农业生物技术学报杂志

农业生物技术学报杂志2025年第6期

• 小麦叶锈病菌效应子Pt31812的基本特性分析

  温晓蕾, 李建嫄, 李明媛, 李浩, 张娜, 杨文香

  效应子(effectors)在病原菌侵染植物过程中发挥重要作用,了解其功能是解析病原菌致病机理的关键。为揭示小麦叶锈病菌(Pucciniatriticina,Pt)的致病机理,本研究在分析效应子Pt31812生物信息的基础上,利用蔗糖酶缺陷酵母分泌系统、qRT-PCR技术及细菌Ⅲ型分泌系统对Pt31812进行了基本特性分析。结果表明,Pt31812CDS全长627bp,编码含有208个氨基酸,具有7个丝氨酸、3个苏氨酸和2个酪氨酸潜在磷酸化位点。N端含有疏水结构,1~20位氨基酸为信号肽,且具有分泌功能,不具有跨膜结构域、不作用于线粒体。Pt31812可抑制由丁香假单胞杆菌(Pseudomonassyringaepathovar.tomato,Pst)菌株DC3000诱导小麦(Triticumaestivum)叶片产生的细胞程序性死亡(programmedcelldeath,PCD)。该基因在叶锈菌侵染前期开始表达,在亲和与非亲和互作中分别在96和36h时表达量最高,且其表达模式存在差异。Pt31812在小麦品种'Thatcher'('Tc')和'TcLr1'中抑制胼胝质的沉积、活性氧的积累和病程相关蛋白基因1(pathogenesis-relatedproteinsgene1,TaPR1)和TaPR2的表达,在叶锈菌侵染过程中干扰寄主防御反应。研究结果为进一步研究小麦叶锈菌致病机理提供了理论依据,对选育持久抗病品种具有指导意义。

• 辣椒PR-1基因家族的全基因组鉴定及其响应辣椒疫霉的表达模式分析

  赫卫, 张慧, 王嘉琳, 黄越, 王兴亮, 申晓宇

  病程相关蛋白1(pathogenesisrelatedprotein-1,PR-1)是植物与病原体相互作用中的防御蛋白,在植物的抗病和防御过程中起着重要作用。本研究旨在对辣椒(Capsicumannuum)的PR-1基因进行全基因组鉴定和生物信息学分析。结果表明,本研究共鉴定出19个CaPR-1基因,都有1个CAP超家族结构域。大部分CaPR-1蛋白包含1个N端信号肽。对辣椒、番茄(Solanumlycopersicum)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)的54个PR-1蛋白序列进行系统发育分析,发现PR-1家族蛋白分为3类,辣椒PR-1与番茄PR-1关系密切。结构分析显示,除CaPR-1.1和CaPR-1.12外,所有CaPR-1蛋白都有相似的三维结构。在辣椒CaPR-1基因的启动子中,检测到了与防御胁迫响应、植物激素、光响应和转录因子相关的顺式元件。GO和KEGG的功能注释预测了其在响应胁迫、植物激素和植物-病原体相互作用的防御反应中的作用。芯片数据分析表明,CaPR-1基因响应冷、盐、干旱、热等胁迫且受到水杨酸、茉莉酸甲酯、乙烯和脱落酸等外源性激素的影响。CaPR-1.4和CaPR-1.15在盐和渗透胁迫作用下表达上调,CaPR-1.17在4种外源激素诱导下表达上调。CaPR-1转录本在辣椒疫霉(Phytophthoracapsici)感染下的表达模式发生了改变,其中碱性的CaPR-1基因如CaPR-1.4、CaPR-1.15和CaPR-1.17的表达上调。通过qRT-PCR进一步验证了CaPR-1.17基因在辣椒疫霉感染下显著上调表达(P<0.05)。研究结果表明,CaPR-1家族可能在植物抗逆过程中起重要作用。本研究为深入探讨辣椒PR-1家族参与辣椒疫霉抗性的机制提供参考。

