动物组学与生物技术_研究报告

  • 河流型水牛和沼泽型水牛肠道微生物菌群结构比较研究

    罗玉虹;刘自营;王腾;冯彤;陈卫华;杨春艳;石德顺;刘庆友;

    沼泽型水牛的主要经济性状是役用,而河流型水牛的主要经济性状是乳用。宿主生产形状的差异常伴随着其肠道微生物群落的变化。本文对成年河流型和沼泽型水牛肠道菌群进行宏基因组比较研究,研究结果表明:沼泽型水牛组样品共获得2 192 526个非冗余基因,河流型水牛组样品获得1 686 914个非冗余基因,两组共有420 452个非冗余基因重叠,由此可见两种水牛肠道特有的基因数量远大于共有的基因数量,在肠道微生物基因组成上差别较大。放线菌门(Actinobacteria)在沼泽型水牛肠道中的相对丰度显著高于河流型水牛的,放线菌门是土壤中主要的细菌,推测沼泽型水牛在野外稻田役用过程中因采食鲜草与土壤密切接触而获得放线菌门。在属水平发现河流型水牛肠道中的罗氏菌属(Roseburia)和Turicibacter相对丰度高于沼泽型水牛的,其产生丁酸和乳酸为合成肉、奶提供了前体物质,推测与河流型水牛生长速度快、产奶量高性状相关。在种水平发现,沼泽型水牛肠道中发现了与免疫力相关的假长双歧杆菌(Bifidobacterium_pseudolongum),河流型水牛肠道中发现与脂质代谢相关的Turicibacter_sanguinis。进一步分析发现KEGG代谢通路网络图也显示河流型水牛肠道微生物组在脂代谢通路比沼泽型水牛的更活跃,推测与水牛乳脂含量高有关。在COG功能基因相对丰度分析中发现,沼泽型水牛肠道菌群的防御机制(defense mechanisms)功能基因相对丰度高于河流型水牛的,说明沼泽型水牛的抗逆性较强。本研究初步阐明了不同类型水牛的肠道微生物丰度和功能的异同,为阐明肠道菌群结构对水牛生产性状的调控机制奠定了基础,亦为通过调控水牛肠道微生物群落改良水牛的经济性状提供了重要参考。

    2022年04期 v.41 699-709页 [查看摘要][在线阅读][下载 1328K]
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  • 草鱼phd基因分子克隆、序列分析及杜仲对其表达的影响

    谭素梅;汪军鹏;土志涵;林少分;宋博文;冷向军;李小勤;

    脯氨酸羟化酶(prolyl hydroxylase, PHD)是胶原合成的关键酶,在维持胶原三螺旋结构稳定性中起着重要作用。为探究草鱼phd基因在草鱼不同组织中的表达水平及其在胶原合成方面的作用,本实验通过RACE技术获得phd 2 175 bp cDNA全序列,包含1 074 bp开放阅读框,编码358个氨基酸,168 bp的5′-末端非翻译区和933 bp的3′-末端非翻译区。PHD蛋白分子质量为39.773 kDa,无信号肽,无跨膜区,为亲水性蛋白质。同源性比对发现,草鱼PHD氨基酸序列与其他鱼类PHD氨基酸同源性较高,尤其与团头鲂的相似性高达95.17%,进化分析结果也显示草鱼与团头鲂的亲缘关系最近,与人、老鼠、牛的亲缘关系最远。组织表达水平结果显示,phd在草鱼前肠中表达量最高,其次是在脑、肾、血、心脏,在肝、鳃、肌肉、皮肤中也有一定的表达量,而在脾脏中表达量最低。饲料中添加2%杜仲,能显著促进第4、8周时草鱼phd在草鱼肌肉、皮肤、心脏、前肠等组织中的表达。本研究结果可为进一步研究脯氨酸羟化酶在鱼类胶原蛋白形成过程中的作用提供科学依据。

    2022年04期 v.41 710-719页 [查看摘要][在线阅读][下载 483K]
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  • 青鳉gsdf下游因子zc4h2在脑-性腺中的表达分析

    郭海燕;李茜;关桂君;

    硬骨鱼青鳉(Oryzias latipes)性腺体细胞衍生因子(gonadal soma-derived factor, Gsdf)是转化因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)超家族成员之一,对启动生殖细胞进入雄性分化很重要,但其下游调控机制尚不明确。本研究利用转录组学方法对正常的和Gsdf信号缺失的青鳉性腺RNA转录组表达谱进行比较分析,发现zc4h2(zinc finger C4H2-type containing)在人工合成锌指核酸酶基因编辑法靶向敲除gsdf的纯合子XY型卵巢中的表达量明显高于正常野生型XX型卵巢中的(q<0.05且■;RT-qPCR进一步验证了这一显著差异表达的结果。人ZC4H2是X染色体连锁的Wieacker-Wolff综合征致病因子之一。ZC4H2通过结合SMAD3蛋白,进而调控BMP/SMADS信号介导的神经干细胞发育。本研究发现青鳉zc4h2在多个组织中均有表达,且在脑和性腺中的表达呈现雄性高于雌性的性差特征。zc4h2 mRNA表达量在gsdf敲除XY型卵巢中显著高于正常XX型卵巢中的;zc4h2的3′端非翻译区域(3′untranslated region, 3′UTR)产物在gsdf敲除型卵巢中高于正常XX型卵巢中的,提示zc4h2的转录表达可能参与性腺和脑的雄性分化和发育过程,而其转录产物的稳定性可能受Gsdf-Smad3信号通路影响。Gsdf-ZC4H2-Smad3因子的氨基酸序列和分子功能结构域在不同物种间高度保守,其介导的脑和性腺性分化的分子调控机制可能具有普遍性,为研究脊椎动物生殖干细胞及神经干细胞性分化和发育的分子机制提供了一个新线索。

