茄子PLC基因家族鉴定及其对低磷胁迫的响应研究

磷脂酶C(PhospholipaseC,PLC)是磷脂代谢中的主要水解酶之一,在植物生长发育和胁迫响应的信号转导过程中起重要作用。本研究从茄子基因组中鉴定出9个PLC基因,分布在6条染色体上,可分为两个亚家族,分别命名为SmPI-PLC1~SmPI-PLC6和SmNPC1~SmNPC3,同亚族的PLC成员在基因结构和保守结构域上表现出一定的相似性;SmPLC启动子中存在多个响应逆境、光形态建成和激素信号的顺式作用元件;茄子的4条染色体与拟南芥3条染色体存在共线性,5条染色体与番茄4条染色体存在共线性。茄子组织特性分析表明,SmNPC2在其种子、根和叶中的表达量均高于茎、花和果实;与处理0d相比,随低磷胁迫时间延长,茄子幼苗根中SmNPC2表达量呈先升高后降低趋势,处理后1d,其表达量升高3.22倍,差异显著;添加外源生长素后,其表达量与处理0d时无显著差异。综上,本研究从全基因组水平鉴定和分析了茄子PLC基因家族,为深入研究其功能及解析低磷胁迫下的作用机制提供了参考依据。

番茄PLC基因家族鉴定及抗番茄褐色皱果病毒(ToBRFV)防御反应分析

番茄褐色皱果病毒(ToBRFV)被我国列为检疫性病毒,严重威胁番茄的安全生产。为了明确番茄磷脂酶C(PLC)的种类,探究番茄PCL在植株抗ToBRFV防御反应过程中的潜在作用。本研究首先基于生物信息学鉴定了10个番茄PLC家族成员,其中特异性磷脂酶C(PI-PLC)7个,非特异性磷脂酶C(NPC)3个,7个PI-PLC蛋白均具备3个核心结构域(PLC_X c、PLC_Y c、C2)和1个EF_hand-like结构域,3个NPC蛋白均只具有Phosphoesterase结构域。10个番茄PLC蛋白按照结构相似度可以划分为7个分支,分别为NPC1、NPC2、NPC6、PI-PLC2、PI-PLC3、PI-PLC4、PI-PLC6。另外,10个番茄PLC蛋白的二级结构占比类似,但三级结构存在明显差异。共线性分析结果显示,番茄PLC基因与水稻、拟南芥、雷蒙德式棉PLC基因间分别存在3、12、16对共线性关系。最后,通过转录组测序方法,检测了PLC基因家族在接种ToBRFV后的相对表达水平,结果显示,SlNPC1、SlNPC6、SlPLC4在ToBRFV接种的样本中表达水平较高,其他PLC基因则在ToBRFV接种后表达水平降低。本研究为番茄抗ToBRFV研究和育种奠定了技术与理论基础。

产气荚膜梭菌plc基因的原核表达及其多克隆抗体的制备

采用PCR方法扩增编码产气荚膜梭菌α毒素去除信号肽的plc基因片段,利用原核表达载体pGEX-6P-1构建重组质粒pGEX-plc,经双酶切和测序鉴定正确后转化E.coli BL21(DE3),进行IPTG诱导表达,表达产物经切胶纯化后作为免疫原制备多克隆抗体,应用间接ELISA和Western-blot方法对所得抗体进行检测。结果显示,经1.0mmol/L IPTG诱导4～5h后重组蛋白表达量最高,并且主要以包涵体的形式存在,分子质量为66ku。用间接ELISA方法检测的多抗血清效价达到1∶65 536。Western-blot结果证实,重组蛋白与制备的多克隆抗体发生特异性结合,具有良好的反应原性,而且多抗血清能够检测产气荚膜梭菌分泌的天然α毒素蛋白。上述结果表明,此多克隆抗体能够应用于临床诊断。

重组产气荚膜梭菌plc毒素基因植物乳酸杆菌的构建

依据乳酸菌的肠道益生作用,选择产气荚膜梭菌关键致病因子α毒素/磷脂酶C为抗原,构建产气荚膜梭菌α毒素去除信号肽的plc基因片段重组植物乳杆菌,利用植物乳酸菌穿梭载体pSIP409构建重组质粒pSIP409-plc,经双酶切鉴定和序列测定正确后转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞并进行SppIP诱导表达。Western Blot证明重组蛋白表达成功,并且主要以包涵体形式存在,plc重组蛋白相对分子质量分别为40 kDa。重组质粒pSIP409-plc分别电转化植物乳杆菌NC8细胞,PCR和双酶切鉴定正确后进行SppIP诱导表达。Western Blot和间接免疫荧光鉴定表明,构建的重组植物乳酸杆菌具有诱导分泌plc蛋白的能力,可作为黏膜免疫的候选抗原。

