棉花β-tubulin基因家族的鉴定及其在纤维发育中的表达

【目的】β-微管蛋白是棉纤维细胞形态建成的基本结构单位,在纤维发育过程中具有重要作用。通过鉴定棉花β-tubulin基因家族成员,并进行生物信息学和表达模式分析,为深入探究β-tubulin基因在棉花纤维发育中的作用提供理论依据。【方法】利用BLAST方法,在4个棉种基因组中鉴定β-tubulin基因家族成员,并结合ProtParam tool分析理化性质、MEGA7.0构建系统进化树、Mapchart2.2绘制染色体定位图、MEME分析保守基序、PlantCARE分析启动子顺式作用元件;根据39个材料发育纤维转录组数据分析陆地棉β-tubulin基因家族的表达水平,并利用Spearman相关性分析鉴定影响纤维品质性状形成的β-tubulin基因。【结果】在陆地棉(Gossypiumhirsutum,AD1)、海岛棉(Gossypiumbarbadense,AD2)、亚洲棉(Gossypiumarboretum,A2)和雷蒙德氏棉(Gossypiumraimondii,D5)基因组中分别鉴定到36、37、19和18个β-tubulin基因,且在四倍体棉种中的数目约是二倍体棉种数目的二倍,系统进化将其分为ClusterⅠ—ClusterⅤ共5个亚组。系统进化与共线性分析发现,与陆地棉β-tubulin基因家族相比,海岛棉与二倍体亚洲棉和雷蒙德氏棉亲缘关系更近。保守结构域均具有典型的Tubulin和Tubulin-C。理化性质分析表明,该家族基因编码的氨基酸数目为421—508,等电点为4.68—5.09。启动子顺式作用元件分析获得生长发育响应相关元件、激素响应相关元件和胁迫响应相关元件等,表明β-tubulin基因参与细胞的生长调节。利用TM-1转录组数据对36个陆地棉β-tubulin基因表达模式进行聚类分析,发现有42%基因在纤维中优势表达;此外,利用海陆群体动态纤维转录组数据筛选到1、6和11个β-tubulin基因分别与纤维马克隆值、比强度和纤维长度显著相关,其中4个基因同时影响纤维长度和比强度性状。【结论】4个棉种中共鉴定出110个β-tubulin基因家族成员,氨基酸理化性质和序列高度保守而启动子序列调控元件多样;筛选出陆地棉纤维优势表达的β-tubulin基因家族成员,并发掘潜在调控纤维发育的候选基因。

美洲斑潜蝇不同寄主种群及地理种群间的β-tubulin基因序列分析

【目的】通过对美洲斑潜蝇β-tubulin基因序列的比较,分析不同寄主种群和地理种群的遗传分化情况。【方法】对中国美洲斑潜蝇Liriomyza sativae Blanchard 5个寄主种群以及6个地理种群的β-微管蛋白基因(β-tubulingene)进行测序,运用软件DNAStar和MEGA对美洲斑潜蝇不同地理种群及寄主种群的β-tubulin基因序列的遗传分歧及相似性进行分析,并建立系统发生树。【结果】DNAStar和MEGA两种软件对美洲斑潜蝇不同寄主种群以及地理种群间的遗传关系的分析可得到相似的结果。在美洲斑潜蝇寄主种群和地理种群序列变异分析中,共发现8个变异位点,序列长度比较保守,均没有碱基的插入或缺失。美洲斑潜蝇不同寄主种群之间以及地理种群之间的β-tubulin基因序列相似性极高,都在98%以上。【结论】虽然基于β-tubulin基因序列所显示的美洲斑潜蝇各寄主种群之间以及地理种群之间的遗传分化很小,但是其分化趋势分别与对寄主的嗜好程度以及地理分布基本吻合。

