农业生物技术学报杂志

农业生物技术学报杂志2022年第2期

• 小麦SKP1家族成员鉴定、基因表达及其与F-box蛋白的互作分析

  范润侨, 魏春茹, 杨一鸣, 王逍冬, 魏新燕, 刘大群, 赵伟全, 于秀梅

  S期激酶相关蛋白1 (S-phase kinase-associated protein 1, SKP1)作为SCF (Skp1-Cul1-F-box)复合体的接头蛋白,分别连接Cullin-1 (Cul1)和F-box蛋白。该家族蛋白参与植物生长发育的调控,并响应生物/非生物胁迫逆境。为揭示该家族成员在小麦(Triticum aestivum)这一重要农作物中的基本生物学特性和功能,本研究自小麦中鉴定出101个SKP1基因,编码115个蛋白质。SKP1蛋白含有保守的SKP1和/或相对保守的SKP1_POZ结构域,均为酸性蛋白,大多数在细胞核中发挥作用;SKP1基因在各个小麦染色体上均有分布,3号和5号染色体上分布密度较高;将小麦、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)的SKP1蛋白构建系统发育树,来自同一物种的序列聚集在一个组内;热图分析表明,该家族大部分基因在不同发育阶段的小麦组织中呈现组成型表达,受热胁迫的影响更大;自小麦TcLr15中获得了3个SKP1基因TSK41、TSK43.2和TSK62,qPCR结果显示,3个基因受盐胁迫显著地快速上调表达,H2O2处理使3个基因呈现不同程度地下调表达,其他胁迫及激素处理对其表达影响较小;将3个AD-SKP1与8个BD-F-box进行两两组合,酵母双杂交(yeast two-hybrid, Y2H)结果证实TSK62能与Kelch、LRR和未知功能结构域3种类型的5个小麦F-box蛋白发生互作,TSK41仅与2个Kelch类型的小麦F-box蛋白互作,而TSK43.2则不与这8个小麦F-box蛋白互作。本研究为深入解析该家族成员在小麦抵御生物和非生物胁迫中的具体作用机制提供了基础资料。

• 玉米干旱-复水处理差异表达MYB-related基因的鉴定与分析

  张鹏钰, 付家旭, 仇晓, 王同朝, 卫丽

  MYB-related基因家族是MYB转录因子家族中的一个亚类,主要参与植物次生代谢、生长发育、生物和非生物响应等过程。为了探究MYB-related基因家族在玉米(Zea mays)干旱胁迫响应中的功能,本研究从前期玉米干旱-复水处理转录组结果中筛选出46个差异表达MYB-related基因,并对其进行了系统进化树、保守基序、基因结构、顺式作用元件和共表达网络分析。结果显示：46个MYB-related基因不均匀的分布在8条染色体上,系统进化分析将46个基因分为6个亚组,启动子区域含有ABA响应元件(ABRE)、脱水响应元件(MBS)、抗氧化剂响应元件(ARE)、低温响应元件(LTR)等多个胁迫响应元件和茉莉酸响应元件(TGACG-motif)、水杨酸响应元件(TCA-element)、生长素响应元件(TGA-element)等植物激素响应元件。基因表达分析结果显示：9个基因在干旱处理过程中上调表达,复水3 d后下调表达;16个基因在干旱胁迫处理过程中下调表达,复水3 d后上调表达。通过共表达网络分析筛选出9个干旱胁迫响应的关键基因。qPCR结果显示,干旱处理过程中,ZmMYBR24、ZmMYBR37、ZmMYBR55和ZmMYBR89基因的表达量显著高于对照,而复水后基因的表达量显著低于对照;ZmMYBR41、ZmMYBR78、ZmMYBR87和ZmMYBR97基因在干旱胁迫下,表达量均低于对照,复水后基因表达量均高于对照。本研究为玉米MYB-related基因功能的进一步研究提供参考依据。

