虾肝肠胞虫水通道蛋白基因EHP00_492的克隆与表达特征分析

【目的】克隆虾肝肠胞虫(Enterocytozoon hepatopenaei,EHP)水通道蛋白编码基因EHP00_492,分析其在EHP成熟孢子中的表达特征,为研究EHP水通道蛋白的功能提供理论基础。【方法】以虾肝肠胞虫为材料,克隆获得完整的EHP00_492基因,对其进行序列特征分析,构建pCold-TF-EHP00_492重组表达载体,转化至大肠杆菌中异源表达重组蛋白,制备兔多克隆抗体。利用蛋白免疫印迹实验和间接免疫荧光实验分析EHP00_492在EHP成熟孢子中的表达定位特征。【结果】EHP00_492的编码基因全长729 bp,由242个氨基酸组成,富含亮氨酸,预测分子量为25 kD,无信号肽,含有6个跨膜结构域,具有MIP蛋白家族结构域和2个水通道蛋白保守的NPA/G基序。此外,EHP00_492与其他微孢子虫水通道蛋白序列同源性较高,系统进化树分析结果显示,EHP00_492与毕氏肠胞虫EBI_27080蛋白亲缘关系最近。AlphaFold分析发现,EHP00_492与已鉴定的家蚕微孢子虫水通道蛋白NbAQP和兔脑炎微孢子虫水通道蛋白EcAQP的蛋白质三维结构高度相似,推测EHP00_492是一个潜在的水通道蛋白。蛋白免疫印迹结果显示,EHP00_492蛋白在EHP成熟孢子中有表达,分子量为21 kD。亚细胞定位分析结果显示,EHP00_492蛋白定位于EHP成熟孢子的孢壁上。【结论】初步明确了EHP00_492蛋白的序列特征、结构特征及其与其他微孢子虫水通道蛋白的亲缘关系,以及其在EHP成熟孢子中的表达定位特征,可为进一步研究EHP水通道蛋白的功能提供基础。

微孢子虫极管蛋白的研究进展

微孢子虫是一类专性细胞内寄生的真核微生物,可以感染无脊椎动物、脊椎动物乃至人类,引发的微孢子虫病对人类健康或经济动物生产造成严重危害。所有微孢子虫都拥有一个特殊的侵染结构——极管。极管蛋白(polar tube protein,PTP)特异定位于微孢子虫极管上,是组装极管的重要成分。本文综述了国内外有关微孢子虫极管蛋白的发现、分类、特征以及功能等方面的研究成果,重点介绍了3种主要极管蛋白PTP1、PTP2、PTP3的氨基酸组成特征、溶解特性和翻译后修饰特征,概述了ptp1、ptp2基因保守座位,PTP1、PTP2、PTP3蛋白之间的互作关系,以及极管蛋白在微孢子虫增殖与侵染宿主过程中发挥的生物学功能。微孢子虫极管蛋白的研究成果对于揭示微孢子虫侵染机制,准确诊断与有效防治微孢子虫病具有重要的理论和实用价值。

《发酵工程》双语教学的探索与实践

中外合作办学作为教育国际化的重要部分,备受关注.西南大学从2016年起招收生物技术专业的中澳合作"2+2"项目,为提高教学质量,将包括发酵工程在内的所有专业必修课进行了全英文/双语的教学改革.对西南大学西塔学院生物技术专业的发酵工程双语教学改革进行调查分析,从教材、教学师资、学生英语水平等方面探究存在的问题与不足,并对发酵工程双语教学的实施途径和效果进行了评价与思考,以期为深化发酵工程双语教学改革提供参考.

家蚕微孢子虫极管蛋白1(NbPTP1)的基因克隆及原核表达

极管作为微孢子虫高度特异的结构,在微孢子虫侵染宿主细胞的过程中扮演重要角色。利用家蚕微孢子虫和兔脑炎微孢子虫基因组数据,通过共线性分析获得一个编码家蚕微孢子虫假定极管蛋白的基因NBO_7g0016。序列特征分析表明该基因编码富含脯氨酸的409个氨基酸,预测蛋白质分子质量39.6 kD,蛋白质序列的N端具有信号肽,有40个潜在的O-糖基化位点和17个磷酸化位点。以家蚕微孢子虫基因组DNA为模板克隆NBO_7g0016基因,并构建插入该基因的重组质粒,转化E.coli BL21(DE3)进行原核表达,融合蛋白经亲和层析纯化后免疫昆明小鼠制备多克隆抗体。免疫印迹实验证明该基因编码的蛋白质在成熟孢子中有表达,间接免疫荧光实验将蛋白质定位于家蚕微孢子虫的极管,确证该蛋白质为家蚕微孢子虫极管蛋白1(NbPTP1,GenBank登录号:EOB15198.1)。初步推测家蚕微孢子虫极管蛋白1具有糖基化修饰特征。

