基因组学与应用生物学杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

基因组学与应用生物学 2011年第05期杂志 文档列表

基因组学与应用生物学杂志研究论文

禾本科植物微卫星序列的特征分析和比较513-520

摘要：微卫星或简单序列重复（simple sequence repeats,SSRs）广泛存在于真核生物的基因组中,是目前最有用的分子标记之一。本研究首次利用全基因序列对4个禾本科植物种,包括二穗短柄草（Brachypodium distachyon）、水稻（Oryza sativa）、高粱（Sorghum bicolor）和玉米（Zea mays）的SSR的类型、丰度（数量）、相对丰度、频率、长度和偏好性等进行了分析和比较。结果表明,禾本科植物中SSR的丰度与基因组大小成正比,而相对丰度与基因组大小相关不显著;三核苷酸和六核苷酸基序类型比其它类型更为丰富;不同物种皆呈现出明显的基序偏好性。总的来讲,除个别例外,禾本科植物的基因组中更倾向于富含A/T的基序。本研究结果为研究禾本科植物的基因组进化和SSR标记的开发提供了有价值的信息。

水稻细菌性条斑病菌REC结构域蛋白基因vemRXoc的功能鉴定521-528

摘要：水稻细菌性条斑病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc）是水稻的主要病原细菌之一,该菌引起的水稻细菌性条斑病可导致水稻减产、品质下降。Xoc GX01菌株基因组中含有一个与十字花科黑腐病菌（Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc）的致病相关基因vemR一致性高达95.27%的同源基因XOC2152,其编码蛋白中含有磷酸信号识别受体REC结构域。为了研究XOC2152基因在Xoc中的生物学功能,本研究通过基于自杀质粒pK18mob同源整合方法,构建了XOC2152的非极性突变体NK2152。该突变体的胞外多糖产量仅为野生菌株的27.33%,平板游动半径为野生菌株的40.96%,对铜离子耐受能力极显著降低。针刺接种水稻（日本晴品种）10d后,Xoc GX01处理的病斑平均长度为（3.86±1.19）cm,而突变体NK2152处理的病斑长度为（0.98±0.45）cm。带有该基因片段的pLAFR3可以互补突变体的表型和致病力变化。上述结果表明XOC2152基因具有与Xcc的vemR类似的功能,被命名为vemRXoc基因。本研究表明XOC2152基因（vemRXoc基因）与水稻细菌性条斑病菌的致病力、胞外多糖产量、运动能力以及对铜离子的耐性等相关。

草鱼过氧化氢酶全长cDNA的克隆、序列同源分析与组织表达529-538

摘要：过氧化氢酶（catalase,CAT）是生物体内抗氧化防御系统的关键酶之一,在清除过氧化氢而避免机体产生氧化应激的过程中起重要作用。本研究从草鱼（Ctenopharyngodon idellus）肝胰脏中克隆了CAT完整编码序列（complete coding sequence,CDS）。该CAT序列（GenBank登陆号：FJ560431）全长2263bp,包括完全开放阅读框（ORF）1575bp、5＇非编码区（UTR）118bp和3＇UTR570bp。其ORF编码525个氨基酸残基,理论分子量为59.59kD,等电点为7.02。在草鱼CAT cDNA的终止密码子附近,其3＇UTR具有长且完整的AC重复序列,与斑马鱼、鲢鱼及啮齿类动物CAT的3＇UTR AC重复序列相似。序列比较表明,草鱼CAT的核苷酸及推测氨基酸序列与其它多种物种的一致性均较高,其一致性分别为93.4%～43.0%和98.1%～63.3%。同时,草鱼CAT cDNA的推测氨基酸序列具有与其它动物高度保守的特征性基序,包括亚铁血红素结合信号序列＂RLFSYPDTH＂、酶活性中心序列＂FDRERIPERVVHAKGA＂及3个催化位点残基His74、Asn147和Tyr357。此外,草鱼CAT还具有保守的亚铁血红素结合口袋与NADPH结合位点。根据草鱼CAT基因的上述特征,推测其属于CAT基因家族中的单功能或典型CAT基因亚群。采用实时荧光定量PCR（Q-PCR）检测草鱼CAT的组织表达特征。结果显示,草鱼CATmRNA在所检测的11种组织器官中均有表达,其中在肝中表达水平量较高,在红肌、白肌和脂肪中表达量较低。本研究结果将有助于进一步探讨鱼类CAT基因的结构与功能,并为研究其抗氧化分子机理奠定基础。

