蜜蜂上颚腺及其分泌物研究进展

上颚腺是蜜蜂重要的外分泌腺体,其分泌物是维系蜂群社会性结构的重要物质。蜂王和工蜂上颚腺分泌物合成均以硬脂酸为合成前体,但在脂肪酸的β-氧化过程中表现出级型差异性,导致分泌物组分比例不同。蜂王上颚腺分泌物以9-羰基-2癸烯酸(9-ODA)为主,有吸引工蜂和雄蜂、抑制工蜂卵巢发育等作用;工蜂上颚腺分泌物以10-羟基-2癸烯酸(10-HDA)和10-羟基癸酸(10-HDAA)为主,是蜂王浆的重要组成部分。同时,这种具备典型级型差异的分泌物组成又具有级型间可塑性,在不同蜂种间也存在区别。近年来在转录水平和蛋白水平的一些研究进一步揭示了级型间差异的分子基础。针对蜜蜂上颚腺及其分泌物的研究在蜜蜂生物学、行为学和蜂产品质量控制等方面具有重要的意义。本文通过总结国内外相关研究进展,旨在为上颚腺分泌物的作用机制、生物合成机制等领域的进一步深入研究提供借鉴。     

杜仲法尼烯基焦磷酸合酶基因cDNA全长的克隆与序列分析

采用RT-PCR法,从杜仲幼嫩叶片中分离法尼烯基焦磷酸基因c DNA全长序列,克隆并对该基因全长序列进行生物信息学分析。从杜仲嫩叶中共获得两个基因分别命名为Eu FPPs1和Eu FPPs2,测序结果表明两基因开放阅读框分别为1 047 bp和1 029 bp,推测分别可以编码348个和342个氨基酸残基,在线预测表明两个蛋白序列均存在两个聚丙烯合酶位点。系统进化分析结果表明,Eu FPPs1和Eu FPPs2分别聚集于不同的分支,它们之间的进化距离为0.352,但是在亲缘关系上均与楤木和人参最近,进化距离分别为0.281、0.287,0.175、0.184。     

家蚕Bmyan基因的克隆表达和作为microRNA 7靶基因的验证

microRNAs(miRNAs)是一类长约22 nt的非编码RNA,通过与其靶基因3′端非翻译区(3′-UTR)的结合来调节各项生命活动。克隆表达家蚕Bmyan基因,验证其是否是bmo-miR-7的靶基因对于深入研究家蚕变态发育机制有重要意义。基于同源性检索和PCR扩增,克隆了家蚕Bmyan基因CDS全长,编码476个氨基酸。序列分析表明,家蚕YAN蛋白的氨基酸序列保守,含SAM-PNT和ETs结构域。芯片数据、RT-PCR和定量PCR的检测结果表明,Bmyan在五龄3 d的家蚕头部、体壁、卵巢中高量表达,在其余组织中低量表达或不表达。在幼虫期,Bmyan表达水平相对较低,但在上蔟期和蛹期前4 d高量表达。通过3′RACE克隆了Bmyan基因的3′-UTR。RNAhybrid在线软件预测了其3'-UTR上bmo-miR-7的两个靶位点。构建了含有Bmyan基因3′-UTR和荧光素酶报告基因的转染载体,将该载体与bmo-miR-7的mimics序列共转染到家蚕胚胎细胞系BmE中,通过测定荧光素酶的活性,证明了Bmyan基因是bmo-miR-7的靶基因。本研究为进一步揭示bmo-miR-7和Bmyan在家蚕体内的生物学功能奠定了基础。     

蜜蜂表皮蛋白apidermin (apd)基因家族3个新成员的特性鉴定及昆虫APD家族序列特征的分析

Apidermin (APD)蛋白家族是一个新的昆虫结构性表皮蛋白家族。本研究结合生物信息学和RT-PCR扩增, 对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica（简称“意蜂”）的apd-1-like, apd-3-like和中华蜜蜂Apis cerena cerena（简称“中蜂”）的apd-2 等3个新的apd基因的结构特征和表达进行了分析, 并分析了昆虫APD蛋白家族的序列特征。结果显示, 在西方蜜蜂Apis mellifera（简称“西蜂”）中, apd基因家族的6个成员串联排列在基因组序列第4号连锁群上, 它们在A. m. ligustica雄蜂头部中的转录水平差异明显, 且其启动子序列所含顺式元件也不同。中蜂apd-2和意蜂apd-1-like都含有3个外显子和2个内含子, 而意蜂apd-3-like则由4个外显子和3个内含子组成。蛋白序列分析结果显示, 目前已知的10条APD蛋白序列N末端均具有相似的信号肽序列, 其成熟蛋白分子量为6.0~37.0 kD, pI为6.2~10.8。其中西蜂的APD1-3、APD-like和东方蜜蜂Apis cerena的APD-2等5条较短的多肽中疏水氨基酸残基达52%~67%, 且Ala含量最为丰富（占25%~34%）; 而丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis的APD 1-3和西蜂APD-1-like, APD-3-like等另外5条APD多肽富含Gly（21%~30%）, 其序列中疏水氨基酸残基含量为35%~41%。多肽序列多重比对和系统进化分析结果显示, APD家族可划分为2个亚家族。亚家族Ⅰ含有西蜂APD 1-3和东方蜜蜂APD-2等4条较短的多肽序列, 其N末端为一个长33 aa的保守基序; 亚家族Ⅱ由另外6条相对较长的多肽序列组成, 其N末端保守基序长50 aa, C末端保守基序长16 aa。本文所描述的APD蛋白家族序列特征有助于以后从其他昆虫中鉴定新的apd基因。     