家蚕微孢子虫ADP/ATP转运蛋白的原核表达及间接免疫荧光定位分析

【目的】家蚕微孢子虫Nosema bombycis ADP/ATP转运蛋白可能参与搬运宿主细胞的能量。本研究克隆家蚕微孢子虫ADP/ATP转运蛋白基因,并进行原核表达、抗体制备及间接免疫荧光定位,为控制和防治家蚕微粒子病提供理论基础。【方法】通过同源序列比对鉴定家蚕微孢子虫N.bombycis ADP/ATP转运蛋白序列,采用生物合成的方法将编码3段面向膜内侧肽段的核酸序列拼接合成,在其两端引入BglⅡ和SalⅠ酶切位点,克隆至pUC57载体并测序,再亚克隆至含有二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase,DHFR)标签的表达载体pQE40中,然后利用BamHⅠ和SalⅠ酶切获得含有DHFR标签的重组序列,并连接至pET30a(+)载体中进行诱导表达。通过SDSPAGE、镍柱亲和层析和免疫印迹法鉴定表达蛋白,利用间接免疫荧光对ADP/ATP转运蛋白的分布进行检测。【结果】家蚕微孢子虫的ADP/ATP转运蛋白编码序列(GenBank登录号为EOB13854.1)全长1 524 bp,编码蛋白含有507个氨基酸残基,预测分子质量为59 kDa,等电点为9.35。具有12个跨膜结构域和TLC结构域,其中TLC结构域含有4个功能保守位点。与蜜蜂微孢子虫的ADP/ATP转运蛋白比较,氨基酸序列一致性达30%。系统进化分析表明微孢子虫ADP/ATP转运蛋白聚为一类,具有共同的起源。成功构建了NbADP/ATP-△TM-DHFR-pET30a原核表达重组质粒,目的基因获得表达,其融合蛋白分子量约为37 kDa,纯化重组蛋白并制备了多克隆抗体。免疫印迹分析表明,成熟微孢子虫中表达ADP/ATP转运蛋白;间接免疫荧光定位结果显示,家蚕微孢子虫孢子ADP/ATP转运蛋白定位于孢子质膜上。【结论】本研究将为阻断微孢子虫能量来源,达到控制和防治家蚕微粒子病提供新的思路。

虾肝肠胞虫的3种快速显微镜检查法

虾肝肠胞虫Enterocytozoon hepatopenaei是近年来备受关注的病原性微孢子虫,严重影响对虾生长,并在东南亚及我国大部分对虾主产区迅速蔓延,极大地制约对虾养殖业的健康发展.特异、快速、便利地确诊EHP感染,在对虾育种、育苗及养殖过程中具有重要意义.本研究基于微孢子虫的孢子具有高度折光性,孢壁结构含较厚几丁质层及碘化丙啶可穿透孢子活细胞膜的特性,开展虾肝肠胞虫的光学显微成像研究,展示普通光镜法、微分干涉差显微成像法、荧光增白剂(fluorescent brightener 28)染色法及与碘化丙啶(Propidium Iodide)共染的双色荧光法在虾肝肠胞虫快速光镜检测诊断中的应用.实验建立的双色荧光镜检法无需固定和洗涤,具有操作简便,无专业技术要求的特点,可在10 min内完成样品的初筛检测,为虾肝肠胞虫的早期筛查及养殖塘样品快速诊断提供价廉、省时且易操作的检测手段.

家蚕微孢子虫蛋白水解酶的活性检测及质谱鉴定和序列分析

微孢子虫的蛋白水解酶类不仅参与代谢活动,而且可能作为一种潜在的侵染宿主的毒力因子。为了研究家蚕微孢子虫蛋白水解酶的种类及蛋白质结构特点,将家蚕微孢子虫总蛋白经非变性凝胶电泳后与底物酪蛋白孵育,检测到可水解酪蛋白的蛋白酶类的活性。采用质谱法分析该类蛋白酶主要是锌离子依赖型的细胞质型亮氨酰氨肽酶和丝氨酸蛋白酶。细胞质型亮氨酰氨肽酶序列是由1 515个碱基编码的505个氨基酸组成,无信号肽,有2个潜在的锌离子结合部位,属于金属蛋白酶M17家族;丝氨酸蛋白酶具有肽酶S8结构域和跨膜域。通过序列比对发现在兔脑炎微孢子虫、蝗虫微孢子虫、蜜蜂微孢子虫、肠道微孢子虫和比氏肠道微孢子虫中均有这2种酶,且相似度较高,其进化较为保守。

