鳗草WRKY基因家族的筛选与生物信息学分析

为全面了解鳗草基因组中WRKY基因家族信息,本文采用生物信息学手段,鉴定出44个ZmWRKYs基因,基因数目低于大多数陆生高等植物.系统发育分析表明,ZmWRKYs分为Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组3个类群,Ⅱ组可进一步划分为5个亚组(Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe).顺式作用元件分析表明,ZmWRKYs基因很可能受到激素、生物和非生...     

泰来草WOX转录因子的筛选与结构分析

WOX转录因子家族是植物中特有的一类转录因子家族,其主要参与调控干细胞多能性、侧生器官的发育、花器官的形成和胚发育等多种生物学功能,同时是一类比较古老的转录因子,因此也有以此为基准进行进化分析的研究。目前,WOX转录因子家族在大多数陆生植物和淡水生植物中被发现,在海洋植物中,这一类转录因子的研究尚较少。泰来草(Thalassia hemprichii)是一种热带区域常见的海洋单子叶植物,具有重要生态功能。本研究利用高通量测序技术获得泰来草的转录组信息,从中筛选获得了一个WOX基因(命名为ThWOX8),CDS序列全长597 bp,编码198个氨基酸,对其进行三维结构建模,显示其具有典型的HB结构,属于WOX转录因子家族中的中间分支。由于对海洋植物的WOX基因研究较少,本研究收集了93个位于中间进化支的WOX转录因子进行了同源比较分析和进化树分析,结果显示了泰来草与豆科和毛茛目莲科植物的亲缘关系较为接近,这可能暗示了泰来草在水生植物和陆生植物之间存在演化关系。鉴于泰来草是一种重要的潮间带植物,对于平衡海洋生态环境较为重要,深入研究泰来草WOX转录因子家族基因有助于我们进一步认识泰来草在进化中的关系,以及为针对性地改进泰来草的人工繁育提供理论依据。     

鳗弧菌膜绑定溶胞壁质转糖酶MltD的表达纯化及生物信息学分析

本研究将新发现的鳗弧菌毒力相关基因mltD(膜绑定溶胞壁质转糖酶基因)克隆于表达载体pET-32a(+),在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,并以镍琼脂糖亲和层析柱纯化表达的融合蛋白;经SDS-PAGE分析,纯化的融合蛋白为单一条带,分子量约为70.2 kDa,与理论预测值相符。生物信息学分析表明,鳗弧菌MltD由523个氨基酸组成,与其他弧菌的MltD氨基酸序列有较高的相似性;二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主;功能区包括N端的信号肽区域、1个糖基转移酶结构域和C端的3个溶解酶结构域;蛋白的N端具有一段脂蛋白信号肽,信号肽外的其他部分为非细胞质蛋白。鳗弧菌MltD蛋白为亲水性;不稳定系数为27.40,属于稳定性蛋白;整个蛋白分子共有24个可能的抗原决定簇,具有较强的抗原性。推断MltD蛋白为1种外周膜脂蛋白,在弧菌中相对保守,抗原性强,可应用于抗弧菌病疫苗的开发研制。     

鳗弧菌膜绑定溶胞壁质转糖酶MltD的表达纯化及生物信息学分析

本研究将新发现的鳗弧菌毒力相关基因mltD(膜绑定溶胞壁质转糖酶基因)克隆于表达载体pET-32a(+),在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,并以镍琼脂糖亲和层析柱纯化表达的融合蛋白;经SDS-PAGE分析,纯化的融合蛋白为单一条带,分子量约为70.2 kDa,与理论预测值相符.生物信息学分析表明,鳗弧菌MltD由523个氨基酸组成,与其他弧菌的MltD氨基酸序列有较高的相似性;二级结构以a螺旋和无规则卷曲为主;功能区包括N端的信号肽区域、1个糖基转移酶结构域和C端的3个溶解酶结构域;蛋白的N端具有一段脂蛋白信号肽,信号肽外的其他部分为非细胞质蛋白.鳗弧菌MltD蛋白为亲水性;不稳定系数为27.40,属于稳定性蛋白;整个蛋白分子共有24个可能的抗原决定簇,具有较强的抗原性.推断MltD蛋白为1种外周膜脂蛋白,在弧菌中相对保守,抗原性强,可应用于抗弧菌病疫苗的开发研制.     

