绿豆R2R3-MYB转录因子家族鉴定及其类黄酮合成调控基因的筛选

R2R3-MYB转录因子家族在植物次生代谢物合成、胁迫应答和生长发育等生命过程起着重要的调控作用。本研究基于生物信息学鉴定了绿豆(Vigna radiata L.)全基因组水平的R2R3-MYB转录因子,并对其理化性质、系统进化、染色体定位、启动子顺式作用元件及基因结构做了预测分析;此外,转录组数据和实时荧光定量PCR(QuantitativeReal-timePCR,RT-PCR)分析该转录因子在不同组织、逆境胁迫下的表达模式;并基于相关分析及蛋白互作网络,筛选到可能参与调控绿豆类黄酮生物合成的R2R3-MYB成员。结果表明,共鉴定到168个R2R3-MYB成员,其中145个分布于11条染色体, 23个成员染色体信息未知;大多数R2R3-MYB含有3个外显子,编码99~1645个氨基酸,均为亲水性蛋白;系统进化将绿豆R2R3-MYB基因家族分为30个亚组(V1~V30),不同亚组成员的基因结构存在差异;共线性分析表明,片段复制事件均进行了纯化选择;启动子顺式作用元件分析表明,绿豆R2R3-MYB基因启动子区含有大量激素响应、胁迫响应及少量的类黄酮合成响应等元件;基因表达分析表明,在叶片、叶柄、下胚轴和籽粒种皮中表达量较高的成员分别占15.5%、16.1%、16.1%和10.7%。RT-PCR分析发现,几乎所有的R2R3-MYB家族成员在低温胁迫下的相对表达量显著下调,不同成员对逆境胁迫有不同的响应模式。蛋白互作与相关性分析可知,VrMYB6、VrMYB77、VrMYB93这3个基因可能参与了绿豆类黄酮生物合成的调控。

融合跨物种科学数据的性状调控基因本体模型构建及应用

【目的】在新技术带来的育种数据激增与计算育种对知识服务的新需求下,为解决作物育种知识服务中跨物种学科知识获取效率低且优异多效基因发现困难的问题。【方法】本研究构建了性状调控基因本体模型框架,并定义了本体模型中的实体层次结构和实体属性。以主粮作物水稻、玉米、小麦和模式植物拟南芥为数据采集对象,构建了以性状调控基因本体模型为模式层的知识图谱并进行实验。【结果】最终形成了涵盖13种实体、16种数据属性和14个对象属性的性状调控基因本体模型,以此模型为本体层的知识图谱实现了跨物种间学科知识关联检索、优异多效基因挖掘和跨物种基因功能预测。【结论】本研究所提出的性状调控基因本体模型构建方法,能够实现跨物种间性状调控基因的关联发现,可提高跨物种学科知识的获取效率,可支撑多维度科学数据寻证分析的功能基因发现结果。本研究为多效基因的挖掘和基因功能预测提供了一条可实现的方法路径,为作物育种科学研究提供了有效的数据支撑服务。

乳腺癌雌激素调控基因1在肿瘤中的研究进展

既往研究证实乳腺癌雌激素调控基因1(GREB1)参与激素依赖性肿瘤的发生发展,后续有研究发现GREB1也可参与激素非依赖性肿瘤的病理生理过程。GREB1通过调控细胞增殖、侵袭、转移和耐药等生物学行为,参与肿瘤的发生发展。因此,深入了解GREB1在肿瘤发生发展中的作用机制和功能,可为肿瘤的诊断和治疗提供新方向。

家鸡免疫性状调控基因研究进展

鸡的免疫性状是一种由多个微效基因调控的经济性状。随着规模化和集约化养鸡业的发展,家鸡免疫功能受环境中的病原体影响加重,传统的疾病治疗方案受限。应用分子生物学技术手段,探究家鸡的免疫相关基因的调控机制,有助于从根本上提高家鸡的免疫力。对家鸡免疫系统进行了概述,从免疫防治和疾病方向综述了TLRs、MHC、MX、IFN、NRAMP和IL等影响家鸡免疫性状的关键调控基因,旨在为家鸡抗病育种提供理论依据。