弓形虫不同分离株α-Tubulin和β-Tubulin基因PCR-RFLP分析及其探针制备

目的不同分离株弓形虫α-Tubulin和β-Tubulin基因的PCR-RFLP分析及其杂交探针制备。方法PCR体外扩增α-Tubulin和β-Tubulin基因片段并进行RFLP分析;采用随机引物法用地高辛(DIG-11-dUTP)标记探针并同基因组DNA进行Southern杂交分析。结果从5株弓形虫分离株的基因组DNA中均扩增出α-Tubulin基因的818bp片段和β-Tubulin基因的959bp片段,RFLP分析弓形虫各分离株间酶切图谱未见差异。探针的特异性和敏感性较好。结论α-Tubulin和β-Tubulin基因在弓形虫中高度保守;α-Tubulin和β-Tubulin基因杂交探针可用于Southern杂交。

慈竹β-tubulin基因片段的克隆及序列分析

利用Trizol一步法提取慈竹幼笋总RNA,运用RT-PCR方法首次在慈竹中克隆到3条β-tubulin基因部分序列,命名为Na-βtub1、Naβ-tub2、Naβ-tub3,长度分别为958bp、958bp和959bp,分别编码318、318和319个氨基酸。核酸和氨基酸的序列比对分析结果表明,慈竹中3条β-tubulin基因核酸和推测的氨基酸序列之间相似性分别为92.46%和98.22%,与禾本科植物水稻、玉米、小麦的β-tubulin基因核酸和氨基酸序列相似性分别在89%和95%以上。

茯苓β-tubulin基因实时荧光定量PCR体系的建立和评估

旨在以不同生长时期茯苓为材料,β-tubulin基因为内参基因,建立实时荧光定量PCR体系。根据Gen Bank上同为真菌的黄曲霉菌β-tubulin基因保守区域设计内参引物,以茯苓菌丝体、初期菌核和成熟期菌核c DNA为模版,检测内参引物的特异性和稳定性;并对PCR反应体系中的引物浓度和模板浓度进行优化;最后利用茯苓转录组数据中6个显著差异表达基因对优化后的反应体系进行表达分析与验证。结果显示,综合扩增曲线和溶解曲线分析,在茯苓不同生长发育时期,β-tubulin基因表达水平基本恒定;对比内参引物在不同浓度条件下的扩增效率,得到模板和引物的最优浓度分别为80 ng/μL和1μmol/L。在优化后的反应体系中,6个差异表达基因的表达变化趋势与转录组测序结果基本一致,得到的线性相关系数r值均大于0.9,呈显著性正相关。成功地建立了以β-tubulin基因为内参基因的茯苓实时荧光定量PCR体系。

抗苯并咪唑的小麦赤霉病菌β-tubulin基因序列分析与特性研究

本研究用真菌 β-微管蛋白基因的通用寡聚核苷酸引物 B1和 B3,扩增并克隆了一段 82 1bp的小麦赤霉病菌 Fusarium graminearum的 β-微管蛋白基因片段 ,并进行了序列测定。根据该序列设计了 F.graminearumβ-微管蛋白基因的特异性测序引物 ,测定了赤霉病菌对多菌灵不同抗感菌株的β-微管蛋白基因核苷酸序列 ,结果表明不同 F.graminearum菌株的 β-微管蛋白的 16 5,198,2 0 0和 2 57位氨基酸未发生突变 ,在克隆的片段内也未发现核苷酸突变引起的氨基酸改变。表明该菌对多菌灵产生抗性的分子机制与目前已知的其它真菌有所不同 ,有待进一步研究。