石油烃水溶液对鳗草(Zostera marina)几种主要抗氧化物的影响

鳗草(Zostera marina)是北半球温带海域海草床的代表种,具有重要的生态学价值,其对海上溢油的生理响应特征尚未可知.本研究聚焦鳗草用石油烃水溶液(water accomadated fraction,WAF)培养过程中的生理指标变化,探究鳗草的抗氧化系统对WAF的响应特征.结果 显示,实验组WAF质量浓度为1...     

富营养化和海水盐度对日本鳗草生物量和碳氮含量的协同影响

营养盐和盐度对海草的生长和生理都具有重要影响,但二者对海草的协同作用还未见报道。本研究以日本鳗草(Zosterajaponica)为对象,在室内可控条件下进行营养盐和盐度对日本鳗草的协同影响研究。实验结果显示,营养盐和盐度对日本鳗草地上生物量、地上部分C含量、地下部分C含量均有显著的协同影响。日本鳗草组织中的营养盐含量(Nt)与盐度有显著相关性,但并未受到营养盐和盐度的协同影响。营养盐和盐度会协同影响海草的固碳能力,并同时影响其对硝酸盐的吸收。     

大气CO2浓度升高对鳗草植株生长的影响

在人工模拟大气CO_2浓度升高的调节系统条件下,研究了4个不同大气CO_2浓度(380×10~(-6)(对照组,当前大气CO_2浓度)、750×10~(-6)(对应21世纪末大气CO_2浓度)、1 900×10~(-6)(对应23世纪末大气CO_2浓度)、变化组(CO_2浓度由380×10~(-6)逐步升高至1 900×10~(-6)))对鳗草(Zostera marina)存活、生长、光合色素含量、过氧化物酶(POD)活力、可溶性糖含量及叶片和茎节气道面积的影响,分析了鳗草植株应对大气CO_2浓度升高的生长响应和生理适应过程。研究显示,经过30 d培育实验,大气CO_2浓度升高对鳗草植株的存活率( 98%)、生产力和叶片光合色素含量等指标无明显影响;大气CO_2浓度升高显著提高了植株叶片延伸率和茎节直径,均在1 900×10~(-6)时达到最大值,分别是对照组的1.4和1.1倍;随大气CO_2浓度升高,鳗草植株的叶绿素a/叶绿素b、可溶性糖含量和气道面积等指标均呈现逐渐升高的趋势,在1 900×10~(-6)时达到最大值,显著高于对照组(P0.05)。研究结果表明,大气CO_2浓度升高对鳗草植株的生长、光合作用、物质代谢和气体交换等生理过程具有促进作用,且CO_2浓度越高促进作用越显著。     

凡纳滨对虾P23蛋白基因的筛选、表达和生物信息学分析

克隆凡纳滨对虾极端体重个体的组织差异表达基因P23基因并进行生物信息学分析, 为进一步研究该基因的功能以及凡纳滨对虾的分子选育等研究提供信息。以凡纳滨对虾雌虾极端体重个体腹部肌肉为实验材料, 利用抑制消减杂交(SSH)技术构建极大体重雌性个体和极小体重雌性个体腹部肌肉组织正反向消减cDNA文库:正库(以极大体重个体为试验组, 以极小体重个体为驱动组, L-S)和反库(以极小体重个体为试验组, 以极大体重个体为驱动组, S-L)消减cDNA文库, 并采用实时定量技术分析P23基因的组织表达规律, 利用生物信息学对其功能和结构进行预测。以β-actin为看家基因检测两个文库的消减效率分别为210和25, 实时定量技术分析结果表明P23基因在体重的调节中起上调作用。P23基因编码区序列全长495bp, 编码165个氨基酸, GenBank登录号:JF806619。生物信息学分析发现P23蛋白部分序列含有强疏水性, 无跨膜螺旋结构, 两种信号肽预测都显示P23含有信号肽。     