Lm型蓖麻花序中PLC基因家族的表达量及生物信息学分析

蓖麻花序的生长发育状态是影响蓖麻单产因素之一,PLC基因调节花粉管的极性生长。通过RT-qPCR对Lm型蓖麻花序中PLC基因家族的表达量进行分析,并利用生物信息学工具对其进行生物信息学分析。结果表明:PLC基因的表达量与蓖麻花序轴的发育时期相关。蓖麻基因组中共有6个PLC基因,其编码的蛋白是一个无跨膜结构域、无信号肽/导肽亲水性蛋白,α-螺旋散布于整个蛋白质中,具有PLCXc、PLCYc和C2三个特征结构域。此外,蓖麻的PLC2、PLC2M、PLC4、PLC4X2、PLC6蛋白定位在其他细胞器;PLC2N定位在线粒体,预测剪切位点的序列长度为23个氨基酸。本研究为进一步研究PLC基因家族对蓖麻花序发育过程的影响提供了一定的理论依据。

A型魏氏梭菌α毒素氨基端plc基因的生物学活性探究

为了探究α毒素氨基端及其生物学功能的关系,本研究利用PCR技术克隆了魏氏梭菌α毒素氨基端基因PLC1-250,构建了含PLC1-250基因重组质粒的BL21(DE3)(p N-PLC1-250)重组表达菌株。根据序列分析和酶切鉴定的结果,证实了重组质粒p N-PLC1-250含有PLC1-250基因,且其开放阅读框架和基因序列均正确。经过SDS-PAGE分析,结果表明PLC1-250蛋白表达量约占菌体总蛋白相对含量的18.76%。对其生物学活性的研究表明,PLC1-250蛋白与α毒素一样具有磷脂酶C活性。研究为进一步揭示α毒素的分子作用机制提供了有力的支持。

shRNA干扰PLCε1基因对人食管癌Eca109细胞增殖和细胞周期的影响

目的探讨沉默PLCε1基因对食管癌Eca109细胞增殖和细胞周期的影响及其可能的机制。方法 PLCε11、PLCε12和PLCε13质粒表达载体用于沉默PLCε1,通用阴性对照质粒表达载体HK作为对照。用阳离子脂质体进行转染,筛选出干扰效果最好的质粒表达载体(PLCε12)。实验分为Eca109组、HK组和PLCε12组。MTT检测细胞的存活率。FCM检测细胞周期,RT-PCR检测细胞P16、Cyclin D1基因mRNA表达。结果 HK、PLCε12质粒表达载体转染Eca109细胞后48和72 h,PLCε12组Eca109细胞的存活率分别为80.73%和75.88%,显著低于HK组(P<0.001)。Eca109细胞转染后24 h,PLCε12组处于S期的细胞比例明显低于HK组(P<0.01),细胞周期阻滞于G0/G1期。质粒表达载体转染Eca109细胞48 h后,PLCε12组Eca109细胞P16基因mRNA表达水平明显高于HK组(P<0.01)。结论沉默PLCε1基因可能通过上调Eca109细胞P16基因的表达,阻止细胞周期从G1期向S期的过渡,抑制Eca109细胞的增殖活性。

PLC_ε基因敲除小鼠微卫星DNA遗传监测分析

目的利用多态性微卫星DNA位点分析PLCε基因敲除小鼠的遗传特性。方法用所筛选的15个微卫星DNA位点对28只PLCε基因敲除小鼠的DNA进行了PCR扩增,通过基因片段大小来分析群体的遗传多样性。结果 13个微卫星DNA位点中(D1Mit365、D3Mit51、D4Mit235、D6Mit102、D7Mit281、D8Mit113、D9Mit23、D10Mit180、D13Mit88、D16Mit145、D17Mit36、D18Mit94、D19Mit97)每个位点的28只小鼠DNA片段泳动距离一致,呈现单态性,表明该群体符合近交系的遗传特性;而利用Dq(敲基因型)和Dy(野生型)两个位点对28只小鼠的PCR扩增结果进行了鉴别分析,其中敲除基因型小鼠为6只;野生型为7只;杂合型为15只。结论利用微卫星标记技术可以对群体进行遗传质量监测,并能有效地鉴别不同的基因型,为小鼠的遗传质量监测提供了一种可行的方法。

