龙须菜细胞周期检查点相关基因的分离鉴定及在不同品系四分孢子体中的表达分析

为了探究细胞周期检查点的调控对龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)四分孢子体发育的影响,本研究中对龙须菜细胞周期检查点部分基因进行分离鉴定及基因表达分析。从不同品系不同发育阶段的数字表达谱数据中,筛选得到与细胞周期检查点通路相关的差异表达基因ATR、ATM、RAD17和RAD9。通过基因克隆、序列比对和结构域预测,确认了其存在于龙须菜中,对4个基因上游2000 bp进行启动子预测发现,4个基因均含有与光照和植物激素相关的启动子元件;通过荧光定量PCR检测4个基因在良种981、WLP-1品系和野生型龙须菜的四分孢子体发育Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期的表达水平变化趋势发现,在WLP-1品系的Ⅰ期,4个基因表达呈现上升趋势;在该品系Ⅱ期,ATR、ATM和RAD9表达呈上升趋势,WLP-1在四分孢子体发育的Ⅰ期,细胞周期检查点相关基因表达相对活跃,表明此时其DNA复制和细胞分裂旺盛,这可能是WLP-1品系高育的原因。良种981在Ⅰ期ATR、ATM和RAD17相对表达量与野生型相比无显著变化,而RAD9有显著降低的趋势。进入Ⅱ和Ⅲ期后,与野生型相比,ATR、ATM和RAD17的相对表达量呈现显著上升的趋势,结合对其形成四分孢子性状的观察,推测在良种981四分孢子体放散的Ⅱ期,DNA损伤可能没有完全修复,因而最终导致低育。

藜麦热激蛋白60(CqHSP60)基因家族生物信息学和表达模式分析

为了探究藜麦HSP60基因(CqHSP60)的结构特征、基因功能和表达模式,基于藜麦全基因组和转录组数据,利用生物信息学方法对CqHSP60基因家族进行鉴定和系统分析。依据亚细胞结构定位分为了三个亚组,每个亚组具有相似的Motif和基因结构;通过RNA-Seq数据对CqHSP60基因在不同发育阶段进行了表达分析,并对在热、干旱、盐胁迫等不同处理条件下CqHSP60基因的胁迫响应进行了分析,结果表明CqHSP60基因在花簇和干种子中表达量较高,并对不同的胁迫模式均有响应;在CqHSP60基因的启动子区发现了多个与胁迫相关的顺式调控元件,这表明这些基因在多重胁迫下受到应激响应。

藜麦抗坏血酸过氧化物酶基因(CqAPX)家族生物信息学与表达模式分析

为研究藜麦APX(CqAPX)基因结构和功能,利用生物信息学方法和公共数据库对CqAPX基因家族成员的理化性质、保守基序、基因结构和顺式元件以及表达谱进行分析。结果表明,CqAPX具有较高的进化保守性,可划分为4个类群。此外,CqAPX基因的启动子含有丰富的与胁迫相关的顺式作用元件,CqAPX基因在根、叶、花序和种子中组织特异性表达。干旱、盐和热胁迫处理能够显著改变CqAPX基因的表达。

藜麦2,3-氧化角鲨烯环化酶基因(CqOSC)家族的全基因组鉴定与分析

基于藜麦全基因组和转录组数据,利用生物信息学的方法对藜麦CqOSC基因家族进行了鉴定和系统分析。结果表明,在藜麦基因组中鉴定到15个CqOSC基因家族成员,可分为3个亚组,同亚组CqOSC基因具有相似的基因结构和蛋白Motif结构;在藜麦正常生长发育过程中,CqOSC基因家族成员的表达模式存在明显差异,CqOSC7和CqOSC12在花和未成熟的种子及干种子中显著表达,而CqOSC9与CqOSC10在所有组织中均呈现出一定水平的表达;对于MeJA具有不同响应:CqOSC2、CqOSC4和CqOSC8基因表达量变化显著;CqOSC3、CqOSC6和CqOSC15基因表达量变化不明显;整体表现为“低促高抑”:在外施0.5 mmol/L和1 mmol/L MeJA时基因表达量显著上升,在浓度达到2 mmol/L时表达量显著下降。