栉孔扇贝Smad基因家族的表达特征和对鳗弧菌侵染的免疫应答分析

栉孔扇贝是我国海水养殖业的重要品种之一,但养殖扇贝陆续暴发大规模细菌性疾病,造成了巨大的经济损失。深入研究扇贝的免疫防御机制,是改良种质、培育抗病品系的必要措施。近年来研究发现,Smad基因可以通过调控增强子结合蛋白(CEBP/ε)来促进中性粒细胞的成熟和功能极化,在引发脊椎动物的先天免疫调节中发挥着重要的作用。然而目前对于Smad及其在免疫中的作用的研究大都集中于脊椎动物中,在海洋贝类中的研究还较为匮乏。因此,对栉孔扇贝的Smad基因家族进行了系统发生、共表达网络的构建、以及鳗弧菌侵染的免疫应答分析,以解析贝类Smad基因家族的表达调控机制和在免疫应答中的作用。结果表明,Smad3和Smad6可能在两侧对称动物的共同祖先中位于同一染色体上;栉孔扇贝Smad5与Toll样受体信号通路的关键基因协同表达;受鳗弧菌侵染后,血淋巴中的Smad5显著上调,说明Smad5基因可能通过与Toll样受体信号通路相互作用,参与了机体的免疫应答。研究结果可为深入研究贝类Smad基因在天然免疫系统中的作用提供重要参考。     

大菱鲆病原鳗利斯顿氏菌的药物敏感性测定与分析

对从大菱鲆(Turbot, Scophthalmus maximus L.)细菌性败血感染症的病(死)鱼中分离到并经鉴定的病原鳗利斯顿氏菌(Listonella anguillarum)进行了对常用抗菌类药物及弧菌抑制剂 O / 129 的敏感性测定.结果表明,供试的 20 株鳗利斯顿氏菌均对所测定的 37 种抗菌类药物中的头孢噻肟等 18 种药物高度敏感、对青霉素 G 等 6 种药物耐药、对头孢唑啉等 10 种药物耐药性菌株间有差异;2 株(S010610-3 和 S010610-4)对弧菌抑制剂 O / 129 具抗性,余 18 株均表现敏感.     

虾夷扇贝Smad基因家族的鉴定及表达分析

Smad基因介导的细胞信号在调节动物发育和细胞干性方面起着至关重要的作用。由于其功能的多样性和重要性,Smad基因家族一直受到广泛的研究。然而,双壳贝类Smad基因家族缺乏系统的鉴定和分析。为了理解双壳贝类Smad基因家族的进化和生物学功能,本文在虾夷扇贝基因组鉴定出4个Smad基因,并对其遗传和表达特征进行了分析。时空表达谱显示,Smad3基因在虾夷扇贝受精卵和2~8细胞时期有较高的表达量,而在胚胎及幼虫阶段该基因表达量迅速降低,推测其在胚胎早期细胞分裂和分化过程中发挥重要作用。Smad6在胚胎发育早期表达量较低,在囊胚期及原肠胚时期表达量显著升高,可能与母源调控向合子型调控过渡的“中期囊胚转换”有关。Smads基因在各组织中也呈现了独特的表达模式,其中Smad3、Smad5和Smad6分别在肌肉、血细胞和鳃中表达量最高。而Smad4在各个组织内均有表达且表达量相似。实验结果暗示了Smad基因在虾夷扇贝中不仅参与协调了早期胚胎的发育,也与组织器官的形成和稳态有关。本研究有助于理解贝类Smad基因的进化及功能,为深入研究该基因家族在贝类中的生物学功能和调控机制奠定基础。     

中国温带海域新发现较大面积(大于0.5km2)海草床:Ⅱ声呐探 测技术在渤海唐山沿海海域发现中国面积最大的鳗草海草床

近些年来随着生境的破坏其分布面积急遽下降,较大面积连续分布的海草床已经非常少见。本研究首次将声呐探测技术应用到海草床时空分布特征的相关研究中,在河北唐山乐亭-曹妃甸沿海发现目前中国面积最大的鳗草(Zostera marina)海草床,海草床面积高达29.17 km~2,绘制了鳗草分布图和水深分布图,并对鳗草生物量和茎枝高度等基本生物学指标进行了调查。该发现极大丰富了中国海草数据库,并为鳗草的深入研究及保护提供了得天独厚的实验基地,也为周边海洋牧场的构建打下良好的基础。     

调节因子X蛋白家族的结构与功能

调节因子X(Regulatory Factor X, RFX)蛋白家族是一类包含高度保守的有翼螺旋型DNA结合域的转录因子,因特异性结合基因启动子区的X盒而得名。该蛋白家族广泛分布于动物和真菌中,参与纤毛和精子发生、免疫反应以及细胞周期调控等多种生物过程。RFX家族的一些成员还对肿瘤细胞的存活及增殖起到促进或抑制作用,有望成为治疗肿瘤的新靶点。本文将对RFX蛋白家族的发现、各成员的结构特征、表达模式和生物学功能等进行综述,以期待为后续研究提供参考。     

