3',5'-环磷酸腺苷(cAMP)是一种重要的代谢产物,特别在枣中高效积累。然而,cAMP在枣细胞中的功能尚未得到系统研究。因此,我们通过枣细胞悬浮系的建立、原生质体分离及荧光强度分析研究了cAMP与钙离子信号的关系。首先,外源cAMP处理可以促进枣的生长和内源cAMP的积累。通过对过表达腺苷酸环化酶(ZjAC)的转基因拟南芥转录组分析鉴定出60个与钙离子信号相关的差异表达基因(DEG),发现这些基因参与钙离子信号转导及细胞间/内的反应。另外,外源cAMP和钙离子促进剂A23187等药物处理可以诱导枣细胞中ZjAC的表达、cAMP的积累及钙离子向细胞质中的流入,而钙离子螯合剂EGTA或腺苷酸环化酶抑制剂bithionol处理抑制了这种增加。此外,外源cAMP处理可以激活钙离子通道及相关下游基因,如ZjCNGC2和ZjMAPK2、ZjMAPKK2、ZjMAPKK4。总之,该研究结果表明cAMP的合成依赖于钙离子信号内流,钙离子信号和cAMP之间的级联放大效应参与细胞内信号转导从而促进枣的生长发育。
目的:分析我国鸡源重要致病菌大肠杆菌耐药性及耐药基因,解析潜在的水平扩散风险。方法:规模化养鸡场棉拭子泄殖腔取样,麦康凯培养基分离单菌,Phoenix-100 全自动细菌鉴定/药敏系统鉴定细菌种类,K-B纸片法检测目的细菌药物敏感性,牛津纳米孔测序技术构建细菌基因组精细图,生物信息学软件及平台解析基因环境及水平转移元件,细菌结合实验验证耐药基因扩散风险。结果:2019年10月-2020年10月,共采集671个泄殖腔样本,分离出302株大肠杆菌单菌,鉴定出一株广泛耐药(An extensively drug-resistant, XDR)大肠杆菌(命名为258E)。MLST分析结果表明,大肠杆菌258E属于ST602型,该分型目前仅见于国外文献报道。K-B纸片法检测结果显示,258E菌株对磷霉素、四环素、β-内酰胺类、氨基糖苷类、喹诺酮类、利福霉素、甲氧苄啶、大环内酯类和头孢菌素类药物均表现出高度耐药。全基因组测序结果表明,大肠杆菌258E染色体全长4,715,664 bp,含有三个质粒(pEC258-1、pEC258-2、pEC258-3),其中pEC258-1和 pEC258-2不含有常见耐药基因,而pEC258-3除了含有常见耐药基因,如qnrS1、 dfrA14、 arr-3、acc (6')-Ib等,还含有blaCTX-M-3、 blaKPC-2、blaTEM-1B三个重要的耐药基因。质粒分型结果表明,pEC258-3为ST7型,属于质粒不相容群N (incompatibility group N, IncN)。同源性分析结果显示pEC258-3序列与人源肺炎克雷伯菌质粒pCRKP-1-KPC同源性高达99.96%,其不同之处在于:相对pEC258-3,pCRKP-1-KPC质粒在31kb-32kb位点缺失了一个整合酶TinR蛋白编码框。细菌结合实验证实,pEC258-3可使得宿主菌显著提高药物敏感性。同时,流行病学溯源分析结果显示,大肠杆菌258E与英国菌株具有相近的亲缘关系。结论:本研究第一次报道了一株动物源ST602型广泛耐药大肠杆菌,其所含有的质粒可介导宿主菌对多种抗生素产生耐药性,暗示其潜在的耐药性水平扩散风险,也间接证明动物源细菌是耐药性基因的重要储存库和风险传播源头之一。
创新性:本论文是我国第一例动物源ST602型广泛耐药大肠杆菌的报道,丰富和充实了“同一健康” 框架下细菌耐药性对人类公共健康的风险研究。
牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(GGPS)在类胡萝卜素的生物合成中起着重要作用。在之前的研究中,我们从一个高类胡萝卜素含量的甘薯品系农大辐14中克隆得到IbGGPS基因, 但其在甘薯类胡萝卜素生物合成中的作用及其调控机制尚未研究。在本研究中,我们将IbGGPS基因导入甘薯品种栗子香中,发现该基因显著增加转基因甘薯块根中的β-胡萝卜素、β-隐黄质、玉米黄质和叶黄素含量。进一步研究表明,IbGGPS基因的过表达使糖酵解途径、MEP途径和类胡萝卜素途径相关基因的表达系统上调,从而增加了转基因植株的类胡萝卜素含量。这些结果表明,IbGGPS基因具有提高甘薯和其他植物类胡萝卜素含量的利用价值。
本研究的目的旨在确定鸡PPARγ对Plin1基因的调控作用,并阐明其确切的分子机制。本研究首先利用RT-qPCR技术检测PPARγ激动剂对cPlin1基因表达的影响,而后通过双荧光素酶报告基因和RT-qPCR技术分析PPARγ对cPlin1基因启动子活性和mRNA表达的影响,再通过免疫共沉淀和双荧光素酶报告基因技术研究PPARγ与RXRα的协同作用对cPlin1基因启动子活性的影响,最后通过启动子截短和突变分析以及凝胶阻滞技术确定cPlin1基因启动子中PPARγ2的具体调控位点。基因表达分析结果表明,PPARγ的特异性激动剂—曲格列酮可以显著增强(P<0.05)PPARγ的靶基因LPL、A-FABP、FAS基因和Plin1基因的mRNA表达水平,提示cPlin1基因的表达可能受PPARγ的调控;进一步的报告基因和基因表达分析结果表明,PPARγ2能够显著促进(P<0.01)cPlin1基因的启动子活性及mRNA表达水平,但PPARγ1却无此作用;免疫共沉淀和报告基因结果表明,PPARγ与RXRα之间存在蛋白质相互作用;与单独过表达RXRα相比,共表达PPARγ2和RXRα显著增强(P<0.01)cPlin1基因的启动子活性,但共表达PPARγ1和RXRα则没有表现出类似的现象;启动子的截短及突变分析以及凝胶阻滞结果表明,PPARγ2可以与cPlin1基因启动子上的-1126/-1116位点结合促进(P<0.01)cPlin1基因的表达。与哺乳动物相似,(i)鸡PPARγ对Plin1基因的转录具有正调控作用,其中PPARγ2是发挥此调控作用的主要蛋白亚型;(ii)PPARγ2是通过与cPlin1基因启动子区域的-1126/-1116位点结合来实现促进cPlin1基因表达作用的。本研究的创新性是明确了鸡PPARγ对Plin1基因表达的调控作用,并揭示了PPARγ2调控鸡Plin1基因转录的分子机制。
秸秆覆盖模式改良可以通过废弃秸秆资源循环利用来改善土壤水肥环境,可能是一种可持续的农业生产技术。2015-2019年,在西北黄土高原进行了为期4年的随机区组试验,研究了秸秆带状覆盖(SSM)和无覆盖常规平作(CK)对土壤贮水量、耗水特性、水分利用效率、降水利用效率、冬小麦生长、经济效益和养分效益的影响。四年的试验结果表明,SSM处理提高了0 ~ 180 cm土层的土壤水分,其中以冬小麦拔节期和开花期0 ~ 60 cm土层的效果尤为明显。与CK相比,SSM提高了降水对总耗水的贡献,且在生育前期显著提高了20.4个百分点。SSM显著降低了0 ~ 180 cm土层的水分消耗,最终减少生育期耗水11.2 mm。在0 ~ 180 cm土层,SSM在播种期~拔节期减少耗水33.1 mm,但在拔节期~开花期增加了19.5 mm。此外,SSM提高籽粒产量的水分利用效率21.6%,提高籽粒产量的降水利用效率18.6%,最终通过提高穗数9.5%、提高穗粒数8.9%,而提高籽粒产量16.5%。SSM使生物产量的水分利用效率提高了13.5%,使生物产量的降水利用效率提高了9.9%,最终提高生物产量8.7%,增加株高6.5%。SSM还增加了413元/公顷的净收入,收获后预计秸秆还田总量可增加8876~9619千克/公顷。秸秆还田后,SSM显著增加了土壤养分,多年后可明显减轻农民的施肥负担。因此,秸秆带状覆盖是一种在雨养冬小麦生产中节水增效、可持续、有潜力的实用措施。