5-氮杂-2’-脱氧胞苷抑制肾癌细胞增殖及逆转γ-catenin基因甲基化作用

目的:研究甲基化抑制剂5-氮杂-2’-脱氧胞苷(5-Aza-CdR)对人肾癌OS-RC-2细胞生长的抑制作用及对γ-catenin基因甲基化状态的影响,初步探讨肾癌发病机制及临床治疗的可行性。方法:不同浓度5-Aza-CdR处理肾癌细胞OS-RC-2后,采用倒置显微镜观察5-Aza-CdR处理OS-RC-2肾癌细胞株前后细胞形态学变化;四唑蓝(MTT)比色观察细胞经药物处理前后的生长活性;流式细胞仪检测5-Aza-CdR对OS-RC-2肾癌细胞株凋亡的影响;Western blot检测5-Aza-CdR处理OS-RC-2肾癌细胞株后γ-catenin蛋白表达的变化;甲基化特异性PCR(methylation-specific PCR,MSP)检测细胞处理前后γ-catenin基因的甲基化状态。结果:形态学观察显示,用药后癌细胞体积缩小,核固缩,染色质凝聚成块;5-Aza-CdR明显抑制肾癌细胞OS-RC-2的生长;细胞凋亡率增高;药物处理后γ-catenin蛋白表达恢复;未经5-Aza-CdR处理的OS-RC-2细胞中γ-catenin基因启动子区域高甲基化,经10-5mol/L5-Aza-CdR处理72h后,γ-catenin基因启动子区域高甲基化得到逆转。结论:5-Aza-CdR能有效逆转肾癌OS-RC-2细胞γ-catenin基因的异常甲基化,恢复γ-catenin蛋白表达,诱导肾癌细胞凋亡。

E-cadherin、β-catenin、γ-catenin基因在胃癌组织中表达与侵袭转移的相关性

目的探讨上皮型钙粘蛋白(E-cadherin)、连接素-β(β-catenin)及连接素-γ(γ-catenin)基因在胃癌组织中表达与侵袭转移的关系。方法采用免疫组织化学SP方法对60例胃癌、20例癌前病变(包括10例肠化生胃粘膜和10例异型增生胃粘膜)及20例正常组织进行E-cadherin、β-catenin、γ-catenin基因表达情况的检测。结果正常胃粘膜及肠化生胃粘膜组织中E-cadherin、β-catenin、γ-catenin的细胞膜均呈清晰的棕褐色染色;胃异型增生组织中,E-cadherin及β-catenin在同1例细胞膜表达基本丢失,γ-catenin表达未见异常,即在异型增生胃粘膜三者异常表达率为10%(1/10),在胃癌原发灶为80%(48/60),与胃癌Ming分型、TNM分期、淋巴结转移密切相关(P<0.05)。E-cadherin、β-catenin、γ-catenin基因异常表达率分别为61.67%、55.00%、58.33%。结论E-cadherin、β-catenin、γ-catenin基因异常表达导致细胞间粘附性下降,影响了细胞接触性生长抑制等信号的传导,从而参与细胞的恶性转化,与胃癌的生长类型、侵袭转移密切相关,是判断胃癌生物学行为的良好指标。

靶向γ-catenin基因的RNAi对人急性早幼粒细胞白血病HL-60细胞增殖的影响

目的探讨靶向γ-连接素(γ-catenin)基因的RNA干扰(RNAi)对人急性早幼粒细胞白血病细胞株HL-60细胞增殖的影响,为白血病的治疗寻找新的靶点。方法针对γ-catenin基因设计dsRNA,转染HL-60细胞,运用RT-PCR检测细胞γ-catenin mRNA表达,Westernblot检测γ-catenin蛋白表达,MTT法检测细胞增殖活性。结果经dsRNA转染后,γ-catenin基因表达及蛋白表达水平下降,HL-60细胞增殖受抑制。结论靶向γ-catenin基因的RNAi可以有效地降低HL-60细胞中γ-catenin基因表达,抑制HL-60细胞增殖,故γ-catenin基因可能作为潜在的白血病治疗靶点。