基于ITS和β-tubulin基因分析的居间疫霉菌系统发育

【目的】对我国亚热带部分森林中的疫霉菌及其所致病害进行了系统调查和分析,研究疫霉菌的种类和遗传多样性,探讨疫霉菌的系统发育关系,为林木疫病的防治提供理论依据。【方法】利用健康叶片诱捕林间溪流里的疫霉菌,对有症状的叶片组织进行分离纯化,显微镜下根据其菌丝分枝和结构特征,初步判定为疫霉菌。对菌株的ITS和β-tubulin基因进行PCR扩增和测序,将序列拼接后,用MAFFT 7.0、PAUP 4.0 beta10、Mr Bayes 3.2.6及PhyML 3.0等软件进行基因序列系统发育分析。【结果】分离鉴定得到46株中国新记录种,通过进一步培养和显微镜下观察,其形态特征与居间疫霉菌Phytophthora intercalaris相吻合。拼接之后得到完整的ITS序列为847~849 bp,与参考菌株(KT163268)序列一致性为99.29%~99.53%;β-tubulin序列均为882 bp,与参考菌株(KT163336)序列一致性为99.43%~99.66%。系统发育分析结果显示供试菌株与居间疫霉菌以100%的支持率聚为一支。本研究不仅增加了居间疫霉菌的菌株数量,也扩大了该菌的分布范围,同时也增加了中国疫霉菌的种类。【结论】居间疫霉菌种内不同地理来源的菌株之间具有较高的序列一致性,但是也存在一些碱基的差异,从而形成不同的基因型。

酒精性肝炎自噬关键基因的筛选及生物信息学分析

目的筛选酒精性肝炎(AH)的自噬关键基因,探讨AH潜在的生物标志物和治疗靶点。方法采用基因表达综合数据库(GEO)中的2个AH基因芯片和从MSigDB、GeneCards数据库中获得的自噬相关数据集,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)获取关键基因。对筛选的关键基因进行基因本体(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)功能富集分析,蛋白质相互作用(PPI)分析,免疫浸润分析,构建信使RNA(mRNA)-微小RNA(miRNA)网络,进行酒精性肝病不同分期的自噬相关关键基因的表达差异分析,并进一步通过实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)在AH患者和小鼠肝脏组织中验证。结果本研究筛选得到了11个与AH自噬相关的基因(EEF1A2、CFTR、SOX4、TREM2、CTHRC1、HSPB8、TUBB3、PRKAA2、RNASE1、MTCL1、HGF),均为上调基因。在AH患者和小鼠肝脏组织中,SOX4、TREM2、HSPB8、PRKAA2在AH组中的相对表达量均高于对照组。结论SOX4、TREM2、HSPB8、PRKAA2可能是AH潜在的生物标志物和治疗靶点。

大豆地方种质资源鲜籽粒可溶性糖含量的全基因组关联分析

【目的】可溶性糖含量是鲜食大豆重要的品质性状之一,研究大豆鲜籽粒可溶性糖含量的遗传变异,深入解析可溶性糖含量的遗传机制,为鲜食大豆种质创新及品质育种提供依据。【方法】利用来自东北大豆生态区、北方大豆生态区、黄淮海大豆生态区和南方大豆生态区的133份大豆地方种质,在2021年连江春季、福清春季和秋季3个环境下对鲜籽粒可溶性糖含量进行表型测定,结合82187个高质量SNP标记,基于混合线性模型MLM(Q+K)对可溶性糖含量进行全基因组关联分析,挖掘可溶性糖含量显著相关的SNP位点,并以显著SNP位点为中心,两端各扩展119.07 kb连锁不平衡衰减距离为候选区间,根据候选区间内基因的注释和组织表达信息预测候选基因。【结果】3个环境下,鲜籽粒可溶性糖含量的变异范围为3.37—33.84 mg·g^(-1),遗传变异系数为24.59%—32.69%,可溶性糖含量遗传率为68.14%。通过全基因组关联分析,连江春季、福清春季和秋季3个环境下分别检测到与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP有6、8和22个,表型变异解释率为12.43%—29.27%,以表型变异解释率较高的9个显著SNP位点所在的候选区间进行搜索,共获得86个基因,结合基因注释和组织表达信息,进一步筛选到9个候选基因,主要涉及转录因子、糖蛋白家族和糖类合成转运等生物学过程。其中,Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300在大豆种子及荚中表达水平较高,可作为大豆鲜籽粒可溶性糖的最具潜力候选基因。【结论】通过全基因组关联分析,检测到36个与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP,进一步筛选出9个候选基因可能参与大豆鲜籽粒可溶性糖含量的调控,其中,Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300可作为调控大豆鲜籽粒可溶性糖含量的关键目标基因。