• 白菜型冬油菜锌指蛋白基因BrZFP1的克隆和功能分析

  徐佳, 赵玉红, 侯献飞, 陶肖蕾, 孙柏林, 曾瑞, 朱明川, 孙万仓, 武军艳, 刘丽君, 李学才, 马骊

  锌指蛋白(zinc-finger protein, ZFP)转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,参与细胞凋亡、自噬和干性维持等多种生物学过程,在调控植物生长发育和逆境胁迫应答中发挥重要作用。为了研究锌指蛋白基因在白菜型冬油菜中功能,本研究以白菜型冬油菜(Brassica campestris) '陇油7号'的cDNA和基因组DNA (genomic DNA, gDNA)为模板,克隆得到BrZFP1基因(GenBank No. OK546027) CDS和启动子序列,对其进行生物信息学分析,并构建烟草(Nicotiana tabacum)瞬时转化表达载体进行亚细胞定位,最后采用qPCR方法检测该基因在低温、干旱、高温和盐胁迫下叶、生长锥和根中的表达。结果显示,BrZFP1基因CDS全长483 bp,编码160个氨基酸,预测蛋白分子量为17.094 kD,等电点为9.34。该基因没有内含子,其编码的蛋白为亲水稳定蛋白,具有双保守结构域zf-C2H2_6。PlantCARE分析结果表明,BrZFP1基因的启动子区含有低温响应、光响应、分生组织相关及激素相关等多个顺式作用元件。亚细胞定位显示该蛋白定位于细胞核。BrZFP1氨基酸序列与大白菜(B. rapa)的同源序列相似度达到了98.75%。低温胁迫下,生长锥中BrZFP1基因表达量上调,与转录组测序结果趋势一致。不同胁迫处理下各部位的BrZFP1表达量均有不同程度的上升,其中干旱和高温能强烈诱导BrZFP1的表达。研究结果表明BrZFP1可能在白菜型油菜受到非生物逆境胁迫时发挥重要的调控作用。本研究为进一步研究BrZFP1蛋白的功能提供了参考。

• 油菜素内酯浸泡种子对甘蓝型油菜幼苗的影响

  崔赛, 王同华, 张振乾

  油菜素内酯(brassinolide, BR)对作物生长有促进作用,为明晰油菜素内酯浸泡种子对甘蓝型油菜(Brassica napus)幼苗的影响,本研究以甘蓝型油菜'帆鸣1号'为材料,对其干种子进行油菜素内酯浸泡处理,以清水浸泡的干种子为对照,取5~6叶期叶片进行转录组分析,取幼苗期、5~6叶期和蕾薹期叶片进行生理生化指标测定。结果显示,转录组分析得到4 066个上调表达和4 606个下调表达的差异基因,筛选到脂肪酸代谢相关的差异表达基因3个：酰基载体蛋白硫酯酶(fatty acyl carrier protein thioesterase, BnFAT)、生物素羧基载体蛋白(biological carboxyl carrier protein, BnBCCP)、酰基载体蛋白去饱和酶(stearoy acyl carrier protein desaturase, BnSAD),光合作用相关的差异表达基因3个：光反应系统Ⅰ亚基V (photoreactionⅠsystem centerⅤsubunit, BnPSAG)、光系统Ⅱ反应中心PSB28蛋白(photosystemⅡreaction center protein PSB28, BnPSB28)和叶绿素ab结合蛋白(chlorophyll ab-binding protein, BnCab)。利用qPCR方法对转录组结果进行验证,在上述6个基因中,仅有BnSAD与测序结果不一致,其他5个差异基因均与转录组测序结果一致。以幼苗期、5~6叶期和蕾薹期叶片为材料对6个差异表达基因进行表达量分析及可溶性糖、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)等生理生化指标进行分析,并对3个时期差异基因表达情况与生理生化指标之间进行相关性研究,结果显示,BnFAT和BnBCCP基因表达量均与可溶性糖含量呈正相关(相关系数均为0.69),BnCab基因表达量与可溶性蛋白含量、SOD活性正相关(相关系数分别为0.89和0.62),BnPSAG基因表达量与POD活性正相关(相关系数为0.62)。本研究结果表明,油菜素内酯处理种子可提高甘蓝型油菜的可溶性物质含量及保护酶活性,生理生化指标含量与差异基因表达量之间存在密切关联。本研究可为油菜高产栽培提供理论和技术参考。