    2022年04期 v.41 720-730页 [查看摘要][在线阅读][下载 938K]
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  • 全基因组选择信号解析野牦牛和天祝白牦牛的遗传差异

    鲍麒;梁春年;郭宪;李吉叶;褚敏;阎萍;

    驯化、自然选择和人工选择都会在基因组上留下选择信号,研究这些选择信号是筛选功能基因的重要策略之一。本研究基于野牦牛(Bos mutus)和天祝白牦牛(Bos grunniens)的重测序数据,利用GATK (genome analysis toolkit)获得SNP (single nucleotide polymorphisms)变异位点,然后利用群体分化指数F_(ST)和Tajima’s D法分析两个牦牛群体的选择信号分布情况。选择F_(ST)值的top 5%和Tajima’s D值两端前2.5%(top 2.5%和bot 2.5%)作为选择阈值,将阈值以内的位点定义为强选择信号位点。经SnpEff注释后,利用F_(ST)选择信号方法筛选得到868个候选基因,GO分析富集到细胞增殖的正向调节、肌动蛋白细胞骨架组织、镁离子结合等肌肉相关条目。KEGG富集到肌肉发育相关通路与低氧适应相关的通路,包括MAPK信号通路、肌动蛋白细胞骨架的调节、PI3K-Akt信号通路、ECM受体相互作用、细胞周期、Rap1信号通路。Tajima’s D法分析结果显示,在天祝白牦牛基因组中筛选出377 214个(Tajima’s D>1.974 72)和539 869个(Tajima’s D<-1.780 03)个位点,分别注释得到38个和22个候选基因。在野牦牛基因组中筛选出413 240个(Tajima’s D>1.854 31)和332 871个(Tajima’s D<-1.512 31)位点,分别注释得到30个和24个候选基因。对两种方法筛选出的强选择信号重叠位点进行注释,分别在野牦牛和天祝白牦牛基因组上中得到90和83个候选基因,从中鉴定出2个驯化相关基因(SCRIB1、SNCA)、1个低氧适应相关基因(THADA)、2个毛色相关基因(MAPK3、NNT)。本研究通过F_(ST)和Tajima’s D法筛选到一系列与野牦牛和天祝白牦牛遗传分化和表型差异相关的基因和通路,为进一步研究牦牛基因组与表型之间的关系以及确定控制牦牛重要经济性状的基因提供理论基础。

    2022年04期 v.41 731-741页 [查看摘要][在线阅读][下载 541K]
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  • 斑马鱼deltaD基因对血管内皮生长因子家族基因(vegfaa和flt4)的调控作用

    杜璇;王子睿;包林珠;程瑶;任建峰;李伟明;张庆华;

    为了探究斑马鱼(Danio rerio)deltaD基因对血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)家族基因vegfaa和flt4的调控作用,本研究通过红色荧光转基因斑马鱼系的成像发现deltaD纯合突变体的节间血管(intersegmental vessels, ISVs)出现了生长紊乱的现象,RT-qPCR实验检测到受精后1 dpf(day post fertilization)大小的deltaD纯合突变体中VEGF家族的vegfaa配体和flt4受体基因的表达量均下调,且flt4基因的表达量显著性下调。之后应用双荧光素酶(Luciferase)实验体外验证deltaD基因对vegfaa和flt4的调控作用。利用加州大学圣克鲁兹分校基因组浏览器数据库获得斑马鱼deltaD、vegfaa及flt4基因序列,并成功构建表达载体p3xFLAG-CMV-deltaD和双荧光素酶报告基因表达载体pGL3-vegfaa-Luc、pGL3-flt4-Luc。双荧光素酶报告基因实验结果显示,pGL3-vegfaa-Luc和pGL3-flt4-Luc报告基因载体在HEK293T细胞中的荧光素酶活性分别约为对照组的92倍和3.9倍。进一步将p3xFLAG-CMV-deltaD分别与pGL3-vegfaa-Luc、pGL3-flt4-Luc转染至HEK293T细胞,发现与对照组相比其荧光素酶活性分别约为2.3倍和3.7倍。本研究明确了Notch信号通路的配体基因deltaD可以通过调控血管内皮生长因子家族中的vegfaa配体和flt4受体基因而影响血管发育,为深入研究Notch信号通路在血管发育中的调控机制提供实验材料和科学依据。

    2022年04期 v.41 742-751页 [查看摘要][在线阅读][下载 548K]
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  • 大通牦牛ApoA1基因克隆及生物信息学分析与组织表达谱分析

    王福彬;吴晓云;顾亚荣;郑青波;马晓明;褚敏;阎萍;潘和平;