艾灸督脉调控Wnt/β-catenin信号通路对APP/PS1双转基因小鼠自噬水平的影响

目的:探讨艾灸督脉对淀粉样前体蛋白/早老素1(APP/PS1)双转基因小鼠自噬及Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白表达的影响,为防治阿尔茨海默病提供实验依据。方法:将12只C57BL/6J雄性小鼠设为正常组,另48只同龄同背景APP/PS1双转基因小鼠随机分为模型组、艾灸组、雷帕霉素组、艾灸+抑制剂组,每组12只。艾灸组隔附子饼灸百会,温和灸大椎、风府,20 min/d;雷帕霉素组腹腔注射2 mg/kg雷帕霉素;艾灸+抑制剂组在艾灸组基础上,腹腔注射3-甲基腺嘌呤1.5 mg/kg。以上3组均每日干预1次,干预2周,每周停1次。正常组和模型组小鼠仅固定,不采取任何干预措施。各组小鼠在干预前后均行水迷宫实验检测逃避潜伏期,透射电镜观察小鼠海马脑区自噬体和自噬泡的数量及形态,免疫组化检测脑区β-淀粉样蛋白1-42(Aβ_(1-42))表达差异,实时荧光定量聚合酶链式法(qRT-PCR)检测海马脑区Aβ_(1-42)mRNA相对表达量,免疫印迹(WB)法检测小鼠海马组织微管相关蛋白轻链3Ⅱ(LC3Ⅱ)/微管相关蛋白轻链3Ⅰ(LC3Ⅰ)、泛素结合蛋白62(p62)、雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、Wnt家庭成员3a(Wnt3a)、糖原合成激酶-3β(GSK-3β)、β-连环蛋白(β-catenin)表达情况。结果:干预后,与模型组比较,艾灸组、雷帕霉素组逃避潜伏期缩短(P<0.05)。模型组和艾灸+抑制剂组海马区自噬泡和自噬体较少,艾灸组和雷帕霉素组自噬泡和自噬体较多。与正常组比较,模型组Aβ_(1-42)阳性表达颗粒数增多(P<0.05);与模型组比较,艾灸组、雷帕霉素组Aβ_(1-42)阳性表达颗粒减少(P<0.05)。与正常组比较,模型组Aβ_(1-42)mRNA相对表达量增多(P<0.05);与模型组比较,艾灸组、雷帕霉素组Aβ_(1-42)mRNA相对表达量减少(P<0.05)。与正常组比较,模型组p62、mTOR、GSK-3β蛋白表达均升高(P<0.05),LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Wnt3a、β-catenin蛋白表达均降低(P<0.05);与模型组比较,艾灸组、雷帕霉素组p62、mTOR、GSK-3β蛋白表达均下降(P<0.05),LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Wnt3a、β-catenin蛋白表达均升高(P<0.05);与艾灸+抑制剂组比较,艾灸组、雷帕霉素组p62、mTOR、GSK-3β蛋白表达均降低(P<0.05),LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Wnt3a、β-catenin蛋白表达均升高(P<0.05)。结论:艾灸督脉可加速APP/PS1双转基因小鼠脑内Aβ的清除,其作用机制可能与艾灸督脉激活Wnt信号通路,进而促进细胞自噬有关。

基于Wnt/β-catenin信号通路的DKK-1抗体药物生物活性报告基因法开发与评估

生物活性检测对于确保治疗性抗体的安全性和有效性至关重要,需要准确反映药物的作用机制(MOA)。作为一类新兴靶点药物,DKK-1抗体在骨质疏松和肿瘤治疗领域展现出巨大潜力。然而,当前针对DKK-1抗体的生物活性评价主要基于碱性磷酸酶活性测定,该方法存在操作复杂、耗时长及结果变异性大等问题,在一定程度上限制了此类抗体的研发及质控。为了建立一种DKK-1抗体高性能生物活性检测方法,本研究引入了报告基因法(RGA),通过将TCF/LEF反应元件控制的稳定表达荧光素酶的报告基因质粒转染HEK 293细胞,成功建立了一种基于DKK-1抗体MOA的Wnt/β-catenin信号通路的报告基因检测方法。该方法经过优化及模拟实验评估,显示出在实际应用中的潜力和可靠性。该新方法的建立预计将进一步促进DKK-1抗体类药物的筛选评估及其在后续开发过程中的质量控制。

