分享到:

年度报告

2008年度报告

新闻类型:年度报告    发布时间:2010/12/16 0:00:00    作者:SKLBC     浏览次数:5454

一、年度工作计划总结
1
、自主研究课题执行情况

实验室设A类和B类自主研究课题,其中A类课题重点支持围绕实验室重点任务的系统性研究,B类课题重点支持围绕实验室研究方向的创新性研究,以及促进研究方向和团队交叉与融合的课题,优先支持青年科技人才和新引进人才。本年度设7A类自主研究课题(表1)和6B类自主研究课题(表2)。

1. 实验室2008A类自主研究课题

课题编号

课题名称

课题负责人

金额

(万元)

SKLBC08A01

夜蛾科害虫病理、生理生化及综合防治的研究

 

76

SKLBC08A02

水生经济动物重要病原致病机理及控制技术研究

何建国

76

SKLBC08A03

重要养殖动物抗病品种选育及分子标记辅助育种技术

林浩然

50

SKLBC08A04

免疫识别和信号传导的比较研究与病害控制

徐安龙

84

SKLBC08A05

新非编码RNA的系统发现和调控网络研究

屈良鹄

70

SKLBC08A06

miRNA进化与生物抗逆机理研究

施苏华

90

SKLBC08A07

华南地区有害植物成灾机理与防控研究

彭少麟

70

 

 

 

516

A类自主研究课题的有关信息分述如下:

(1) 项目名称:夜蛾科害虫病理、生理生化及综合防治的研究

    负责人:庞义教授

    研究队伍:庞义、徐卫华、张文庆、王珣章教授,杨凯、李广宏、张文军、张勤奋、王方海、周强、王瑾雯副教授,袁美妗、胡建讲师,王莉助教。

    拟解决的关键科学问题:

杆状病毒几个核心基因作用的分子机理;斜纹夜蛾核多角体病毒抗凋亡基因的功能;杆状病毒潜伏感染机理及流行病学模型;蜕皮激素受体(EcR)对甜菜夜蛾几丁质合成通路的调控作用;重要转录因子调节棉铃虫生长发育;棉铃虫蛹滞育的抗逆性机制;昆虫内激素与病毒增殖的关系。

    主要研究内容:

昆虫杆状病毒功能基因及其病理学研究。

宿主昆虫滞育和几丁质合成通路的研究。

杆状病毒与宿主昆虫的相互作用研究。

年度进展报告:

1.      昆虫杆状病毒功能基因及其病理学研究:杆状病毒38K蛋白定位;未知功能的杆状病毒核心基因p48 (ac103)ac53的功能分析;斜纹夜蛾核多角体病毒两个疑似的抗凋亡基因的功能鉴定;

2.      棉铃虫海藻糖合成酶的研究:昆虫的抗寒性和越冬生存依赖于体内的抗冻化合物积蓄,我们发现海藻糖在滞育和非滞育个体出现显著差异,大量特异性合成在滞育个体;为此进一步克隆了海藻糖合成酶cDNA,体外表达有显著的生物学活性,海藻糖合成酶mRNA的发育表达和蛋白合成与酶活比较吻合;而且伴随滞育打破,海藻糖降解的同时出现葡萄糖的合成上升等。结果证明海藻糖的含量相关于棉铃虫的抗寒性,论文发表在Glycobiology徐卫华教授出席美国2008年昆虫学年会。

3.      棉铃虫转录因子POU研究:棉铃虫滞育激素基因的表达是如何受到调节的?为了回答这个问题,我们克隆了转录因子 POU cDNA,调查了伴随发育的POU表达、组织分布和基因拷贝数;体外表达的POU能够特异结合到棉铃虫滞育激素基因的启动子上调节转录;而且POU可能应答蜕皮激素的变化来调节发育,是很有新意的工作,论文已经被 BMC Molecular Biology 接受。

4.      RNAi技术与昆虫发育调控方法的研究和建立:建立了RNAi技术平台,包括注射法、饲喂法和转基因植物导入法。首次证实非中肠基因的dsRNA能导致表皮畸形并可致死。

5.      昆虫几丁质合成调控:克隆获得了甜菜夜蛾几丁质合成通路上的几个关键基因,此外还克隆了海藻糖合成酶基因等,并分别阐明了其组织分布和表达模式,正在利用RNAi技术 研究其功能。在Comparative Biochemistry and  PhysiologyBMC Molecular Biology 发表论文2篇。待发表论文3篇。

6.      共发表10篇论文,IF总计31.297

7.      其他研究进展:

1)   资源昆虫的保存与利用:整合了中山大学、华南农业大学、广东省昆虫研究所、广东省蚕桑所、中国热带农科院环境与植保所五家单位的种质资源;家蝇种质资源库已为广东两家公司提供家蝇资源,用于处理其它行业的下脚料或废弃物;为养鸡场提供优质昆虫蛋白原料。

2)   区域性农业生态系统害虫生物防治研究与示范

 

(2) 项目名称:水生经济动物重要病原致病机理及控制技术研究

    负责人:何建国教授

研究队伍:何建国、秦启伟、彭宣宪、李安兴教授,吕玲、翁少萍、殷志新、邓庆丽、李惠副教授、谢俊锋、黄志坚、陈勇贵讲师,以及黄晓红和黄友华博士后。

    拟解决的关键科学问题:

病原与宿主相互作用机理是充分揭示病原的致病过程,解密病原致病的关键问题,是研究水生病害防治的关键步骤和解决水生动物病害问题的节点问题,也是本课题着力解决、重点突破的关键点和难点。

疫苗开发和免疫学防治是水产动物病害防治的最佳途径,开发有效疫苗候选抗原和基因,研制疫苗的精湛生产工艺是本课题着力解决的关键技术问题。

    主要研究内容:

病原致病与抗原功能基因筛选:包括生物信息学分析、转录组和蛋白质组分析以及候选疫苗基因筛选。

致病途径及机理:包括侵染相关基因及作用途径、病原免疫逃避的途径及机理、宿主抗病基因及作用机理,并进行应用性研究。

预防与控制技术:包括现场快速检测技术和疫苗研制,力争申报中试批文。

年度进展报告:

一、虹彩病毒主要研究进展

1、建立了对虹彩病毒敏感的4种石斑鱼、1种牙鲆细胞系和1种鳜鱼细胞系及感染模型

2、甲鱼虹彩病毒 (STIV) 全基因组序列测定与进化分析

3SGIV 病毒转录组学研究

4、虹彩病毒结构蛋白基因鉴定:

     1)虹彩病毒TFV膜蛋白VP001020鉴定:分析并克隆了TFV ORF001ORF020R,将纯化后的TFV病毒与制备的多抗进行Western blot,膜上显示出预测大小的特异性条带,可以推定这两个基因编码的蛋白为结构蛋白;免疫胶体金实验证实了这两个结构蛋白位于病毒的囊膜上,为TFV的囊膜蛋白。

