糙皮侧耳乙醛脱氢酶基因PoALDH1的克隆与非生物胁迫下的表达分析

本研究从糙皮侧耳中克隆了乙醛脱氢酶基因PoALDH1(Gen Bank登录号为KT026035)和其全长c DNA序列。长为2 016bp的PoALDH1序列编码478个氨基酸,分子量约为52k Da,氨基酸序列中含有乙醛脱氢酶保守的谷氨酸活性位点和半胱氨酸残基活性位点。PoALDH1基因在大肠杆菌中表达后显示,重组菌株的乙醛脱氢酶比活力为0.58U/mg,且重组菌株的乙醛耐受性显著高于对照菌株。实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR)分析PoALDH1基因在糙皮侧耳不同发育时期的表达结果显示,PoALDH1基因在原基期的表达量约为双核菌丝期的5倍。PoALDH1基因在原基发育起始阶段经光照及温差刺激后均上调表达。当糙皮侧耳菌丝暴露在不同浓度的氯化钠及甘露醇的条件下时,菌丝生长均受到抑制且PoALDH1基因的表达量均高于对照。研究结果将为进一步从分子水平揭示糙皮侧耳的抗逆机制以及食用菌的发育奠定一定基础。     

柔嫩艾美耳球虫孢子发育阶段虫体抑制性消减文库的构建

为了分离鉴定柔嫩艾美耳球虫（Eimeria tenella）孢子发育阶段虫体的差异表达基因,分别以柔嫩艾美耳球虫未孢子化卵囊和孢子化卵囊为驱动组、子孢子为实验组,或未孢子化卵囊为驱动组、孢子化卵囊为实验组,利用抑制性消减杂交（SSH）技术,构建了2个子孢子cDNA消减文库和1个孢子化卵囊cDNA消减文库。随机从3个cDNA消减文库中分别挑取50个克隆,经PCR鉴定2个子孢子cDNA消减文库的重组率都为96%,孢子化卵囊cDNA消减文库的重组率为98%。从每个文库中随机挑取50个克隆测序,并进行同源性比较分析,结果显示：从孢子化卵囊cDNA消减文库中获得了13个单一有效序列,其中8个EST与已知蛋白同源性很高;从2个子孢子cDNA消减文库中共获得了40个单一有效序列,其中9个EST与已知蛋白同源,其余可能为柔嫩艾美耳球虫的新基因。这些结果为分离柔嫩艾美耳球虫新功能基因和进一步探索防治球虫病的方法提供了理论基础。     

肺形侧耳变温结实相关基因Ppcsl-1的克隆及功能预测

CSL（CBF1/RBP-Jκ/suppressor of hairless/LAG-1）转录因子家族在真菌发育和细胞分化过程中扮演重要角色。前期研究已构建了肺形侧耳变温结实相关消减杂交文库,并从中筛选到一个代表csl基因部分序列的EST。通过TAIL PCR（thermal asymmetric interlaced PCR）技术克隆了该基因（Pleurotus pulmonarius csl-1,简写为 Ppcsl-1）,并利用RACE（rapid-amplification of cDNA ends）技术获得该基因的cDNA全长。Ppcsl-1 cDNA全长2 991bp,编码一个996个氨基酸组成的蛋白（命名为PpCSL-1）。进化分析显示在担子菌CSL中,PpCSL-1与糙皮侧耳Pleurotus ostreatus CSL（PoCSL）亲缘关系最近。荧光定量检测结果表明Ppcsl-1在菌丝经过5℃ 12h冷处理之后的表达量最高,表明其有可能被冷刺激诱导表达并在开启子实体形成的过程中起重要作用。     

柔嫩艾美耳球虫孢子发育阶段虫体抑制性消减文库的构建

为了分离鉴定柔嫩艾美耳球虫(Eimeria tenella)孢子发育阶段虫体的差异表达基因,分别以柔嫩艾美耳球虫未孢子化卵囊和孢子化卵囊为驱动组、子孢子为实验组,或未孢子化卵囊为驱动组、孢子化卵囊为实验组,利用抑制性消减杂交(SSH)技术,构建了2个子孢子cDNA消减文库和1个孢子化卵囊cDNA消减文库。随机从3个cDNA消减文库中分别挑取50个克隆,经PCR鉴定2个子孢子cDNA消减文库的重组率都为96%,孢子化卵囊cDNA消减文库的重组率为98%。从每个文库中随机挑取50个克隆测序,并进行同源性比较分析,结果显示:从孢子化卵囊cDNA消减文库中获得了13个单一有效序列,其中8个EST与已知蛋白同源性很高;从2个子孢子cDNA消减文库中共获得了40个单一有效序列,其中9个EST与已知蛋白同源,其余可能为柔嫩艾美耳球虫的新基因。这些结果为分离柔嫩艾美耳球虫新功能基因和进一步探索防治球虫病的方法提供了理论基础。     