(R)-(+)-长叶薄荷酮对耐药结核分枝杆菌抑制作用及其生物被膜调控基因的影响

目的 研究(R)-(+)-长叶薄荷酮对耐药结核分枝杆菌体外抑制作用及其生物被膜调控基因Rv0024、Rv2872、Ra1362的影响。方法 通过聚合酶链反应(Polymerase chain reaction, PCR)筛选含生物被膜调控基因Rv0024、Rv2872、Ra1362的耐药结核分枝杆菌,采用刃天青显色法和液体培养计数法测定(R)-(+)-长叶薄荷酮对生物被膜介导的耐药结核分枝杆菌的最小抑菌浓度(Minimal inhibit concentration, MIC)和最低杀菌浓度(Minimum bactericidal concentration, MBC),应用反转录-聚合酶链式反应(Reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)检测(R)-(+)-长叶薄荷酮对耐药结核分枝杆菌生物被膜调控基因Rv0024、Rv2872、Ra1362的影响。结果 在3×10^(7) CFU/mL和3×10^(6) CFU/mL菌液浓度下,刃天青显色法测得(R)-(+)-长叶薄荷酮对耐药结核分枝杆菌的MIC和MBC分别为14.79、29.59 mg/mL;液体培养计数法测得(R)-(+)-长叶薄荷酮对耐药结核分枝杆菌的MIC_(90)和MBC分别为19.89、24.62 mg/mL。RT-PCR法结果表明长叶薄荷酮可抑制Rv0024、Ra1362的表达,促进Rv2872的表达(P<0.05)。结论 (R)-(+)-长叶薄荷酮通过调控耐药结核分枝杆菌生物被膜主要基因Rv0024、Rv2872、Ra1362的表达,达到抑制耐药结核分枝杆菌的生长的作用。

基于转录组数据的昆虫生长发育调控基因研究

昆虫对农作物的为害是农业生产中一个极为严峻的问题,从分子层面深入了解昆虫生长发育机制具有重要意义。基于转录组数据的昆虫生长发育调控基因研究取得了显著进展,通过高通量测序技术和生物信息学分析,目前的研究中识别一系列关键基因和信号通路,揭示了这些基因在昆虫生长、发育及其生理调节中的重要作用。这些研究为深入理解昆虫生长发育机制提供了新的视角,并为害虫防治和昆虫资源的合理利用奠定了理论基础。

皮肤基底细胞癌中凋亡调控基因以及免疫调控基因的表达情况

目的:研究皮肤基底细胞癌中凋亡调控基因以及免疫调控基因的表达情况。方法:将在本院收治的40例皮肤基底细胞癌患者纳入研究,收集病灶部位的肿瘤组织和病灶周围的正常皮肤组织,分别采用real-time PCR和Western-blot的方法检测皮肤组织中Caspase-3、p33ING1b、Bax、p53、Survivin、Bcl-2、Toll样受体7(TLR7)、激活蛋白1(AP-1)、髓样分化因子88(MyD88)的表达情况。结果:(1)促凋亡基因:肿瘤组织中Caspase-3、p33ING1b、Bax的mRNA含量和蛋白含量均低于正常皮肤组织,差异有统计学意义(P<0.05);(2)抗凋亡基因:肿瘤组织中突变型p53基因以及Survivin、Bcl-2的mRNA含量和蛋白含量均高于正常皮肤组织,差异有统计学意义(P<0.05);(3)免疫调控基因:肿瘤组织中TLR7、AP-1、MyD88的mRNA含量和蛋白含量均高于正常皮肤组织,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:皮肤基底细胞癌组织中调控基因以及免疫调控基因异常表达,促凋亡基因处于低表达的状态、而抗凋亡基因和免疫调控基因处于高表达的状态。