     2)虹彩病毒ISKNV膜蛋白VP001鉴定:分析并克隆了ISKNV001L,通过不同缺失突变体与GFP融合蛋白在FHM细胞内的表达,证实VP001L是表达于膜上的蛋白,并鉴定了膜定位的关键氨基酸。ISKNVVP001L被证实是定位在膜上的蛋白,可能是病毒粒子的膜蛋白。

     3)虹彩病毒ISKNV VP23R (结构蛋白):研究了ISKNV的一个预测具有多跨膜区的蛋白VP23R,通过免疫荧光、免疫组化和定量PCR等方法鉴定了该基因的时空表达情况;通过一系列研究了VP23R与鳜鱼组织基底膜NEDOGEN的相互作用。受ISKNV感染的鳜鱼组织在细胞外产生基底膜,而VP23R与基底膜的产生密切相关,可能在抑制宿主抗病毒机制方面发挥重要作用。

     4SGIV病毒囊膜蛋白质组研究

5、病毒致病相关基因的鉴定:与病毒致病感染相关基因及致病途径

     1ISKNV 类血管内皮生长因子(VEGF)的研究

     2ISKNV gp103(信号转导与转录抑制因子SOCS

     3ISKNV gp126(锚定重复蛋白ANK

6、凋亡相关基因鉴定:SGIV病毒感染与宿主细胞调亡

     1SGIV ORF136编码一个诱导细胞凋亡基因-脂多糖诱导的肿瘤坏死因子类似物

     2SGIV ORF96编码一个抑制细胞凋亡基因 --- 骨保护蛋白OPG 类似物

     3SGIV全病毒感染引起的凋亡具有宿主细胞种类依赖性

结论:

1. SGIV 病毒感染引起的细胞调亡具有宿主种类依赖性。

2. SGIV感染FHM细胞引起caspase依赖性细胞凋亡(典型凋亡);SGIV感染GS细胞引起caspase非依赖性细胞凋亡(Paraptosis)。迄今为止,还没有文献报道病毒诱导细胞产生Paraptosis

二、蛋白质组学和免疫蛋白质组学

1. 计划任务:

     1)大肠杆菌、溶藻酸弧菌、副溶血弧菌等细菌的2DE表达图谱:建立了大肠杆菌、副溶血弧菌、溶藻弧菌、创伤弧菌、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌外膜亚蛋白质组表达图谱,完成300余个蛋白质的质谱鉴定。

     2)细菌外膜功能蛋白质学研究:采用免疫蛋白质组学和交叉免疫蛋白质组学技术,完成了大肠杆菌、副溶血弧菌、溶藻弧菌、铜绿假单胞菌外膜免疫原的鉴定,确定了78个显性免疫原。

     3)采用比较蛋白质组学和免疫蛋白质组学技术,发现具有高效和交叉高效免疫原性的蛋白:副溶血弧菌外膜免疫原的评价,发现3个高效交叉免疫原;溶藻弧菌外膜免疫原的评价,发现2个高效交叉免疫原;大肠杆菌外膜免疫原的评价,发现4个高效交叉免疫原

     意义:将免疫蛋白质组学技术与抗原交叉反应机制有机地结合起来,开创了发展国际先进水平的多价疫苗,开拓鱼类病原科、种/株间多价疫苗分子研究的新方向。

三、 重要疾病控制技术

针对鱼类主要疾病开展疫苗和免疫调节剂研究:病毒病(虹彩病毒病);细菌病(弧菌病、链球菌病);寄生虫病(刺激隐核虫病)

1)虹彩病毒灭活疫苗;2)虹彩病毒重组疫苗;3)链球菌油佐剂灭活疫苗的研制;4)刺激隐核虫繁殖体系的建立和幼虫灭活疫苗的研制

     2008年发表(含接收)SCI收录论文25篇,其中影响因子大于5.0的论文4篇(J . Virol. 2篇,Parasitol Res. 2篇)

四、对虾选育

(一)凡纳滨对虾抗白斑综合症病毒品种选育

2008年在原有工作基础上,进一步开展了凡纳滨对虾抗WSSV家系选育,选育出二个抗WSSV家系——中兴一号和中兴二号。摸索了强抗病、中等抗病和病毒敏感家系感染WSSV的死亡规律

(二)抗WSSV凡纳滨对虾免疫相关因子的研究

通过测定在感染 WSSV 过程中免疫学因子(POSODPODACPAKP和血蓝蛋白含量)的变化比较各抗性选育对虾对WSSV的免疫力的差异,探究抗病选育对虾的免疫机制、确定选育效果以期为对虾抗WSSV选育虾的抗WSSV性能提供依据。

(三)抗病功能基因研究

1、筛选了一批与WSSV感染相关的功能基因

2、对虾凝集素抗WSSV功能研究:在原代培养血细胞中进行测试表明,凝集素具有抗WSSV感染能力;在活体上研究表明,凝集素具有抗WSSV感染能力;试验证明,凝集素能够与完整的病毒粒子结合

已发表和接收SCI论文4篇。

 

(3) 项目名称:重要养殖动物抗病品种选育及分子标记辅助育种技术

    负责人:林浩然院士

    研究队伍:林浩然、陈瑶生、何建国、李文笙、李桂峰教授,刘晓春、翁少萍、吕玲副教授,张勇、蒙子宁、莫德林讲师。

    拟解决的关键科学问题:

筛选与抗病性状紧密相关的微卫星分子标记和SNPs标记,克隆抗病相关基因,探讨抗病遗传决定基础;建立高密度遗传连锁图谱;筛选抗病的新品系或新组合。

    主要研究内容:

石斑鱼抗病品种选育及分子标记辅助育种技术:建立石斑鱼育种的基础种群和核心种群、形成石斑鱼良种繁殖的制种技术体系并应用、石斑鱼种质资源库的建立、筛选具有优良性状的家系、开展石斑鱼新品种培育、石斑鱼抗病性状QTLs定位和分子标记辅助育种技术。

凡纳滨对虾抗病品种选育:凡纳滨对虾良种选育基础种群建立、WSSV凡纳滨对虾家系的培育、凡纳滨对虾精细遗传连锁图谱及抗病毒性状QTLs定位、凡纳滨对虾抗病遗传参数的建立、新品种扩繁与推广应用。

鳜抗病品种选育:建立鳜育种的基础种群和核心种群、形成鳜良种繁殖的制种技术体系并应用、收集保存各种野生鳜资源、建立具有优良性状的家系、开展鳜新品种培育、鳜精细遗传连锁图谱及抗病毒性状QTLs定位。

猪抗病品种选育:筛选获得感染PRRSV后即将发病或在机体可自身修复的早期阶段起激发作用的基因,并以此挖掘出具有巨大育种价值的抗病关键基因及其分子标记;研究控制PRRSV感染的基因表达调控网络通路,明确PRRSVPRRS发生的具体分子机制,为今后进行PRRS分子抗病育种提出初步设想。