东秦岭传统村落的景观基因与意象表达——基于11个村落的调研

基于对东秦岭地区11个传统村落的实地考察,研究了该地区传统村落的形成与演化、景观基因及其意象表达,讨论了传统村落所蕴含的古人对人地关系的认识,以及传统村落对乡村振兴与乡村现代化的意义。得到:东秦岭传统村落有世居型和移居型两类,以移居型为主,移居型传统村落按成因不同可分为避乱型、军转型、明志型、生产型4种。东秦岭传统村落的演化受外族群迁入、匪寇侵扰、生产生活方式转变等因素影响,至今仍在发展演化中。东秦岭传统村落的景观基因包括自然景观基因和人文景观基因,其在宏观上依赖自然,在微观上改造自然,呈现因山就势、依水而建、四面围合、家族维系的特征。对应于中国传统村落的基本意象,其中的山水意象和生态意象本质上是古人自然观、生态观的反映,宗族意象和趋吉意象本质上是古人对生存与发展问题思考的反映,而东秦岭传统村落的基本意象为“崇文向善一围落,掩映青山绿水间”。

西北条锈菌源区冬小麦育种抗条锈病基因的利用现状与策略

【目的】了解中国小麦条锈病西北重要越夏菌源区甘肃陇东和陇南近20年育成小麦品种(系)中抗条锈病基因的利用情况,为陇南小麦条锈病遗传多样性控制,持久抗病品种的培育和可持续绿色健康生态农业奠定基础。【方法】于2019—2020年和2020—2021年种植季对117份冬小麦品种(系)甘肃清水县和四川郫都区进行成株期抗条锈病鉴定,2021年分别用条锈菌CYR33和CYR34对117份品种(系)进行苗期抗条锈病鉴定,并利用分子标记对15个抗条锈病基因进行检测。【结果】田间成株期对条锈菌主要流行致病性混合小种抗病的品种(系)占29.1%,其中,25.6%为陇南区域品种(系),3.4%为陇东区域品种(系),另有25.6%陇南区域感病品种(系)表现慢病性(严重度<20%)。有70.1%品种(系)苗期对CYR33表现抗病,其中,57.3%为陇南区域品种(系),12.8%为陇东区域品种(系);仅6.0%品种(系)苗期对CYR34具有抗病性,为陇南区域的兰天131等7个品种(系)。苗期和成株期抗病品种(系)以2010年后育成的兰天、中梁、天选、兰航选系列品种为主。分子标记检测结合系谱分析,发现抗条锈病基因Yr9、Yr10、Yr17、Yr18、Yr26、Yr28、Yr29、Yr30、Yr41、Yr46、YrZH22和YrZH84在所有检测品种(系)中的频率分别为49.6%、1.7%、12.8%、7.7%、12.8%、20.5%、10.3%、34.2%、2.6%、16.2%、15.4%和27.4%,且多以基因聚合体形式存在于品种(系)中,62.4%品种(系)中聚合了2—5个抗条锈病基因,YrZH84、YrZH22和Yr17中的一个或多个基因与其他抗条锈病基因聚合后,品种(系)的条锈病抗性明显高于其他基因组合。此外,在陇南菌源区,以种植小麦为主的山旱地区域(条锈菌越夏区)所推广的品种(系)中,含有Yr10、Yr17、Yr18、Yr28、Yr29、Yr30、Yr41和Yr46的频率较高,越冬区(川水地)推广品种(系)中主要有Yr26、Yr30、YrZH22和YrZH84,越夏区和越冬区品种(系)的抗性遗传背景差异明显,且越夏区品种(系)含有的抗病基因类型多样性高于越冬区。【结论】在越夏菌源区甘肃陇南、陇东的品种(系)中,抗条锈病基因分布频率、抗病基因类型及数量均有明显提高,避免了品种抗病遗传背景单一化问题,实现了品种(系)中的抗病基因较为复杂多样,部分品种的抗病性保持时间长,表明陇南地区利用小麦品种遗传多样性控制条锈病策略的实施已初显成效。