几种常见桑树病害的识别与防治

桑树是蚕桑产业的重要物质基础。为确保桑树健康成长,促进产业发展,桑树病害的有效识别与及时防控尤为重要。真核微生物、原核微生物及非细胞类病毒中均存在能引发桑树传染性病害的病原微生物。其中由真核微生物引起的桑里白粉病与桑椹菌核病,原核微生物引起的桑青枯病与桑疫病是爆发频繁、危害极大的桑树病害。本文就这四种桑树病害的病原、侵染循环、病害识别及防治方法等进行系统梳理,并简要介绍几种非细胞类微生物引起的桑树病害,以期为生产上防治相关病害提供参考。

生物技术专业课程思政建设的若干思考——以《微生物学》《发酵工程》为例

课程思政教学改革在我国高校被广泛关注,如何在专业课的教学中融入思政元素,是一个值得探讨的问题。《微生物学》和《发酵工程》是高校生物技术专业的核心课程,本文以这2门课融入课程思政的教学实践出发,对专业课实施课程思政的必要性、课程思政过程中可能存在的问题以及具体实施策略进行了系统阐述,并提出了如何加强生物技术专业课程思政建设的若干思考,以期为相关生物类专业课程思政教学改革提供参考。

家蚕微孢子虫极管蛋白2(NbPTP2)的表达、纯化和定位特征

【目的】微孢子虫是一种细胞内专性寄生的真核生物,几乎能感染所有生物,包括人类。极管作为微孢子虫特有的侵染器官,主要由极管蛋白组成。极管蛋白在微孢子虫侵染宿主与稳定孢子结构中发挥重要作用。本研究通过克隆、表达家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)极管蛋白2(NbPTP2),分析其在成熟孢子极管上的定位特征,为深入研究极管蛋白的功能打下基础。【方法】克隆家蚕微孢子虫NbPTP2。利用Expasy、SignalP 4.1、TMHMM Server V.2.0和NetPhos 3.1 Server等在线软件对NbPTP2的序列特征进行分析,包括氨基酸组成、蛋白质理论分子量、等电点、信号肽、跨膜结构域和磷酸化位点。此外,利用MEGA 7.0软件构建不同种属微孢子虫极管蛋白2的系统进化树。通过克隆NbPTP2,将其与原核表达载体pET32a(+)连接,构建pET32a(+)-NbPTP2重组表达质粒。将测序正确的重组质粒转化到大肠杆菌Rosetta中,IPTG诱导异源表达,经镍柱亲和层析纯化融合蛋白后免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。利用免疫印迹检测NbPTP2在成熟孢子中的表达情况,并通过间接免疫荧光试验(IFA)分析NbPTP2在家蚕微孢子虫成熟孢子中的定位特征。【结果】成功克隆并获得长为834 bp的NbPTP2基因序列,该蛋白编码278个氨基酸残基,理论分子质量为30.9 kD,等电点为9.39,无跨膜结构域,N端存在信号肽,具有潜在的磷酸化修饰位点。系统进化树分析结果显示,家蚕微孢子虫NbPTP2与西方蜜蜂微孢子虫NaPTP2、东方蜜蜂微孢子虫NcPTP2的亲缘关系最近。Western blot结果表明,NbPTP2编码的蛋白质在成熟孢子的孢子总蛋白中有表达,分子量大小约为39 kD。IFA定位特征分析结果显示,NbPTP2能定位于家蚕微孢子虫的整条极管上,证实其为一种极管蛋白。【结论】明确了NbPTP2与其他微孢子虫极管蛋白2的亲缘关系,NbPTP2在成熟家蚕微孢子虫中有表达,且能定位于微孢子虫发芽后的整条极管上。研究结果可为极管的结构解析与极管蛋白功能的研究提供依据。