    年度进展报告:

(一)石斑鱼抗病品种选育及分子标记辅助育种技术

1、突破斜带石斑鱼人工繁育技术,实现苗种的大规模生产,为优良品种的选育奠定了良好的基础:研究了人工诱导低龄雌鱼性逆转试验,采用投喂、埋植激素等多种手段,成功诱导低龄雌鱼性逆转为雄鱼,获得了批量低龄功能性雄鱼,为石斑鱼人工繁育和杂交育种技术的顺利进行提供了保障。

2、构建了斜带石斑鱼两个基础种群:通过亲鱼收集,筛选和培育,在广东大亚湾和海南三亚分别建立了两个斜带石斑鱼基础种群

3、石斑鱼种质资源的保存和评价

1)石斑鱼精子冷冻保存技术的开发:以斜带石斑鱼、鞍带石斑鱼、赤点石斑鱼和褐点石斑鱼等南海区主要养殖石斑鱼为对象,采用超低温保存技术对其基因组DNA、精子进行保存。建立一套完整的精子冷冻保存以及抗冻和解冻技术。

2)石斑鱼种质资源的评价:整合生物学测定、染色体核型分析、AFLP、微卫星(SSR)、线粒体DNAmtDNA)等多种标记技术,研究开发石斑鱼种质快速检测和评估技术,从形态学、细胞水平和分子水平建立一套完整的种质评价体系。

4、开展石斑鱼杂交新品种培育

开展了三种石斑鱼的杂交试验,分别为斜带石斑鱼♀ ×赤点石斑鱼♂、赤点石斑鱼♀×斜带石斑鱼♂、斜带石斑鱼♀×鞍带石斑鱼♂。其中,斜带石斑鱼♀×鞍带石斑鱼♂的后代表型性状为两亲本中间性状,生长速度超过双亲本,饲养至7月龄,测得其体重增长比鞍带石斑鱼快5.7%,比斜带石斑鱼快171%,表现出显著杂种优势,具有很好的开发前景。

5、石斑鱼MHC抗病分子标记辅助育种技术研究:克隆得到斜带石斑鱼MHC II基因全序列;并运用生物信息学的方法对基因的结构进行了深入的分析,对其功能进行了推测。目前正在对MHC II基因的多态性及多态性和抗病力之间的相互关系进行分析,进而研究MHC II基因在正常和病原菌感染下的组织表达调控规律,以期筛选斜带石斑鱼抗病相关MHC II基因分子标记,利用抗病基因型进行斜带石斑鱼抗病良种的选育研究。

6、下一年度工作重点

1) 补充和完善斜带石斑鱼基础种群,构建繁育的核心种群;2) 通过种间、属间杂交培育生长与抗病优势性状显著的石斑鱼新品种(系);3) 建立南方主要养殖石斑鱼精液冷冻保存和种质评价技术体系;4) 利用抗病MHC II基因型进行斜带石斑鱼抗病良种的选育(刺激隐核虫、链球菌、神经坏死病毒)

(二)鳜抗病品种选育

1)鳜、斑鳜原种收集及基础种群的构建;2)初步开展了建立斑鳜、大眼鳜、翘嘴鳜育种数据库工作;3)翘嘴鳜家系建立;4)杂交育种

下一年度工作重点

1)以不同地理种群的翘嘴鳜、斑鳜及斑鳜×翘嘴鳜杂交子一代为研究对象,通过形态学标记技术、细胞学标记技术、DNA分子标记技术(AFLPSSR)对不同地理种群的鳜、斑鳜及斑鳜×翘嘴鳜杂交子一代进行遗传学分析;2)开展杂交组合中种间亲本同步成熟技术研究;3)筛选具抗病性状的家系;4)重点开展了斑鳜×翘嘴鳜产业化技术的研究。

(三)猪抗病品种选育

1、高致病与经典蓝耳病毒实验感染仔猪疾病模型的建立

2、感染高致病与经典蓝耳病毒的猪肺组织的转录组学分析

3、感染高致病与经典蓝耳病毒的猪肺组织的蛋白质组学分析

总结:

1)建立了能够同时诊断与株系鉴定高致病与经典蓝耳病毒的Real-Time RT-PCR,其特异性、灵敏性与重复性良好,为蓝耳病阴性猪的筛选与鉴定奠定了基础;2)建立了高致病与经典蓝耳病毒实验感染仔猪的疾病模型,为其转录组与 蛋白质组学分析提供了合格的样品;3)通过Solexa测序与荧光差异双向凝胶电泳(2D DIGE/串联质谱(MS/MS)初步鉴定了与高致病和经典蓝耳病抗性/易感性相关的基因与蛋白;4)相关基因鉴定与功能研究工作正在进行中。

 

(4) 项目名称:免疫识别和信号传导的比较研究与病害控制

负责人:徐安龙教授

研究队伍:徐安龙、陈尚武、李迎秋教授,任政华副教授,王磊、付永贵、黄盛丰讲师、元少春博士后、颜庆瑜助教等。

拟解决的关键科学问题:

通过对文昌鱼中TLR分子的表达谱分析和系统发生学分析阐明TLR分子的功能是如何从发育过渡到免疫系统中的?阐明death receptor这些首次产生的基因在文昌鱼这个特殊的阶段的功能;明确班玛鱼和哺乳动物在抗病毒感染的异同点。

主要研究内容:

筛选TLRTNF 两条信号通路关键分子;

对文昌鱼TLR家族进行系统分析,克隆这些关键分子,比较分析基因结构特征。阐明TLR家族的进化,无脊椎动物与脊椎动物TLR之间的关系。

克隆文昌鱼中所有的TNF分子cDNA 以及基因组序列,阐明TNF家族的进化,与MHC进化,适应性免疫系统的起源与进化之间的关系。

分析文昌鱼和班玛鱼中TLR信号通路关键基因的表达谱,初步阐明这些关键分子在个体发育,尤其是免疫器官发育上面的重要功能,其次,解释这两条重要的信号通路与文昌鱼抗感染的关系。

克隆得到文昌鱼中所有TNF家族成员的序列,分析其表达谱。进一步研究受体与接头蛋白之间的相互作用。通过以上一系列实验初步确定文昌鱼中这两条信号通路的雏形。

年度进展报告:

一、课题总体进展情况

本课题自实施以来,在预定的目标和考核指标的指导下,有序地开展。到目前为止,已经取得了多方面的进展,发表了SCI收录的文章三篇,全部为影响因子5.0以上,其中一篇发表在Genome Research上(IF:11.86),两篇发表在The Journal of Immunology 上(IF:6.2),此外,还有两篇文章正在投稿中。同时,我们还申请了一项国家专利,目前正在审核中。