PLCε1基因多态性与食管癌遗传易感性的关联研究

目的:探讨PLCε1基因rs2274223 A/G单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)和rs11599672 T/G SNP与河北省磁县高发区人群食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)遗传易感性之间的关系。方法:采用聚合酶链反应-连接酶检测反应(polymerase chain reaction-ligase detection reaction,PCR-LDR)方法对527例ESCC患者和527例健康对照PLCε1基因rs2274223 A/G SNP和rs11599672 T/G SNP进行基因分型。结果:ESCC患者组上消化道肿瘤(upper gastrointestinal can-cer,UGIC)家族史阳性个体比例为48.6%,显著高于健康对照组(39.3%,χ2=9.25,P=0.002)。ESCC患者组及健康对照组PLCε1基因rs2274223 A/G SNP AA、AG、GG基因型频率分别为48.0%、43.9%、8.1%和57.1%、37.5%、5.4%。与AA基因型相比,携带AG、GG、AG/GG基因型可能增加ESCC的发病风险,经年龄、性别、吸烟状况、UGIC家族史校正后的OR值分别为1.41(95%CI=1.09~1.83)、1.71(95%CI=1.03~2.86)、1.45(95%CI=1.13~1.85)。PLCε1基因rs11599672 T/G SNP等位基因频率和基因型频率总体分布在ESCC患者组及健康对照组之间无显著性差异(P>0.05)。应用2LD软件对PLCε1基因rs2274223 A/G SNP和rs11599672 T/GSNP进行联合分析显示,两个多态性位点间不存在连锁不平衡现象(D'=0.11)。与最常见的AT单体型相比,GT单体型增加了ES-CC的发病风险(OR=1.36,95%CI=1.08~1.71)。结论:PLCε1基因rs2274223 A/G SNP可以作为高发区人群ESCC遗传易感性的标志物。UGIC家族史阳性个体、携带PLCε1基因rs2274223 A/G SNP AG、GG基因型的个体罹患ESCC的风险较高,应定期接受食管内镜检查,以便真正实现ESCC的早期诊断、早期治疗。

shRNA干扰介导PLCε基因表达下调对膀胱癌T24细胞生长的影响

目的:探讨shRNA干扰沉默PLCε基因对人膀胱癌T24细胞生长的影响。方法:体外构建PLCε基因的shRNA的重组质粒,Lipofectamine2000介导法转染T24细胞,采用RT-PCR方法检测特异性shRNA的重组质粒对PLCε基因沉默效果,转染后采用MTT法检测shRNA的重组质粒对细胞增殖的作用,免疫细胞化学染色法检测T24细胞PCNA的表达,电镜观察细胞超微结构的改变。结果:shRNA的重组质粒能有效下调PLCε基因的表达,抑制率为78.01%,与对照组比较其差异有统计学意义(P<0.01);细胞增殖活性受到明显抑制,与对照组比较其差异有统计学意义(P<0.01);细胞内PCNA含量明显低于空白对照组和阴性质粒组,其差异有统计学意义(P<0.01);细胞形态改变产生凋亡小体。结论:PLCε基因有望成为应用RNAi技术探索治疗膀胱癌潜在的靶基因。

磷脂酶C基因家族研究进展

磷脂酶C(Phospholipase C,PLC)基因是磷脂酶基因家族中的一个成员,它能够水解磷脂酰肌醇4,5-二磷酸生成两个重要的信使分子肌醇三磷酸和二酰甘油。在动物中磷脂酶C基因可以通过调节胞内钙离子的释放以及激活蛋白激酶C来起作用,而植物中磷脂酶C可以参与植物对生物及非生物胁迫的调节,但其作用的具体方式仍不清楚。综述了磷脂酶C基因的研究进展,主要包括基因的分类、结构以及其在不同逆境信号转导中的作用方式。