萱草“药食同源”功能挖掘与产业高质量发展

我国传统中医药名著记载萱草苗花具有主安五脏,去湿热,疗酒湿黄疸,轻身明目的健康功效,萱草属黄花菜“药食同源”历史悠久。现代药理研究表明,萱草具有镇静安神、抗抑郁、保护神经及抗氧化等功效。面向《“健康中国2030”规划纲要》发展需求,针对目前萱草产业链短和附加值低的问题,以萱草所蕴含的中华优秀传统中医药文化为引领,应加快萱草功能性食品创新研发,推进萱草产业链高值化延升。同时,着力构建集“核心化、现代化、生态化、高值化、意象化”于一体的萱草现代化产业综合发展体系,促进萱草全产业链高质量发展,让萱草成为一朵集“健康、科技、文化、观赏”多种功能价值于一体的美丽健康之花。

新型Na^(+)/H^(+)逆向转运蛋白UPF0118的Na^(+)结合鉴定

UPF0118蛋白是一种新型Na^(+)(Li^(+))/H^(+)逆向转运蛋白,属于AI-2E超家族,目前已被划分至Na^(+)/H^(+)逆向转运蛋白亚家族,但无直接证据表明该蛋白可与Na+产生相互作用。为鉴定UPF0118蛋白是否具有Na^(+)结合功能,利用PCR技术扩增upf0118基因编码序列,通过Eco RⅠ和PstⅠ酶切位点构建至原核表达载体p ETDuet-1,转化至E. coli BL21*(DE3),对诱导后大量表达的蛋白进行Ni^(2+)亲和层析和凝胶过滤层析,利用等温滴定量热技术对纯化蛋白进行滴定。结果表明,在pH 5.5条件下,Na^(+)滴入导致蛋白溶液产生明显放热现象。在pH 5.5条件下该蛋白具有Na^(+)结合功能,证明该蛋白Na+结合功能为其功能单元与分子机制的研究奠定基础。

枯草芽孢杆菌YvdSR蛋白转运Na^(+)关键残基的研究

对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis strain 168)双组分基因YvdSR表达的双组分蛋白YvdSR进行功能鉴定,得出YvdSR具有转运Na^(+)/Li^(+)功能,为探究YvdSR离子转运机制,分别对两种组分作同源序列比对,从每种组分中筛选出完全保守的酸性氨基酸残基并进行氨基酸残基定点突变。结果表明,YvdS和YvdR共有的E13在同源物中完全保守且突变为丙氨酸后均失去Na^(+)(Li^(+))/H^(+)逆向转运活性,说明两种组分的E13均是蛋白质行使功能不可或缺的,YvdS的E13A经回复突变后可恢复高水平Na^(+)(Li^(+))/H^(+)逆向转运活性,YvdR的E13A经回复突变后仍失去Na^(+)(Li^(+))/H^(+)逆向转运活性,表明YvdS和YvdR在Na^(+)(Li^(+))/H^(+)逆向转运中行使不同功能。

基于机器学习的DNA序列分类研究

DNA承载了生物体内的所有遗传信息,决定基因的结构和功能。对DNA所属类别进行预测,可以判断一个未知类是否为新物种、外来物种或者熟知物种。随着生物技术的发展,如何从获取到的DNA序列中提取完整信息并预测其序列组成,找到组成规律,准确反映物种特性成为生物信息学中的一个重要问题。本研究从NCBI网站上下载序列登录号为CP021707和CP085300的两类DNA序列文件,基于碱基频率和数量特征提取方法进行单碱基、双碱基和三碱基的特征提取,构建出84维、168维和35维特征向量,分别基于K近邻(K-Nearest Neighbor,KNN)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)以及K近邻和支持向量机融合(KNN-SVM)算法模型进行分类预测。实验结果表明,在168维特征向量下,基于KNN-SVM算法模型的分类准确率比基于KNN或SVM算法模型的分类准确率高,对判断一个未知类的相关特性具有积极意义。