鸡β-防御素-1真核表达载体构建及其在Flp-In-293细胞中的表达539-543

摘要：以防御素为研究对象探讨其药用开发价值已是国内外生物医学研究领域的热点之一,鸡β-防御素-1（Gallinacin-1,Gal-1）对许多致病菌都具有杀菌作用,具有很好的研究开发价值。本研究以含有Gal-1成熟肽全长cDNA的重组质粒pMD19-T-Gal-1为模板,通过PCR在Gal-1成熟肽基因C末端引入6×His-tag,并将其克隆到pcDNA3.1（＋）载体中,构建真核表达质粒pcDNA3.1（＋）-Gal-1-His;经脂质体介导转染Flp-In-293细胞,48h后间接免疫荧光分析,结果重组质粒pcDNA3.1（＋）-Gal-1-His转染的Flp-In-293细胞中有绿色荧光,而阴性对照中无荧光,表明Gal-1-His在Flp-In-293细胞中得到了表达。本研究结果将为进一步研究Gal-1的功能奠定基础。

基因组学与应用生物学杂志研究报告

中国荷斯坦牛和鲁西黄牛mtDNA D-loop序列多态性分析544-549

摘要：为了从母系遗传角度深入阐明中国荷斯坦牛和鲁西黄牛的群体遗传多样性以及起源进化,本研究采用PCR测序法测定了9头中国荷斯坦牛和11头鲁西黄牛的线粒体DNAD-loop区的部分序列,并经剪切后进行生物信息学软件分析。结果表明,20个个体D-loop区共711bp,共检测到19种单倍型和50个多态位点。核苷酸多样性（Pi）为0.02133±0.00454,单倍型多样性（Hd）为0.994±0.019,平均核苷酸差异数（k）为15.14620。构建的NJ网络进化树共分为两大支系,其中部分鲁西黄牛与瘤牛聚为一支,而中国荷斯坦牛和部分鲁西黄牛与普通黄牛聚为一支。说明中国荷斯坦牛和鲁西黄牛群体遗传多样性均较高;鲁西黄牛同时含有瘤牛和普通黄牛的血统,而中国荷斯坦牛只含有普通黄牛的血统。

Ⅰ群禽腺病毒Hexon蛋白的截短表达与鉴定550-555

摘要：本研究利用PCR方法扩增出Ⅰ群禽腺病毒FAVⅠhexon基因主要抗原区,连接于表达载体pGEX-4T-1中,构建成重组质粒pGEX-hexon,并转化大肠杆菌DH5α,用IPTG诱导表达,对表达的Hexon蛋白进行SDS-PAGE电泳和Western-blot分析。结果显示,试验成功扩增获得hexon基因主要抗原区序列,大小为1020bp。重组蛋白主要以包涵体形式存在,融合蛋白大小为63.1ku,与预测值相符。经Western-blot分析,表明重组蛋白与FAVⅠ的阳性血清发生特异性反应,具有良好的反应原性,为FAVⅠ诊断试剂盒的研制奠定基础。

大黄欧文氏菌蔗糖异构酶控制产物特异性基序的定点突变556-563

摘要：大黄欧文氏菌（Erwinia rhapontici）蔗糖异构酶催化蔗糖异构为异麦芽酮糖和海藻酮糖,具有一个可能控制产物特异性的325RLDRD329基序。本研究以定点突变方法对该基序的带电荷氨基酸进行突变,共构建R325D、R328A、R328D、R328Q和D329N5个突变体。通过对突变体的酶学特性及突变体转化蔗糖的产物组成分析,结果显示所构建突变体的Km值上升约2～5倍,比活力下降至野生型SI比活力的11.8%～25.3%。HPLC分析显示Arg325和Arg328分别突变为Asp,导致产物中异麦芽酮糖/海藻酮糖的比例从6.93分别降至0.96和2.92,并伴随一个未知寡糖出现。Arg328突变为Ala和Gln同样导致反应产物中海藻酮糖比例上升,异麦芽酮糖比例下降。但是突变体D329N反应产物比例没有变化。以上结果表明325RLDRD329基序对大黄欧文氏菌蔗糖异构酶的酶活具有重要作用,并对酶的产物特异性产生影响。本研究结果将为该酶的作用机理研究奠定基础。