抗虫转基因水稻及其杂交水稻对土壤微生物群落多样性与组成的影响

微生物是土壤物质循环与肥力演变的驱动者,其群落组成关系到土壤微生态系统的稳定与可持续性。对抗虫转基因水稻土壤微生物群落变化的研究是其环境安全性评价的重要内容。本研究基于细菌16S rRNA基因和真菌ITS基因的高通量测序,分析了田间试验中抗虫转基因水稻‘MFB’及其转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’与非转基因常规水稻‘闽恢3301’及杂交水稻‘天优华占’的土壤微生物群落多样性与组成的差异,并得出以下结果。首先,与两个非转基因水稻品种相比,抗虫转基因水稻及转基因杂交水稻均能显著增产(P<0.05)。同时,高通量测序结果表明,除水稻成熟期的土壤真菌群落外,与‘闽恢3301’相比‘MFB’的土壤细菌或真菌群落的α-多样性指数Chao1、Observed_species和Shannon均有所提高,且分别在水稻成熟期或分蘖期达到显著性水平(P<0.05);水稻齐穗期转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’的土壤细菌及真菌群落的多样性指数Shannon均介于‘MFB’与‘天优华占’之间;微生物群落β-多样性分析结果表明,本田间试验中不同品种水稻土壤细菌或真菌的群落组成均没有显著差异。但与‘闽恢3301’相比,稻田土壤细菌中丰度最高的变形菌门的相对丰度在‘MFB’土壤中明显增加,且在水稻分蘖期及成熟期达显著水平(P<0.05),而土壤真菌中丰度最高的子囊菌门的相对丰度在‘MFB’土壤中明显减少,且在水稻分蘖期及齐穗期差异显著(P<0.05);水稻齐穗期‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’的土壤变形菌门或子囊菌门的相对丰度也均介于‘MFB’与‘天优华占’之间。此外,通过对微生物群落的功能组成预测可见,随水稻生长,‘MFB’与‘闽恢3301’的土壤细菌群落功能组成间差异存在增大的趋势。综上所述,本研究田间试验中,抗虫转基因水稻及其转基因杂交水稻在增产的同时提高了稻田土壤细菌或真菌群落的多样性,改变了主要细菌或真菌种类的相对丰度,但对细菌或真菌的群落及功能组成的影响不显著。

石仙桃与细叶石仙桃叶绿体基因组解析及其系统发育

石仙桃和细叶石仙桃均为珍稀濒危的附生兰,两者叶绿体基因组特征及其系统发育报道较少,本研究旨在揭示石仙桃和细叶石仙桃叶绿体基因组特征及其系统发育。2022年5月取驯化栽培的石仙桃和细叶石仙桃幼嫩叶片,基于Illumina测序平台分别获得石仙桃和细叶石仙桃叶绿体序列,用GetOrganelle组装、CPGAVAS2注释,利用生物信息学方法开展重复序列、密码子偏好性、四分体边界等叶绿体特征分析,并从NCBI上下载相关的序列开展基因组比较与系统发育分析。石仙桃叶绿体基因组大小为159122 bp(GC含量为37.41%),细叶石仙桃叶绿体基因组大小为158798 bp(GC含量为37.47%),两者均包括大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和反向重复序列(IRa/IRb)。石仙桃与细叶石仙桃均注释了113个基因,其中编码蛋白质的基因79个,石仙桃中编码79个蛋白质基因使用22968个密码子,编码亮氨酸的UUA相对同义密码子使用频次(RSCU)达到1.90;细叶石仙桃中编码79个蛋白质的基因使用22923个密码子,编码亮氨酸UUA的RSCU达到1.91。石仙桃叶绿体基因组中共有44个简单序列重复(SSR)、47个散在重复、26个串联重复;细叶石仙桃有32个SSR、25个散在重复、30个串联重复。石仙桃属6个物种的四分体边界及共线性无大片段变化,但存在核苷酸多态性,trn K-UUU、trn Q-UUG、rpl16等基因可作为物种的分子标记候选基因。系统分析明确了石仙桃和细叶石仙桃等石仙桃属物种与蜂腰兰和流苏贝母亲缘关系较近,并同处于附生兰的分支中,叶绿体基因组大片段倒置等可能是兰科适应生活习性改变的原因之一。本研究明确了石仙桃和细叶石仙桃叶绿体基因组特征,探讨了其系统发育及兰科生活习性与叶绿体基因组之间的关系,为进一步分类和分子标记开发等相关研究奠定了基础。

