86株MRSA进行葡萄球菌盒式染色体SCCmec基因、spa基因分型,并开展多位点序列分型(Multi-locus sequence typing,MLST),与国际上MRSA的流行型别进行比较,分析进化关系。【结果】86株MRSA共发现13个spa型(以t311型为主,占48.8%;其次为t6418型,占11.6%);MLST分型共发现9个ST型(以ST5为主,占59.3%;其次为ST239,占16.3%),经e BURST软件分析它们属于4个群(Group 1、Group 6、Group 8、Group 12)和8种克隆复合体(CC1、CC5、CC630、CC20、CC59、CC88、CC239、CC573);SCCmec基因分型以SCCmecⅡ型为主,占61.6%;其次为SCCmec III型,占22%;5株社区相关性MRSA(SCCmec-Ⅳ型)。其中第一流行克隆型为SCCmec-Ⅱ-ST5-t311-CC5(占47.7%)、其次为SCCmec-III-ST239-t030/t037-CC239(占12.8%)。【结论】SCCmec-Ⅱ-ST5-t311为杭州地区当前流行菌株;CA-MRSA菌株的出现,提示MRSA菌株有由医院向社区播散的趋势;此外,对新发展了单位点变体的菌株(SCCmec-Ⅰ-ST1921-t164-CC20和SCCmec-Ⅳ-ST965-t062-CC5),应加强重视。     

断眼天牛DNA条码试剂盒的研制

【目的】为了加强对检疫口岸截获木材中的断眼天牛种类进行准确、快速的鉴定,克服单纯依赖于形态学方法为主的局限性,我们研发了断眼天牛属DNA条码试剂盒检测技术。【方法】本研究基于线粒体COⅠ基因(线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ),采用加拿大条码中心开发的昆虫及植物DNA提取方法,对基因序列分析,获得碱基位点规律。【结果】断眼天牛属中的9个常截获种类取得了标记性碱基位点。【结论】检疫中常截获的断眼天牛属中的9个种通过标记性碱基位点得到区分;研发了断眼天牛属DNA条码试剂盒检测技术,为进出境口岸的检疫工作提供一种新的鉴定手段。     

褐飞虱磷脂酰肌醇3激酶p85α亚基基因NlPIK3R1的克隆与功能分析

【目的】PI3K信号通路在生物体中发挥重要功能,涉及糖和脂质的代谢、细胞和组织生长以及生物个体寿命等。本研究旨在探明该通路中磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)在褐飞虱Nilaparvata lugens中的功能。【方法】根据转录组提供的PI3K p85α核心序列信息,应用c DNA末端快速克隆的技术(RACE)获得了编码PI3K p85α的基因Nl PIK3R1的全长c DNA(Gen Bank登录号为KP635379),并应用荧光定量PCR和通过给成虫喂食ds Nl PIK3R1对Nl PIK3R1进行RNA干扰(RNAi)分别对该基因的表达规律和功能进行了研究。【结果】荧光定量PCR测定结果表明,Nl PIK3R1在褐飞虱若虫和雄成虫中表达量均较低,但在怀卵雌成虫中大量表达。RNAi结果表明,给褐飞虱成虫喂食0.1和0.5μg/μL ds Nl PIK3R1均导致Nl PIK3R1的表达明显受到抑制,高浓度组的抑制效果尤为明显。喂食ds Nl PIK3R1对褐飞虱成虫具有极显著致死效果,高浓度组的褐飞虱成虫在饲喂第7天时存活率仅为37.5%,相比于空白对照组(87.00%)和ds GFP对照组(76.67%)均达到了极显著差异(P0.01)。对Nl PIK3R1的RNAi导致褐飞虱成虫羽化率下降和体重变轻。【结论】本研究结果显示,Nl PIK3R1基因对褐飞虱的生存、生长和发育具有重要作用,可以作为防治褐飞虱的潜在靶标。