水稻白叶枯病菌基因XOO2193的突变体构建及其毒力和胞外多糖分析564-570

摘要：水稻白叶枯病菌是一种引起水稻白叶枯病的植物病原细菌,水稻白叶枯病是世界水稻生产中最严重的细菌性病害之一。本研究采用携带同源序列的自杀质粒pK18MobGⅡ整合的办法构建了水稻白叶枯病菌中国菌株13751编码6-磷酸葡糖酸内酯酶的基因XOO2193的非极性突变体GNM2193。对突变体的表型分析发现其毒力在杂交水稻品种特优63上显著减弱,突变体在非寄主植物蓖麻上不能引起过敏反应。此外,突变体胞外多糖的产量是野生型的43.4%。用一段含有XOO2193基因的DN段对GNM2193进行功能互补,互补菌株在水稻上的毒力、引起过敏反应的能力和胞外多糖产量恢复到野生型水平。说明XOO2193基因与病菌的毒力和胞外多糖的产生有关。

内含子数量改变GUS基因的瞬时表达调控571-576

摘要：内含子是基因的重要组成部分,它与功能基因表达之间的关系越来越被重视。本研究以pCAM-BIA3301为载体,利用玉米泛素启动子Ubi1和水稻肌动蛋白启动子Actin1构建两个GUS基因表达载体p33U1和p33A1,同时设置3个对照载体。通过基因枪轰击法将上述载体转入水稻胚性愈伤组织,探讨内含子对外源目的基因表达的调控作用。组织化学检测结果表明：CaMV35S启动子调控下的iGUS（带内含子）基因能够顺利表达;同样,Actin1启动子（带内含子）调控下的不带内含子的GUS基因也可以正常表达,而当Actin1启动子（带内含子）驱动iGUS基因时,则导致GUS染色反应不能发生。Ubi1启动子（带内含子）调控GUS基因的瞬时表达也得出类似结果,证明表达框中内含子的数量为1个或两个时,对GUS基因的表达起到了不同的调控作用。本研究结果对植物表达载体构建及功能基因表达都具有指导意义。

十字花科黑腐病菌hrpG基因原核表达577-582

摘要：在十字花科黑腐病菌（Xcc）中,hrp基因对寄主的致病性和非寄主的超敏反应中起核心作用,而hrpG对整个hrp基因簇起调控作用。HrpG为OmpR家族的双组分系统感受调控蛋白,含有两个结构域,分别是N端Response_reg和C端Trans reg_C。本研究利用表达载体pQE-30Xa,成功构建了HrpG的表达重组子,在E.coliM15[pREP4]中进行诱导表达。通过调节诱导温度、IPTG浓度和诱导时间最终确定在温度为20℃,IPTG浓度为0.8mmol/L,诱导表达4h。hrpG基因在宿主细胞E.coli M15获得高效可溶性表达。目前尚未有可溶性HrpG蛋白获得成功表达的报导,本研究中获得HrpG蛋白在大肠杆菌获得大量可溶性的表达,将为in vitro研究HrpG的生理活性,特异的结合位点和调控功能研究打下良好基础。