青杄PsbO基因cDNA序列克隆及生物信息学分析

利用RACE技术从已有的青杄均一化cDNA文库中克隆得到青杄(Picea wilsonii)PsbO基因cDNA的全长,并用生物信息学的方法对该cDNA的核苷酸序列、氨基酸序列的相似性,及编码蛋白PwPsbO的理化性质、亲水性/疏水性、二级和三级结构,PwPsbO基因进化树等进行了预测和分析.采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术,测定了青杄不同组织中的PsbO基因的相对表达水平.结果发现:青杄PsbO基因编码346个氨基酸,预测相对分子质量为36.6 kD,理论pI值为5.29,属于可溶性蛋白.二级和三级结构预测表明其含有较多的α螺旋、β折叠和随机卷曲结构.RT-qPCR发现该基因在青杄针叶和茎中表达量最高.这些结果为青杄中PsbO基因的初步功能研究奠定了基础.     

利用生物基原料合成聚羟基脂肪酸酯

聚羟基脂肪酸脂(polyhydroxyalkanoates,PHA)是细菌胞内的一类具有相似结构的碳源和能源的储备物,由于它的力学性能与某些热塑性材料聚乙烯、聚丙烯类似,并且可以完全降解进入自然界的生态循环,因而被认为是一种"生物可降解塑料",有可能替代传统的、不可降解的、由石油产品合成的塑料,而受到世界各国的重视.     

沉水植物苦草化学成分研究

通过使用乙酸乙酯溶剂对沉水植物苦草（Vallisneria natans）全草进行超声连续提取,采用硅胶柱色谱法和光谱分析法分离和鉴定化学成分。从苦草中分离到6个化合物：6,10,14-三甲基-2-十五酮（1）、棕榈酸（2）、4,22-二烯-3β-豆甾酮（3）、5α,豆甾烷-3,6-二酮（4）、硬脂酸（5）、棕榈酸乙酯（6）。化合物1—6为首次从该植物中发现。     

Sema4C及其相互作用蛋白GIPC的亚细胞定位及荧光共定位研究

目的：观察脑信号蛋白Sema4C及其相互作用蛋白GIPC的亚细胞定位及两者的荧光共定位情况,为明确Sema4C和GIPC在亚细胞水平的相互作用提供佐证。方法：将Sema4C的基因编码区全长、胞外段和胞内段分别构建到pEGFPNl和pEGFPCI表达载体中,将GIPC编码区基因构建到pDsRed-C1表达载体中,分别转染HEK293细胞,观察亚细胞定位;将pEGFPNl-Sema4C和pDsRed-GIPC分别共转染HEl（293和COS7细胞,观察两者的荧光共定位情况。结果：酶切鉴定及测序结果表明重组载体构建正确,Sema4C蛋白全长和胞外段呈跨膜分布,而胞内段在全细胞中呈弥散样分布;GIPC在胞浆内呈斑块状聚集分布;pEGFPNl-Sema4C和pDsRed-GIPC存在荧光共定位区域。结论：Sema4C主要在胞膜和胞浆内表达,GIPC主要在胞浆内呈斑块样聚集分布;Sema4C和GIPC之间存在荧光共定位。     

水稻OsRab7耐盐功能的初步鉴定及其表达载体的构建

Rab7是一个GTP结合蛋白,隶属于Rab家族,该家族在调控膜泡的运输、结合以及细胞内膜结构的组织中行使重要作用.本实验通过RT-PCR技术从盐敏感水稻品种'日本晴'('Nipponbare')获得了OsRab7基因全长序列,成功构建了原核表达载体pET-32a-OsRab7.在IPTG诱导下,该蛋白高效表达,并明显缓解了高盐环境(4.5%～8.5% NaCl)对大肠杆菌的生长胁迫.为进一步研究该基因的功能,将OsRab7在大肠杆菌中的表达蛋白纯化, 并利用p1301B(pCAMBIA1301改造载体)构建了植物表达载体,成功转化来源于水稻株系'中花11'(盐敏感)的愈伤组织,为探讨其在水稻中的表达模式和功能分析及应用于水稻耐盐品种的改良奠定了一定的基础.     

不同植物防御素的生物信息学分析

采用生物信息学的方法和工具对已在GenBank上注册的花生、鹰嘴豆、合欢、车前草、沙梨、辣椒等植物的防御素的核酸和氨基酸序列作了分析,并对其组成成分、翻译后修饰、导肽、跨膜结构域、疏水性,亲水性、蛋白质二级结构和功能结构域进行预测和推断的结果表明：此类蛋白可能是一具有信号肽的分泌型蛋白,α-螺旋和不规则卷曲是蛋白质二级结构中量最大的结构元件,β-转角和延伸链散布于整个蛋白质中,包含一个gamma-thionin功能结构域。