β-catenin表达与基因突变在侵袭性纤维瘤病诊断中的作用

目的探讨β-catenin表达与基因突变在侵袭性纤维瘤病诊断中的作用。方法采用免疫组化方法和一代测序的方法对28例侵袭性纤维瘤病和32例形态学相似的梭形细胞肿瘤患者的石蜡组织进行β-catenin蛋白表达分析和CTNNB1基因突变检测。结果96.43%(27/28)的侵袭性纤维瘤病样本和46.88%(15/32)的对照样本中检测到β-catenin阳性表达(P<0.01);89.29%(25/28)的侵袭性纤维瘤病样本和对照样本中检测到CTNNB1基因突变(P<0.01)。在侵袭性纤维瘤病样本中,CTNNB1基因突变主要发生在41密码子和45密码子,其中41密码子突变率为64.29%(18/28)、45密码子突变率为25%(7/28)。结论β-catenin蛋白在侵袭性纤维瘤病中阳性率明显高于其他梭形细胞肿瘤,CTNNB1突变在侵袭性纤维瘤病中很常见,联合β-catenin表达和基因突变检测可辅助诊断侵袭性纤维瘤病。

补中益气汤协同Siβ-catenin调控Wnt/β-catenin信号通路干预肺腺癌顺铂耐药性的分子机制研究

目的:探讨补中益气汤含药血清协同Siβ-catenin调控Wnt/β-catenin信号通路干预A549/DDP细胞顺铂耐药性的分子机制研究。方法:采用siRNA干扰沉默β-catenin的表达,Western blot检测正常血清组、顺铂组、siCTNNB1-235组、siCTNNB1-510组、siCTNNB1-547组A549/DDP细胞的β-catenin蛋白的相对表达量;干扰β-catenin后,Western blot检测各组A549/DDP细胞β-catenin和Survivin的蛋白表达量,MTT法检测各组A549/DDP细胞对顺铂的IC50,Annexin V/PI染色法检测各组A549/DDP细胞顺铂诱导的凋亡率。结果:相较于正常血清组(1.00),siCTNNB1-235组(0.323±0.021)对β-catenin表达抑制率达67%(P=0.000)。RNAi技术沉默β-catenin后,与正常血清组(1.00)相比,补中益气汤联合顺铂组的Survivin(0.247±0.015)和β-catenin(0.257±0.015)蛋白的表达下调更为明显(P=0.000,P=0.000)。IC50和正常血清组(28.330±1.029)µmol/L相比,单独补中益气汤含药血清(20.350±1.155)µmol/L或单独瞬时转染siCTNNB1-235组(15.577±1.535)µmol/L均可降低A549/DDP细胞顺铂的IC50(P=0.000,P=0.000),2者联合(10.453±0.999)µmol/L使用可进一步降低顺铂的IC50(P=0.000)。与正常血清组(9.130±0.384)%相比,瞬时转染siCTNNB1-235联合顺铂组(64.393±0.244)%和补中益气汤联合顺铂组(70.120±0.400)%的总凋亡率均升高(P=0.000,P=0.000)。结论:补中益气汤含药血清和瞬时转染siβ-catenin在抑制Wnt/β-catenin信号通路改善肺腺癌顺铂耐药性方面具有协同效应,且补中益气汤具有siβ-catenin瞬时转染样效应。

低氧微环境通过TGFBI调控Wnt/β-catenin通路介导胰腺癌化疗耐药及机制研究

目的:研究低氧微环境通过TGFBI调控胰腺癌耐药的作用及分子机制。方法:以CCK-8方法检测细胞增殖;以Western blotting技术检测蛋白表达水平;以ImageJ软件分析蛋白灰度值;RNAi技术用于敲减TGFBI基因。结果:TGFBI在Panc-1细胞中表达比正常细胞增强;低氧促进胰腺癌细胞Panc-1增殖并减弱顺铂对Panc-1的抑制作用,而高氧抑制Panc-1细胞增殖并加强顺铂的杀伤作用;低氧促进TGFBI表达及EMT行为;低氧通过TGFBI调控Panc-1细胞增殖及顺铂的杀伤作用;低氧通过TGFBI调控Wnt/β-catenin信号,进而促进EMT行为。结论:低氧微环境通过增强TGFBI表达促进胰腺癌细胞增殖及耐药;低氧微环境通过TGFBI激活Wnt/β-catenin信号通路,促进EMT标志分子表达。