• 绿豆Trihelix基因家族的鉴定及表达特征分析

  李梦蛟, 邢展宁, 余清, 刘飞, 邢宝龙, 刘支平

  Trihelix转录因子是一种植物特异性转录因子,在植物种子形成、花的发育、光调节等生长过程及抗逆响应中均发挥着重要作用。为了探讨Trihelix转录因子在绿豆(Vignaradiata)生长发育及胁迫过程中的作用,本研究采用生物信息学方法从绿豆基因组数据库中筛选出38个Trihelix(VrGT)家族成员,不均匀地分布在1~10号染色体上,分为5个亚家族,同一个亚家族成员的保守基序类型和数量较相似,且含有特定的保守基序;大多数基因含有1~2个内含子;片段重复是VrGT基因家族扩张的主要驱动力;分别有12和30个VrGT基因与拟南芥(Arabidopsisthaliana)和大豆(Glycinemax)基因组存在种间共线性;上游2000bp启动子区域预测到多个与生长发育、光响应、激素响应及胁迫响应等相关的顺式作用元件;WRKY、MYB、bHLH等多个转录因子家族与VrGT基因共表达;38个VrGT基因在绿豆不同生育期、不同组织器官中及不同的非生物胁迫下的表达存在显著差异,其中在萌发的种子中表达量最高,有4个基因在绿豆生长发育过程中具有高表达量,有3个基因在干旱胁迫早期和晚期的地上部或根系一直具有较高的响应水平,有8个基因对盐碱胁迫具有明显的调控作用。本研究为进一步解析VrGT基因家族的生物学功能提供了参考。

• 香蕉MaMKK家族全基因组鉴定及其低温胁迫响应表达分析

  林蔚, 韦幂, 李跃森, 吴水金

  丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinases,MAPK)级联对植物的生长、发育和逆境反应至关重要,其中MAPK激酶(MAPKkinase,MKK)在级联中起着承上启下的作用。低温是影响香蕉(Musaspp.)产量的主要原因之一,为挖掘香蕉抗寒关键基因,本研究对香蕉MaMKK基因家族进行系统进化、基因结构、染色体定位及共线性分析,明确'香牙蕉'(MusaAAACavendish)和'粉蕉'(MusaABBPisangAwak)中MaMKK基因家族受低温诱导的表达情况,并对筛选出的候选基因进一步进行表达量和序列多重比对及启动子元件分析。结果表明,共鉴定出13个MaMKK基因家族成员,分为4个亚类。基因共线性分析表明,MaMKK基因家族成员间具有较强的连锁关系,且经过了纯化选择。7℃低温处理后,MaMKK2a、MaMKK2b和MaMKK5a的表达量在2个品种中均显著上升,且'粉蕉'中的上调幅度高于'香牙蕉',而MaMKK1、MaMKK2c、MaMKK3和MaMKK5d的表达量在2个品种中呈现负相关或不相关的关系。对这7个候选基因进一步分析发现,MaMKK2a、MaMKK2b和MaMKK5a在'香牙蕉'中响应低温的速度较'粉蕉'快,MaMKK1、MaMKK2c、MaMKK3和MaMKK5b在'香牙蕉'和'粉蕉'低温处理48h内的表达量变化差异显著。组织表达结果显示,7个候选基因在'香牙蕉'和'粉蕉'的组织分布差异很大。7个候选基因的功能结构域均含有MEKK和MAPK磷酸化作用靶点,且含有多个胁迫相关启动子顺式作用元件,其中MaMKK2a和MaMKK5a含有低温启动子顺式作用元件。综上表明,香蕉MaMKK基因响应低温胁迫,所筛选出的7个候选基因可能与'香牙蕉'和'粉蕉'抗寒性差异有关。本研究为香蕉抗寒品种选育提供理论依据。

• 基于转录组测序的甜瓜DNAJ基因家族鉴定与表达分析

  汪涛, 嵇泽琳, 杜清洁, 李娟起, 汪虎, 王吉庆, 肖怀娟, 李猛

  DNAJ蛋白作为热激蛋白70(heatshockprotein70,HSP70)的辅伴侣分子,在植物生长发育和逆境应答中发挥重要作用。本研究利用生物信息学方法,在甜瓜(Cucumismelo)低温处理后的转录组测序数据中挖掘出10个甜瓜DNAJ候选成员,基于保守结构域分析,确定了4个候选成员,对其染色体位置、基因结构、亚细胞定位、蛋白二级、三级构型、蛋白互作网络、系统发育、启动子及在非生物胁迫下的基因表达量等进行了分析。结果表明,4个成员分布于3条染色体上,分别命名为CmDNAJ1~CmDNAJ4;氨基酸长度为161~503aa,均表现为亲水性,定位在细胞核(CmDNAJ2/3)、细胞质(CmDNAJ1/2/3/4)和内质网(CmDNAJ2)中。系统进化分析发现,甜瓜DNAJ基因家族成员与黄瓜(C.sativus)亲缘关系最近。4个DNAJ基因启动子上主要包含激素响应、光响应、非生物胁迫响应等顺式作用元件。4个基因组织特异性表达差异明显,仅CmDNAJ1和CmDNAJ2在甜瓜的雄花、雌花、根、果实和叶中均有较高的表达。CmDNAJ1、CmDNAJ2和CmDNAJ3在果实发育和成熟过程中可能起正调控作用,而CmDNAJ4可能起负调控作用。qRT-PCR结果证实CmDNAJ1~CmDNAJ4均响应低温、高盐、脱落酸和干旱诱导,其中CmDNAJ1和CmDNAJ2是响应低温胁迫的关键基因;CmDNAJ2和CmDNAJ3是响应盐胁迫、脱落酸和干旱胁迫的关键基因。本研究为深入解析甜瓜DNAJ基因在非生物胁迫中的功能提供参考。

