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桑树MaCWIN与MaCIF基因家族鉴定及功能分析

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西南农业学报 2024年

作者：郭子渲可尔木拉·依地力斯姚庆昕刘佳鑫杨光晁楠刘利江苏省蚕桑生物学与生物技术重点实验室江苏科技大学生物技术学院农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室中国农业科学院蚕业研究所

【目的】鉴定桑树中MaCWIN （Cell wall invertase， CWIN）和MaCIF （Cell wall invertase inhibitor， CIF）家族基因，为揭示桑树MaCWIN与MaCIF家族基因的功能及筛选优质种质资源奠定基础。【方法】以拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）和杨树（Populus trichocarpa L.）的CWIN和CIF家族基因为参考，在MorusDB数据库中筛选桑树的MaCWIN和MaCIF家族基因，用PCR基因克隆技术对其进行克隆，并进行motif分析、多序列比对分析、系统发生分析、蛋白特征分析、亚细胞定位预测，通过RT-qPCR技术分析MaCWIN和MaCIF家族基因在不同组织和果实不同发育时期的表达谱，分析MaCWIN和MaCIF之间的相关性，通过病毒诱导的基因沉默技术在桑树体内敲低MaCWIN和MaCIF家族基因的表达量并观察表型。【结果】筛选出MaCWIN和MaCIF家族基因各5个，成功克隆出4个MaCWIN基因和3个MaCIF基因，MaCWIN家族基因CDS区域长度为1722～1989 bp；MaCIF家族基因CDS区域长度为537～582 bp；MaCWIN1、MaCWIN2、MaCWIN4、MaCWIN5为酸性转化酶，MaCIF1、MaCIF3和MaCIF4为酸性转化酶抑制子；MaCWIN1、MaCWIN2和MaCWIN4属于细胞壁转化酶，MaCWIN5是液泡转化酶。MaCWIN1在幼叶表达量最高，MaCWIN2表达量随果实成熟逐渐积累，其他基因均表现出组织特异性；病毒诱导的基因沉默试验结果显示，MaCWIN1和MaCIF1基因的敲低导致相应植株发育延迟。【结论】MaCWIN和MaCIF基因家族是桑树体内重要的功能基因，首次克隆了MaCWIN和MaCIF基因编码区，确定其分类，其中MaCWIN1和MaCIF1是影响桑树生长发育的关键基因。为了解MaCWIN和MaCIF家族基因在桑树中的功能及培育桑树新品种提供理论基础。

关键词： MaCWIN基因家族 MaCIF基因家族桑树生物信息学分析生长发育

桑树根系分泌物鉴定及其主要活性物质对桑树青枯菌生长的影响研究

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植物生理学报 2024年第9期60卷 1475-1485页

作者：史惠聪王思怡刘梦圆邓峻严赵卫国李萍吴福安江苏科技大学生物技术学院江苏省蚕桑与畜禽生物技术重点实验室农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室中国农业科学院桑蚕科学研究中心

为探讨桑树(Morus alba)根系分泌物对青枯病菌(Ralstonia pseudosolanacearum)的抑菌活性,本研究利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术及平板抑菌试验研究了桑树根系分泌物主要活性物质对桑树青枯病菌(Ralstonia pseudosolanacearum)生长... 详细信息

为探讨桑树(Morus alba)根系分泌物对青枯病菌(Ralstonia pseudosolanacearum)的抑菌活性,本研究利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术及平板抑菌试验研究了桑树根系分泌物主要活性物质对桑树青枯病菌(Ralstonia pseudosolanacearum)生长的影响。结果表明,桑树根系分泌物中含量最高的3种主要活性物质包括芥酸酰胺、油酸酰胺和溴樟脑,其中芥酸酰胺、油酸酰胺在根系分泌物中的质量占总质量的42.6%,溴樟脑占总质量的18.33%。三种主要的根系分泌物对桑树青枯菌MRS-5的生长均表现出明显的抑制作用,在1.5 g·L-1时的抑菌效果最佳,抑菌率均达到90%以上,并能够显著抑制MRS-5生物膜的形成和运动能力。本研究揭示了桑树根系分泌物中主要活性物质的抑菌效果和潜在的防治机制,对理解和防控桑树青枯病提供科学和实践参考。

关键词：桑树根系分泌物气相色谱-质谱法(GC-MS) 桑树青枯病抑菌作用

1-脱氧野尻霉素与7-羟基香豆素耦合物通过多种途径诱导HCC-1937细胞凋亡

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蚕业科学 2024年

作者：许奕兴张然汤丽青姜雪萍李煜麒李豪桂仲争江苏科技大学生物技术学院农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室