    本试验旨在分析大通牦牛(Bos grunniens)ApoA1基因的分子特征,并检测其在不同组织的表达规律,为进一步研究ApoA1基因的功能提供理论依据。试验以牦牛肝脏cDNA为模板,通过PCR扩增和基因克隆获得牦牛ApoA1基因编码区序列(coding region sequence, CDS),并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR技术检测ApoA1基因mRNA在心脏、肌肉、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、子宫角、脂肪和输卵管等组织中的mRNA表达水平。结果表明,大通牦牛ApoA1基因编码区序列长798 bp,编码265个氨基酸;ApoA1蛋白质的分子质量为30 324.414 Da,理论等电点为5.71;蛋白质二级结构以α-螺旋(93.58%)为主;牦牛ApoA1蛋白为不稳定亲水蛋白,存在信号肽,为分泌蛋白,不存在跨膜结构域;牦牛ApoA1基因的核苷酸序列与黄牛相应序列相似度最高,同源性为99.64%;组织表达谱分析表明,ApoA1基因在大通牦牛不同组织中都表达,但在肝脏中表达量最高,显著高于其他组织(P<0.05)。这些结果为进一步研究大通牦牛ApoA1基因在大通牦牛结构和功能及牦牛肉品质性状的遗传改良提供理论基础。

    2022年04期 v.41 752-761页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
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  • 红鳍东方鲀ctgf基因的SNPs筛选及其与早期生长性状的关联分析

    周金旭;王宁;徐浩;王冠;马文超;杨晓;肖龙;刘圣聪;仇雪梅;孟雪松;王秀利;

    结缔组织生长因子(connective tissue growth factor, CTGF)是一种分泌蛋白,可调节细胞的增殖、分化和生长。为探究ctgf基因是否存在单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)及其与红鳍东方鲀早期生长性状的相关性,本研究对2月龄的893个红鳍东方鲀个体的体重、体长和体全长早期的生长性状进行了测定,筛选了ctgf基因上的SNPs位点,利用最小二乘法分析了SNPs与早期生长性状间的相关性。结果表明,在ctgf基因上存在14个SNP位点,其中C23T、G39T和C270G位点为错义突变,这些位点编码的氨基酸种类由苏氨酸、亮氨酸和丙氨酸分别变为甲硫氨酸、苯丙氨酸和甘氨酸。C23T、G39T和C270G位点均与红鳍东方鲀早期生长性状相关,其中C23T位点的CC基因型个体的体长极显著长于CT基因型个体的体长(P<0.01);G39T位点TT基因型在体全长上显著大于GG基因型和GT基因型个体的体全长(P<0.05),TT基因型个体在体重和体长这两个生长性状上极显著大于GG基因型和GT基因型个体的体重和体全长(P<0.01);C270G位点的CG基因型个体的体全长显著大于CC基因型个体的体全长(P<0.05)。研究结果为红鳍东方鲀体重、体长和体全长等早期生长性状的选择、分子标记辅助育种提供了参考。

    2022年04期 v.41 762-770页 [查看摘要][在线阅读][下载 524K]
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微生物组学与发酵工程_研究报告

  • 防御假单胞菌H78中sRNA基因crcY/Z正调控藤黄绿菌素合成

    潘静文;王正;张雪洪;黄显清;

    防御假单胞菌(Pseudomonas protegens) H78能产生藤黄绿菌素(pyoluteorin, Plt)等多种广谱抗生素,这些抗生素的合成存在复杂的调控机制与网络。本研究旨在研究H78菌株碳分解代谢阻遏调控系统(Cbr/Crc)中两个同源小RNA (small RNA, sRNA)基因crcY和crcZ对Plt合成的调控机制。首先,利用无痕敲除方法构建crcY/Z双基因敲除突变体,发酵分析结果显示crcY/Z双敲除使H78菌株几乎完全丧失Plt的合成;其次,基因互补实验证实crcY或crcZ基因的外源互补能恢复crcY/Z双敲除突变体的Plt合成;最后,利用lacZ报告基因分析技术进一步证实crcY/Z双突变使Plt合成操纵子pltLABCDEFG的表达显著降低。结果表明:防御假单胞菌sRNA基因crcY/Z对Plt合成及基因表达存在显著的正调控作用。本研究将为进一步阐明Plt合成的调控网络及通过代谢工程提高Plt产量奠定基础。

    2022年04期 v.41 771-777页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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  • 多杀性巴氏杆菌攻毒小鼠肺脏的转录组分析

    陈杰;陈巧玲;陈思;程逸文;刘志勇;李彬;刘昂;满初日嘎;王凤阳;杜丽;李昌;金宁一;