• 七叶一枝花糖基转移酶基因PpUGT2的克隆及原核表达

  王丽娅, 王靖涵, 周慧敏, 章瑶, 陈文强, 鲁志国, 朱丽娜, 唐其

  重楼皂苷是七叶一枝花(Parispolyphyllavar.chinensis)重要的活性成分,其生物合成途径尚未完全阐明,有研究表明尿苷二磷酸糖基转移酶(UDP-Glycosyltransferases,UGTs)是重楼皂苷下游生物合成途径的关键酶。本研究基于七叶一枝花转录组与重楼总皂苷含量关联分析,筛选出1个糖基转移酶候选基因PpUGT2(GenBankNo.PQ588702),可能参与七叶一枝花重楼皂苷的生物合成。利用PCR技术克隆PpUGT2基因全长,并对其进行生物信息学分析。在此基础上构建了PpUGT2的原核表达载体,IPTG诱导其表达,纯化重组蛋白。同时,结合qPCR技术,分析PpUGT2基因在七叶一枝花不同部位的表达模式。结果显示,PpUGT2基因全长1773bp,编码蛋白质由590个氨基酸组成,其蛋白相对分子质量为64.6kD,是不稳定且具有良好脂溶性的亲水蛋白。SDS-PAGE分析结果显示,在分子量约为64.6kD的位置上出现了蛋白条带,表明成功诱导PpUGT2重组蛋白的表达。此外,qPCR结果表明,PpUGT2基因在七叶一枝花的根、茎、叶和幼果中均有表达,表达模式为根>茎>叶>幼果,推测该基因主要在根中发挥作用。本研究丰富了UGT在七叶一枝花中的研究,为进一步解析重楼皂苷生物合成途径提供一定的理论基础。

• 扭果花旗杆TCP转录因子家族成员鉴定及表达分析

  谷玉风, 刘欣欣, 胡尔西旦•吐尔逊, 葛风伟

  扭果花旗杆(Dontostemonelegans)是新疆达坂城荒漠生态系统中的重要物种,具抗旱和耐盐碱的优良特性。TCP(teosintebranched1/cycloidea/proliferatingcellfactor)家族作为植物特有的一类转录因子,广泛参与植物生长发育及逆境响应调控。本研究利用生物信息学方法鉴定扭果花旗杆TCP转录因子家族成员并分析其表达模式。从扭果花旗杆转录组中鉴定出22个DeTCPs,这些成员编码的蛋白均含有TCP结构域。系统进化分析显示,DeTCPs可分为2类3个亚家族,同组成员具相似基因结构,且编码的蛋白保守结构域分布相似。表达模式分析表明,5个DeTCPs成员在扭果花旗杆中的表达具有组织特异性;5个DeTCPs在NaCl胁迫下均显著上调表达(P<0.05);在PEG胁迫下3个DeTCPs显著上调表达,2个DeTCPs的相对表达量显著下调(P<0.05)。综上,本研究表明DeTCPs转录因子家族成员含有TCP转录因子家族基本特征,具有组织表达特异性,同时响应干旱和盐的逆境胁迫,该家族成员可能参与扭果花旗杆抵御干旱和盐胁迫的调控过程。本研究为进一步挖掘扭果花旗杆TCPs的功能提供了数据基础和依据。