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。

下调METTL5通过Wnt/β-catenin信号通路抑制三阴乳腺癌细胞增殖、迁移与侵袭

目的探讨甲基转移酶5(methyltransferase-like 5,METTL5)在三阴乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)中的作用和潜在机制。方法采用免疫组织化学方法和Western blot检测TNBC肿瘤组织和细胞系中METTL5的表达情况。用靶向METTL5的shRNA(shRNA-METTL5)转染TNBC细胞后,用CCK-8、集落形成、伤口愈合以及Transwell实验分别检测细胞增殖活性、迁移与侵袭,Western blot检测Wnt/β-catenin信号关键蛋白的表达。构建异种移植瘤模型,验证敲降METTL5对TNBC细胞在体内生长以及Wnt/β-catenin信号活性的影响。结果METTL5在TNBC肿瘤组织和细胞系中表达上调(P<0.01)。敲降METTL5可抑制TNBC细胞的增殖、迁移和侵袭并降低了Wnt/β-catenin信号分子β-catenin、细胞周期蛋白(Cyclin)D1、基质金属蛋白酶(MMP)-2和MMP-7的表达(均P<0.01)。体内实验显示,敲降METTL5减缓了移植瘤生长和Wnt/β-catenin信号活性。结论敲降METTL5能抑制TNBC细胞的增殖、迁移与侵袭,其作用可能与抑制Wnt/β-catenin信号通路有关。

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。

β-catenin过表达对胰腺癌干细胞生物学特性的影响

目的分析β-catenin蛋白在胰腺癌干细胞恶性生物学特性维持过程中的作用及其机制。方法分离培养原代胰腺癌细胞,将胰腺癌细胞分为NC组和ADβ-catenin组,NC组细胞转染阴性空载病毒,ADβ-catenin组细胞转染β-catenin过表达慢病毒载体。采用流式细胞仪分析细胞株肿瘤干细胞表面标志物CD24、CD44及ESA的表达情况;分选出CD24^(+)CD44^(+)ESA^(+)细胞并扩大培养,通过检测分选出细胞的成球能力、克隆形成能力、增殖能力、侵袭迁移能力、细胞周期及凋亡情况;分析β-catenin过表达对胰腺癌干细胞生物学特性的影响。结果ADβ-catenin组细胞中β-catenin mRNA和蛋白的相对表达量显著高于NC组(P=0.016,P=0.015)。流式细胞仪分析结果显示,ADβ-catenin组细胞中CD24^(+)及CD24^(+)CD44^(+)ESA^(+)的细胞率显著高于NC组(P<0.05)。与NC组比较,ADβ-catenin组胰腺癌干细胞克隆形成能力、成球能力、侵袭与迁移细胞数均显著增加(P<0.05)。ADβ-catenin组细胞在24 h、48 h及72 h的光密度(OD)值均显著高于NC组(P<0.05)。与NC组相比,ADβ-catenin组G_(0)/G_(1)期细胞比例显著减少(P<0.05),S期细胞比例增高(P<0.05)。ADβ-catenin组的细胞凋亡率显著低于NC组(P<0.05)。结论β-catenin通过提高胰腺癌原代细胞中CD24^(+)CD44^(+)ESA^(+)的细胞率,促进胰腺癌干细胞成球能力,增强细胞增殖、侵袭与迁移能力,抑制细胞的凋亡,从而维持胰腺癌干细胞的恶性生物学特性。

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。

靶向人c-Cbl基因重组干扰慢病毒与过表达腺病毒载体的构建、鉴定以及病毒功效研究

目的:构建可调控c-Cbl基因表达的重组慢病毒与腺病毒并评估其功效。方法:应用基因重组技术,分别构建靶向人c-Cbl基因的干扰慢病毒和过表达腺病毒。采用定量PCR和免疫印迹法检测病毒感染后白血病细胞(HL60、THP1)c-Cbl基因表达与转录本的变化。结果:3个靶向人c-Cbl基因的重组干扰慢病毒载体经测序验证构建成功,包装的病毒滴度均大于1×10^(8)TU/ml,其中shRNA-2号慢病毒干扰效率最高,白血病细胞感染后c-Cbl基因的表达约下调95%,CBL蛋白的表达约下调60%;同时,靶向人c-Cbl基因的重组过表达腺病毒载体也经测序验证构建成功,包装的病毒滴度大于1×10^(9)TU/ml,细胞感染腺病毒后,c-Cbl基因表达可瞬时上调约10倍,CBL蛋白表达约上调1.5倍。结论:重组干扰慢病毒和过表达腺病毒均可高效感染白血病细胞,并能分别下调和上调c-Cbl基因与CBL蛋白的表达,为后续研究肿瘤细胞内c-Cbl基因功能打下前期基础。