超保守RNA uc.102-uc.106及其宿主基因OLA1在不同组织中的差异表达

目的:本研究旨在探究超保守RNA uc.102-uc.106基因簇及其宿主基因Obg样ATP酶1(OLA1)在C57BL/6J小鼠不同组织器官中的表达差异。方法:选取5只8~10周龄的健康雄性C57BL/6J小鼠,在正常生理条件下采集不同组织器官(包括肝脏、睾丸、骨髓、大脑、肾脏、血液、肺、结肠、胸腺、脾脏、胃、心脏、淋巴结和膀胱)。同时使用磁珠分选技术提取骨髓血细胞,包括B细胞、巨噬细胞、有核红细胞和成熟红细胞。通过RT-qPCR技术,以GAPDH作为内参照,检测uc.102-uc.106和OLA1 mRNA的表达量。结果:OLA1 mRNA在C57BL/6J小鼠大脑、淋巴结、睾丸和胸腺中呈高水平表达,在肝脏、脾脏、肺、结肠和外周血中呈低水平表达(P<0.05)。uc.102-uc.106的表达趋势与OLA1的mRNA表达基本相反,但在睾丸组织中两者均呈高水平表达(P<0.05)。在血细胞中,OLA1和uc.102-uc.106在B细胞中的表达水平最高,在成熟红细胞中的表达水平最低(P<0.05)。结论:OLA1基因和uc.102-uc.106基因簇在C57BL/6J小鼠的不同组织器官及血细胞中均有表达且存在差异。值得注意的是,OLA1基因和uc.102-uc.106基因簇在小鼠睾丸中均呈高水平表达,表明OLA1基因和uc.102-uc.106基因簇可能与雄性小鼠的生殖功能密切相关。

食品和饲料中动物源性成分检测技术研究进展

近年来,肉、奶等食品中"掺杂使假"的投诉事件不断上升,疯牛病的传播风险也在不断加大,作为保障食品安全、维护缴费者利益的重要技术手段,食品和饲料中动物源性成分的定性或定量检测技术已成为国内外的研究热点,适用于各种样品、基于各种原理的方法和技术被开发出来。本文综述基于蛋白质和DNA特异性建立的动物源性成分检测技术类型和研究现状,并对其发展趋势进行讨论。

牛血清白蛋白在植物RAPD分析中的作用

以水杉、七子花DNA为模板 ,添加牛血清白蛋白 (BSA) ,观察其对植物RAPD扩增效果的改善情况。研究显示 ,在水杉及七子花RAPD扩增体系中 ,改善RAPD扩增反应的最佳的BSA浓度是不同的 ,分别为 0 6 μg/ μl与1μg/ μl。另外 ,BSA还可以封闭乙酰BSA对RAPD扩增反应的抑制作用 ,降低RAPD反应系统中Taq酶的用量。

水温、光周期和饲料对克氏原螯虾雌虾成活和性腺发育的影响

采用正交设计法，探讨了水温、光周期和饲料组成3个因素对克氏原螯虾雌虾成活和性腺发育的影响，以期为人工繁殖提供理论指导．结果表明，各因素对克氏原螯虾雌虾成活率的影响大小为：水温〉饲料组成〉光周期，其最优水平分别为：水温22℃、光照周期16L：8D、饲料为纯草鱼肉．以性腺成熟系数为指标，3个因素对雌虾性腺发育的影响大小为：饲料组成〉水温〉光周期，其最优水平分别为：饲料为纯草鱼肉、水温28℃、光照周期16L：8D．根据本实验结果，综合考虑成活率和性腺发育情况，克氏原螯虾的亲虾培育可选择水温25～28℃之间、光照周期16L：8D，饲料中多添加鱼肉等动物性饲料．同时还应注意减小饲养密度，以免发生同类残食的事件．