二、本年度计划执行情况

1)完成了对文昌鱼TLR基因家族的系统分析;完成了文昌鱼TLR1的功能分析。

2)已经克隆了如下基因: 2个文昌鱼V-TLR分子和2个文昌鱼P-TLR分子,4个文昌鱼TLR接头分子,包括MyD88SARM,TRAM-likeMAL-like7C型凝集素分子,4LRR-containg分子(amphiLRR1)10TNF分子,8TNFR分子和8TNF系统接头蛋白(2FADD1CRADD, 4TRAF,1RIP)

3)完成了一个C1q分子的克隆,蛋白表达和功能分析。

4)确定了文昌鱼TNF 受体存在多剪接体的方式,这可能提供了一种不同的调控机制。

5)完成了amphiTLR1, amphiMyD88amphiSARM,amphiTRAMlike的进化分析及其在不同组织,不同胚胎时期和病原感染前后的表达谱分析。

6)完成了10TNF ligand 8TNF受体的细胞定位,和凋亡功能的验证。

7)完成了对amphiCTL1/2/3三个C型凝集素的蛋白表达,功能分析和在不同组织,不同胚胎时期和病原感染前后的表达谱分析。

8)已经接收的SCI论文3(影响因子均大于5),正在投稿文章2篇。

三、本年度取得的主要进展(包括可能取得技术突破的相关成果情况)

课题合同中规定本年度(2007.12.1-2008.11.31),我们主要开展的研究包括:

1)文昌鱼TLR基因和TIR接头分子的比较基因组学分析

本实验室已经构建的9cDNA 文库和四个感染不同病原菌感染攻击前后的抑制性消减杂交文库,以及NCBI上面发布的关于文昌鱼基因组和EST数据库对TLR系统的相关性进行分析。找到了共48TLR分子,进化分析显示文昌鱼同时拥有和脊椎动物TLR同源的V-TLR和与无脊椎动物TLR同源的P-TLR,而且文昌鱼V-TLR基因数目发生了大规模扩增。同样,文昌鱼的TLR接头分子数目也史无前例的发生了大规模扩增。TLR的信号传递通过自身TIR结构域结合下游含有TIR结构域的接头蛋白来实现。在文昌鱼中我们没有发现TRIF的同源基因,但发现了4MyD88-like11SARM-like1TRAM-like1MAL-like分子。MyD88TRAM的存在暗示脊椎动物的两条TLR通路均可能存在于文昌鱼中。除了上面的分子外,文昌鱼基因组还编码了57个未知的胞内TIR蛋白(包括19个与细菌和植物TIR相关的蛋白),如果这些基因都参与TLR的信号传导,那么文昌鱼TLR信号传递系统将是史无前例的复杂,很可能是对“漏斗”式信号传导模型的一个挑战(涉及的文章已经发表在Genome Research上)。

2) 文昌鱼TLR信号途径中多个基因的克隆和功能的验证

在以上分析的基础上,我们克隆得到2P-TLR2VTLR, 四个TIR 接头分子,包括MyD88, SARM, TRAM-likeMAL-like。 功能研究表明文昌鱼TLR兼具了免疫和发育双方面的功能,MyD88介导的信号途径是一条主干途径,而SARM则是这条途径的一个负调节因子。除此之外,文昌鱼TRAM-like基因介导了一条文昌鱼特有的信号途径。这些研究都表明了文昌鱼TLR系统的新颖性(涉及该部分的文章一篇发表在Genome Research上,一篇正在投稿中)。

3) 文昌鱼TNF信号网络的生物信息学分析

利用以上相同的数据库和分析方法,我们分析得到文昌鱼拥有一个发达的TNF系统,包括24TNF配体,36TNF受体,24TRAF分子,数十个Caspase,数百个DFD基因。我们还在文昌鱼基因组中发现了一个Scaffold_7上的TNF基因簇,包括12TNF基因,5Eiger/EDA-like基因在中间,7个免疫相关TNF6在一边而1个在另外一边。这种布局和系统进化树的结果相一致,可能反映了文昌鱼甚至脊椎动物TNF的演化历程。基于文昌鱼基因组的TNF演化过程的推断和之前提出的脊椎动物TNF演化的观点较为符合,因此可以认为较真实的反映了TNF的演化历程。除了基因的大规模扩增之外,我们还发现,文昌鱼的免疫相关基因多数存在多剪接体的现象,比如TNF受体,因此这两方面够成了一个复杂程度远超于脊椎动物的一个TNF系统。

4) 文昌鱼TNF系统多个基因的全长获得和功能的验证

在全基因组分析的基础上,我们克隆得到10TNF配体,8TNF受体,4TRAF分子,2caspase基因,数个DFD基因。研究表明从青岛文昌鱼中克隆得到五个TRAIL-like 分子, 尽管它们具有高度的序列同源性(5080%不等),但却分布在文昌鱼不同组织中,在抗感染过程中也扮演着不同的角色。除了配体的多样性之外,我们还发现TRAIL的受体在文昌鱼中不仅以多基因的形式存在,还存在多剪接体的方式。我们推测TRAIL信号通路在文昌鱼抗感染过程和凋亡过程中发挥重要的作用,并且它自身同时存在着一个完善的自我调控机制。除此之外,我们通过对一个死亡受体及其接头分子FADD的研究表明,死亡受体诱导凋亡的信号在文昌鱼中已经初具雏形。不同的TNF 配体在文昌鱼中行驶并不重复的功能。

5) 文昌鱼TRAF家族的全长获得和功能的验证

基因组分析表明文昌鱼TRAF家族含有24个分子,可以分为四大类,我们分别从每一大类中选取一个典型的分子进行功能验证,结果表明BbtTRAF6在自身三聚化的情况下,通过其Ring fingerZinc finger 结构域激活NF-κBJNK 信号通路,并且这种激活作用能够被BbtTRAF4所抑制。TRAF4单独可以微弱的激活NF-κB,却不能激活JNK信号通路。BbtTRAF2aBbtTRAF3a不能激活任一个信号通路,但BbtTRAF3a能够与BbtTNFR1的胞内区相互作用。除此之外,本论文还在文昌鱼中确立了TNFR1-TRAF6- NF-κB信号通路。基于对文昌鱼TRAF家族功能的分析,我们进行了横纵向比较,得出TRAF家族的复制,功能的扩增以及双接头分子的出现,对脊椎动物TLRTNF信号网络的协同进化有着至关重要的作用的,这是首次贯穿整个生物进化历程对TRAF家族的全面分析,也是首次提出了TNFTLR信号网络协同进化的概念 (涉及该部分的文章正在投稿中)。