家蚕微孢子虫总蛋白两条大分子量主带的LC-MS/MS分析

为了深入认识家蚕微孢子虫高分子量蛋白的主要组成,我们采用LC-MS/MS技术鉴定分析玻璃珠破碎法提取的家蚕微孢子虫总蛋白中85kD以上两条主要蛋白带。我们从H1带(位于150～200kD之间)中成功鉴定出16个蛋白,包括极管蛋白3(PTP3)、极管蛋白2(PTP2)、真核蛋白翻译起始因子(eIF2C2)、延伸因子(EF1-alpha、EF2)、肌动蛋白(actin)等。这暗示两种结构蛋白PTP3与PTP2以及蛋白翻译延伸因子(EF1-alpha、EF2)与肌动蛋白(actin)可能各形成一个复合体。并且用SDS或β-巯基乙醇处理时,这两个复合物是稳定的,表明这些复合物的相互作用力不仅仅是通过二硫键。H2带(85～100kD)鉴定出主要集中在水解酶、蛋白合成与折叠、细胞结构、运动四个方面的20多个的蛋白。从两条蛋白带鉴定出PTP3与PTP2、三磷酸腺苷酶(ATPase)或过渡期内质网三磷酸腺苷酶(ATPase-TER94)、蛋白翻译因子(eIF2C、EF1-alpha、EF2)、HSP70、Actin、M1家族氨肽酶1(M1family aminopeptidase)6类蛋白。基于蛋白分子质量分析,暗示在家蚕微孢子虫中,这6类蛋白都可能是以复合体形式呈现的。研究结果丰富家蚕微孢子虫高分子量蛋白的数据,同时,为研究非二硫键间的蛋白互作提供了有价值的研究线索。

科研与教学相结合的《细胞生物学实验》教学模式探究——基于《细胞生物化学》课程的探索

《细胞生物化学》课程是以生物化学和细胞功能调控为基础,特别强调理论联系实际研究的一门专业必修课程。以《细胞生物化学》课程为载体,从教学内容、教学方法及考核手段等多方面进行优化,并加入研究实例分析、翻转课堂和课题研讨等环节,开展研究性教学模式的改革和探索,旨在养成学生主动学习、积极思考、勤于动手的习惯和能力,亦为培养具有创新性思维及解决实际问题能力的生物化学科研人才提供思路和借鉴。

家蚕C-型凝集素11基因BmCTL11的克隆及表达分析

昆虫的C-型凝集素参与先天免疫系统中细胞间的相互作用,家蚕C-型凝集素11(C-type lectins,CTL11)基因BmCTL11是经家蚕微孢子虫(Nb)感染诱导后在蚕体内持续高量表达的基因。用生物信息学方法分析BmCTL11基因编码有307个氨基酸的多肽,预测分子质量34.51 kD,等电点4.69,含2个串联的典型C-型凝集素糖识别结构域,与烟草天蛾的IML-1蛋白进化距离最近。RT-PCR检测BmCTL11基因在家蚕幼虫时期的转录水平较高,并在多个组织有转录。将灭活的家蚕病原细菌、真菌、微孢子虫、病毒等注射家蚕5龄幼虫后的24 h内,qRT-PCR检测BmCTL11基因在幼虫脂肪体和中肠组织内的转录水平均发生上调,说明该基因能够被多种病原微生物诱导。以家蚕5龄第3天幼虫脂肪体c DNA为模板克隆了BmCTL11基因,连接到p ET-32a载体,诱导表达后将纯化的融合蛋白免疫昆明鼠制备出效价为1∶102 400的BmCTL11多克隆抗体。Western blot分析结果显示,BmCTL11蛋白可能以二聚体形式主要分布于家蚕脂肪体、血浆、中肠、表皮等组织中,推测BmCTL11在家蚕识别病原微生物并介导引发进一步的先天免疫反应过程中有重要的作用。

浅谈蚕桑专业《发酵工程》课程教学改革

针对蚕桑专业新型人才培养的需要,从优化更新教学内容、完善教学方法手段、整合多种考核方法等方面对发酵工程课程进行了教学改革探索。以期提高教学质量,提升学生自主学习和创新能力,把学生培养成应用型、创新型人才,更好地为蚕桑产业发展服务。

家蚕微孢子虫极管蛋白1(NbPTP1)在果蝇S2细胞中的表达与糖基化修饰

极管蛋白(Polar tube protein)是极管的主要成分,能特异性定位于微孢子虫极管,在微孢子虫侵染宿主过程中发挥重要作用。文中分析了家蚕微孢子虫极管蛋白1中潜在的O-、N-糖基化修饰位点,克隆了家蚕微孢子虫极管蛋白1全基因序列,并将其插入带有V5和His标签的真核表达载体pMT/Bip/V5-His A中,成功构建了pMT/Bip/V5-His A-NbPTP1重组质粒,经转染果蝇S2细胞后,发现NbPTP1基因能在果蝇细胞中高效表达。此外,Lectin blotting和β-消除反应分析结果表明:果蝇S2细胞内表达的NbPTP1具有O-糖基化修饰特征。以上结果为研究NbPTP1的糖基化修饰特征与其功能之间的关系提供了基础,有助于揭示微孢子虫侵染机制,建立可行有效的微孢子虫病诊断和防治措施。