• 脱氧雪腐镰刀菌烯醇通过激活TXNIP/NLRP3炎性小体通路诱导IPEC-J2细胞炎性反应

  周闯, 夏荧, 丁硕, 王星迪, 魏筱君, 时璐, 张华

  脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)是污染谷物及其制品最严重的霉菌毒素之一,可导致动物中毒,主要靶器官为肠道。为探究DON诱导的肠道炎性反应与NOD样受体信号通路的关系及作用机制,本研究使用1μg/mLDON处理猪空肠上皮细胞(porcineintestinalepithelialcells,IPEC-J2),利用ELISA检测细胞上清液中白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)的含量;Westernblot检测硫氧还蛋白互作蛋白(thioredoxin-interactingprotein,TXNIP)、胱天蛋白酶1P20(cysteinylaspartatespecificproteinase-1,Caspase-1P20)和NOD样受体蛋白3(NOD-likereceptorprotein3,NLRP3)的表达水平。利用TXNIPsiRNA转染实验,验证TXNIP对NLRP3的调控作用。使用抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-cysteine,NAC)验证活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)与NLRP3炎性小体激活的关系。结果显示,与空白对照组相比,DON处理组细胞上清液中IL-1β的分泌量极显著增加(P<0.01),且细胞中TXNIP/NLRP3炎性小体通路相关蛋白TXNIP、NLRP3和Caspase-1P20蛋白表达量均显著上调(P<0.05);与阴性转染+DON处理组相比,TXNIPsiRNA转染+DON处理组细胞上清液中IL-1β的分泌量极显著减少(P<0.01),细胞中Caspase-1P20蛋白表达显著下调(P<0.05);与DON处理组相比,NAC干预组细胞ROS水平显著降低(P<0.05),细胞上清液中IL-1β的分泌量减少,细胞中TXNIP和Caspase-1P20蛋白表达量均显著下调(P<0.05)。研究结果表明,DON通过TXNIP/NLRP3炎性小体通路诱导IPEC-J2细胞炎性反应,抗氧化剂NAC能缓解DON诱导的NLRP3激活。本研究为有效防治DON中毒提供新的靶点和思路。

• IGF-1、IGF-2和TGF-β2在不同年龄牦牛肺脏中的表达分析

  邓演江, 钟董兰, 崔燕, 余四九, 魏鹏强, 张虔, 牛悦悦, 鲜康乐, 王登慧, 陈春燕

  胰岛素样生长因子(insulinlikegrowthfactor,IGF)IGF-1和IGF-2作为低氧靶标因子,可协同转化生长因子-β2(transforminggrowthfactor-β2,TGF-β2)参与肺脏的生长发育、免疫调节及损伤修复。本研究旨在探究IGF-1、IGF-2及TGF-β2在不同年龄牦牛(Bosgrunniens)肺脏中的表达分布特点。采用免疫组织化学染色、qRT-PCR和Western-blot方法,对IGF-1、IGF-2及TGF-β2在不同年龄牦牛肺脏中的分布及表达水平进行探究。免疫组织化学分析显示,3个生长因子在牦牛肺脏中的表达位置相似,主要分布于各级支气管上皮细胞和肺泡上皮细胞。此外,IGF-1和IGF-2还在肺动脉内皮细胞表达。qRT-PCR结果显示,IGF-1、TGF-β2基因在成年牦牛肺脏中的表达量均显著高于初生、幼年和老年的牦牛(P<0.05);IGF-2基因在初生牦牛肺脏中的表达量显著高于其他年龄段(P<0.05)。Westernblot结果显示,IGF-1和IGF-2蛋白在初生表达量最高,且显著高于其他年龄段(P<0.05);TGF-β2蛋白在成年表达量最高,且显著高于其他年龄段(P<0.05);3个因子的表达量随年龄变化的趋势相似,且均在初生和成年的表达量较高,提示IGF-1、IGF-2和TGF-β2可能参与了牦牛在此年龄段的肺脏发育和低氧适应性结构的形成。本研究为探究低氧环境下牦牛肺脏的特异性适应机制研究提供基础。

• 牦牛宫腔液外泌体包装孕酮效果的评价及其对小鼠子宫容受性的影响

  何永刚, 于天军, 何玉龙, 王新强, 李志杰, 王靖雷, 王萌, 李天昊, 潘阳阳, 徐庚全

  孕酮(progesterone,P4)是调控子宫内膜容受性与胚胎发育同步化、确保胚泡成功着床的重要生殖激素;外泌体具有良好的生物相容性、低免疫原性,是药物运输的优良载体。为了探究牦牛(Bosgrunniens)宫腔液源外泌体是否可作为激素、蛋白或RNA等药物的递送载体。本研究利用超高速离心法获取牦牛宫腔液外泌体,分别采用透射电子显微镜和蛋白免疫印迹法对其进行形态和标志蛋白(CD81,TSG101)鉴定后,通过腹腔注射小鼠(Musmusculus),分析小鼠器官的组织学变化,评价其安全性。将牦牛宫腔液外泌体与孕酮超声处理包装形成复合体,通过比较小鼠子宫内膜厚度、子宫受性标记物白血病抑制因子(leukemiainhibitoryfactor,LIF)和白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的表达水平,分析外泌体包装对孕酮作用效果的影响。结果显示,超高速离心法获取牦牛宫腔液外泌体形态典型,CD81和TSG101标记蛋白表达清晰。超声处理外泌体标记蛋白CD81和TSG101表达水平下降,分别为对照组的0.74和0.83倍。外泌体包装孕酮的包装率为(48.4±1.29)%。通过组织学比较,助溶剂二甲基亚砜(dimethylsulfoxide,DMSO)作为外泌体包装孕酮助溶剂的最佳浓度为0.5%,牦牛外泌体对小鼠器官组织无损伤。外泌体包装后的孕酮可显著增加小鼠子宫内膜厚度,上调LIFmRNA和蛋白表达水平(P<0.05)。孕酮处理组小鼠子宫内膜IL-6mRNA和蛋白表达水平低于对照组,而外泌体包装的孕酮处理组IL-6表达水平增加。结果表明,牦牛宫腔液外泌体可以作为孕酮有效药物递送载体,可显著提高孕酮生物利用度。本研究为生殖道外泌体在动物生殖调控中的应用提供理论参考。