中国温带海域新发现较大面积(大于50ha)的海草床:Ⅰ黄河河口区罕见大面积日本鳗草海草床

日本鳗草(Zostera japonica)原是中国沿海潮间带较为常见的海草种类,近些年来随着生境的破坏其分布面积急遽下降,较大面积连续分布的海草床已经非常少见。2015年5月和8月,在山东黄河河口区发现了超过1000 ha几乎连续分布的日本鳗草海草床,与互花米草生境相邻,形成独特的生态景观。对日本鳗草生物量和种群补充等基本生物学指标也进行了调查。该发现极大丰富了中国海草数据库,并为日本鳗草的深入研究及保护提供了得天独厚的实验基地。     

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)Hox基因家族的鉴定、进化与表达分析

为探究厚壳贻贝Hox基因家族的定位、进化以及在不同成体组织中的表达模式,基于厚壳贻贝全基因组数据,结合生物信息学方法,鉴定分析厚壳贻贝Hox基因家族成员的理化性质、染色体分布、系统进化关系、基因结构以及表达分析。结果显示,从厚壳贻贝全基因组数据中鉴定出11条Hox基因序列,并分别命名为Hox1-5、Antp、Lox2、Lox4、Lox5、Post1、Post2。对11条Hox序列的基本特征分析发现最长的是编码703个氨基酸的Hox2,最短的是编码190个氨基酸Post2,等电点5.11～10.22,且不均等分布于同一条染色体上。亚细胞定位预测结果显示,除Post1基因在细胞质和细胞核中均有发现,其余10个基因亚细胞均定位在细胞核内。系统进化分析发现,使用厚壳贻贝中鉴定出的101条氨基酸序列进行建树,聚类的结果倾向于四类,而从已鉴定的厚壳贻贝11个基因结合软体动物Hox建树结果分析, Post1和Post2聚为一支, Hox4、Antp、Lox5、Lox2和Lox4聚为一个大类,Hox1、Hox2和Hox3各自聚为一类Hox,此外,Hox5单独聚为一类。厚壳贻贝不同组织的qRT-PCR结...     

青蛤(Cyclina sinensis)IKK基因的克隆及其在鳗弧菌(Vibrio anguillarum)刺激下的表达分析

利用构建的青蛤(Cyclina sinensis)转录组文库,筛选到青蛤IKK基因的类似序列。经设计引物克隆比对后确认为CsIKK基因。利用生物信息学软件在线对该基因进行结构分析。采用PCR技术克隆基因,并使用实时荧光定量PCR技术克隆得到CsIKK基因在青蛤五个不同组织中的表达情况及在鳗弧菌(Vibrioanguillarum)的刺激下IKK基因在青蛤血淋巴中的时序性表达情况。综合结果得到, CsIKK基因序列开放阅读框长2298bp,编码765个氨基酸。IKK基因在青蛤的血淋巴、外套膜、闭壳肌、肝脏、性腺和鳃六个组织中均表达,在血淋巴中表达量最高。青蛤IKK基因在鳗弧菌胁迫下表达量在6h时达到最大值,与对照组相比差异极显著(P0.01),表明该基因所指导的蛋白是青蛤重要的免疫信号通路蛋白。     

条斑紫菜SOD基因家族的全基因组分析及温度和失水胁迫下表达研究

为探究超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)在条斑紫菜响应温度和失水胁迫时发挥的作用,本文利用生物信息学的方法对条斑紫菜SOD基因家族的进化树、染色体定位、基因结构和蛋白结构等方面进行研究分析。在条斑紫菜中共鉴定出12个SOD基因(PySOD),包括8种Cu/Zn-SOD、3种Mn-SOD和1种Fe-SOD,不均等地分布在3条染色体上,且各含0～2个内含子;SOD基因启动子区域含有不同数目的胁迫响应、生长发育和激素响应元件;Mn-SOD和Fe-SOD二级结构中α螺旋所占比重大,Cu/Zn-SOD中β折叠所占比重大。基于条斑紫菜受到温度和失水胁迫的转录组数据和qPCR结果,PySOD不同胁迫条件下具有不同的表达模式,尤其在失水胁迫时Cu/Zn-SOD表达量呈现不同程度的上调。这种PySOD基因的全基因组分析为了解植物中SOD基因的进化关系提供信息,并且条斑紫菜受温度和失水胁迫时SOD基因的表达分析为改良条斑紫菜育种提供参考。