四维细胞核体调控基因表达的数学理论

多尺度三维基因组结构驱动基因表达和细胞命运决定.尽管在一维线性基因组层面上的研究取得了显著进展,但三维空间基因组动态结构如何在功能上影响时空基因表达的变化仍不清楚.近年来,测序技术和影像技术的发展,使得四维核体基因组学的研究取得一系列进展.在本文中,讨论了三维基因组结构的多尺度性、其对基因表达的复杂调控以及时空动力学.接着对这一复杂的染色质结构动力学、表观修饰动力学和基因表达动力学进行理论建模,提出了可预测的多尺度耦合系统的建模框架.最后,讨论了未来关于四维核体动力学的研究方向.

猪显性白毛调控基因(KIT)的研究

猪的白毛色性状由显性基因KIT决定。本文从KIT基因的定位、突变分析、分子基础和作用机制等方面综述了对该基因的研究现状 ,叙述了KIT基因的研究意义。

利用RNA-Seq发掘玉米叶片形态建成相关的调控基因

【目的】叶片宽度和长度等叶形特性是决定植株形态,进而影响种植密度的重要农艺性状,通过转录组测序技术筛选并挖掘玉米叶片形态建成相关的代谢路径及调控基因,为深入认识叶片发育的分子机理和鉴定叶宽、叶长候选基因奠定基础。【方法】以极端窄叶自交系NL409和宽叶自交系WB665为材料,利用RNA-Seq技术鉴定7叶期第七片叶近基部的差异表达基因(DEGs),通过生物信息学分析,筛选与叶片发育密切相关的代谢通路,利用qRT-PCR验证不同激素路径叶形相关基因的表达结果,并结合启动子区域的序列差异挖掘叶形功能基因。【结果】分析对照(WB665)和样品(NL409)高通量测序结果,在叶宽形成关键部位共筛选出5 199个DEGs,其中,2 264(43.55%)个基因表达上调,2 935(56.45%)个基因下调表达,下调基因明显多于上调基因;GO功能富集分析表明,差异基因主要富集在细胞膜相关的细胞组分中,涉及代谢过程和细胞响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因主要参与到核糖体、植物激素信号转导、苯丙烷类代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等过程,其中核糖体、植物激素信号转导、鞘脂类代谢下调表达基因较多的路径与叶片发育密切相关。核糖体路径富集到多个PRS(PRESSED FLOWER)基因,分析发现PRS13(PFL2)可能在调控窄叶发育过程中发挥重要作用。鞘脂代谢路径富集的基因几乎全部下调表达,引起抑制叶片发育的AP1(APETALA1)类和MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)类基因上调,以及促进叶片发育的LFY(LEAFY)下调,与窄叶发育受抑制的表型一致。植物激素信号转导路径富集到的油菜素内酯(BR)响应基因和赤霉素(GA)代谢基因下调,细胞分裂素(CTK)和大部分生长素(Auxin)响应基因上调,与窄叶中DELLA蛋白基因上调表达,抑制GA并促进CTK基因表达的作用模式一致。通过qRT-PCR对18个叶片发育相关基因进行分析,结果表明,其表达趋势与转录组结果一致,分析发现BR相关的ROT3、Auxin相关的NAL7-like、AGO7-like以及TCP类转录因子CYC/TB1等基因与窄叶的形成密切相关。【结论】明确了一些与玉米叶片发育密切相关的代谢路径,还发现植物激素间的动态平衡对叶片发育有着重要影响,尤其是生长素与油菜素内酯、细胞分裂素与赤霉素之间的相互作用对调控叶片形态可能发挥重要作用。