    多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)可感染多种动物宿主并引发败血症和呼吸道疾病,危害动物健康,给养殖业带来严重经济损失。本研究为探究多杀性巴氏杆菌感染期间对宿主肺脏基因表达的影响,选取羊源A型多杀性巴氏杆菌对小鼠(Mus musculus)进行攻毒实验,攻毒后72 h采集小鼠肺脏组织并提取总RNA。基于转录组测序,与对照组相比,攻毒组获得2 443个差异表达基因,其中有1 437个基因上调,1 006个基因下调。对2 443个差异表达基因进行GO富集分析,结果显示,差异基因显著富集的GO terms主要有B细胞稳态、T细胞迁移的正调控、整合素复合物和胶原蛋白结合;KEGG富集分析结果显示,差异基因显著富集于11条免疫炎症信号通路,包括细胞因子与细胞因子受体互作、趋化因子信号通路等;免疫炎症相关信号通路中,差异基因经蛋白质-蛋白质互作分析,结果显示,C3、C3ar1、C5ar1、Cxcl10、Cxcr2和Gng11基因处于网络中心,说明这些基因在多杀性巴氏杆菌感染过程中发挥了重要作用;从11条免疫炎症通路的基因中挑选10个进行实时荧光定量PCR验证,发现有8个基因表达趋势与测序结果相符,说明测序数据可靠。本研究展示了小鼠在多杀性巴氏杆菌感染过程中参与免疫反应的关键基因,为探索宿主抗多杀性巴氏杆菌感染分子机制提供了理论依据。

    2022年04期 v.41 778-788页 [查看摘要][在线阅读][下载 700K]
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  • 布鲁氏菌LPS合成相关重要蛋白的生物信息学分析及per基因的克隆表达

    孙天浩;易德武;张倩;李楠;苗玉和;王震;陈创夫;

    脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)作为布鲁氏菌(Brucella)重要毒力因子,在布鲁氏菌感染宿主过程中发挥重要作用。本研究通过对布鲁氏菌LPS合成相关重要蛋白进行生物信息学分析,并选择布鲁氏菌LPS O侧链关键基因per进行克隆表达,挖掘布鲁氏菌LPS功能及应用潜力。结果显示,布鲁氏菌LPS合成相关30个重要蛋白主要为无信号肽和跨膜螺旋结构的亲水性蛋白,均具有较强反应原性和甲基化及磷酸化修饰位点;其中18个蛋白(18/30)可发生糖基化修饰,4个蛋白(4/30)可发生乙酰化修饰;亚细胞定位显示,绝大多数蛋白在细胞质中发挥功能,少数在细胞周质及细胞内膜上发挥功能;除Wbpw蛋白外,布鲁氏菌LPS合成相关重要蛋白之间可发生相互作用;构建了pET28a-per重组表达质粒,经诱导在上清液中表达45.7 kDa蛋白,Western Blot验证该蛋白反应原性较强。本研究为布鲁氏菌LPS功能的后续研究及新型疫苗和诊断技术研发提供科学依据。

    2022年04期 v.41 789-800页 [查看摘要][在线阅读][下载 695K]
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  • 黑牛肝菌菌丝体生长培养基的响应面优化及其活力评价

    方亮;付圣麟;苏广林;詹颖馨;欧小云;刘斌;

    本研究通过向PDA培养基中添加不同浓度的无机盐和维生素,以菌丝生长速率为指标,以Box-Behnken响应面法对黑牛肝菌(Phlebopus portentosus)野生株PH-21的生长培养基进行了优化,并对不同培养基上生长的菌丝体中的活性代谢物进行了活性评价。结果表明,培养基中无机盐最佳添加量为FeSO_4 1.28 mg/mL、CaSO_4 1.10 mg/mL和MnSO_4 0.81 mg/mL,维生素最佳添加量为VB_1 128.5μg/mL、VB_(2 )95.1μg/mL和VB_(3 )94.8μg/mL,菌丝生长的实际值与预测值相符。优化的培养基中生长获得的菌丝体多糖和三萜类化合物含量分别提高了61.4%和53.5%,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基清除率分别提高了89.2%和44.6%,同时可显著减少细胞中丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量,缓解超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物歧化酶(peroxidase, POD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性的衰减。这些结果表明,在黑牛肝菌的培养过程中,可通过向培养基中添加适宜浓度的无机盐和维生素来提高黑牛肝菌的菌丝生长,减缓菌丝老化速度。

    2022年04期 v.41 801-811页 [查看摘要][在线阅读][下载 1045K]
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  • 广西北部湾石角红树林根际红酵母的筛选鉴定,基因组分析及细胞组成测定

    蔡汉钦;杨立芳;屈新敏;张晓丹;王杰;张文菲;姜明国;王金子;

    对广西北部湾石角红树林根际微生物群落中的红酵母(Rhodotorula)进行筛选、分离和鉴定,得到3株红酵母菌株(B1、B5、B6),通过真菌核糖体基因转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)测序比对和系统发育分析,并结合菌落形态,判定3株筛选得到的红酵母均属于胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)。使用Illumina Novaseq测序平台对菌株B1基因组进行测序分析,对得到的全基因组序列进行基因注释,并构建全基因组图谱。同时,利用antiSMASH注释和分析了胶红酵母基因组中次生代谢产物生物合成基因簇之间的差异。对胶红酵母菌株B1的细胞组分进行了分析,结果显示其含有多种脂肪酸,其中油酸含量最高,占总脂肪酸的52.00%,检测到16种氨基酸,其中谷氨酸含量大,占总氨基酸的17.49%,同时含有β-胡萝卜素和1种未鉴定色素。

    2022年04期 v.41 812-821页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K]
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植物组学与功能基因_研究报告

  • 苔藓NAC基因家族的生物信息学分析

    周士钊;罗婷;刘莉;