6)文昌鱼C型凝集素的比较基因组学分析和其中三个分子的功能验证

脊椎动物中,C型凝集素被发现可以和TLR组成受体复合体(C型凝集素Dectin-1TLR2/6). 我们在文昌鱼基因组中发现了至少1215CLR基因模型。对927个模型进行系统进化学分析发现了43个拥有4个成员以上的子家族,子家族内具有较高的蛋白序列相似性,而且全部具有可靠统计支持。通过定量PCR 技术对文昌鱼3C 型凝集素(amphiCTL1-3)的功能的进行初步分析表明C 型凝集素参与的功能广泛,但多数是作为一种急性免疫反应蛋白参与对机体的防御,且不同的C 型凝集素具有特异的组织分布。对AmphiCTL1 进行了蛋白表达和功能验证,发现AmphiCTL1作为一个模式识别分子参与文昌鱼先天免疫,但是与其他报道的C 型凝集素的功能不同,AmphiCTL1 还具有对革兰氏阳性菌和酵母菌有直接杀伤活性,杀菌活性的发挥是通过与微生物细胞壁上的肽聚糖和葡聚糖完成的(涉及该部分的文章已经发表在The Journal of Immunology 上)。

7)文昌鱼C1q家族的比较基因组学分析和其中一个分子的功能验证

对文昌鱼C1q家族成员进行了系统的分析,并克隆得到了其中的一个全长序列,对这个基因进行功能研究表明文昌鱼AmphiC1q,虽然不能通过识别N-乙酰葡萄糖胺而激活补体途径,但是已经具备了C1q 家族成员的基本功能活性。从而推测C1q 具有补体激活功能是从无颌脊椎动物开始,介导抗体激活的补体途径应该在无颌类脊椎动物发生之后,如在鱼类中才有经典的补体激活途径(涉及该部分的文章已经正式被The Journal of Immunology 接受,正在印刷中)。基于以上的研究成果,我们已经发表了四篇文章和申请了一项专利。除了文章的考核指标外,在本课题实施期间,7个博士研究生和10个硕士研究生参加本课题研究,其中已有5人获得博士学位,7人获得硕士学位。课题组7名研究人员通过本项目的实施,学术水平也得到了提高。

8)论文和专利

     论文:发表SCI论文3篇,IF总计24。此外还有两篇文章正在投稿中。

     专利:徐安龙、禹艳红、黄盛丰、黄慧清、余英才、潘岷凕. 一种具有抗血小板性栓塞活性的蛋白质及生产方法和应用. 申请号:200810027643.x.

总体来看,课题进展顺利,基本按原计划进行。在研究过程中,我们发现文昌鱼拥有大量的TIR接头分子,这些分子在文昌鱼中可能行驶新颖的负调控作用,或者够成了文昌鱼中崭新的信号转导途径。对这些基因深入的开展研究,将有助了进一步弄清楚TLR信号通路的演化,这是开展本课题的过程中的新发现。

 

(5) 项目名称:新非编码RNA的系统发现和调控网络研究

负责人:屈良鹄教授

研究队伍:屈良鹄、陈月琴、周惠教授,余春红和邵鹏助教,杨建华博士后。

拟解决的关键科学问题:

如何系统地发现和鉴别一大批新的调控型小分子非编码RNA,并解析其生物学功能及其与蛋白质的相互作用是拟解决的关键问题之一。在此基础上如何鉴别一批与细胞分化、疾病发生、植物抗寒抗病虫相关的的非编码RNA,特别是可明显促进昆虫消化、生殖及神经系统细胞凋亡或抑制细胞增殖的microRNA是该项目拟解决的另一关键问题。

可应用于基因功能筛选、疾病防治以及生物系统和基因资源等方面新的RNA干涉技术 和rRNA系统分析技术是拟解决的技术问题。

主要研究内容:

非编码RNA的系统发掘。以真核模式生物基因组为研究对象,建立和发展以比较基因组学和智能模式识别为基础的计算机RNA组学研究平台,开展对基因组数据库大规模筛选和鉴定,探索真核模式生物基因组中非编码RNA基因的多样性及其在生物进化中的重要意义。

非编码RNA的结构与功能。发展各种高通量、专一性实验RNA组学技术体系,选取典型类别的非编码RNA(如miRNAsnoRNA),应用系统生物学、比较基因组学等工具用于确定和非编码RNA相关的各种相互作用;阐明非编码RNA与靶基因的相互作用及其生物学意义。

③ RNA组学及其相关技术。采用RNA组学和高灵敏度的RNA基因芯片技术,筛选发现和鉴定一批与细胞凋亡和疾病发生密切相关的新的非编码RNA,研究正常生理和病变过程中的RNA调控及其作用机理。发展RNA技术如新的RNA干涉技术 和rRNA系统分析技术,应用于基因功能筛选、疾病防治以及生物系统和基因资源等方面。

年度进展报告:

一、研究内容:

在国家973863计划及国家自然科学基金重点项目支持下,开展非编码RNA的系统研究。

1)非编码RNA基因:从基因组水平上大规模发掘新的小分子非编码RNA基因,阐明其结构与功能,揭示RNA调控网络——为生物控制的重大问题,如基因表达、基因沉默、RNA防御及表观遗传控制提供新的理论基础。

2)非编码RNA技术:RNA干涉、microRNA调控及rRNA分子标记等为基础的新的RNA技术及应用——为有害生物的防治和生物资源的开发提供新的方法和手段。

二、主要研究进展

1. 建立了创新性RNA组学技术体系,在基因组范围内大规模发掘一批新的小分子非编码RNA基因。

2. 发现sitRNA,即胁迫诱导的tRNA衍生RNA”

3. 非编码RNA基因是重要的基因资源,一些RNA基因的功能与重要的生理和病理现象密切相关,本项目在microRNA的功能研究及其在发育和疾病等方面的应用取得重要进展:完成一批小儿白血病临床样品的miRNA分析,表明miRNA表达谱可用于小儿急性白血病的分型检测及治疗,发现miRNA与中枢神经系统白血病复发可能相关。并申请国家发明专利两项。

 

 (6) 项目名称:miRNA进化与生物抗逆机理研究

负责人:施苏华教授

研究队伍:施苏华、吴仲义、贺雄雷、姚楠、张文庆教授,唐恬、吕雪梅、黄椰林副教授,周仁超和张添元讲师。

拟解决的关键科学问题:

阐明模式生物果蝇miRNA 在全基因组水平对基因表达的调控究竟是导致基因表达的差异为主还是缓冲基因表达的差异为主?揭示人工选择下功能丢失/改变的候选基因在水稻基因组中的比重及其进化意义;初步理解酿酒酵母蛋白编码区与表达调控区在适应性进化过程中的各自特点与贡献;从基因组水平检测红树植物外来种无瓣海桑及其近缘植物的群体遗传学结构;建立完整的家鸡cDNAmicroRNA文库,及相应的序列和品种群体SNPs等变异特征数据库。

主要研究内容:

分别测定5个果蝇近缘物种(D. melanogaster, D. simulans, D. yakuba, D. ananassaeD. pseudoobscura)的miRNA序列和表达谱,研究新miRNA的产生、成熟miRNA的序列和表达差异。分析研究同一miRNA在不同物种间过表达,以及不同miRNA在同一物种内过表达,和对基因表达的影响。

建立水稻功能丢失候选基因数据库,实验验证候选基因及分析其表达量,分析水稻功能丢失基因的分子功能和进化速率,并对功能丢失基因进行群体遗传学分析,检测人工选择在基因功能丢失过程中所起的作用。