• 鞣花酸对高浓度LPS体外诱导的卵巢颗粒细胞炎性损伤的保护作用

  陆情梅, 潘智仁, 温晓艳, 刘彬, 张习录, 陈怡, 肖洋, 赵佳福

  卵巢颗粒细胞(ovariangranulosacells,OGCs)的增殖、凋亡和类固醇激素的合成在卵泡的发育过程中发挥重要作用,脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的炎症反应和氧化应激被认为是影响卵巢功能的重要因素,鞣花酸(ellagicacid,EA)作为一种天然多酚类化合物,具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗病毒等多种生物活性。本研究分离培养健康且性成熟的贵州黑山羊(Caprahircus)卵巢组织的OGCs。通过CCK-8试验检测EA和LPS对OGCs存活率的影响,通过qRT-PCR检测炎症因子和类固醇激素合成相关基因的相对表达量,通过酶联免疫法(ELISA)检测细胞上清液中雌二醇(estradiol,E2)和孕酮(progesterone,P4)的含量及相关抗氧化指标以评估OGCs功能性变化。结果表明,EA的浓度为1μmol/L时,对OGCs的存活率作用最佳,且LPS处理24h后,对OGCs的半抑制浓度(halfmaximalinhibitoryconcentration),IC50)值为200μg/mL。。qRT-PCR结果表明,与对照组相比,LPS组炎症因子白介素1β(interleukin-1β,IL-1β)、IL-6和肿瘤坏死因子α(tumornecrosisfactorα,TNF-α)的相对表达量极显著升高(P<0.01);细胞色素P450家族11亚家族成员A1(cytochromep450family11subfamilymemberA1,CYP11A1)、CYP19A1、3β-羟类固醇脱氢酶(3β-hydroxysteroiddehydrogenase,3β-HSD)和类固醇生成急性调节蛋白(steroidogenicacuteregulatoryprotein,STAR)等类固醇激素合成基因的表达量极显著降低(P<0.01)。与LPS组相比,LPS+EA组IL-1β和TNF-α的相对表达量极显著降低(P<0.01),IL-6有下降的趋势;CYP11A1和CYP19A1表达极显著上调(P<0.01)。ELISA结果表明,与对照组相比,LPS组E2的分泌量显著降低(P<0.05),P4的分泌量极显著降低(P<0.01),丙二醛(malondialdehyde,MDA)的浓度显著升高(P<0.05),谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)、活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)浓度极显著升高(P<0.01);而与LPS组相比,LPS+EA组的E2和P4显著上调(P<0.05),GSH-Px、SOD和ROS浓度极显著降低(P<0.01),MDA的浓度有降低的趋势。结果表明,外源添加EA可起到缓解LPS诱导的OGCs炎性反应和氧化损伤,并能一定程度缓减LPS导致的OGCs功能性紊乱。本研究揭示了鞣花酸在保护卵巢颗粒细胞免受炎症反应和氧化损伤方面的潜在机制,为开发安全有效的天然抗炎抗氧化剂提供了理论依据,同时也为改善家畜繁殖性能和应对生殖系统相关疾病的研究提供了新的思路。