大豆EST-SSR标记开发及与Genomic-SSR的比较研究

对458 220条大豆EST序列进行SSR搜索,共检测出EST-SSR序列39 989条,经拼接得到无冗余EST-SSR序列8 190条,包括357种重复基元。其中二、三核苷酸重复基元类型居多,分别占无冗余EST总数的11.13%和16%,统计得到二核苷酸重复类型12种,三核苷酸重复类型60种。以含有简单重复序列的无冗余EST序列设计200对引物,其中148对引物有清晰且单一条带扩增产物,以30份大豆品种资源进行引物筛选,获得多态性引物31对。以21份大豆不同基因型的基因组DNA为模板选取30对显示多态性的大豆EST-SSR引物和30对大豆基因组SSR引物进行扩增,带型统计结果显示:大豆EST-SSR与基因组SSR在供试基因型间多态性指数均值分别为0.55和0.44,二者揭示的多态性水平差异不大。从而说明利用生物信息学方法基于大豆EST开发SSR标记是切实可行的,大豆EST-SSR可以用于大豆遗传多样性分析,是大豆DNA分子标记体系的一个重要补充。

7种鲽形目鱼类生长激素基因cDNA序列的克隆及系统分析

从7种重要鲽形目经济鱼类——高眼鲽（Cleisthenes herzensteini）、黄盖鲽（Limanda yokohamae）、木叶鲽（Pleuronichthys Cornutus）、宽体舌鳎（Cynoglossus robustus）、石鲽（Platichthys bicoloratus）和条鳎（Zebrias zebra）、夏鲆（Paralichthys dentatus）的脑垂体中提取mRNA，通过RTPCR方法，克隆了含开放阅读框的生长激素（growth hormone，GH）cDNA序列，与本实验室已克隆的大菱鲆和漠斑牙鲆、已报道的鲆鲽鱼类及外群鱼类共22条生长激素基因cDNA进行了序列比对和同源性分析．测序结果显示，高眼鲽、黄盖鲽、木叶鲽、宽体舌鳎、石鲽、条鳎和夏鲆的GHeDNA长度依次为479，564，519，440，564，440，522bp，编码140～170个氨基酸的成熟GH多肽片段．通过序列比对，这7种蛋白序列与其他已知的鲆鲽鱼类GH序列具有较高的同源性，同科的鱼类之间同源性更高．运用PAUP软件对15种鲽形目鱼类与另外7种不同种属鱼类进行了分子系统进化树分析，结果与根据传统的形态学和生化特征分类进化地位基本一致，大菱鲆和塞内加尔鳎各自单独形成一个分支且与鲆科和鲽科鱼类相距较远，其中寒内加尔鳎等种类的分类地位与根据线粒体DNA序列分析的系统发生模式基本吻合．说明生长激素基因可以有效地用于研究鲽形目等硬骨鱼类的亲缘关系及分类地位．

4种古DNA抽提方法效果比较

目的：寻找到一种简便、快速、可靠、有效的古DNA抽提方法。方法：选择基于硅粒法和硅离心柱法的四种抽提方法（方法A：Modified Silica ParticlesMethod；方法B：Ceneelean Method；方法C：QIAamp Method；方法D：Modified QIAquick method））分别抽提5个距今约4000年的古绵羊线粒体DNA（mtDNA），并进行PCR扩增，通过琼脂糖凝胶电泳观察扩增成功与否，根据扩增成功率判断抽提方法的优劣。结果：4种方法的扩增成功率从20％～100％，基于硅离心柱法的抽提效果（60％，100％）明显的优于基于硅粒法（20％，40％），其中Modified Silica Particles Method的效果最差（20％），Modified QIAquick Method的效果最好（100％）。结论：Modified QIAquick Method方法使用Centrieon超滤管浓缩DNA抽提裂解液，结合硅离心柱进行DNA纯化，能有效去除PCR抑制物，同时得到较好的古DNA模板。