以酿酒酵母为模式生物,利用In Vitro Evolution 和最新发展出来的Solexa测序技术,系统地研究微生物对各种逆境的适应过程中蛋白编码区与表达调控区的相对贡献及各自特点。

从基因组水平检测无瓣海桑及其近缘种的群体遗传结构、基因流,及其物种形成的模式。

建立家鸡完整的cDNAmicroRNA文库,及相应的序列和品种群体SNPs等变异特征数据库。

年度进展报告:

1.利用Drosophila Tiling array 1.0F,分析了D.melanogasterD.pseudoobscura miR310 clusterD.melanogaster中过量表达后对transcriptome的影响;

2.利用Drosophila Tiling array 1.0F,分析了miR14miR275miR33在果蝇D.melanogasterD.simulans过表达后对transcriptome的影响;

3.构建了水稻功能丢失候选基因数据库;从中挑选了42个具有coding indel的代表基因,利用Solexa测序技术在indicajaponicaO.rufipogon中进行群体测序,分析了这些基因中的indel的频率分布

4.已开展了酿酒酵母培养条件的摸索,并已获得实验室中合理的复杂逆境的各项参数。即将开始大规模培养,以获得适应菌株。同时,还开展了关于基因表达的适应性进化的研究,目前已获得了5个酵母菌株在8中逆境下的Solexa表达谱,正在做进一步分析。现有2篇文章在投稿或准备投稿中。

5.同时利用SolexaSolid两种高通量测序技术,更深入(deep sequencing)检测了海桑属植物在海南三亚和琼海两个居群的群体遗传结构,从基因组水平探讨了基因流与自然选择对杯萼海桑的作用与关系。

6.利用Affymetrix基因表达芯片比较了家鸡成年雌雄个体的性器官、小脑、肝脏,和第4、第7日龄雌雄鸡胚的基因表达差异;在家鸡基因组中找出duplicate gene家族,比较这些基因家族成员在常染色体和Z染色体上的进化速率;利用Solexa高通量测序技术,完成第4、第7日龄雌雄鸡胚的microRNA文库序列测定和表达量的比较。上述检测结果表明:1)家鸡中Z染色体存在不完全的剂量补偿,但这是在强烈的性选择作用下进化而成的);2) Z染色体上duplicate gene的进化速率大于常染色体,而且Z染色体上雄性偏好duplicate gene的比例高于常染色体,推断是由于性选择的作用;3)初步分析表明表达差异的miRNA在两种日龄雌雄鸡胚比较中所占的比例远远大于表达差异的基因所占的比例,支持miRNA基因表达buffering的作用。

2008年度共发表SCI论文11篇,其中SCI 5.0以上的4篇。200812月施苏华教授受邀请参加韩国“Phylogeny, Speciation and Tree of Life”国际会议,并作大会报告: S.Shi, 2008. Ecological genomics of non-model organisms: salt tolerance and adaptation in mangroves. Phylogeny, Speciation and Tree of Life. Seoul, Korea. 获教育部自然科学一等奖(2008,施苏华、钟扬、黄椰林、唐恬、周仁超).

 

(7) 项目名称:华南地区有害植物成灾机理与防控研究

负责人:彭少麟教授

研究队伍:彭少麟、余世孝、束文圣、江洪、李鸣光教授,辛国荣副教授,陈宝明讲师。

拟解决的关键科学问题:

本地有害植物的灾变机制与防治方法;外来入侵植物入侵力的依赖因素与控制途径。

主要研究内容:

① 有害植物危害机理研究,包括化感作用与植物入侵关系研究、演替与群落可入侵性关系研究、有害植物种群增长模型、病原菌-植物关系及其在维持物种多样性中的作用等。

② 有害植物控制研究,包括实验化学防除、生物控制和生态控制的方法等。

年度进展报告:

一、华南有害植物调查研究

1.广东省外来有害植物调查

广东省外来植物(国外引进栽培种、逸生种、归化种、入侵种)共约548种(含种下分类群),隶属于98326属。 其中仅局限于栽培、种植和造林绿化的种类约299种,逸生种、归化种及入侵种共约249种。在广东省175种入侵种中,轻度危害种109种、中度危害种41种、严重危害种14种、恶性杂草11种恶性杂草占6.3%,严重危害杂草占8.0%,两者合计14.3%,即每7种危害性外来种中,就有一种是恶性杂草或严重危害的杂草。造成中度危害的杂草约占23.4%,而轻微危害的约占62.3%

2.佛山市西樵山有害植物调查

西樵山有害植物25种,录属1925属,达到严重危害的有19种;其中本地种20种,外来种5种 。总体危害面积达70m2,约占西樵山总面积的11%

3.广州市白云山有害植物调查

严重危害及中度危害的共23种,达到严重危害的有12种,造成中度危害的11种。其中本地物种占90%以上,外来物种较少。总的危害面积达200m2,约占白云山总面积的9.8%。

4.珠海市琪澳岛和深圳市有害植物调查

二、有害植物爆发机理研究

1 验证“Novel Weapon”的假说与提出生态适应性假说

对广东省所有恶性外来入侵植物进行化感试验。对外来入侵植物薇甘菊、五爪金龙凋和马樱丹等的化感特性进行研究。提出外来入侵的生态适应性假说。本年度发表SCI论文1篇。

2 外来植物入侵对生态系统功能影响研究

薇甘菊水提物加快了本地植物凋落物的分解速率,提高了它们CN的释放,这可能有助于薇甘菊的进一步入侵。已被SCI刊物 Biological Invasions (IF 2.125,生物入侵排名第一)接收发表。

3 全球变化对外来植物入侵的影响研究

入侵种较本地种而言,光合过程对CO2浓度升高更加敏感,是促使外来入侵种在CO2浓度升高条件下更易成功的机制。华南地区主要入侵种能够利用CO2浓度持续上升的资源,增加功能器官的构建,加剧扩张。发表论文1篇。

4  CO2高诱导薇甘菊 化感作用分子机理研究

主要研究科学问题:CO2浓度升高是否加剧外来种的入侵?结果表明CO2浓度升高导致薇甘菊的化感强度增加,从而提高其入侵能力。文章已投SCI刊物New Phytologist (IF=5.249),修改中。

5  病原菌-寄主植物专一性与物种共存机制(余世孝)

在野外建立大型的人工草地生态系统进行研究。包括:

该系统的群落物种配置来源于预先建立的一个包含4个功能群类型(C3-禾草、C4-禾草、豆科植物以及非豆科的灌草)16个物种的物种库,选用2个外来入侵种(Eupatorium odoratum Sorghum halepense);设置4个物种丰富度处理(14916),其重复数依次为48303012,共计120个重复;设置3个氮处理,每处理均为3次重复;数据库建设:永久样地调查数据库建设已完成,开始进行群落学分析;通过比较木荚红豆(Ormosia semicastrata)在两类热带森林土壤(杀菌与不杀菌处理),证明病原菌对植物种子萌发率的影响。发表SCI论文3篇,发表在包括林学SCI杂志排名第二的期刊上。