辣椒脉斑驳病毒文昌分离物基因组测序及分析583-589

摘要：辣椒脉斑驳病毒（Chilli veinal mottle virus,ChiVMV）近年来严重危害海南黄灯笼辣椒的产量,开展针对该病毒的研究以求达到对其有效防控迫在眉睫。本研究分7段克隆了ChiVMV文昌分离物（ChiVMV Wenchang isolate,ChiVMV-WC）的基因组。分段克隆的测序结果通过拼接,共获得ChiVMV-WC基因组9717个核苷酸（nt）序列（GenBank登录号：GQ981316）。在核苷酸序列的第164位～第9270位存在一个大的开放阅读框（ORF）,编码一个多聚蛋白（分子量为350.44kD）。近年来被证实的马铃薯Y病毒科的一个新的ORF（pretty interesting potyviridae ORF,PIPO）存在于ChiVMV-WC基因组核苷酸序列的第2892位～第3110位,编码一个由72个氨基酸聚合而成的多肽（分子量为8.26kD）。ChiVMV-WC与ChiVMV其它分离物的基因组核苷酸序列比较发现该病毒存在着较高的变异率。本研究通过与同属内病毒的同源性分析以及系统进化树分析,确定了ChiVMV-WC在生物进化史上的地位。

产β-葡萄糖苷酶的菌种的筛选,鉴定及其酶学特性590-595

摘要：β-葡萄糖苷酶来源广泛,几乎存在于所有的生物体中,而不同来源的β-葡萄糖苷酶其性质也各不同。本文利用七叶苷分离培养基从土样中分离筛选出产6种β-葡萄糖苷酶时间较快的菌种,其中发现菌种WGEA1酶活性较高,随后对菌种WGEA1进行初步的鉴定并且采用DNS法测该菌株所产粗酶液的酶学特性。酶学特性表明,WGEA1产的β-葡萄糖苷酶最适温度是在50～55℃之间,最适pH在6～7之间;在低于50℃条件下,pH为5～8时,酶活较稳定,同时在最适反应时间30min下,金属离子和有机溶剂都对酶活性影响很大,这些发现都为在非水相体系中酶法合成烷基糖苷奠定了一定的基础。

一株降解生木薯淀粉的曲霉菌株的筛选、鉴定及其淀粉降解特性596-602

摘要：本研究利用以生木薯淀粉为唯一碳源的筛选培养基,从腐烂木薯渣中分离筛选出一株可以降解生木薯淀粉的真菌菌株RSDF-7。根据RSDF-7形态和18SrDNA与28SrDNA之间的内转录间隔区（internal transcribed spacer,ITS）序列分析的结果,初步认定该菌株为曲霉属。菌株RSDF-7的粗酶液对多种不同的生淀粉底物均有水解效果;在以大米和玉米淀粉为底物时,其生淀粉分解活力比较高,分别为42%和40%。菌株RSDF-7的粗酶液具有良好的低pH稳定性,对生木薯淀粉的最适作用温度为50℃,最适作用pH为4.5。在30min的吸附后,RSDF-7的粗酶液对生木薯淀粉的吸附力高达60%。使用HPLC对粗酶液的酶解产物进行检测,结果发现酶解产物中仅存在葡萄糖,表明菌株RSDF-7所产的生淀粉降解酶主要为糖化酶。扫描电镜观察结果发现,经RSDF-7粗酶液酶解后的生木薯粉颗粒破裂,形成空洞,说明RSDF-7粗酶液对生淀粉有较强的水解作用。可以预见,经纯化后的曲霉菌株RSDF-7生淀粉酶将来可以用于基于酶解的木薯淀粉转化。

一株耐碳酸盐Bacillus属细菌的鉴定与特性分析603-607

摘要：本研究从松嫩平原pH值在10.0以上、植物难以生存的斑块状裸地中分离到一株细菌SA-5,经鉴定该菌株为革兰氏染色阴性,杆状,接触酶阳性,氧化酶阴性,菌落呈橙黄色的好氧细菌,可水解淀粉。抗逆特性分析显示,菌株SA-5可在高达275mmol/L Na2CO3或pH 12.0以及2.0mol/L NaCl培养基中生长,中性条件下生长明显受到抑制,其中对碳酸盐的耐受性远高于普通植物。根据16SrDNA序列等分析结果显示,菌株SA-5属于Bacillus属,仅与菌株Bacillus aurantiacus K1-5T相似性最高,为99%,与其余已发表菌株均低于97%。由以上结果可见,菌株SA-5是Bacillus属中一株嗜碱耐盐菌,并且菌株SA-5对耐碳酸盐基因的开发具有潜在的价值。