两种饲养方式下苏尼特羊肉中鲜味物质含量及相关调控基因表达量

为研究不同饲养方式下羊肉的风味特性,以舍饲、放牧两种方式饲养的12 月龄苏尼特羊股二头肌、背最长肌、臂三头肌3 个部位为实验材料,分别测定味觉指标、鲜味物质含量以及相关调控基因表达量并进行比较分析。结果表明:放牧饲养羊肉鲜味和咸味高于舍饲饲养,苦味和涩味低于舍饲饲养;放牧饲养羊肉中的肌苷酸(inosinic acid,IMP)和肌苷(inosine,INO)含量显著高于舍饲饲养(P<0.05);放牧饲养羊背最长肌的腺苷一磷酸脱氨酶(adenosine monophosphate deaminase 1,AMPD1)基因表达量显著高于舍饲饲养(P<0.05),股二头肌的腺苷酸琥珀酸裂解酶(adenylosuccinate lyase,ADSL)和次黄嘌呤核苷酸环水解酶(aminoimidazole carboxamide ribonucleotide transformylase,ATIC)基因表达量显著高于舍饲饲养(P<0.05);放牧饲养羊肉AMPD1表达量与ADSL表达量之间呈极显著正相关(P<0.01);通过分析鲜味物质含量与调控基因表达量的相关性,发现放牧饲养羊肉IMP含量与AMPD1基因表达量之间呈极显著正相关(P<0.01),与ATIC基因表达量之间呈显著正相关(P<0.05);舍饲饲养羊肉IMP含量与ATIC基因表达量之间呈显著正相关(P<0.05)。综上,当鲜味物质调控基因的表达量高时,肉中的鲜味物质含量也随之提高。

外源性胃泌素对胃癌细胞凋亡和凋亡调控基因bcl-2的影响

背景与目的:大量研究表明,外源性胃泌素对胃癌、结肠癌等胃肠道肿瘤细胞有促生长作用,但胃泌素是否参与了细胞的凋亡调控尚未见报道。本文旨在探讨胃泌素在胃癌细胞凋亡调控中的作用。方法:应用流式细胞仪观察胃泌素及其受体拮抗剂丙谷胺对MKN45胃癌细胞凋亡的影响;ABC免疫组化法测定细胞bcl-2基因的表达。结果:细胞培养48h后,胃泌素组细胞凋亡百分率为(1.39±0.54)%,明显低于对照组的(8.58±0.67)%(P<0.01);胃泌素组bcl-2基因阳性率为(22.3±5.3)%,明显高于对照组的(12.2±1.8)%(P<0.01),且随着时间延长表达率进一步增加。联合应用丙谷胺后上述作用消失。结论:胃泌素可能通过诱导细胞bcl-2基因的表达而抑制细胞的凋亡,丙谷胺可阻断胃泌素的凋亡调控作用。

植物花发育调控基因AGAMOUS的研究进展

拟南芥AGAMOUS基因(AG基因)是重要的植物花发育调控基因。本文主要对AG基因的结构、功能以及同源基因的分离和AG基因的表达调控等方面的研究进展进行了综述,并对AG基因研究中存在的问题和研究方向进行了讨论。

乳酸锌对猪空肠上皮细胞IPEC-J2增殖及相关调控基因mRNA表达的影响

旨在探讨乳酸锌对猪空肠上皮细胞增殖及相关调控基因ZnT2、DMT1、IREG-1、MT1和ZIP4mRNA表达的影响。用乳酸锌的锌浓度分别为50、100、150、200mg.L-1的培养基培养IPEC-J2细胞,采用比色法测定分析细胞增殖变化;用实时荧光定量RT-PCR方法检测ZnT2、DMT1、IREG-1、MT1及ZIP4mRNA表达,以TBPmRNA的表达水平作为内参对照。在细胞培养前36h,乳酸锌对IPEC-J2细胞基本没有影响,随锌浓度递增细胞增殖幅度升高;乳酸锌处理IPEC-J2细胞后,ZnT2、DMT1、IREG-1及MT1mRNA表达随锌浓度增高而升高,ZIP4mRNA表达则随锌浓度增高而降低。添加乳酸锌可以促进IPEC-J2细胞增殖,上调ZnT2、DMT1、IREG-1、MT1mRNA表达,下调ZIP4mRNA表达。