新生儿ABO*A2.08亚型等位基因的鉴定及蛋白结构分析

目的:研究ABO*A2.08亚型的血清学特征和蛋白结构,探究其遗传学分子机制。方法:利用血清学方法对先证者及其家系成员进行ABO血型鉴定,应用聚合酶链反应-序列特异性方法进行ABO基因分型,并对ABO基因第6、7外显子直接测序分析,通过同源蛋白保守性分析、3D分子建模和蛋白稳定性预测探究A2.08亚型中基因突变对GTA蛋白结构稳定性的影响。结果:先证者血清学结果为Ax亚型,ABO基因分型明确先证者的基因型为ABO*A207/08;先证者的父亲基因测序结果证实ABO基因第7外显子存在c.539G>C特征性变异,导致多肽链p.Arg180Pro(R180P)替换。3D蛋白分子建模与分析提示R180P突变后蛋白结构中局部氨基酸的氢键数目发生改变,蛋白稳定性预测显示该突变对蛋白结构稳定性影响较大。结论:ABO基因第7外显子c.539G>C突变导致多肽链氨基酸替换,影响了GTA蛋白结构的稳定性,引起酶活性改变,产生A2.08表型,且该变异基因可稳定遗传。

Shwachman-Diamond综合征7例患儿临床特点和基因变异分析

目的 探讨Shwachman-Diamond综合征(SDS)患儿的临床表型和基因变异特点。方法 选取2018年1月至2023年9月于儿内分泌遗传科长期随访的7例SDS患儿,收集其临床资料,采集外周血样进行外显子组测序(ES)分析,并通过Sanger测序对变异位点进行家系验证。结果 7例SDS患儿中男3例、女4例,初诊中位年龄为3.0(0.9~4.0)岁,6例为SBDS基因缺陷,1例为EFL1基因缺陷。6例SBDS缺陷的患儿中,5例携带复合杂合突变,2例为c.258+2T>C/c. 183_184 delinsCT,1例为c. 258+2 T>C/c. 40 A>G,1例为c. 258+2 T>C/c. 184 A>T,1例为c. 258+2 T>C/第3外显子杂合缺失;余1例携带c.258+2T>C纯合突变。SBDS缺陷患儿以矮小(6/6,100%)伴慢性腹泻(3/6,50%)和反复呼吸道感染(1/6,16.7%)就诊,经检查发现6例(100%)均存在中性粒细胞减少和肝酶升高,4例有骨骼发育异常表现,3例有胰腺外分泌功能不全表现。1例EFL 1缺陷患儿携带复合杂合突变(c. 2260 C>T/c. 316 G>A),表现为矮小和骨骼发育异常,但无胰腺和血液系统受累。结论 SBDS缺陷患儿具有异质性的临床表型,以上发现丰富了中国SDS的表型谱和变异谱,并首次在中国人群中报道了1例EFL1变异患儿的临床特征。对矮小合并中性粒细胞减少、胰腺外分泌功能障碍、骨骼畸形等症状的患儿,应完善基因检测以免漏诊SDS。