    NAC (NAM, ATAF, CUC)转录因子家族仅存在于陆生植物中,在植物发育、响应胁迫以及生物合成过程中发挥重要作用。许多NAC家族成员的功能已被确定(主要在模式植物中),但在苔藓等早期陆生植物中NAC家族的进化过程尚不清楚。本研究从藓类的小立碗藓(Physcomitrella patens)和泥炭藓(Sphagnum fallax)、苔类的地钱(Marchantia polymorpha)和角苔类的角苔(Anthoceros angustus)中,共鉴定出97个NAC基因,并对其进行NAC转录因子家族进化分析。藓类有大约40个NAC基因,地钱和角苔中只有大约10个NAC基因。在苔藓植物中,NAC基因家族可分为5个亚家族。基因结构和保守结构域分析表明,在同一个亚家族中,大多数NAC基因具有相似的基因结构和编码相似的蛋白基序。共线性分析表明NAC-Ⅱ基因位于藓类植物保守共线性区,并随着藓类植物的整个基因重复事件而扩张。上述研究结果表明NAC基因的扩张不仅发生在维管植物中,也发生在苔藓植物中,这对NAC基因家族的功能扩展是至关重要的。进一步研究结果显示,NAC基因家族的扩增时间与藓类植物的全基因组复制(whole genome duplication, WGD)事件密切相关,说明NAC基因家族伴随着全基因复制事件发生扩张。

    2022年04期 v.41 822-833页 [查看摘要][在线阅读][下载 1274K]
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  • 日本结缕草ZjTCP4基因的克隆、转录自激活检测及表达模式分析

    杨卓雄;韩烈保;晁跃辉;董笛;马媛;李舒文;王梦迪;尚骁尧;周玲芳;

    TCP家族蛋白是植物中一种特有的转录因子,在植物的发育过程中起着重要的作用。本研究从日本结缕草(Zoysia japonica)中克隆ZjTCP4基因(GenBank登录号:MZ540773),该基因完整编码区为2 097 bp,编码699个氨基酸。进化树及保守序列分析显示,ZjTCP4蛋白含有TCP家族高度保守的螺旋-环-螺旋的TCP结构域,与玉米(Zea mays)中的ZmTCP4蛋白同源关系最高,且具有相似的保守基序构成,属于TCP转录因子家族中的CIN亚类。酵母自激活检测结果显示,ZjTCP4不具备自激活活性,可进行后续酵母双杂交实验及互做蛋白检测分析。ZjTCP4基因表达模式分析显示,其在结缕草衰老叶片及根系中的表达量较高。对ZjTCP4蛋白的烟草(Nicotiana tabacum)亚细胞定位实验显示,该蛋白定位于细胞质内。本研究为进一步研究日本结缕草ZjTCP4蛋白及TCP转录因子家族提供了科学依据。

    2022年04期 v.41 834-842页 [查看摘要][在线阅读][下载 470K]
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  • 滇楸叶绿体基因组密码子偏好性分析

    李江飞;李熙颜;王瑜;颜廷雨;孙继伟;蔡年辉;陈诗;许玉兰;

    为分析滇楸(Catalpa fargesii)叶绿体基因组密码子的使用模式,本研究以滇楸叶绿体基因组密码子为研究对象,筛选出了38条蛋白编码序列,并利用CodonW和CUSP在线软件对其进行了中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot分析。结果表明:滇楸叶绿体基因组密码子平均GC含量为39.03%,不同位置上的GC含量依次是GC_1(47.51%)>GC_(2 )(40.80%)>GC_3(28.78%),说明叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾;其有效密码子数(effective number of codons, ENC)的范围为34.93~55.78,平均值为46.61,有25个ENC值大于45,表明其密码子的偏好性较弱;同义密码子相对使用度(relative synonymous codon usage, RSCU)分析表明,RSCU>1的密码子中有30个以A或U作为结尾,说明其密码子偏好以A和U结尾;中性绘图分析显示,GC_(12)和GC_3的相关性不显著,GC_(12)和GC_3的相关系数和回归系数分别为-0.023 0和-0.025 5,说明选择对密码子使用偏好性有重要影响;ENC-plot分析显示大部分基因分布于标准曲线下方,且ENC频数比值在-0.05~0.05的有13个,表明其密码子偏好性主要受选择的影响;在PR2-plot分析中,滇楸叶绿体基因组中大部分基因分布于平面图的右下方,即T>A和G>C,表明除核苷酸组成外还有其他因素影响其密码子使用偏好。进一步对应性分析发现第一轴的贡献率为15.21%,第二轴的贡献率为13.20%,第三轴、第四轴的贡献率分别为8.82%和7.35%,累计前四轴的贡献率为44.58%,与ENC的相关性达到显著水平,上述分析结果表明滇楸的叶绿体基因密码子偏好受到选择和突变因素的影响。最终UUU,UUA,CUU等15个密码子被确定为滇楸叶绿体基因组的最优密码子,显示出强烈的偏向于NNA和NNU密码子的高代表性。本研究为今后开展滇楸叶绿体基因工程、遗传多样性分析、种源鉴定等研究提供参考依据,同时也为梓属叶绿体基因组进化机制研究提供理论基础。

    2022年04期 v.41 843-853页 [查看摘要][在线阅读][下载 354K]
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  • 威氏绿绒蒿(Meconopsis wilsonii)花色相关基因MwF3H的克隆及表达分析