• 内源H2S对不结球白菜硒耐受的影响及相关基因克隆与分析

  辛爱景, 杨会敏, 薛延丰, 刘晓丽, 夏芊蔚, 王永竹, 石志琦, 陈健, 杨立飞

  工业污染和过量硒肥施用导致局部地区土壤环境硒污染,进而胁迫植物生长。硫化氢(hydrogen sulfide, H2S)是植物体内的一种气体信号分子,参与调控植物生长发育和逆境响应。为探索H2S合成相关基因L/D半胱氨酸脱巯基酶(L/D-cysteine desulfhydrase, LCDs/DCDs)的功能,本研究以不结球白菜(Brassica rapa ssp. chinensis)为材料研究了内源H2S及其相关基因对硒胁迫的响应方式。通过对不同硒浓度下幼苗根长和株高进行测定发现,硒胁迫显著抑制幼苗生长,并呈现浓度和时间效应;脂质过氧化和细胞膜损伤染色以及WSP-1原位荧光标记技术分析H2S对硒胁迫诱导氧化损伤的影响,结果表明提高内源H2S含量能够显著缓解硒胁迫诱导的氧化损伤效应。qRT-PCR分析显示硒胁迫前期诱导12个H2S合成家族基因(BrLCD1~BrLCD10, BrDCD1~BrDCD2)表达上调,有助于内源H2S的应激产生。最后,克隆了表达量上调较高的基因全长cDNA序列。序列分析显示这些基因编码的氨基酸序列均包含保守的半胱氨酸脱氢酶典型特征。本研究结果为揭示植物响应硒胁迫的作用机制提供了新证据。

• 海岛棉病程相关蛋白GbPR10基因的克隆及其在干旱胁迫下的功能分析

  刘建光, 豆海宽, 赵贵元, 耿昭, 韩硕, 安泽彤, 张寒霜, 王永强

  病程相关蛋白10 (pathogensis related protein 10, PR10)基因在植物抵御生物胁迫和非生物胁迫过程中起到重要作用。基于本课题组前期干旱胁迫转录组数据,本研究从海岛棉(Gossypium barbadense) '比马90-53' ('Pima90-53')中克隆得到1个干旱胁迫相关PR10基因,命名为GbPR10 (GenBank No. MT612460);利用qPCR揭示GbPR10基因的组织表达特异性和外源激素诱导、不同逆境诱导条件下的表达特征;同时克隆并分析GbPR10基因启动子序列特征;构建GbPR10基因的过表达载体PCAMBIA1301-GbPR10转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),分析过表达GbPR10基因拟南芥在干旱胁迫条件下的耐受能力。结果显示GbPR10基因开放阅读框为486 bp,编码161个氨基酸,包含1个Bet_v1-like结构域,具有P-loop保守结构域,属于病程相关蛋白Bet_v1家族;组织特异性表达结果表明,GbPR10基因在海岛棉苗期和花铃期的根中优势表达,并受外源脱落酸(abscisic acid, ABA)、乙烯(ethylene, ET)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)和水杨酸(salicylic acid, SA)激素的响应上调表达,在20%聚乙二醇6000 (polyethylene glycol 6000, PEG6000)和200 mmol/L NaCl非生物胁迫下上调表达;通过启动子序列分析克隆并获得了2 176 bp的启动子片段,该序列存在ET和ABA等激素响应元件及多个干旱相关调控元件;过表达GbPR10基因拟南芥在干旱胁迫下根长显著高于野生型(P<0.05),并且抽薹后植株在自然干旱处理下转GbPR10基因植株的耐旱性显著高于野生型(P<0.05)。由此可见,海岛棉GbPR10基因在棉花应答干旱过程中具有重要作用。本研究为深入研究棉花抗干旱基因的功能机制提供了理论参考。