A型魏氏梭菌α毒素氨基端PLC结构分析与生物学活性鉴定

利用PCR扩增技术克隆A型魏氏梭菌α毒素氨基端的PLC1-250基因,构建含PLC1-250基因表达质粒的BL21(DE3)(p N-PLC1-250)重组菌株,序列分析和酶切鉴定证实构建的p N-PLC1-250重组质粒含有目的基因且基因序列与阅读框架均正确。SDS-PAGE分析表明,PLC1-250蛋白表达量占菌体总蛋白相对含量的18.76%。利用SOPMA法预测PLC1-250蛋白分子的二级结构,且同源模建了其3D结构,结果表明,PLC1-250蛋白分子的二级结构主要为α螺旋和无规则卷曲,三级结构与α毒素相类似。此外,还对其生物学活性进行了鉴定,可为进一步探索α毒素作用的分子机制,以及其分子结构与生物学功能的关系奠定基础。

产气荚膜梭菌实时荧光PCR和实时荧光RPA检测方法的建立和比较

根据产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)高度保守的plc基因,设计特异性引物和探针,建立产气荚膜梭菌的实时荧光聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)和实时荧光聚合酶重组酶扩增(recombinase polymerase amplification,RPA)检测方法。特异性分析结果表明,建立的两种检测方法特异性强,仅对产气荚膜梭菌有特异性扩增,对其他细菌均无扩增;两种方法的检出限均为1.3 pg/μL。在人工污染模拟样品的检测中,两种方法的检出限均为1.0×102 CFU/mL;实时荧光RPA需要3~13 min即可实现对所有阳性样品的检测,而实时荧光PCR则需要24~46 min(Ct值为17.45~33.65)。实时荧光RPA方法在检测时间、操作方便性和仪器便携性方面,明显优于实时荧光PCR方法。本研究建立的实时荧光PCR和实时荧光RPA检测方法特异性强、灵敏性高、操作方便,为实验设备装备较差的基层检测实验室和疫情突发现场产气荚膜梭菌的快速检测提供有效技术手段。

PLCε基因shRNA重组腺病毒表达质粒的构建及鉴定

目的构建携带绿色荧光蛋白(GFP)标签的表达PLCε基因shRNA的重组腺病毒质粒Ad-U6-PLCε,为应用基因沉默技术研究膀胱癌的基因治疗奠定基础。方法将干扰质粒pGenesil-PLCε及阴性对照质粒pGenesil-NP的表达启动子U6及shRNA序列克隆至带有增强型绿色荧光蛋白(EGFP)报告基因的穿梭质粒pAdTrack,经酶切及测序鉴定正确后,将重组穿梭质粒经PmeI线性化,转化感受态AdEasier。重组pAdEasy-U6-PLCε质粒经PacI线性化后,转染HEK-293细胞,包装重组腺病毒Ad-U6-PLCε,经大量扩增后测定病毒滴度,RT-PCR及Western blot检测T24细胞内PLCε的表达情况。结果酶切及测序鉴定证实pAdTrack-U6-PLCε及重组pAdEasy-U6-PLCε质粒构建正确,并成功转染至HEK-293细胞,重组腺病毒Ad-U6-PLCε滴度达1.5×1012,经重组腺病毒感染的T24细胞内PLCεmRNA及蛋白表达均明显降低(P<0.05)。结论已成功构建针对PLCε基因的shRNA重组腺病毒载体Ad-U6-PLCε,为应用基因沉默技术研究PLCε对膀胱癌发生发展的作用奠定了基础。

荧光MIRA法快速检测食品中产气荚膜梭菌

目的基于荧光多酶恒温快速扩增(MIRA)技术,建立一种快速准确检测食品中产气荚膜梭菌的方法。方法利用产气荚膜梭菌共有α毒素编码基因plc保守序列设计引物探针,并建立和优化荧光MIRA方法;提取17种非目标菌基因组DNA进行方法特异性验证;梯度稀释目标菌基因组DNA和菌液用于方法灵敏度评价;选取4种食品进行基质干扰试验,评估方法的稳定性;检测实际样品并与国家标准方法进行比较,以验证该方法的实用性。结果该方法特异性强,检测多种非目标致病菌均呈阴性反应;灵敏度高,以基因组DNA为模板和菌液为模板时最低检测限分别为1.05×10^(1) fg/μL和7.5×10^(0) CFU/mL;该方法不受基质影响,抗干扰能力强;耗时短,约20 min即可完成检测。结论本研究中的荧光MIRA方法快速准确、灵敏度高、特异性强,可用于食品中产气荚膜梭菌的快速检测。