铜绿假单胞菌AmpC酶基因、调控基因及氨基酸序列研究

目的 测定不同耐药谱铜绿假单胞菌AmpC酶ampC基因、调控基因及氨基酸序列。方法 筛选铜绿假单胞菌株 6株 ,获取AmpC酶及鉴定 ,菌落PCR扩增目的基因片段 ,鉴定产物 ,测序。结果 测出了铜绿假单胞菌AmpC酶部分ampC基因、调控基因ampR、ampD及部分ampE的核苷酸序列。结论 所观察耐药菌株的ampC基因和调控基因ampR、ampD及ampE与标准菌株染色体介导的AmpC酶基因及氨基酸序列具有同源性 ;发现一些新突变位点。

植物抗病性信号传导调控基因的克隆与表达检测方法的研究

建立了从不同植物中克隆抗病性信号传导调控基因及检测其表达的方法 ,并优化了相关条件。用RT PCR和PCR方法从拟南芥、烟草、番茄、中华鳖中克隆了 7个信号传导通路中 18个调控基因的cDNA和DNA序列 ,它们分别是 :抗病基因Pto介导的蛋白激酶级联中的Pti4、Pti5和Pti6 ,细胞编程死亡通路中的Hin1和hsr2 0 3,水杨酸介导的系统性获得抗病性通路中的NPR1,乙烯信号通路中的ETR1、ERS1、CTR1、EIN2和ERF1,茉莉酸信号通路中的COI1,核黄素信号通路中的RFBP和LR ,脱落酸信号通路中的ABF3、ABF4和ABH1,以及调控不同信号通路的通调基因NDR1。进一步研究了这些基因表达的定量测定方法 :用细菌激发子harpinEa处理植物 ,提取RNA作为cDNA第1链合成的模板 ,以在真核生物中广泛同源和高度保守的细胞伸长翻译因子基因EF1α为内参 ,用半定量RT PCR法测定基因mRNA的积累 ,可以比较准确地检测不同基因的相对表达水平。

芍药花色调控基因的密码子使用模式及其影响因素分析

【目的】芍药花色的优劣影响其观赏价值和商业价值,研究芍药花色调控基因的密码子使用偏好性和密码子使用模式的影响因素,为芍药花色调控基因在m RNA翻译、转基因设计、新基因表达与功能预测以及分子生物进化研究提供参考。【方法】根据前期芍药花色嵌合体品种‘金辉’转录组测序筛选的6 345个芍药花色调控基因,并根据CDS序列特征和大于300 bp原则进行过滤后最终获得的2 234个基因序列作为研究对象,利用Mobyle软件计算GC含量、第1与2位密码子的平均GC含量(GC12)、第3位密码子的GC含量(GC3s)、有效密码子数ENC、密码子适应指数CAI、相对同义密码子使用度RSCU等密码子偏性指标,其次进行中性绘图(GC12 vs.GC3)、ENC-GC3s绘图以及PR2(Parity Rule 2)绘图分析,并运用多元统计分析方法探讨突变压力和选择作用对密码子使用模式的影响程度,最后以5%CAI值作为高、低表达样本组,计算这两个样本组的同义密码子相对使用度,利用卡方检验Chi-square test分析两组之间的显著性差异来确定最优密码子。【结果】芍药花色相关基因的密码子GC3s含量为46.37%,大部分基因GC含量主要分布在30%—55%;中性绘图分析表明GC3s与GC12呈极显著的正相关(R2=0.202,P<0.01);ENC-GC3s绘图表明大部分基因分布在标准曲线周围,也有一部分基因分布在标准曲线下方较远的位置,同时大部分基因(ENCexp-ENCobs)/ENCexp比值集中分布在0.0—0.4;PR2绘图分析显示密码子第三位T的使用频率高于A,C使用频率高于G,表明嘌呤(A和G)与嘧啶(T和C)的使用频率并不均衡;对应性分析COA(Correspondence Analysis)表明,第一轴上显示了38.09%的差异,其他3个轴分别为18.42%、15.09%、14.59%,表明芍药花色调控基因的密码子使用模式评价以第一轴(Axis 1)为主;突变压力和选择作用分析发现,第一主轴与GC3s、CAI的相关系数均达到极显著正相关(R2=0.736,P<0.01;R2=0.286,P<0.01);利用△RSCU和卡方显著性检验的方法,确定了21个为芍药花色调控相关基因的最优密码子,其中18个以G或C结尾,仅CGU、GGU等2个密码子以U结尾。【结论】芍药花色调控基因的最优密码子多数以G/C结尾,并且密码子使用模式主要受到碱基差异(R2=0.736)和基因表达水平(R2=0.286)共同作用的影响,其中碱基差异占主导因素。本研究了解了芍药花色调控基因的密码子使用模式情况,为通过密码子改造开展芍药花色遗传改良以及分子进化研究提供了一定的理论依据。