1-脱氧野尻霉素(1-deoxynojirimycin，DNJ)是蚕桑资源特有的天然活性物质，具有良好的抗肿瘤活性。但由于DNJ脂溶性差、生物利用度低等缺陷，极大地限制了其开发与应用。7-羟基香豆素(7-hydroxycoumarin，UMB)因其独特的苯并芘结构而具... 详细信息

1-脱氧野尻霉素(1-deoxynojirimycin，DNJ)是蚕桑资源特有的天然活性物质，具有良好的抗肿瘤活性。但由于DNJ脂溶性差、生物利用度低等缺陷，极大地限制了其开发与应用。7-羟基香豆素(7-hydroxycoumarin，UMB)因其独特的苯并芘结构而具有显著的抗肿瘤效果。本试验将DNJ与UMB通过烷烃链耦合成新的DNJ衍生物4、5和6，以改善其抗肿瘤活性。结果显示，化合物6的log P值为1.09±0.24，具有良好的脂溶性；其在HCC-1937细胞中的IC50值为45.54±3.26 μmol/L，较DNJ降低了22倍，显著改善DNJ抗肿瘤效果。此外，化合物6显著抑制HCC-1937细胞的增殖和迁移、诱导DNA损伤、阻滞细胞周期于S期，并破坏线粒体膜电位、增加细胞内活性氧(reactive oxygen species，ROS)和Ca2+含量、引起未折叠蛋白反应导致细胞凋亡，表明化合物6通过线粒体紊乱、氧化应激和内质网应激多途径诱导HCC-1937细胞凋亡。本研究为治疗乳腺癌提供了新的治疗策略。

关键词： 1-脱氧野尻霉素香豆素类化合物衍生物抗肿瘤活性分子机制

桑树伤口诱导去分化因子MafcWIND1表达分析及在子叶不定芽发育过程中的功能初探

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蚕业科学 2024年

作者：冯禹铭张杰刘利潘刚江苏科技大学生物技术学院江苏省蚕桑与畜禽生物技术重点实验室农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室中国农业科学院蚕桑科学研究中心

桑树体外不定芽发生是桑树基因工程的上游环节，在不定芽发生过程中大量转录因子参与细胞命运的转变。AP2/ERF家族中的伤口诱导去分化因子1（WOUND INDUCED DEDIFFERENTIATION 1，WIND1）是参与伤口信号介导植物再生的关键基因，能够促... 详细信息

桑树体外不定芽发生是桑树基因工程的上游环节，在不定芽发生过程中大量转录因子参与细胞命运的转变。AP2/ERF家族中的伤口诱导去分化因子1（WOUND INDUCED DEDIFFERENTIATION 1，WIND1）是参与伤口信号介导植物再生的关键基因，能够促进细胞去分化和增殖，为不定芽的形成提供组织基础，同时激活下游转录因子参与植物再生过程。本文以丰驰桑为实验材料，克隆得到桑树WIND1，将其命名为MafcWIND1（GeneBank：OQ420538）。MafcWIND1的CDS序列全长1 071 bp，编码356个氨基酸，包含一个AP2结构域，属于AP2/ERF转录因子家族中的DREB亚家族。基因上游1000 bp的转录调控区分析筛选到了响应光信号、茉莉酸和外界胁迫等刺激的顺式作用元件。基因表达谱分析表明，MafcWIND1快速响应伤口刺激并在桑树子叶不定芽发生中发挥转录激活作用。在烟草中过表达MafcWIND1显著提高叶片外植体的不定芽诱导率。上述结果为阐明桑树体外再生的分子机制和提高桑树体外诱导不定芽发生率提供理论基础。

关键词：桑树子叶不定芽诱导 MafcWIND1

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镉胁迫对桑螟幼虫生理生化及组织损伤的影响

蚕业科学 2024年

作者：赵帅琦缪望龙盛晟潘鑫李萍周卫红吴福安江苏科技大学生物技术学院江苏省蚕桑与畜禽生物技术重点实验室农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室中国农业科学院桑蚕科学研究中心

镉是我国农田土壤中一种危害严重的重金属污染物，可通过食物链传递和积累，影响植食性昆虫的生长发育和生理过程。为研究镉胁迫对桑螟的毒理学作用，通过使用不同浓度的镉处理桑螟，研究镉对桑螟生理生化与组织损伤的影响。结果表明，... 详细信息