银鲳4个地理种群遗传多样性的初步研究

采用随机扩增多态DNA（RAPD）技术对取自海南（HN）、浙江（ZJ）、江苏（JS）、河北（HB）等近海海域的4个地理群体银鲳进行遗传多样性分析。从20个随机引物中筛选出10个，利用POPGEN Version 1．31软件对多态位点比例和遗传距离进行统计分析。共检测出总位点数56个，其中多态位点有39个，多态位点比例为69．64％。4个海域银鲳群体的Shannon多样性指数分别为0．1232—0．1587，Nei基因多样性指数分别为0．0776—0．1004。JS群体与HN群体的遗传距离最远，为0．3216；JS群体与HB群体的遗传距离最近，为0．2316。结果表明，RAPD技术具有较高的灵敏性和多态性，是分析评估银鲳遗传多样性较为适宜的分子标记之一；JS群体保持着最高的遗传多样性，而HN群体多态性比例最低、ZJ群体Shannon多样性指数最低，应采取一些有效的保护措施，以避免HN群体遗传多样性的进一步丧失。

一种简便高效的古代动物毛皮DNA提取方法

采用试剂盒QIAamp DNA Mini Kit从距今4000年前新疆小河墓地出土的黄牛毛皮中提取出古DNA,并对黄牛线粒体D-loop区部分片段进行了PCR扩增和序列测定.结果表明:所提取的古DNA真实可信;且该方法简便、高效,适用于古代动物毛皮DNA的提取.

四川黑熊线粒体12S和16S rRNA基因的克隆及序列分析

利用哺乳动物线粒体基因的保守序列设计引物,采用PCR方法,首次从亚洲黑熊四川亚种(Ursusthibetanus mupinensis)的肌肉组织总DNA中扩增出了线粒体12S rRNA和16S rRNA基因并进行了序列测定及分析.结果表明,四川黑熊12S rRNA基因长965 bp;16S rRNA基因长1 580 bp.通过进一步的序列分析表明,四川黑熊的12S rRNA和16S rRNA基因有较高的进化速率,与美洲黑熊、棕熊、北极熊、眼镜熊及大熊猫的相应基因相比较有较大差异,其中与美洲黑熊的同源性相对较高.

四川黑熊(Ursus thibetanus mupinensis)线粒体NADH脱氢酶亚基1基因(ND1)的序列分析

以四川境内的四川黑熊(Ursus thibetanus mupinensis)为研究对象,根据已报道的若干物种的NADH脱氢酶亚基1基因(ND1)序列信息设计引物.运用PCR技术从四川黑熊毛囊组织的总DNA中扩增出ND1基因序列.采用GenScan、Blast2·1、ORF finder和Clustal W等软件分别对DNA序列进行预测、相似性比较、ORF查找以及多序列比对,并利用PredictProtein软件对蛋白质进行预测和结构分析.结果表明;PCR扩增所得DNA序列长度为957bp,包含了ND1基因,其ORF为957bp,编码317个氨基酸,编码蛋白的分子量为35·6×103Da,pI为7·83.四川黑熊的ND1基因序列及其所编码的氨基酸序列与其它熊、浣熊和小熊猫等动物的ND1基因序列和对应的氨基酸序列具有较高的相似性.

谷氨酸调节根系形态建成的研究进展

根系的主要生理学功能是在土壤中探寻并获取所需要的物质,以维持植物的正常生长与发育。根系形态的建成通常能够随着土壤环境的变化而做出适应性调整,以利于其竞争土壤中的养分、水分等。阐述了L-谷氨酸(L-Glu)在高等植物氮代谢过程中的核心作用位置、在植物体内外环境中浓度变化状况,以及其作为生物信号分子有着远古的进化起源等。综述了近期所发现的关于外源L-Glu调控根系生长发育的生物学特征,并讨论了L-Glu调控根系生长与形态结构的可能性分子遗传学机理,这对认识植物有效竞争土壤中的有机(氮源)营养具有重要的生态学和农学意义。