    陈丽琦;严朋飞;贾维嘉;区智;屈燕;

    通过cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends, RACE),从威氏绿绒蒿(Meconopsis wilsonii)花中克隆得到黄烷酮-3-羟化酶(flavanone-3-hydroxylase, F3H)基因,将其命名为MwF3H,对其理化性质、蛋白结构域、进化关系、基因表达水平进行分析,并探讨MwF3H基因在威氏绿绒蒿花发育不同时期的表达模式。结果表明,该基因编码区长度为1 104 bp,其编码蛋白的分子量为41.444 kDa, 367个氨基酸,理论等电点(pI)4.98,属于PLNO2515超基因家族,构建系统发育树发现威氏绿绒蒿与藏南绿绒蒿(M.zangnanensis)亲缘关系较近,同一物种不同地理区域存在差异。qPCR结果显示MwF3H基因在威氏绿绒蒿花发育不同阶段均有不同程度的表达,除花蕾着色期外,盛花期表达量最高。研究表明MwF3H基因可能参与威氏绿绒蒿花相关色素的生物合成,在威氏绿绒蒿花色形成过程中具有关键作用。

    2022年04期 v.41 854-861页 [查看摘要][在线阅读][下载 716K]
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  • 栽培种花生Ty3-gypsy类逆转座子逆转录酶基因序列的分离与分析

    熊发前;刘俊仙;刘菁;阳太亿;贺梁琼;蒋菁;韩柱强;唐秀梅;钟瑞春;吴海宁;黄志鹏;唐荣华;

    植物长末端重复(long terminal repeat, LTR)逆转座子具有普遍性、高拷贝、高异质性和插入多态性,适合开发成分子标记。本研究从栽培种花生(Arachis hypogaea)基因组中获得Ty3-gypsy类逆转座子逆转录酶基因序列,分析其特点和差异,为基于LTR逆转座子的分子标记开发奠定基础。利用根据Ty3-gypsy类逆转座子逆转录酶基因保守区设计的简并引物对栽培种花生‘桂花1026’品种的基因组DNA进行PCR扩增,目的条带经回收、克隆和测序后,对获得序列进行生物信息学分析。克隆到27条逆转录酶基因序列,序列长度皆为432 bp, AT所占比例为55.32%~66.90%,AT与GC比值为1.24~2.02,核苷酸序列间相似性为44.90%~98.80%,呈现较高异质性;聚类分析后,27条基因序列分为3个家族,家族Ⅰ是主要成分;27条编码蛋白序列的基因中有10条发生了无义突变;基因编码蛋白序列间相似性为34.50%~97.90%,呈现高度异质性;除AhRT2-4外,各基因编码蛋白序列间保守基序完全一致;对栽培种花生和其他物种植物的Ty3-gypsy类逆转座子逆转录酶序列构建系统进化树,进化树显示所有序列被分为6类,其中,Ⅰ类包含19条其他植物物种和1条栽培种花生的序列,Ⅱ类包含8条其他物种和7条栽培种花生的序列,表明栽培种花生逆转录酶序列具有较高的保守性,栽培种花生逆转录酶基因编码蛋白序列与绿豆(Vigna radiata)、枣(Ziziphus jujuba)、黄瓜(Cucumis sativus)、油棕(Elaeis guineensis)、火龙果(Hylocereus undatus)等植物的逆转录酶序列亲缘关系较近,表明不同植物的Ty3-gypsy逆转座子之间可能存在着水平基因转移;通过比对花生EST数据库,发现了4条具有转录活性的栽培种花生Ty3-gypsy类逆转座子。本研究所获得的逆转录酶基因序列可为栽培种花生Ty3-gypsy逆转座子的分子标记开发利用及分子育种奠定一定基础。

    2022年04期 v.41 862-876页 [查看摘要][在线阅读][下载 2627K]
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分子医学与临床应用_研究报告

  • 基于生物信息学分析Notch3通路在胃肠道肿瘤中预后作用

    刘梦杰;翟子雨;华旭;华子春;

    本文旨在探讨Notch3通路基因在胃肠道肿瘤中预后的作用。通过Timer和GEPIA数据库在泛癌水平探索Notch3表达模式;利用GEO数据库中GSE31168和GSE11417芯片数据集,基于Spearman相关性分析和差异表达分析,对Notch3通路关键基因进行筛选;基于TCGA-STAD和TCGA-COAD数据集探索Notch3表达水平和胃癌、结肠癌患者生存的关联;应用Notch3特征基因进行胃癌和结肠癌风险评估模型构建。结果显示,Notch3在胃癌和结肠癌组织中的表达均高于对照的。胃癌Notch3表达水平与DLL1、DLL3、HEY1、HEYL、FLT4成正相关性,且Notch3、DLL1、DLL3、HEY1、HEYL、FLT4的高表达也与胃癌的预后不良呈正相关。利用结肠癌GSE11417研究表明,结肠癌Notch3表达水平与DLL1、DLL3、HEYL、FLT4成正相关性,且Notch3、DLL1、DLL3、HEYL、FLT4的高表达与结肠癌的预后不良成正相关。依据Notch3、DLL1、DLL3、HEYL和FLT4特征基因,构建的胃癌和结肠癌风险评估模型在TCGA中具备预后预测价值,且结肠癌优于胃癌。该特征基因高表达提示胃肠道肿瘤不良预后,这为其机制研究和预后分析提供一种新思路。