• 木豆NADPH氧化酶基因家族对非生物胁迫的响应性

  范雨欣, 李娜, 宋治华, 刘腾跃, 董碧莹, 曹红燕, 段雨声, 孟冬, 付玉杰, 杨清

  活性氧(reactive oxygen species, ROS)对植物细胞间信号传递起着重要作用,而呼吸爆发氧化酶(respiratory burst oxidase homologue, RBOH, 又称NADPH氧化酶)是催化植物产生活性氧的关键酶,广泛参与植物体内的信号传递。木豆(Cajanus cajan)是药食两用的木本豆科植物,具有较强抗逆性。本研究通过生物信息学软件从木豆全基因组中筛选出CcRboh基因家族成员,并进行了染色定位、系统发育树构建、保守结构域分析及启动子元件预测等基本功能分析,同时,利用转录组数据筛选不同组织中CcRboh的表达,并通过qPCR确定Rboh基因在多种非生物胁迫下的响应模式。鉴定得到9个木豆Rboh家族成员,根据在染色体上的位置将其命名为：CcRbohA~CcRbohI,其编码818~940个不等的氨基酸残基,等电点(pI)分布在8.76~9.36。根据核苷酸序列相似性可将其聚类为5个亚族,均含有NADPH氧化酶结构(NADPH_Ox)等4个结构域。亚细胞定位预测表明,CcRboh蛋白主要定位于质膜上。启动子顺式作用元件预测结果显示,CcRboh基因启动子区域包含多种激素及逆境响应元件,普遍存在茉莉酸甲酯响应元件和光响应元件,说明CcRboh基因更易受到茉莉酸和光的诱导。木豆根和叶片的Rboh表达模式数据显示,CcRboh基因在根中有着较高的表达水平,表明其在根中发挥重要作用。茉莉酸处理的转录组数据表明,CcRbohB和CcRbohG有明显上调表达(P<0.05),且在处理3 h后就上升5倍以上,说明其表达受到茉莉酸诱导。此外,CcRboh对高温胁迫具有很好的响应能力,在处理3 h后显著上调表达(P<0.05),CcRbohC、CcRbohF、CcRbohG、CcRbohH和CcRbohI在处理3 h后表达量分别是对照的6.4、22.5、21.0、70.4和15.5倍,其中CcRbohI表达量在12 h后有显著上升(P<0.05),最高表达量达对照的37.4倍。对于干旱胁迫和盐胁迫,CcRboh在处理6 h后受到诱导;其中CcRbohG与CcRbohH在干旱、盐以及高温胁迫下表达显著上调(P<0.05),是具有很大潜力的抗性候选基因。本研究对NAPDH氧化酶家族基因进行了生物信息学分析及筛选,并获得了响应高温、干旱胁迫等的关键基因CcRbohG与CcRbohH,为改良木豆的抗逆性提供理论依据。

• 低温胁迫下菊花叶片光抑制与膜脂构成变化

  苗润田, 李海燕, 赵鹏飞, 黄淦, 李永华, 逯久幸

  冬春季节低温伤害是影响菊花(Chrysanthemum morifolium)生长发育的重要因素。本研究以菊花品种'唐宇金秋'为实验材料,分析细胞膜和类囊体膜脂肪酸组分的变化与脂肪酸去饱和酶基因、叶绿素荧光参数的相关性,探究菊花叶片膜脂组分对低温胁迫响应的生理机制。结果表明∶在菊花细胞膜脂肪酸中,脂肪酸不饱和指数(index of unsaturated fatty acid, IUFA)随温度的降低显著上升,菊花Δ9-硬脂酰-ACP脱氢酶(Δ9 stearoyl acyl-carrier-protein desaturase, SAD)基因(CmSAD)和菊花脂肪酸去饱和酶(fatty acid desaturase, FAD)基因(CmFAD2和CmFAD7)在低温下表达量的变化与细胞膜脂肪酸含量的变化并不完全一致;随着温度下降,在类囊体膜脂肪酸中,饱和脂肪酸棕榈酸(palmitic acid, C16∶0)、硬脂酸(stearic acid, C18∶0)含量显著下降,不饱和脂肪酸油酸(oleic acid, C18∶1)、亚油酸(linoleic acid, C18∶2)、亚麻酸(linolenic acid, C18∶3)含量总体呈上升趋势。与细胞膜脂肪酸相比,脂肪酸去饱和酶基因对类囊体膜脂肪酸不饱和度的调控有更直接地作用。类囊体膜的IUFA与多个叶绿素荧光参数具有显著相关性,表明不饱和脂肪酸含量的变化与光抑制具有一定的联系,推测不饱和脂肪酸含量的增加可能通过减少光系统Ⅱ (photosystem Ⅱ, PSⅡ)受体侧的电子传递和增加热耗散等途径来缓解光抑制。低温处理后菊花叶片脂肪酸去饱和酶基因的表达量显著上调,促进细胞膜和类囊体膜脂不饱和度的增加,维持了膜的稳定性,这可能在一定程度上缓解了低温对光系统造成的伤害。本研究为进一步探讨植物在低温胁迫下膜脂组分变化与光抑制的关系提供理论依据。