植物花青素生物合成中的调控基因

文章概述了植物花青素的生物合成途径,重点介绍了植物花青素调控基因在几个重要的模式植物中的调控特点及其调控机制。

清香散对脾胃湿热证大鼠模型胃粘膜上皮细胞凋亡及相关调控基因(Bcl-2、P53)表达的影响

目的:用分子生物学技术探讨脾胃湿热证细胞凋亡的特征及变化规律,揭示清香散治疗脾胃湿热证的作用机制。方法:采用TUNEL法检测胃粘膜组织(胃窦、胃体)的凋亡细胞及免疫组织化学法同步检测胃粘膜上皮Bc l-2、P53等基因相关蛋白。结果:造模组胃粘膜细胞凋亡指数(AI)明显高于清香散组和正常对照组(P<0.05);胃粘膜Bc l-2、P53表达,造模组均显著高于清香散组和正常对照组(P<0.05),而清香散组和正常对照组之间则无明显差异(P>0.05)。结论:脾胃湿热证造模组AI增高,P53、Bc l-2表达均增强。清香散可以抑制胃粘膜Bc l-2、P53蛋白表达的异常改变,从而促进细胞凋亡趋势向正常。

利用混池重测序鉴定萨福克绵羊超数排卵关键调控基因

旨在对萨福克绵羊超数排卵处理基础上,通过基因组混池重测序鉴定影响超数排卵效果的关键调控基因。本研究对93头年龄在2~3岁之间、健康状况良好的萨福克供体绵羊进行超数排卵处理后,选取超数排卵效果良好(获得的胚胎数大于等于15枚)的30头个体组建高产群体,同时选取超数排卵效果不良(获得的胚胎数小于等于9枚)的30头个体组建低产群体。对2个群体进行基因组混池重测序,并对2个群体中发现的SNPs进行选择消除分析和基因富集分析。结果表明,超数排卵获得头均总胚胎数为(12.55±7.97)枚,头均可用胚胎数为(7.76±7.43)枚。构建的高产群体和低产群体平均可用胚胎分别为(14.97±8.38)枚和(2.27±2.10)枚。在高产群体和低产群体中分别检出20 189 224和20 396 751个SNPs,对这些SNPs进行选择消除分析和基因富集分析表明,共有11个候选基因能够影响萨福克绵羊超数排卵过程,其中7个基因属于HOXA基因家族,2个基因尚未被验证功能,剩余2个基因分别为DPH6和AKAP6。总体来讲,基于对萨福克绵羊超数排卵高产群体和低产群体的基因组混池重测序,共筛选得到11个关键调控基因,进一步验证HOXA基因家族、DPH6和AKAP6基因在卵泡发育中的作用将有助于解释家畜超数排卵调控机制。