• 山羊PDE4B表达特性分析及其对肌内前体脂肪细胞分化的影响

  李金岚, 孙诗雨, 何晓菲, 张力懿, 林亚秋, 刘伟, 邢佳妮

  山羊(Caprahircus)肌内脂肪(intramuscularfat,IMF)是影响羊肉品质如风味、多汁性等的关键因素。本研究聚焦于山羊磷酸二酯酶4B(phosphodiesterases4B,PDE4B)基因克隆与功能解析,旨在阐明其对山羊肌内前体脂肪细胞分化的调控机制。本研究以简州大耳羊肌内前体脂肪细胞为研究对象,利用RT-PCR技术扩增目标基因片段,结合在线生物信息学工具对其序列进行分析。运用qPCR技术对山羊多组织样本及不同发育阶段肌内前体脂肪细胞中PDE4B基因的mRNA相对表达量进行系统性定量分析。利用基因重组方法构建pEGFP-N1-PDE4B过表达载体,转染至山羊肌内前体脂肪细胞,通过油红O染色和qPCR等手段阐明过表达PDE4B对肌内前体脂肪细胞分化、脂滴积聚、甘油三酯合成及分解标志基因表达量的影响。结果显示,克隆获得山羊PDE4B基因片段全长1815bp,其中包括编码区1629bp,共编码542个氨基酸。定量分析结果显示,山羊肺脏组织中PDE4B基因表达丰度极显著高于其他受检组织(P<0.01);在肌内前体脂肪细胞诱导分化48h后,该基因mRNA表达水平达到峰值(P<0.01)。油红O染色及定量结果显示,过表达PDE4B基因后脂滴聚集显著增多(P<0.05),且过表达PDE4B极显著上调脂肪细胞分化标志基因CCAAT-增强子结合蛋白α(CCAAT/enhancerbindingproteinα,C/EBPα)、C/EBPβ及甘油三酯合成标志基因激活蛋白2(Activatorprotein2,AP2)和脂肪酸合成酶(fattyacidsynthase,FASN)的表达(P<0.01),极显著下调甘油三酯分解标志基因甘油三酯水解酶(adiposetriglyceridelipase,ATGL)、激素敏感脂酶(hormone-sensitivelipase,HSL)和脂肪酶(lipoproteinlipase,LPL)的表达(P<0.01)。本研究证实PDE4B基因可能通过促进C/EBPα、C/EBPβ、AP2及FASN等脂肪生成标志基因的表达,正向调控山羊肌内前体脂肪细胞分化进程。本研究为阐明PDE4B介导脂质沉积的分子机制提供了关键实验依据。

• 基于全基因组重测序技术筛查北极白狐与北极蓝狐毛色候选基因及其nsSNPs

  郭建旭, 王东贤, 谢遇春, 乔贤, 彭永东, 巩元芳, 刘铮铸

  北极狐(Vulpeslagopus)毛色的多样性为研究毛色遗传调控提供了重要的模型,研究其毛色调控机制对毛皮动物的育种具有重要意义。本研究对北极白狐和北极蓝狐进行了全基因组重测序,选取基因外显子区的非同义单核苷酸多态性位点(nonsynonymoussinglenucleotidepolymorphism,nsSNP)作为候选位点,分析其对应的候选基因。通过功能富集分析,筛选出调控毛色的候选基因。然后以42只北极狐(白狐和蓝狐各21只)的皮肤组织基因组DNA为模板,对具有纯合突变nsSNPs的表皮生长因子(epidermalgrowthfactor,EGF)和腺瘤性息肉病(adenomatouspolyposiscoli,APC)基因进行验证。结果表明,重测序共获得8860718个SNPs和21150个nsSNPs的坐标信息,并注释到5787个基因;候选基因的nsSNPs结果与全基因组重测序一致;关联性分析显示,EGF基因c.3571C>A和APC基因c.6812G>A的变异位点分别与北极白狐和北极蓝狐毛色性状呈极显著相关(P<0.01)和显著相关(P<0.05)。结果表明,通过全基因组重测序和功能富集分析筛选出的APC和EGF基因中的特定变异位点可能影响北极白狐和北极蓝狐的毛色形成。本研究为北极白狐与北极蓝狐毛色形成的遗传机制解析提供了数据支持,同时为毛皮动物的分子育种和毛色多样性保护提供了理论参考。

• 威宁鸡PPP3CA基因SNP鉴定及其与生长性状的关联分析

  赵中龙, 冉光友, 张勇, 张习本, 王智伟, 艾照碧, 杨润黔, 李未博, 陈泽林, 叶红英

  威宁鸡(Gallusgallus)是贵州省地方珍贵家禽种质资源之一。利用候选基因研究威宁鸡生长性状并揭示遗传效应,对威宁鸡遗传改良及分子标记育种具有重要意义。本研究以113只(公58只,母55只)300日龄的威宁鸡为研究对象,采用PCR扩增和直接测序技术鉴定蛋白磷酸酶3催化亚基α(proteinphosphatase3catalyticsubunitα,PPP3CA)基因的单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism,SNP)位点,利用Excel统计各位点基因型频率、等位基因频率、有效等位基因数、多态信息含量,并分析各突变位点是否处于Hardy-Weinberg平衡状态;通过在线软件RNAfold进行mRNAs二级结构分析;利用SPSS27.0软件对具有多态性位点的基因型与体尺性状进行关联分析。研究表明,威宁鸡PPP3CA基因外显子6上存在3个SNP位点,即g.151368C>T、g.151389T>C和g.151402T>G,其中g.151368C>T位点发生错义突变导致206位精氨酸变为色氨酸,g.151402T>G位点错义突变导致216位异亮氨酸变为色氨酸。连锁不平衡分析发现,g.151389T>C和g.151368C>T、g.151402T>G位点间存在较强连锁不平衡效应;χ2检验表明,g.151368C>T和g.151389T>C位点符合Hardy-Weinberg平衡,而g.151402T>G位点偏离Hardy-Weinberg平衡。关联性分析发现,g.151402T>G位点TT、GG型个体的体重、体斜长和胸宽显著高于TG个体(P<0.05),TT型个体的胸深显著高于GG、TG型个体(P<0.05),GG型个体的胸深显著高于TG型个体(P<0.05),TT、GG型个体的龙骨长和胫长极显著高于TG型个体(P<0.01);TT、GG型个体胫围显著高于TG型个体(P<0.05)。对3个SNPs位点进行单倍型和双倍型分析,发现共存在4种单倍型和8种双倍型,其中,双倍型H2H3(TCTCTT)和H1H1(TTCCGG)可作为提高龙骨长、胫长、胫围的候选分子标记位点。本研究为威宁鸡生长性状分子标记辅助选择提供了科学依据。