• QCM实时监测两种细胞骨架药物对烟草BY-2细胞粘弹性的影响

  兰雅琴, 周铁安, 陈宗星, 苏招红, 潘炜松, 刘艺璇

  植物细胞骨架在植物生长发育与不同环境胁迫下将进行动态重塑,从而导致细胞骨架力学性能的变化。本研究旨在使用细胞骨架药物改变细胞骨架的稳定性,进而从细胞骨架结构层次研究烟草(Nicotiana tabacum) BY-2细胞的粘弹性。采用石英晶体微天平(quartz crystal microbalance, QCM)技术实时监测了BY-2细胞在2种细胞骨架药物作用下的粘弹性响应。结果表明,用紫杉醇处理细胞,在低浓度时(10, 15, 17 μmol/L),细胞的细胞粘弹性指数(cell viscoelastic index, CVI)先减小再增大,细胞先变软再变硬;在20和25 µmol/L紫杉醇作用下,细胞的CVI由负值至最终都接近0,细胞变硬且硬度比加药前大。用细胞松弛素D处理细胞时,在低浓度时(50, 100, 150 ng/mL),CVI由加药前的负值增大至远大于0后回落,细胞先变软再变硬;在高浓度(200, 250 ng/mL)时,CVI由负值增大至稍小于0,细胞先快速变硬后变软,但硬度比加药前大。除药物对微管与微丝的直接作用外,用细胞骨架张力整合模型以及赫氏斑通过回缩引起质膜张力增加解释了微管与微丝在药物作用下的细胞软硬度变化。此外,使用荧光显微镜观测了200 ng/mL细胞松弛素D作用下烟草细胞微丝结构的变化,观测结果与QCM实时监测得到的结果一致。本研究所建立的方法为通过细胞粘弹性的测定研究植物细胞层次结构提供了新的途径,为进一步研究植物细胞在细胞骨架药物作用下的力学性能提供了基础。

• 牦牛颗粒细胞体外培养及FGF-10对其DBI表达的影响

  王强龙, 潘阳阳, 高泽川, 张同享, 崔燕, 徐庚全, 王立斌, 樊江峰, 余四九

  地西泮结合抑制因子(diazepam binding inhibitor, DBI)与细胞脂肪酸代谢密切相关,而脂肪酸参与卵母细胞成熟和卵泡发育。为探索其介导的母源分泌因子调控牦牛(Bos grunniens)卵巢发育和卵母细胞成熟的潜在生物学作用,本研究通过分离与建立牦牛颗粒细胞体外培养体系,体外培养过程中加入不同浓度外源性成纤维细胞生长因子10 (fibroblast growth factor-10, FGF-10) (0, 20, 50, 100, 150, 200 ng/mL)作用不同时间后(12, 24 h)。采用qPCR、蛋白免疫印迹技术(Western blot, WB)和免疫荧光技术(immunofluorescence, IF)从基因和蛋白水平检测不同浓度FGF-10对颗粒细胞DBI表达的影响。研究成功建立了原代牦牛颗粒细胞分离与培养体系,具体为：颗粒细胞接种密度4×105个/mL,DMEM/F12培养基+12% FBS+100 U/mL 链霉素+100 U/mL青霉素,36 h换液1次,细胞的纯度高达95%;100 ng/mL FGF-10作用牦牛颗粒细胞12 h时,DBI基因和蛋白表达水平最高,24 h各处理组DBI表达水平降低,免疫荧光显示各处理组颗粒细胞的细胞核和细胞质均可表达DBI蛋白。结果表明FGF-10参与调控牦牛颗粒细胞DBI的表达,并且具有浓度依赖性和时间差异性。本研究为进一步探索母源细胞因子调控卵母细胞成熟的多重生物学机制提供了理论依据。