    2022年04期 v.41 877-889页 [查看摘要][在线阅读][下载 1679K]
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  • 激光人工皱缩在囊胚玻璃化冻融周期中的临床应用价值

    张小慧;王世凯;毛献宝;李政达;韦娉嫔;薛林涛;

    本研究探讨了激光人工皱缩在囊胚玻璃化冻融周期中的临床应用价值。通过回顾性分析2014年1月至2016年7月期间在广西壮族自治区人民医院生殖医学与遗传中心进行囊胚玻璃化冻融移植的449个周期,根据囊胚冷冻前是否进行激光人工皱缩分为激光人工皱缩组(n=193)和未皱缩组(n=256),比较两组的囊胚解冻复苏率、生化妊娠率、临床妊娠率、胚胎种植率、早期流产率、多胎妊娠率、活产率等临床结局指标。研究结果显示,激光人工皱缩组和未皱缩组的女方年龄、子宫内膜厚度、囊胚复苏率和平均移植胚胎数差异无统计学意义(P>0.05),激光人工皱缩组的生化妊娠率(63.21%)、临床妊娠率(56.99%)、活产率(50.78%)均高于未皱缩组的(49.41%,45.88%,39.23%)且差异有统计学意义(P<0.05)。本研究结果表明激光人工皱缩在囊胚玻璃化冻融周期中具有一定的临床应用价值,能够改善临床治疗结局。

    2022年04期 v.41 890-894页 [查看摘要][在线阅读][下载 144K]
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  • 遗传性凝血因子Ⅶ缺乏症——家系基因诊断与产前诊断

    郑雷;张钏;周秉博;陈雪;惠玲;张庆华;冯暄;刘芙蓉;王兴;郝胜菊;

    一例经临床和基因诊断为遗传性凝血因子Ⅶ缺乏症的出血症患者,其母亲妊娠后通过产前基因诊断,可避免再次生育相同病症患儿。抽提先证者及家系成员外周血基因组DNA,PCR扩增F7基因所有外显子及侧翼序列,PCR产物经纯化后采用Sanger测序进行基因分析;先证者外周血标本检测到父源性致病突变IVS6-1 C>T及母源性突变c.1198 G>C(p.Val400Leu),前者导致F7基因内含子6经典剪接位点发生改变;c.1198 G>C导致F7基因转录、翻译后位于第400位的氨基酸序列由缬氨酸(Val)改变为亮氨酸(Leu)。先证者母亲再次妊娠后,孕18周超声引导下,无菌抽取羊水进行产前诊断。羊水DNA应用短串联重复序列亲子鉴定方法排除母源性污染,采用和先证者相同的PCR-Sanger测序方法,检测到胎儿携带有母源性F7基因c.1198 G>C(p.Val400Leu)突变,未携带父源性致病突变IVS6-1 C>T。胎儿出生后随访1.5年,凝血功能及生长发育正常。

    2022年04期 v.41 895-902页 [查看摘要][在线阅读][下载 480K]
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  • UHRF1对前列腺癌PC-3细胞生物学特性的影响及相关机制

    夏僮;刘思豪;周驷杰;罗子国;

    为了探讨泛素样含植物同源结构域和环指结构域1蛋白(ubiquitin-like with PHD and ring finger domains 1, UHRF1)对前列腺癌PC-3细胞生物学功能的影响及相关机制,我们用含有UHRF1和shRNA-UHRF1的慢病毒颗粒分别感染PC-3细胞,构建UHRF1沉默或过表达的稳转细胞株模型。利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、蛋白免疫印迹(Western blot)和细胞免疫荧光实验验证感染后UHRF1表达水平和检测UHRF1对DNMT1、p16~(INK4A)的mRNA及蛋白表达水平的影响。CCK-8实验、划痕实验、Transwell实验和流式细胞术实验研究UHRF1对PC-3细胞增殖、侵袭迁移和周期凋亡的影响。结果显示,过表达UHRF1能够显著促进前列腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移能力,并抑制细胞凋亡,调控细胞处于G2/M期,并且上调DNMT1表达水平,下调p16~(INK4A)表达水平,而沉默UHRF1的表达则作用相反。总之,UHRF1可能通过抑制p16~(INK4A)的表达促进前列腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移,抑制细胞凋亡,UHRF1有可能成为前列腺癌潜在的治疗靶点。

    2022年04期 v.41 903-911页 [查看摘要][在线阅读][下载 734K]
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  • PLK3在前列腺癌细胞中的表达与定位

    张珺皙;王春玉;