烤烟发酵有益细菌的分离筛选及优良菌株的鉴定608-613

摘要：已有研究表明,利用从烟叶表面分离得到的微生物对烟叶进行发酵,可以改善烟叶的品质,在烟草生产中具有重要的应用潜力。本研究采用平板画线法,从烟叶、茶叶和笋干上分离得到细菌38株,并将这些菌株应用于烟叶发酵,根据烟叶化学成分和感官评吸对细菌处理的效果进行评价。结果发现,从烟叶上分离到的YX3、YX11和YX12等10个菌株可提高烟叶品质。对其中一个优良菌株（YX37）进行分子鉴定,结果表明其属于芽苞杆菌属。本研究结果证明了从烟叶表面分离烟叶发酵有益细菌的可行性和有效性,为细菌在烟草生产上的应用打下基础。

重金属胁迫条件下空心莲子草的生长和营养特征分析614-619

摘要：空心莲子草是一种常见的水生植物,并能在重金属污染的水体或附近土壤中生长。本研究发现,空心莲子草能富集6种常见的重金属元素,其富集能力为：Zn2＋〉Mn2＋〉Pb2＋〉Cu2＋〉Cd2＋〉Cr3＋。高浓度（1mmol/L）Cu2＋、Mn2＋、Zn2＋和Cr3＋等重金属胁迫处理条件下,空心莲子草的根冠比增加,生物干重、总根长和总根表面积都相应降低。此外,高浓度（1mmol/L）Pb2＋、Cd2＋、Cu2＋或Zn2＋分别胁迫处理条件下,空心莲子草的K＋、Ca＋和Mg＋等元素的含量变化差异显著（P〈0.05）。以上研究表明,空心莲子草通过改变体内钾钙镁等重要生长元素营养情况来适应重金属污染的胁迫,有很强的富集重金属元素的能力,进而降低污染、净化水体。空心莲子草对重金属污染的生长响应及体内重要矿物元素营养特性之间的相互关系,可能为重金属污染的水土生物修复提供理论依据。

基因组学与应用生物学杂志技术改进

利用分子标记辅助选择和花药培养改良光温敏不育系Y58S的稻瘟病抗性620-625

摘要：Y58S是广泛应用的优良两系光温敏核不育系水稻品种。本研究通过分子标记辅助选择、花药培养与传统的回交技术相结合,将一全生育期广谱高抗稻瘟病基因R6导入Y58S,改良其稻瘟病抗性。根据改变激素的含量配制了4种诱导培养基,经比较发现激素配比为2,4-D3mg/L、KT1mg/L、NAA2mg/L的Y3培养基为Y58S背景材料花药培养的最佳培养基,其诱导率为15.08%,绿苗率为2.89%。本研究还获得1个含有R6基因的DH系,暂命名为YLH1,在远安自然诱发条件下稻瘟病抗性鉴定表明其分蘖期叶瘟抗性、抽穗期叶瘟抗性和穗颈瘟抗性均比对照Y58S显著提高。本研究表明花药培养和分子标记辅助选择相结合是改良光温敏核不育水稻稻瘟病抗性的快速、有效方法之一。

一个新的体外快速鉴定十字花科黑腐病菌Ⅲ型效应物的报告质粒的构建626-631

摘要：植物病原菌侵染寄主的过程就是病原菌和寄主植物相互作用的过程。在这个相互作用过程中,Ⅲ型分泌系统和Ⅲ效应物与病原菌致病密切相关。大部分革兰氏阴性植物病原菌通过Ⅲ型分泌系统定向的把效应物蛋白传递到宿主细胞,效应物蛋白进入植物体引起致病或过敏反应。本研究将百日咳杆菌的腺苷酸环化酶基因连接至含启动子的pLAFRJ载体上,从而构建出一个新的体外快速鉴定Ⅲ型效应物的报告质粒pJ-JA,并用已鉴定为Ⅲ型效应物基因的十字花科黑腐病菌XC1553的启动子和信号区验证该报告质粒,证明这个系统是可以工作的。该报告质粒为进一步精确筛选鉴定十字花科黑腐病菌Ⅲ型效应物提供了材料。