• 低深度全基因组测序在大白猪繁殖性状基因组选择的应用

  李勇, 杨漫漫, 苗泽圃, 沈俊燃, 陈涛, 魏强

  随着新一代测序技术的不断改进和测序成本的下降,低深度重测序因兼具经济性和超高密度多态位点,越来越多应用于全基因组关联分析,但低深度重测序用于猪基因组选择较少有报道。本研究对1 097头大白猪(Sus scrofa)的全基因组进行低深度重测序,平均测序深度2.4×。分析结果表明不同批次重测序数据在错配率、比对率方面稳定性较好。随后采用STITCH (Sequencing to Imputation Through Constructing Haplotypes)软件对1×、2.4×测序数据进行基因型检测与填充,分别获得15 506 511和15 994 848个SNP位点,基因型填充准确性分别为99.1%和99.8%。此外,研究发现1×的填充数据与60 K SNP芯片数据(PorcineSNP60 v2)重合或相邻位点达47 421个,显示低深度重测序与SNP芯片数据具有很好的兼容性。最后,采用BLUP (基于系谱)、GBLUP-WGS (基于抽样填充到全基因组水平的标记信息)、GBLUP-snp60 (基于模拟芯片的标记信息)分析方法对验证群体窝总产仔数(total number born, TNB)、窝产活仔数(number born alive, NBA)、窝产健仔数(healthy piglet, HP)、出生窝重(litter weight, LW) 4个繁殖相关性状的育种值进行预测。结果显示除TNB外,其余性状的预测准确性为GBLUP-WGS>GBLUP-snp60>BLUP,提高范围分别为33.5%~218%、16.7%~190%。本研究结果表明低深度全基因组重测序是一种经济可靠的基因分型方法,未来可用于大规模畜禽基因组研究和基因组选择育种实践。

• 长江鲟mstn克隆、组织分布以及饥饿复投喂对其在肌肉中表达量的影响

  吴晓雲, 陈叶雨, 赖见生, 刘亚, 宋明江, 李飞扬, 龚全

  肌肉生长抑制素(myostatin, mstn)是肌肉生长的负调节因子,属于转化生长因子β (transforming growth factor β, TGF-β)家族成员,通过抑制成肌细胞增殖发挥作用。为研究mstn在长江鲟(Acipenser dabryanus)补偿生长过程中的作用机制,本研究根据前期转录组测序结果克隆验证mstn CDS区cDNA序列,分析该基因在饥饿0、3、7和14 d以及在饥饿后复投喂14 d条件下各组织的表达情况。结果显示,长江鲟mstn全长为2 552 bp (GenBank No. MZ666180),CDS区为1 122 bp,编码373个氨基酸;在肌肉中表达量最高,其次是皮肤、鳃和眼;饥饿条件下,长江鲟肌肉mstn表达量随饥饿时间的延长逐渐下降;复投喂14 d后,3 d组mstn表达量显著高于对照组(P<0.05),7 d和14 d组mstn表达量与对照组没有显著差异(P>0.05)。表明饥饿能抑制长江鲟mstn的转录,而短期饥饿后及时补充营养物质,能激活长江鲟肌肉mstn功能。本研究为评估长江鲟对环境胁迫的生理适应机制提供参考,有助于了解长江鲟的生长及其生长调控机制,为今后的生产实践提供参考。