镉是我国农田土壤中一种危害严重的重金属污染物，可通过食物链传递和积累，影响植食性昆虫的生长发育和生理过程。为研究镉胁迫对桑螟的毒理学作用，通过使用不同浓度的镉处理桑螟，研究镉对桑螟生理生化与组织损伤的影响。结果表明，镉胁迫下，桑螟发育历期无显著变化，但产卵量显著减少；镉会影响桑螟体内甘油三酯含量及脂肪酶活性；此外，镉还会对桑螟中肠与脂肪体造成损伤，镉浓度越高，损伤越严重。该研究从生理生化和组织水平明确了镉对桑螟生长发育及繁殖的影响，为了解重金属污染地区桑螟的发生趋势并对其进行适时防控提供了理论参考。

关键词：重金属生长发育脂肪酶活性甘油三酯含量

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基于转录组的桑树干旱记忆相关基因的挖掘

蚕业科学 2024年

作者：方尧顾晓晓张文琪翟泽洋田岳曹旭刘利江苏科技大学生物技术学院江苏省蚕桑与畜禽生物技术重点实验室农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室中国农业科学院桑蚕科学研究中心

胁迫记忆是植物抵御频发干旱胁迫的重要策略，目前桑树中干旱胁迫记忆的作用机制还不明确。本研究以桑品种湖桑32号（Morus alba L.）扦插苗为材料，分别进行单次干旱和往复干旱胁迫后对叶片进行RNA-seq分析。筛选到5 749个单次干旱响... 详细信息

胁迫记忆是植物抵御频发干旱胁迫的重要策略，目前桑树中干旱胁迫记忆的作用机制还不明确。本研究以桑品种湖桑32号（Morus alba L.）扦插苗为材料，分别进行单次干旱和往复干旱胁迫后对叶片进行RNA-seq分析。筛选到5 749个单次干旱响应基因和6008个往复干旱响应基因，二者共有的3 863个重叠基因即为潜在的干旱记忆基因（DMGs）。GO和KEGG分析显示DMGs显著富集在ABA和JA生物合成及信号转导途径、氨基酸生物合成及转运途径、碳同化、果糖和麦芽糖代谢、光合作用、糖酵解、磷酸戊糖途径等途径。JA合成相关基因ACX1和KAT2及信号转导相关基因JAZ8，ABA合成的2个基因NCED及其信号响应因子ARBP的表达量在往复干旱中不断上调；氨基酸外向转运蛋白基因表达量下调，内向转运蛋白基因表达量上调。光合电子传递相关基因PGR5、热激蛋白HSP17.6II及转录因子bHLH92、MYB3也在单次干旱和往复干旱后呈现显著差异表达。研究结果为进一步解析桑树干旱记忆的转录调控机制提供了一定依据。

关键词：桑树干旱胁迫胁迫记忆转录组

N-聚糖合成通路中内质网α-1,2甘露糖苷酶和α-甘露糖苷酶Ⅱ基因对家蚕胚胎滞育的调控作用

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蚕业科学 2024年第2期50卷 106-115页

作者：阿依努尔·亚森樊丙炎陈艳花宁阳威王东岳吴赛朱娟王梅仙唐顺明沈兴家江苏科技大学生物技术学院江苏省蚕桑与畜牧生物技术重点实验室江苏镇江212100 中国农业科学院桑蚕研究中心农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室江苏镇江212100

家蚕滞育是基因与环境协同作用的结果,其调控网络十分复杂,至今仍未完全阐明。为了解家蚕N-聚糖生物合成通路是否参与胚胎滞育调控,调查家蚕不同化性品系蛹期、胚胎发育早期以及滞育激素(DH)、蜕皮激素(20E)处理后BmN细胞中内质网α-1,... 详细信息

家蚕滞育是基因与环境协同作用的结果,其调控网络十分复杂,至今仍未完全阐明。为了解家蚕N-聚糖生物合成通路是否参与胚胎滞育调控,调查家蚕不同化性品系蛹期、胚胎发育早期以及滞育激素(DH)、蜕皮激素(20E)处理后BmN细胞中内质网α-1,2甘露糖苷酶基因(BmMAN1B)和α-甘露糖苷酶Ⅱ基因(BmMAN2)的转录水平。qRT-PCR结果显示:这2个基因在不同化性品系中的转录水平存在较大差异,蛹晚期的转录水平高于早期;分别用100 nmol/L DH和10 ng/mL 20E处理BmN细胞,BmMAN1B和BmMAN2的转录水平都极显著上调,提示2个基因与家蚕滞育密切相关。对BmN细胞和家蚕二化性品系秋丰165℃催青产非滞育卵组(QFLT)蛹期2 d雌蛹进行BmMAN1B和BmMAN2基因的RNA干扰,结果发现滞育相关基因BmDH、BmDHR-1、BmTRE2和BmSDH-2a等的转录水平发生了变化;当在个体水平进行BmMAN1B和BmMAN2基因的共同干扰时,382%的子代卵由非滞育转变为滞育。结果表明,BmMAN1B和BmMAN2在家蚕胚胎滞育中具有重要的调控作用。