条锈菌诱导的小麦抗病与感病近等基因系SSH文库构建及分析

为分析条锈菌诱导下的小麦抗病与感病近等基因系之间差异表达的基因,以接种小麦条锈菌CY26小种的抗病近等基因系Yr4/6×Taichung 29幼苗叶片cDNA作为实验方,接种CY26的感病亲本Taichung 29幼苗叶片cDNA为驱动方,利用抑制消减杂交(SSH)技术构建了一个包含1 300余克隆的消减文库。对文库中600个克隆进行了反向Northern点杂交筛选,对获得的阳性克隆进一步进行了Northern杂交验证,获得显著差异的克隆12个。经测序和BlastX分析,其中6个差异表达序列的推测产物分别为亮氨酸重复序列蛋白、过氧化氢酶、硫氧还蛋白、RNA结合蛋白、抗坏血酸过氧化物酶和热激蛋白。除亮氨酸重复序列为信号传导类蛋白外、其他几个均为抗病防御类蛋白。     

黄瓜芽黄突变体抑制消减杂交文库的构建及初步分析

利用抑制消减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH)分离了黄瓜芽黄突变体及其野生型之间差异表达的cDNA片段.以突变体和野生型分别作检测子和驱赶子,建立正向和反向两个消减杂交cDNA文库;经阳性克隆鉴定,在正向文库中获得特异表达的阳性克隆有133个,在反向文库中得到的阳性克隆有73个.测序后将所得到的159条非重复且非黄瓜的ESTs(登录号:GH270133～GH270291)进行序列同源性比对分析,发现这些ESTs分别与叶绿素合成、光合系统、信号转导、转录因子、氨基酸代谢、糖类代谢、脂类代谢等相关酶及蛋白基因高度同源.     

刺芹侧耳不同发育时期的转录组差异分析

为了探讨刺芹侧耳子实体生长发育时期的基因表达变化,本文利用高通量测序技术对刺芹侧耳不同发育时期（菌丝期、原基期、子实体时期）进行RNA-Seq分析,在转录水平上解析差异表达基因在刺芹侧耳生长发育过程中的作用和功能。KEGG功能富集显示,菌丝期差异表达基因主要富集在碳代谢和氨基酸代谢中,其中三羧酸循环中编码柠檬酸合酶、乌头酸水合酶、异柠檬酸脱氢酶、琥珀酰辅酶A合成酶、琥珀酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶的基因表达量均上调,说明碳代谢和氨基酸代谢是菌丝时期的主要能量来源;原基期上调的差异表达基因主要富集在脂肪酸代谢,其中RT-PCR定量结果显示原基期编码脂肪酸合酶的基因和编码脂酰辅酶A合成酶的基因下调,编码超氧化物酶的基因和编码过氧化氢酶的基因上调,表明脂肪酸代谢和抗氧化酶对刺芹侧耳原基期维持机体的稳定和生物应激方面起着重要作用。子实体时期上调的差异表达基因主要富集在剪接体、类固醇的生物合成以及AMPK信号通路中,说明环境因子对子实体时期有一定的影响。     

机械损伤对糙皮侧耳原基形成的影响

原基期是糙皮侧耳Pleurotus ostreatus发育进程的关键时期。本研究以糙皮侧耳菌株New 831为试验材料,通过对糙皮侧耳菌丝机械损伤,探讨机械损伤对糙皮侧耳原基诱发的影响。菌丝满板后,经过机械损伤处理,到原基期每隔4d取样一次,测定了这些样品处理组与对照组的活性氧及脂质过氧化水平,并且通过荧光定量分析了Po.WC-1、Po.WC-2、fst3和fst4基因的表达量。结果表明：机械损伤组和对照组的活性氧水平随时间的增加均呈现“先升后降”的趋势,机械损伤总体提高了活性氧的水平,并且机械损伤导致原基提前形成,表明活性氧水平的提高,可能促进了糙皮侧耳原基形成;荧光定量分析发现糙皮侧耳菌丝机械损伤处理后,Po.WC-1、Po.WC-2、fst3、fst4基因的表达量均发生变化,这些基因的变化表明它们可能参与调控糙皮侧耳原基形成;Po.WC-2和fst3基因在第8天时的显著上调表达可能促进了糙皮侧耳原基形成。研究结果表明机械损伤能够促进糙皮侧耳原基提前形成,这将为进一步研究原基形成过程中机械损伤的作用机制奠定基础。     