• 不同农药对斑马鱼成鱼前列腺素合成酶、异前列腺素和活性氧水平的影响

  周新宗, 吴声敢, 李少斌, 常菊花

  前列腺素(prostaglandins,PGs)是一种重要的信号分子,在正常和病理生理过程中发挥重要作用。许多内分泌干扰物(endocrinedisruptingchemicals,EDCs)会抑制PGs的合成。目前关于农药类EDCs对斑马鱼(Daniorerio)PGs影响的研究比较少。本研究采用酶联免疫吸附技术(enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)检测10种常规农药对雌、雄斑马鱼成鱼前列腺素合成酶—环氧化酶(cyclooxygenase,COX)(COX-1和COX-2)、异前列腺素(isoprostaglandin,iso-PG)(8-isoPGF1α,8-isoPGF2α和iPF2α-Ⅵ)、活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)及其相关蛋白(GST,CAT,SOD和POD)水平的影响,并分析不同蛋白与ROS或与iPF2α-Ⅵ的相关性。实验结果显示经不同农药处理斑马鱼后,ELISA结果在雌、雄间表现出明显差异性,说明不同农药对斑马鱼iPF2α-Ⅵ和ROS水平的影响具有性别依赖效应。相关性分析表明,GST与ROS水平呈显著相关(F=8.517;P=0.0092;R2=0.3212),iPF2α-Ⅵ与ROS水平呈极显著正相关(F=75.51;P<0.0001;R2=0.8075),其他蛋白与ROS无显著相关性。各个蛋白与iPF2α-Ⅵ都不存在显著相关性。本研究为农药内分泌干扰物的筛选和检测提供基础资料。

• 我国马铃薯疮痂病菌纤维素酶遗传特征分析

  黄伊凡, 丁毓, 杨云杉, 张才华, 赵川香, 陈辰, 韩芷若, 于秀梅, 赵伟全

  马铃薯疮痂病是由多种疮痂病原链霉菌(Streptomycesspp.)引起的土传病害,该类病原菌的致病机理尚不明确。纤维素酶是多种植物病原菌侵染寄主细胞壁的关键酶类,本研究对疮痂病原链霉菌的纤维素酶进行了遗传特性分析。从普通疮痂链霉菌典型菌株87.22中鉴定出14个纤维素酶基因序列,发现其具有多样化功能结构域,但呈现相似的高级结构。将获得的序列进行相似性比较后,设计了7组纤维素酶基因的专化性引物,对我国不同马铃薯(Solanumtuberosum)种植区的18个普通疮痂链霉菌菌株和5个疮痂病菌致病种进行检测分析,发现其中4组引物可在编号为MZ-4和H2的两个普通疮痂病菌菌株中获得正确条带,并且在普通疮痂链霉菌种内以及不同致病种间具有扩增多态性,说明我国不同马铃薯疮痂病菌含有的纤维素酶存在明显多样性。本研究为深入解析疮痂病原菌遗传多样性的成因提供新的依据。

• 病毒感染调控宿主MEK/ERK信号通路的研究进展

  曾建宇, 高鹏, 周磊, 盖新娜, 周琼琼, 韩军, 郭鑫, 张永宁, 杨汉春

  丝裂原活化蛋白激酶激酶/细胞外调节蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinasekinase/extracellularregulatedproteinkinases,MEK/ERK)信号通路是细胞内重要的信号转导系统,在调控细胞增殖、分化和凋亡等基本生命活动中发挥关键作用。近年研究表明,该信号通路在病毒与宿主相互作用过程中也具有重要的调控功能。本文系统综述了病毒通过调控MEK/ERK信号通路影响细胞凋亡、自噬以及炎症因子产生与分泌等生物学过程的研究进展,并深入探讨了靶向MEK/ERK信号通路的抑制剂作为潜在抗病毒治疗策略的研究现状与应用前景。本文为抗病毒药物的研发提供了重要的理论依据和新的研究方向。