    据报道,Polo样蛋白激酶3(polo-like kinase 3,PLK3)具有促进前列腺癌细胞的生长增殖及迁移能力。本研究旨在构建pCDNA3-FLAG-PLK3真核表达质粒,初步探究其在前列腺癌细胞系内的表达与定位,并检测前列腺癌细胞系中的内源PLK3蛋白水平。根据PLK3蛋白的编码序列设计合成PLK3蛋白编码序列的引物,以含有PLK3蛋白编码序列的质粒作为模板,并通过PCR扩增目的片段,再用限制性内切酶EcoRⅠ和XhoⅠ进行双酶切、连接并转化后,挑取单克隆菌落扩增并提取质粒,进行双酶切鉴定以及测序比对。将序列比对正确的重组质粒转染至CWR22Rv1及LNCaP细胞中,利用Western Blot实验检测重组质粒在CWR22Rv1和LNCaP细胞中的表达;以免疫荧光染色实验检测外源的FLAG-PLK3蛋白在细胞中的定位。此外,利用Western Blot实验检测了在五种前列腺癌细胞系中内源PLK3蛋白水平。本研究经过以上实验构建出了FLAG-PLK3真核表达质粒,并且验证其能够在前列腺癌细胞中表达;通过免疫荧光确定FLAG-PLK3蛋白在细胞中主要分布在细胞膜中,少量分布在细胞质;在检测的五种前列腺癌细胞系中,DU145中PLK3蛋白水平最高,CWR22Rv1中PLK3蛋白水平最低。本研究为后续深入探究PLK3蛋白在前列腺癌细胞系中的功能与机制提供了科学依据。

    2022年04期 v.41 912-918页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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分子医学与临床应用_评述与展望

  • Pink1/Parkin信号通路调控线粒体自噬的研究进展

    王香香;凌江红;王煜姣;李莉;贾庆玲;

    线粒体自噬是指为了维持细胞内环境稳定而通过选择性自噬来降解功能失调或过剩的线粒体。在众多线粒体自噬相关通路研究中,对Pink1/Parkin信号通路的探索较为详细。在哺乳动物细胞中,Ser/Thr蛋白激酶Pink1和E3泛素连接酶Parkin协同作用,感知线粒体功能状态并对受损的线粒体进行标记,以促进其通过自噬途径进行降解。同时,泛素化和去泛素化在调节Parkin和线粒体自噬活性中起着重要的作用。本文就Pink1/Parkin信号通路以及去泛素化酶在线粒体自噬中的作用进行综述。

    2022年04期 v.41 919-926页 [查看摘要][在线阅读][下载 310K]
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  • 纳米孔基因测序技术在DNA甲基化修饰检测中的应用研究进展

    谢水莲;袁丰华;李梦婷;万绍贵;

    DNA甲基化是最常见的表观遗传修饰类型之一,其中哺乳动物基因组中最常见的5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine, 5mC)甲基化修饰参与了许多重要的生命活动,其含量的异常与疾病,尤其是癌症的发生发展密切相关。当前检测5mC修饰最常用的方法是基于亚硫酸氢盐转化的第二代基因测序技术,该方法虽然转化效率高且测定准确,但仍然存在不足之处,包括DNA分子降解、处理过程繁杂、测序读长较短、检测特异性不高等。近些年发展起来的纳米孔基因测序技术凭借其能对DNA修饰直接进行检测,且具有读长长、通量高、速度快等特点,在DNA表观遗传修饰检测方面展现了良好优势。本文对DNA的5mC修饰的形成及其经典的检测方法进行了简要介绍,并重点介绍了纳米孔基因测序技术在DNA的5mC修饰检测中的应用研究进展。

    2022年04期 v.41 927-934页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
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  • 基因组学与应用生物学作者投稿指南

    <正>1刊登范围本刊主要刊登植物、动物和微生物基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学等组学,分子医学、现代生物技术等应用生物学研究的未发表的创新性研究成果,以及上述领域的综述论文。2栏目设置本刊设置固定栏目和随机栏目。固定栏目常设研究论文(Research Article)和研究报告(Research Report),主要发表最新的原始研究成果。随机栏目根据稿源可能设数据分析(Data Analyses)、

    2022年04期 v.41 935-936页 [查看摘要][在线阅读][下载 97K]
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  • 基因组学与应用生物学论文撰写指南

    <正>一、栏目设置与文体风格本刊设置固定栏目和随机栏目。固定栏目常设研究论文(Research Article)和研究报告(Research Report),发表最新的原始研究成果。随机栏目根据稿源可能设数据分析(Data Analysis)、技术主题(Technology Feature)和评述与展望(Review and Progress)等栏目。以下就研究论文(Research Article)、研究报告(Research Report)和评述与展望(Review and Progress)的文体格式做出说明,其它类型的详细的文体格式及其定义请向编辑部索取或从本刊网站下载。

    2022年04期 v.41 937-938页 [查看摘要][在线阅读][下载 127K]
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  • 威氏绿绒蒿

    屈燕 ;罗军;

    <正>威氏绿绒蒿(Meconopsis wilsonii)是罂粟科(Papaveraceae)多年生草本植物,高60~200厘米,全株被黄褐色的长柔毛,茎上较稀。主根肥厚,3~5个分枝。茎直立圆柱形,先端较嫩部分为绿色,中、下部为红色。叶互生,叶通常基部羽状全裂,先端羽状半裂或浅裂。中部叶脉呈红色。总状圆锥花序,花瓣4瓣,少为6瓣,卵形至近圆形,紫色至蓝紫色,通常具深色花脉。雄蕊多数,花丝丝状,与花瓣同色或较深色。蒴果长圆形,

    2022年04期 v.41 939页 [查看摘要][在线阅读][下载 700K]
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