用抑制差减杂交法分离和克隆梭梭幼苗受渗透胁迫诱导相关基因的cDNA片段

以Hoagland溶液培养的梭梭幼苗（H）为对照群体,甘露醇处理的梭梭幼苗（M）为目标群体,进行抑制差减杂交。用经过H cDNA差减的M cDNA构建了一个含有大约400个独立克隆的差减文库;采用差减前的H cDNA和M cDNA以及正向／反向差减杂交后的cDNA为模板标记探针,对随机挑取的100个重组质粒进行差示筛选,获得了21个阳性侯克隆,从这些阳性候选克隆中随机挑取了8个进行Northern blot分析。证实其中3个候选克隆代表了在M中特异表达或表达增强的基因,序列分析和同源性比较表明它们与逆境胁迫有关;而另外5个候选克隆无Northern杂交信号,推测它们为低丰度转录本。     

干旱胁迫下黄檗幼苗cDNA消减文库的构建和分析

以干旱胁迫下的黄檗幼苗cDNA 为tester, 正常生长的黄檗幼苗cDNA为driver, 利用抑制性消减杂交技术(suppression subtractive hybridization, SSH)构建了干旱胁迫下黄檗幼苗的消减文库并对其进行了EST序列分析。从消减文库中随机挑取20个阳性克隆, 提取质粒进行酶切和PCR鉴定, 显示文库克隆的重组率大于95%, 插入片段大小大部分集中在300~800bp之间。随机挑取816个克隆进行测序, 得到265个基因。将其进行同源性分析, 划分为16类。获得了热激蛋白70、脱水响应蛋白(RD22)、通用胁迫蛋白、金属硫蛋白(MTII), 晚期胚胎丰富蛋白(LEA14)等44种与干旱胁迫相关的基因,它们涉及了植物的渗透调节、信号传递、转录调控、活性氧清除等方面。本研究为抗逆基因克隆和系统研究干旱胁迫下黄檗基因的表达奠定了重要的理论基础。     

糙皮侧耳生长发育过程中漆酶基因家族的表达研究

漆酶参与木质素的降解和食用菌的生长发育。为了明晰漆酶基因在糙皮侧耳生长发育过程中的作用,本文采用real-time PCR检测了11条漆酶基因及Lacc2的小亚基sspoxa3在糙皮侧耳生长发育不同阶段的表达。其中lacc6和sspoxa3在整个生长发育阶段表达量均较高;lacc12随着原基的分化和子实体的形成大量表达,与成菇过程有关。lacc4,lacc7和lacc11在原基分化期高表达,与原基的分化有关。lacc2,lacc3和lacc8在成熟子实体阶段表达量显著上升,与子实体的分化和成熟有关。     

银鲫原肠胚差异表达基因的筛选

胚胎发育是基因组中各个基因在时间和空间上选择性表达的结果。为了鉴定参与鱼类早期胚胎发育和胚层分化的调控因了,分别构建了银鲫(Carassiusauratusgibelio)原肠胚和成熟卵子的SMARTcDNA文库,并采用差异筛选的方法,从银鲫原肠胚SMARTcDNA文库中筛选不同于成熟卵子的差异表达基因。通过菌斑和PCR产物的两轮斑点杂交,从大约1500个克隆中筛选出131个阳性克隆,从中选择58个克隆测序并将测得的序列进行了数据库比对分析,结果显示这些差异表达基因大部分为参与转录和翻译的调控因子和核糖体蛋白以及一些在胚胎早期大量表达的参与脂类代谢的脂蛋白和一些未知的新基因。接着采用RTPCR技术,对其中6个基因在胚胎发育不同阶段的表达特征进行了分析,进一步证实这些基因在胚胎发育过程中存在表达差异;研究还从分析的基因中揭示出4类不同的表达模式。通过本研究,已筛选出一批在银鲫胚胎发育早期开始表达的调控基因,为开展鱼类胚胎发育早期表达基因的功能研究奠定了前期工作基础。       

Isolation of genes differentially expressed during the fruit body development of Pleurotus ostreatus by differential display of RAPD