2022-2023年山东省A(H1N1)pdm09流感病毒HA、NA基因变异特征分析

目的 了解山东省2022-2023流感监测年度分离的A(H1N1)pdm09亚型流感病毒血凝素(hemagglutinin,HA)和神经氨酸酶(neuraminidase,NA)基因的变异特征,为流感的防控提供科学依据。方法 从流感监测网络实验室分离的流感毒株中按地市随机选取14株A(H1N1)pdm09亚型流感毒株,以WHO推荐的当季疫苗株为参考进行全基因组测序,并采用荧光法开展神经氨酸酶抑制(neuraminidase inhibition,NI)实验以评估药物敏感性。结果 山东省2022-2023年度分离的A(H1N1)pdm09流感病毒属于6B.1A分支中的5a.2a进化簇,核苷酸序列比对分析显示,HA和NA基因与2021-2023年度北半球疫苗株A/Victoria/2570/2019的亲缘关系较为接近,同源性分别为98.5%~98.7%和98.8%~99.1%。氨基酸序列分析显示,HA蛋白有20个位点发生了氨基酸序列变异,并发现1株病毒可能发生抗原漂移,有3株病毒发生了HA蛋白糖基化位点的缺失。NA酶相关重要位点未发生变异。NI实验显示,所测流感毒株均对抗流感病毒药物敏感。结论 所监测毒株与疫苗株整体同源性很高,但氨基酸存在一定程度变异,今后有必要持续开展流感病毒基因变异特征监测以了解流感流行的风险,以及评价基因变异对流感疫苗和治疗药物效果的影响。

大豆籽粒Ve含量的全基因组关联分析

维生素E(Ve)是大豆油中一种天然抗氧化剂,是评价大豆油营养价值的重要指标。本研究利用含有264份的大豆自然群体在2021年和2022年测定了籽粒中α-、γ-和δ-生育酚含量,并进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)。本研究共检测到199个与大豆Ve含量显著关联的SNP位点,其中9个可在2个环境或者2个性状被重复检测到,分别位于3号、7号、11号、12号、13号、15号、17号和18号染色体上。其中位于7号染色体上的显著关联信号是控制α-生育酚含量的主效位点,可在2年环境中被检测到,表型变异解释率为9.83%。对该位点候选基因进行筛选,获得一个编码myb转录因子的基因Glyma.07G054000,可能是这个位点的效应基因。另外,在12号染色体上得到2个编码γ-生育酚甲基转移酶的基因Glyma.12G014200和Glyma.12G014300,有可能是影响Ve含量的重要基因。本研究结果有助于解析大豆籽粒Ve含量的遗传基础及其调控机制,为大豆品质遗传改良奠定了基础。

高原肺水肿大鼠肺组织基因表达谱分析

目的利用基因芯片技术分析高原肺水肿(high altitude pulmonary edema,HAPE)大鼠模型肺组织差异表达基因,为深入探讨HAPE发生的分子机制提供新线索。方法将8周龄健康雄性SD大鼠[体质量(200±20)g]按随机数字表法分为常氧对照(NC)组、脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)组、低压低氧(Hypoxia)组和低压低氧复合低剂量LPS(HL)组。LPS组和HL组按照每100 g体质量尾静脉注射0.1 mL浓度为0.05%的LPS溶液,NC组和Hypoxia组给予等量生理盐水;Hypoxia组和HL组进行模拟海拔5000 m低压低氧处理6 h,NC组和LPS组于舱外同时饲养。检测肺组织的湿/干质量比(wet/dry mass ratio,WDR)、支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)蛋白含量,HE染色观察肺组织病理改变。提取肺组织总RNA,采用Affymetrix基因芯片检测mRNA表达谱,采用Metascape在线基因注释和分析系统(http://metascape.org)对差异表达基因进行基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)信号通路聚类分析。结果HL组大鼠肺组织表现出明显的充血、水肿、肺泡间隔增宽。与NC组比较,HL组大鼠肺WDR显著增加(P<0.01),BALF蛋白含量显著升高(P<0.05)。基因表达检测发现,相对NC组,Hypoxia组有79个基因表达上调,59个基因表达下调,LPS组473个基因表达上调,695个基因表达下调,HL组669个基因表达上调,1253个基因表达下调。GO和KEGG信号通路聚类分析显示:HL组差异表达上调基因主要富集于细胞因子介导的信号通路、对IL-1的反应、炎症反应调节等生物学过程,以及细胞因子-细胞因子受体相互作用、TNF、NF-κB、IL-17、补体和凝血级联反应等信号通路;表达下调的基因主要富集到细胞外基质组织、内皮细胞迁移调控、细胞-基质黏附等生物学过程,以及黏着斑、Wnt、cGMP-PKG、PI3K-Akt、Rap1等信号通路。HL组大鼠肺组织中NF-κB、TNF-α、IL-1β以及IL-6的mRNA表达均显著上调(P<0.01)。结论低氧复合低剂量LPS可稳定复制大鼠HAPE模型,低氧可显著增强LPS诱导的炎症、免疫反应,显著增强炎症介质的表达,促进HAPE的发生发展。