• 一株引起大弹涂鱼出血症的维氏气单胞菌的分离及鉴定

  王维, 李长红, 詹萍萍, 陈炯

  2020年8~9月,浙江慈溪市某大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)养殖场发生爆发性病害,病鱼主要表现出典型的出血症症状,给养殖户造成严重的经济损失。为了鉴定该病害的病原,本研究通过解剖观察、细菌分离培养、电镜观察、生化鉴定、药敏实验、动物回归感染实验、16S rRNA及DNA旋回酶亚基B (DNA gyrase subunit B, gyrB)基因系统发育分析等方法对病原进行鉴定。结果从发病鱼体内分离得到一株优势菌,将其命名为AV20211212。通过革兰氏染色的光镜观察及扫描与透视电镜的超微结构观察发现,AV20211212为革兰氏阴性短杆菌,两端钝圆,可见中空极生单鞭毛。生理生化特征鉴定结果显示,AV20211212与维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)的生理生化特征相似。16S rRNA核苷酸序列及gyrB编码氨基酸序列同源性分析显示,AV20211212与维氏气单胞菌的16S rRNA的同源性为93.6%~99.4%,gyrB同源性为99.5%~99.7%。16S rRNA核苷酸序列及gyrB编码氨基酸序列的系统发育分析结果均显示,AV20211212与维氏气单胞菌紧密成簇。推测AV20211212为维氏气单胞菌。药敏实验结果显示,AV20211212对青霉素、氨苄西林等7种抗生素高度耐药,对阿奇霉素中度敏感,而对诺氟沙星、丁胺卡那等12种抗菌药物敏感。对健康大弹涂鱼进行回归感染,结果显示症状与养殖场发病鱼体一致,半致死剂量为4.56×103 CFU/g。本研究首次将维氏气单胞菌鉴定为大弹涂鱼的致病菌,研究结果为慈溪地区细菌性鱼类病害的有效预防及合理用药提供了理论依据及技术支持。

• 奶牛乳腺上皮细胞增殖与凋亡的分子调控机制

  任倩倩, 罗仍卓么, 王兴平, 杨箭, 魏大为, 马云

  奶牛(Bos taurus)乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells, bMECs)是乳腺组织的主要细胞类型,除了发挥着泌乳功能外,还参与调节乳腺固有免疫应答。bMECs的增殖和凋亡受到酶、激素和细胞因子等多种分子的调节,是乳腺组织在特定生理环境下的细胞代谢过程,影响着乳腺的发育与功能。为探讨奶牛乳腺的机能,近年来学者们就bMECs的增殖与凋亡进行了大量研究,并取得了较好的成果。本文主要介绍了与细胞增殖凋亡相关的信号通路,并重点综述了编码基因和非编码基因(miRNA, lncRNA和circRNA)调控bMECs增殖与凋亡的最新研究进展,为高产和抗乳腺炎奶牛分子育种的深入研究提供参考。

• 鸡肉品质相关调控基因研究进展

  赵薇, 曹国伟, 周子航, 王卫振, 辛国省, 蔡正云, 顾亚玲, 张娟

  近年来随着消费者对鸡(Gallus)肉品质的追求,育种工作者对鸡肉质性状的研究越来越多。肌苷酸 (inosine monophosphate, IMP) 与肌内脂肪 (intramuscular fat, IMF) 是影响鸡肉风味的显著呈味物质,深入研究其作用机制对改善鸡肉品质有重要意义。本文通过对IMP和IMF合成代谢途径中相关候选基因进行分析,旨在挖掘其作用机制与功能,提高选择效率,改善鸡肉品质,并为鸡的肉质性状遗传改良提供参考依据。