• 抗菌肽应用研究进展

  高楠, 李逸涵, 孙佳琦, 毕重朋, 单安山, 王家俊

  抗生素的不合理使用引发了一系列的药物残留和耐药菌的问题,药物残留可通过食物链危害人体健康、污染生态环境,耐药菌则致使感染性疾病治疗棘手、医疗成本攀升,甚至威胁生命。抗菌肽(antimicrobialpeptides,AMPs)的多重生物学功能和独特的抗菌机制使其成为抗生素最有力的替代品。同时,抗菌肽低毒性和不易产生耐药性的特点使得研究者们对其的研究不只停留在理论层面而是应用到了实际生产中。本文综述了AMPs的作用机制及其在临床、食品业和农业生产等方面的研究和应用进展,为开发新型抗感染策略、保障食品安全及促进绿色农业提供理论依据,对应对全球耐药危机和实现可持续发展具有重要价值。

• 基于单克隆抗体的辣椒轻斑驳病毒可视化和高灵敏血清学检测技术

  刘乃儒, 张西, 张翠, 董捷, 毛维嘉, 王亚琴, 周雪平, 傅帅, 吴建祥

  辣椒轻斑驳病毒(Peppermildmottlevirus,PMMoV)对全球辣椒(Capsicumannuum)产业构成了严重威胁,而开发灵敏实用的病毒检测技术是防控该病毒病的关键。本研究以提纯的PMMoV粒子为免疫原,通过BALB/c小鼠(Musmusculus)免疫、细胞融合、杂交瘤细胞筛选、抗体选择、连续细胞亚克隆和单克隆抗体腹水制备等过程,成功制备出6株能特异性且灵敏地识别PMMoV的单克隆抗体,分别命名为15A3、15G7、17D1、11E1、6A10和3B2。利用这些单克隆抗体,本研究建立了检测PMMoV的斑点酶联免疫吸附试验(dotenzyme-linkedimmunosorbentassay,Dot-ELISA)和胶体金免疫层析试纸条(colloidalgoldimmunochromatographicstrip,CGICS)两种血清学技术。Dot-ELISA和CGICS均能特异且广谱地检测PMMoV的不同分离物,而对于烟草花叶病毒(Tobaccomosaicvirus,TMV)、黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucum-bergreenmottlemosaicvirus,CGMMV)、番茄褐色皱纹果病毒(Tomatobrownrugosefruitvirus,ToBRFV)、番茄花叶病毒(Tomatomosaicvirus,ToMV)、黄瓜花叶病毒(Cucumbermosaicvirus,CMV)和健康辣椒植物样本均呈阴性反应。此外,Dot-ELISA和CGICS技术在检测病叶匀浆液的灵敏度分别达到了1∶25600和1∶204800倍稀释(W/V,g/mL),且灵敏度分别为常规RT-PCR方法的2倍和16倍。进一步的田间样品检测结果显示,两种血清学检测技术的检测结果与RT-PCR检测结果的一致性达到100%,表明所建立的两种血清学技术可以准确、广谱且灵敏地用于PMMoV的快速检测。本研究为PMMoV的检测诊断及其科学防控提供了重要的技术支持。

• 羊源弗氏柠檬酸杆菌微量凝集试验抗体检测方法的建立

  李静, 刘艺婷, 杨金钱, 丁略烜, 薛云, 丁轲, 司丽芳, 赵战勤

  羊弗氏柠檬酸杆菌病是羊(Ovisaries)的一种新发传染病,为建立该病的快速诊断方法,本研究以羊源致病性弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacterfreundii)LK-1株的灭活菌体为抗原,通过各反应条件的优化建立了微量凝集试验(micro-agglutinationtest,MAT)抗体检测方法。结果显示,凝集抗原的最佳反应浓度为2.0×109cfu/mL,最佳反应温度和时间分别为37℃、7~9h。该方法能够特异性检测羊源弗氏柠檬酸杆菌,对8种常见羊疫病菌阳性血清的检测结果均为阴性(效价≤1∶2)。敏感性试验和疫苗免疫抗体检测结果显示,该方法能检测到弗氏柠檬杆菌灭活疫苗免疫羊后14d的血清抗体(效价≥1∶4),首免后21d和二免后14d(首免后35d)的血清抗体效价分别达到1∶16和1∶64以上。批内变异系数均为0、批间变异系数为5.43%~6.60%,表明重复性良好。利用该方法检测374份临床血清样品,并与ELISA方法对比,结果显示,2种检测方法的总阳性率分别为9.9%和10.7%,检测结果的一致性良好(Kappa值为0.897),初步表明在河南省部分区域的羊群中存在弗氏柠檬酸杆菌感染。本研究为羊弗氏柠檬酸杆菌病的疫苗抗体评价和流行病学调查提供参考。