糜子种质资源淀粉含量与Waxy基因等位变异分析

本研究测定了100份糜子种质资源的直链淀粉和支链淀粉含量,采用分子标记对胚乳直链淀粉合成调控基因Waxy进行基因分型,并选取不同直链淀粉含量代表种质资源进行基因测序和差异位点分析。结果表明,100份糜子种质资源直链淀粉含量变化幅度为0~22.78%,平均6.07%,直链淀粉含量低于3.7%的糯性材料占36%,完全糯性材料占24%;支链淀粉含量变化幅度为4.55%~56.73%,平均15.30%。分子标记M5/R11扩增产物能有效区分S_(0)、S_(-15)和S_(0)S_(-15)基因型;标记int5Lf/R3和M12/R12的PCR产物利用内切酶ACC I和Eco N I剪切,可鉴别出L_(C)、L_(Y)、L_(F)基因型。100份糜子种质共发现9种基因型,其中S_(0)/L_(c)数量最多,占33%,S_(-15)/L_(F)占25%,杂合型S_(0)S_(-15)/L_(F)、S_(0)S_(-15)/L_(C)、S_(0)S_(-15)/L_(Y)L_(F)各占2%。通过Waxy基因序列比对,在地方品种甘谷黑蝉背、黑糜子、庆阳饿死牛,育成品种晋黍9号、赤糜2号等种质资源中发现了大量新的SNPs位点,可用于基因功能和糜子育种材料创制研究。本研究结果为糜子分子育种工作及品质改良提供了理论依据。

大豆DELLA基因家族的泛基因组比较和功能分析

DELLA基因与绿色革命密切相关,在提高作物单产上发挥了重要作用.我国大豆单产偏低,对大豆DELLA基因深入研究,创制耐密植的大豆品种,有望大幅提高大豆单产.本研究利用29个大豆种质资源的基因组数据,通过泛基因组分析鉴定了232个大豆DELLA基因,其中19个基因发生移码突变,不能编码有DELLA蛋白特征的产物.分析结果显示,每个种质资源有8个DELLA基因,分别位于不同的染色体上,GmGAI1s和GmGAI2s编码的蛋白具有典型的DELLA结构域;GmRGL2s和10号染色体上GmRGL1编码的蛋白在DELLA,LExLE和TVHYNP保守序列上与GmGAI1s和GmGAI2s蛋白不一致;而来源于20号染色体的GmRGL1蛋白缺失DELLA结构域.表达模式分析显示,GmGAI1s在植物不同组织器官中表达水平较高,可能发挥主要作用;GmGAI2s,GmRGL1 s和GmRGL2s分别在花、果荚、籽粒等的发育过程中优势表达,可能参与了这些组织器官的发育调控.此外,对大豆DELLA蛋白进行互作分析,提出DELLA蛋白调控下游基因表达可能的作用机制.这些结果为进一步明确大豆DELLA基因的生物学功能、创制耐密植大豆种质提供参考.