关键词：家蚕滞育 N-糖基化内质网α-1,2甘露糖苷酶 α-甘露糖苷酶Ⅱ

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拮抗酵母控制樱桃番茄采后病害及其机制研究

中国食品学报 2024年第4期24卷 304-314页

作者：张晓云岳青蓉周游顾香玉赵利娜张红印江苏大学食品与生物工程学院江苏镇江212013 江苏科技大学粮食学院江苏镇江212004

通过体外和体内试验,从实验室保存的酵母菌中筛选对樱桃番茄采后黑斑病具有控制作用的拮抗酵母,考察所筛选的拮抗酵母对樱桃番茄自然腐烂的防治效果及对果实品质的影响。通过拮抗酵母对黑斑病病原菌链格孢孢子萌发、芽管伸长和菌丝结构... 详细信息

通过体外和体内试验,从实验室保存的酵母菌中筛选对樱桃番茄采后黑斑病具有控制作用的拮抗酵母,考察所筛选的拮抗酵母对樱桃番茄自然腐烂的防治效果及对果实品质的影响。通过拮抗酵母对黑斑病病原菌链格孢孢子萌发、芽管伸长和菌丝结构的影响,在樱桃番茄伤口处和表面的生长动态,探讨其对病原菌的直接和间接抑制作用。采用RT-qPCR技术测定拮抗酵母对樱桃番茄抗性相关基因表达水平的影响,分析其对樱桃番茄果实抗病性的影响。结果表明,试验菌株中,卡利比克毕赤酵母对樱桃番茄采后黑斑病的控制效果最好,该处理组果实发病率仅为16.25%,显著低于对照组(68.76%),并且该拮抗酵母还可显著降低樱桃番茄采后自然腐烂,缓减果实品质劣变。卡利比克毕赤酵母通过抑制链格孢孢子萌发、菌丝伸长以及寄生于菌丝上直接抑制病原菌生长,还在樱桃番茄伤口处和表面与链格孢竞争营养和空间而间接抑制病原菌生长。卡利比克毕赤酵母还能诱导樱桃番茄抗氧化基因(SOD,CAT和APX)以及病程相关基因(PR基因)(GLU和CHI)的表达。卡利比克毕赤酵母可以显著控制樱桃番茄采后黑斑病和自然腐烂,对果实品质无显著不良影响。该拮抗酵母可以通过抑制病原菌生长和提高樱桃番茄抗性基因的表达控制果实采后病害。

关键词：樱桃番茄采后病害生物防治抗病性

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circRNA-13096通过miR-24-3p调控鸡卵泡颗粒细胞增殖和孕酮生成

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中国畜牧杂志 2024年第9期60卷 228-235页

作者：李德慧李涛丰源曲亮沈曼曼江苏科技大学生物技术学院江苏省蚕桑与畜禽生物技术重点实验室中国农业科学院家禽研究所扬州大学动物科学与技术学院江苏省动物遗传繁育与分子设计重点实验室

本研究通过敲低circRNA-13096后利用CCK8、ELISA技术检测细胞增殖和孕酮水平，利用RT-qPCR技术分析卵泡发育相关基因的表达水平变化，并利用生物信息学技术预测circRNA-13096结合的miRNA，通过RNAhybrid预测以及双荧光素酶验证circRNA-1... 详细信息

本研究通过敲低circRNA-13096后利用CCK8、ELISA技术检测细胞增殖和孕酮水平，利用RT-qPCR技术分析卵泡发育相关基因的表达水平变化，并利用生物信息学技术预测circRNA-13096结合的miRNA，通过RNAhybrid预测以及双荧光素酶验证circRNA-13096与miR-24-3p结合位点；利用KOBAS网站分析miR-24-3p靶基因及富集的信号通路。结果显示：敲低circRNA-13096后促进了颗粒细胞增殖和孕酮分泌（P生物过程中，其中最显著的信号通路是MAPK信号通路（P<0.05）。由此可见，circRNA-13096在颗粒细胞中通过与miR-24-3p结合后发挥调控鸡卵泡颗粒细胞的增殖和孕酮分泌。

关键词：鸡环状RNA 颗粒细胞 miR-24-3p 卵泡

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