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。

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。

成熟期水稻种子脱水速率全基因组关联分析

[目的]籽粒脱水速率直接影响种子的安全收获和快速干燥。选育成熟期籽粒含水量低、脱水速率快的品种,可保障种子质量,降低生产成本。[方法]采用来自82个不同国家和地区的165份水稻核心种质作为试验材料,将成熟期种子脱水速率表型与基因型相结合进行GWAS分析,挖掘调控种子脱水的关键基因,为培育和创制脱水快速品种奠定基础。[结果]1)对165份水稻核心种质群体脱水速率性状进行描述性统计分析,结果显示2年脱水速率性状均呈连续性偏正态分布,2年快速脱水的脱水速率性状在年际间具有显著相关性。不同亚群之间快速脱水与慢速脱水速率正相关。2)GWAS关联分析共获得与脱水速率显著关联的SNP 170个,QTL 36个。通过LD分析定位到6个与脱水速率密切相关的QTL,分别为qGDR2.3、qGDR4.1、qGDR4.2、qGDR6.1、qGDR6.4、qGDR10.1。[结论]这些QTL区间内主要候选基因OsPIP1;1、Os TIFY9、Osb ZIP48、Os ATG8b、OsDREB1C、Os SCP46与水分转运活性、信号转导、转录调控、抗氧化防御密切相关,推测它们与成熟期水稻种子脱水速率相关,可作为候选基因。

大豆叶型性状全基因组关联分析与候选基因鉴定

大豆叶片的形状和垂直分布影响群体冠层结构和光合效率并最终影响大豆的产量。植物叶片大小、形态因着生位置不同而产生差异的现象称为异形叶,虽然异形叶现象在被子植物中广泛存在,但目前关于大豆叶片发育过程中异形叶的调控的研究还很有限。本研究通过对283份大豆种质资源的叶长、叶宽、叶形指数和异形叶指数等叶型相关的性状在江苏南京进行连续2年的考察,利用全基因组关联分析检测到181个叶型性状相关位点,其中能够在2个环境或多个性状中重复检测到的位点18个。利用检测到的与叶型相关的SNP位点,结合基因的表达谱数据、拟南芥中同源基因的功能,鉴定与大豆叶片发育和异形叶形成相关的候选基因。其中在20号染色体的相关位点Chr20:36152820上游发现已知的大豆叶形调控基因Ln(Glyma.20G116200)。此外,在19号染色体的相关位点Chr19:45155943附近鉴定到2个候选基因Glyma.19G192700、Glyma.19G194100,分别被注释为Growth-regulating factor 4(GRF4)和LITTLE ZIPPER 3(ZPR3)基因的同源基因,为阐明大豆异形叶等叶型性状遗传的分子机制奠定了基础。

阿司匹林抗血小板相关基因多态性在汉族NSTEMI患者人群中的分布

目的:分析汉族非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)患者人群中与阿司匹林抗血小板药理作用相关的GPⅢa PLA2(rs5918)、PEAR1(rs12041331)和PTGS1(rs10306114)基因的基因型结果及等位基因分布特征,为汉族NSTEMI患者的个体化治疗提供参考。方法:选取2016年1月~2022年12月首都医科大学附属北京潞河医院收治的汉族NSTEMI患者107例为研究对象。采用荧光染色原位杂交的方法对GPⅢa PLA2(rs5918)、PEAR1(rs12041331)和PTGS1(rs10306114)3个基因多态性位点进行检测分型,研究分析其基因型频率分布及等位基因分布情况,并分析汉族NSTEMI患者人群与1000 Genomes数据库中部分人群相关等位基因的分布是否存在统计学差异。结果:汉族NSTEMI患者人群中,GPⅢa PLA2(rs5918)位点上基因型频率为TT 97.20%、TC 2.80%、CC 0%,等位基因频率为T 98.60%、C 1.40%;PEAR1(rs12041331)位点上基因型频率为GG 42.06%、GA 44.86%、AA 13.08%,等位基因频率为G64.49%、A 35.51%;PTGS1(rs10306114)位点上基因型均为AA(100%),未见AG或GG型。结论:在汉族NSTEMI患者人群中,与阿司匹林抗血小板药理作用相关的GPⅢa PLA2(rs5918)位点上突变少见,PTGS1(rs10306114)位点上未见突变,这2个多态性位点上均以野生型纯合子为主,而PEAR1(rs12041331)位点上突变多见。本研究中部分结果与既往报道或相关数据库中收录的其他人群类似,也有部分结果与既往报道或其他人群存在明显差异。