To analyze genes involved in fruit body development of Pleurotus ostreatus, mRNAs from three different developmental stages: i.e., vegetative mycelium, primordium, and mature fruit body, were isolated and reverse-transcribed to cDNAs. One hundred and twenty random PCR amplifications were performed with the cDNAs, which generated 382, 394, 393 cDNA fragments from each developmental stage. From these fragments, four cDNA clones specifically expressed in primordium or mature fruit body were detected. Sequence analysis and database searches revealed significant similarity with triacylglycerol lipase, cytochrome P450 sterol 14 alpha-demethylase and developmentally regulated genes of other fungi. Northern blot analyses confirmed that all of the four cDNAs were unexpressed in mycelium, thus stage-specific genes for fruit body formation of P. ostreatus were successfully isolated.     

Screening and comparison of differentially expressed genes between one MDR-TB strain and the virulent M. tuberculosis H37Rv

To screen and compare the differentially expressed genes between one MDR-TB strain separated from one child patient and the virulent Mycobacterium tuberculosis H37Rv, suppression subtractive hybridization (SSH) technology was used to build a library of cDNAs that were differentially expressed in the MDR and H37Rv. From this cDNA library, genes that were expressed in the MDR-TB but not in the H37Rv were selected for gene sequencing and homology analysis; 113 positive clones were obtained, their cDNA fragments were sequenced, and homology analysis was performed. Four novel sequences were identified. The results provide a partial list of genes differentially expressed in MDR-TB and four novel genes were found. Identification of these genes may contribute to our understanding of MDR-TB development.     

人参植物与皂苷生物合成相关的差减cDNA文库构建及基因差异表达分析

应用抑制差减杂交技术,分别以源于4年和1年生人参根组织cDNA群体作为检测子(tester)与驱赶子(driver),成功构建了与人参植物皂苷生物合成相关的差减cDNA文库,并时从中筛选的阳性cDNA克隆进行DNA测序及其序列分析、PCR及Northern印迹杂交鉴定．结果显示,获得的13个克隆为新基因序列．其中6个差减克隆系人参植物根生长发育阶段差异表达基因．目前,6个差异表达新基因的结构与功能仍在进一步研究中．     

金针菇单、双核菌丝差异表达基因分析

对金针菇Flammulina velutipes单核菌丝W23的菌丝体以及与L11质配后的双核菌丝H1123菌丝体进行了转录组测序,以本实验室已获得的W23基因组为参考基因组研究两样本间差异基因,并对这些差异基因进行了GO功能和Pathway显著性富集分析。差异基因分析显示,两个样本中共有显著性差异表达的基因3 504个,其中在双核菌丝中上调、下调的基因数分别为2 151和1 353个。研究发现差异表达基因含有很多的转录因子基因、蛋白激酶以及WD40 repeat-like蛋白。Gene Ontology（GO）功能分析结果表明,extracellular region和membrane-enclosed lumen条目下的差异基因全部为上调表达,而envelope下的差异基因全部为下调表达,以利于双核菌丝分裂时锁状联合的形成而便于核的迁移。Pathway 功能富集分析结果表明,脂肪酸、氨基酸以及大部分糖类合成相关基因具有比较活跃的上调表达。说明双核菌丝主要进行营养物质的富集,为下一步在合适条件下分化成原基,进入生殖生长阶段储备物质基础。     

Identification by subtractive suppression hybridization of bacteria-induced genes expressed in Manduca sexta fat body

Insect immune processes are mediated by programs of differential gene expression. To understand the molecular regulation of the immune response in the tobacco hornworm, Manduca sexta, the relevant subset of differentially expressed genes of interest must be identified, cloned and studied in detail. In this study, suppression subtractive hybridization, a PCR-based method for cDNA subtraction was performed to identify mRNAs from fat body of immunized larvae that are not present (or present at a low level) in control larvae. A subtracted cDNA library enriched in immune-inducible genes was constructed. Northern blot analysis of a sample of clones from our subtracted library indicated that >90% of the clones randomly selected from the subtracted library are immune inducible. Sequence analysis of 238 expressed sequence tags (ESTs) revealed that 120 ESTs, representing 54 distinct genes or gene families, had sequences identical or similar to previously characterized genes, some of which have been confirmed to be involved in innate immunity. These ESTs were categorized into seven groups, including pattern recognition proteins, serine proteinases and their inhibitors, and antimicrobial proteins. 112 ESTs, about 47.5% of the library, showed no significant similarity to any known genes. The sequences identified in this M. sexta library reflect our knowledge of insect immune strategies and may facilitate better understanding of insect immune responses.