• 基因组选择及其在水产动物育种中的研究进展

  宋海亮, 胡红霞

  基因组选择(genomic selection, GS)方法自2001年提出以来发展迅速,已成为动植物育种领域的研究和应用热点,给动植物育种带来了革命性的变化。基因组选择弥补了传统育种方法的不足,理论和育种实践表明,基因组选择的准确性高于传统育种,可加快育种进程,提高育种效率。当前,水产动物已开展了大量基因组选择研究,但相比于畜禽动物,水产动物基因组选择尚处于起步阶段。本文综述了基因组选择的原理和流程、前提条件、分析方法、优势和影响因素,并阐述了基因组选择技术在水产动物育种中的研究进展,讨论了水产动物应用基因组选择存在的问题和挑战,并对基因组选择的发展前景进行了展望,旨在为基因组选择在水产动物上的应用提供参考。

• 激素处理下马尾松茎干组织qPCR内参基因的筛选

  覃慧娟, 范付华, 周紫晶

  马尾松(Pinus massoniana)的利用价值极高,施加外源激素可促进其茎干的次生生长和木材形成,快速提高生长速度。筛选激素处理下马尾松茎干qPCR实验的最佳内参基因,可为马尾松次生生长的基因表达研究提供技术支持。本研究从马尾松茎干转录组数据库选取14个候选内参基因,利用qPCR技术进行基因表达分析,采用GeNorm、NormFinder和BestKeeper三款软件分析候选内参基因在不同激素—生长素(auxin, IAA)、赤霉素(gibberellin, GA3)和油菜素内酯(brassinolide, BR)处理条件下马尾松茎干中的表达稳定性,并借助目的基因—纤维素合成酶2 (cellulose synthase 2, CESA2)对筛选出的内参基因进行验证。结果显示,在不同激素处理下,表达稳定性最佳的内参基因为磷酸胆碱胞二苷酰基转移酶1基因(phosphoate cytidine transferase 1, PCYT1)、泛素结合酶E2D基因(ubiquitin-conjugating enzyme E2D, UBE2D)和磷酸葡萄糖变位酶基因(phosphoglucomutase, PGM);目的基因CESA2在激素处理下的表达模式证实上述内参基因组合具有良好的可靠性。本研究筛选的内参基因有助于提高马尾松qPCR实验的准确性和可靠性,为在激素处理下的马尾松基因表达分析提供技术支持。

• 猪δ冠状病毒M蛋白的截短表达及间接ELISA方法的建立

  宋代丽, 杨富升, 陈钰乔, 孙凡媛, 陈汭, 曹三杰, 黄小波

  猪δ冠状病毒(Porcine deltacoronavirus, PDCoV)是一种新出现的猪(Sus scrofa)肠道致病性冠状病毒,可导致哺乳仔猪严重脱水、呕吐及水样腹泻,在全球范围内广泛分布。为建立一种快速检测PDCoV抗体的间接ELISA方法,本研究利用生物信息学方法分析M蛋白的基因序列特性,设计并扩增PDCoV的M基因序列76~651 bp区域,与表达载体pET-32a构建重组质粒,转化大肠杆菌(Escherichia coil) Transetta (DE3)进行诱导表达,获得截短表达的M蛋白(约35 kD);Western blot实验证明其与猪PDCoV阳性血清有良好的反应原性。基于纯化的重组M截短蛋白构建间接ELISA方法,确定阴阳性判定临界值为0.271。建立的ELISA方法与猪瘟病毒(Classical swine fever virus, CSFV)、猪繁殖与呼吸系统综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)、猪圆环病毒2型(Porcine circovirus type 2, PCV-2)、猪伪狂犬病毒(Pseudorabies virus, PRV)、猪口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus, FMDV)、猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)和猪传染性胃肠炎病毒(Swine transmissible gastroenteritis virus, TGEV)等阳性血清无交叉反应,批内和批间变异系数均小于10%;与基于PDCoV S1-CTD蛋白的间接ELISA方法的总符合率高达96%,表明该方法具备良好的特异性、敏感性、重复性及较高的符合率。用建立的ELISA方法检测2012~2018年四川部分地区收集的507份猪血清,结果显示总阳性率为49.11%,初步证明该病已在四川感染严重。本研究基于M截短蛋白构建的间接ELISA方法,为PDCoV疫病诊断和血清流行病学调查提供技术支持,对于PDCoV防控具有一定的意义。