6  N沉降对外来植物入侵力影响机制研究(束文圣)

已实施的主要内容包括:

建立大型的人工草地生态系统;包含4个功能群类型(C3-禾草、C4-禾草、豆科植物以及非豆科的灌草)16个物种的物种库;设置4个物种丰富度处理(14916),其重复数依次为48303012,共计120个重复;设置3个氮处理,每处理均为3次重复;另外,选用2个外来入侵种(飞机草Eupatorium odoratum 和假高粱Sorghum halepense)进行研究;已建立一个包含4个功能群类型的26个物种的物种库。

正在开展的主要研究内容包括:

不同的物种丰富度、物种功能群结构及其丰富度如何影响生态系统的可入侵性(用入侵种的株数、盖度、生物量以及种子数等指标作为表征);不同氮沉降水平如何影响生态系统的可入侵性(用入侵种的株数、盖度、生物量以及种子数等指标作为表征);物种多样性与氮沉降的联合作用如何影响生态系统的生产力、能量流动、营养元素CNP的循环,从而影响生态系统的可入侵性;物种多样性与氮沉降的联合作用如何影响地下生物(重点是微生物)的多样性及其功能,从而影响地上生物的多样性与稳定性的关系。

三、有害植物防控研究

1  有害植物化学防除技术研究

进行白云山有害植物化学防治,研究隔离带式化学控制方法,已筛选出有效的控制除草剂,正在申请专利。

2  生物防治研究(李鸣光)

在前期大面积调查入侵广东沿海和香港地区的的过程中,分别在粤东和深圳观察到田野菟丝子(Cuscuta campestris)寄生于薇甘菊,开展田野菟丝子寄生防治薇甘菊研究。研究发现薇甘菊是菟丝子属植物的良好寄主,菟丝子属植物对薇甘菊的抑制效果显著,提示菟丝子属寄生的利用前景。

菟丝子属植物的应用涉及到生态安全的重要问题,因此,必须研究大面积播放菟丝子属植物的生态安全问题。通过对田野菟丝子对大量广东地区草本、木本植物及蔬菜的寄生实验表明,田野菟丝子不对广东地区的自然植被造成危害,大面积使用是安全的。

论文与专利:

Mingguang LI, Haiyang LIU, Fenglan LI, Xiuyuan CHENG, Bin GUO, Zhiwei FAN . Seed, cutting and air-layering reproductive inefficiency of noxious woody vine Merremia biosiana and its implication for management strategy. Frontier of Biology in China.乔保勇,李鸣光,王玥,孙云 .有害植物金钟藤的隔离带式化学控制研究初报. 亚热带资源与环境学报

专利:一种植物水培装置(ZL 2005 1 00352139,授权日期:200857

3  病毒有害植物防治

发现一种新的病毒可以感染薇甘菊,致使薇甘菊叶片萎焉、皱缩,将其命名为薇甘菊萎焉病毒(Mikania micrantha wilt virus MMWV)。基因序列和预测的基因结构表明MMWV属于蚕豆病毒属(Fabavirus)的一个新的亚种。有可能形成一种新型防治有害植物的技术方法。

4  生态防控研究

研究表明,不同演替阶段森林对薇甘菊生长的影响不同;土壤是影响群落可入侵性和外来物种入侵力的一个重要的生态因子,稳定阶段季风林凋落物对薇甘菊幼苗生长有强烈的抑制作用。论文已投J of EcologyIF=4.422,正退改), 生态学最好的杂志之一。

 

 

2. 实验室2008B类自主研究课题

课题编号

课题名称

课题负责人

金额

(万元)

SKLBC08B01

杆状病毒microRNA及伪编码序列的计算机预测和实验验证

王珣章

14

SKLBC08B02

水稻齿矮病与褐飞虱的互作机制及其控制技术

 

14

SKLBC08B03

鼠路氏锥虫(Trypanosoma lewisi)感染人的分子基础研究

伦照荣

14

SKLBC08B04

家禽病毒性传染病综合控制技术的研究

曹永长

14

SKLBC08B05

具有控制病害潜能的microRNA的发现及其功能研究

庄诗美

14

SKLBC08B06

文昌鱼细胞系及干细胞系的建立

 

14

 

 

 

84

B类自主研究课题的有关信息分述如下:

(1) 项目名称:杆状病毒microRNA及伪编码序列的计算机预测和实验验证

负责人王珣章教授

研究队伍: 王珣章、王瑾雯、邓日强、吴宏楷、钟俊锋、熊远妍

拟解决的关键问题

选择合适的茎环结构等参数和支持向量机的训练参数,以便能准确地预测杆状病毒miRNA前体以及尽可能从杆状病毒编码序列所对应的空间曲线中提取更多的参数,提高其判别杆状病毒伪编码区的准确率。

主要研究内容

① 杆状病毒AcMNPV miRNA的计算机预测和分子生物学实验验证,

② 杆状病毒伪编码序列的计算机判别

年度进展报告:

已获得的研究工作进展:

(1)             计算机预测获得AcMNPV microRNA(具体数目和序列暂时不能公开)

(2)         用野生型AcMNPV病毒感染sf9昆虫细胞,获得小分子RNA并进行15%尿素丙烯酰胺凝胶电泳, 发现符合预期大小的miRNA 条带

(3)         C++ 等语言编写出两个预测软件:

      SVM-203 Support Vector Machine – 203 Lab

      BPNN-203 Back-Propagation Neutral Networks – 203 Lab

(4)         杆状病毒伪编码序列的识别:对从NCBI数据库下载到的48条杆状病毒基因组序列进行分析,基于支持向量机原理,采用“SVM-203”程序和基于人工神经网络原理采用“BPNN-203”程序进行训练及伪编码基因的预测;确定了1379条序列为已知的真实编码基因,5345条为候选伪编码基因,从中预测出200多条伪编码基因(具体数目和序列暂时不能公开),其准确率、灵敏度和特异性分别达98.86%99.91%97.82%

下一步研究计划:

(1)             对计算机预测获得的数据进一步优化并实验验证

(2)             获得宿主细胞和病毒感染细胞不同时间点的小RNA,考虑Solexa测序或采用3’ 5’端接头的定向克隆方法构建小RNA

(3)             撰写论文发表

 

(2) 项目名称:水稻齿矮病与褐飞虱的互作机制及其控制技术

    负责人:姚楠教授

    研究队伍:姚楠、张文庆、许新萍等

    拟解决的关键科学问题:

    水稻齿叶矮缩病毒(RRSV)在褐飞虱的体内复制与传播速率;提高组织特异的外源基因剔除效率。

    主要研究内容:

褐飞虱与水稻齿叶矮缩病毒(RRSV)的相互作用

水稻齿叶矮缩病毒与寄主水稻的互作机制

抗病虫基因挖掘及转基因抗病虫水稻

年度进展报告:

目前已开展的研究内容的阶段性总结如下:

1.RRSV的快速检测技术的建立及田间发生情况监测

1)以福建农林大学植物病毒研究所提供的RRSV作为标准毒源,我们首先大量接种实验材料,目前共获得水稻带毒植株80颗,获毒褐飞虱幼虫38只,为下一步实验的开展打下了基础。

2)应用RT-PCR法检测植物及昆虫中的RRSV。根据已报道的RRSV病毒S8,S9,S10序列设计的3对引物,目的片段350 bp左右,对水稻及褐飞虱进行检测。目前在饲毒72 h褐飞虱中检测到目的条带,但对病株的检测效率较低,目前对于检测方法和检测灵敏度仍在探讨中。

2.建立褐飞虱、RRSV以及水稻三者互作的实验室研究系统

目前褐飞虱、RRSV以及水稻三者互作的研究模式和思路已基本建立,实验室研究系统及方法还在完善和探索中。

3.利用电镜研究RRSV在水稻和褐飞虱中的复制装配过程

对已获毒的水稻植株和褐飞虱进行了固定,并做了大量切片和光镜、电镜观察。目前的观察结果显示,受褐飞虱刺吸取食的影响,水稻各类细胞的形态发生了较为显著的改变,特别是多处发现了具有程序性细胞死亡特征的细胞,为进一步开展三方互作的细胞形态学研究奠定了基础。另外在传毒褐飞虱体内已发现类似病毒颗粒的结构,目前仍在鉴定中。

4) 鉴定褐飞虱蜕皮激素受体等生长发育基因的功能。在克隆获得蜕皮激素受体等基因的基础上,利用RNAi技术鉴定其功能。

5)组织特异的外源基因剔除技术的建立:分离水稻组织特异的启动子,构建植物表达载体,转化水稻模式品种,对转基因水稻进行分子鉴定。

下一步研究计划:

继续对上述五点研究内容深化和完善,特别要重点研究的是以下内容:

1.   RRSV检测方法:改良和提高检测灵敏度,特别是对于没有表型的获毒植株和饲毒褐飞虱的带毒检测。监测褐飞虱体内和病株体内病毒量的变化与病害感染率的关系。

2.   褐飞虱传毒过程中水稻早期反应的细胞生物学研究:分析褐飞虱传毒初期,水稻叶肉细胞、薄壁细胞、维管束鞘细胞以及韧皮部的形态变化规律,对比日本晴、抗虫品种及感虫品种间感染植株的细胞形态学分析,找出变化特异的组织和细胞器。

3. 褐飞虱传毒后水稻基因表达差异的变化分析:利用基因芯片技术分析褐飞虱传毒过程中水稻早期反应的变化差异等。

4. 褐飞虱传毒(RRSV)途径的确认。

5. 褐飞虱传毒过程中水稻早期信号传导途径:活性氧、NO、韧皮部的汁液成分变化等。

 

(3) 项目名称:鼠路氏锥虫(Trypanosoma lewisi)感染人的分子基础研究

    负责人:伦照荣教授

    研究队伍:伦照荣、王巧平、温砚子、李志、汪涛

    拟解决的关键科学问题:

长期以来路氏锥虫被认为是一种高度宿主特异性的非致病性锥虫。临床和我们近期的研究结果显示,情况并非如此。本研究要解决的关键问题是路氏锥虫抗人血清溶解的生物学特性。

    主要研究内容:

在体外验证路氏锥虫抗人血清溶解的特性;分析路氏锥虫抗人血清溶解的相关基因。

年度进展报告:

研究方案包括:

① 从褐家鼠分离和纯化路氏锥虫,在锥虫血流型的培养基中加入不同浓度的人血清,不同时间测定锥虫的溶解度;

SD 大鼠感染路氏锥虫后不同时间注射人血清,测定锥虫的消长;

③ 分离纯化锥虫并提取总RNA,从cDNA分析抗人血清溶解相关基因

已从褐家鼠中分离到20多株路氏锥虫,并对它们抗人血清溶解的生物特性作了详细的研究。相关的研究结果已写成研究论文,其中一篇已被Trends in ParasitologyIF4.9/2007)接受发表(20093)。今年的主要工作将研究路氏锥虫的抗人血清溶解相关基因。

 

(4) 项目名称:家禽病毒性传染病综合控制技术的研究

负责人:曹永长教授

研究队伍:曹永长、毕英佐、薛春宜、李晓明、任湘鹏、徐匆、李琳琳

拟解决的关键科学问题:

优化检测IBVIBDVNDVLAMP技术参数;建立生物信息学分析中的数学模型。

主要研究内容:

① 分子生物学研究:跟踪分析AINDIBDIB等重要传染病的流行病学,对分离的病毒进行全基因组序列测定以及生物信息学分析,克隆病毒的全长基因用于病毒拯救,并初步摸索用454测序技术测定混合样品中的病毒全基因组序列。

② 快速诊断技术研究:以DNA病毒NDVRNA病毒IBDVIBV为模型,分别以NDVF基因、IBDVVP2基因、IBVS1基因为目标基因,首先建立PCRRT-PCR快速诊断技术,然后在此基础上利用LAMP技术建立检测NDVIBDVIBV的快速诊断方法。

年度进展报告:

1、分子生物学研究:开展主要禽病的流行病学调查和分子流行病学研究,分别从广东、福建、湖南、湖北、江苏、广西等地的发病鸡群中分离到NDV流行毒株18株、IBV流行毒株12株、IBDV毒株21株,完成了1NDV毒株、2IBV分离株、1IBDV分离株的全基因组序列的分段扩增、克隆和测序,以及18NDV14IBV21IBDV分离毒株主要免疫原基因的测序与分析。

对严重影响养鸡生产的常见疾病进行流行病学调查和分析,完成了广东、广西、福建、四川、江苏和湖北六个省份的疾病统计分析。

18株新城疫病毒的F基因进行了序列分析,结果表明,有15NDV毒株的F0前体蛋白的裂解基序为112R-R-Q-K-R-F1172株为112R-R-K-K-R-F1171株为112G-R-Q-G-R-L117。因此,有17株具有强毒株裂解基序,1株具有弱毒株裂解基序。通过基因亚型特征性氨基酸位点分析、遗传进化树分析得知,17株属于基因型的Ⅶd亚型,1株属于基因型,没有分离到新基因型的毒株。17Ⅶd亚型的NDV分离株又可以分为4个亚群,但没有明显的地域分布特征。NDV分离株的遗传距离与地域、年代、宿主没有直接关系,呈现出一种错综复杂的进化趋势。

测定了来自全国各地的21IBDV样品,对VP2基因进行了序列分析,结果表明,来自广西玉林的1个样品属于强毒株,其余20个样品属于超强毒株,这也表明我国目前流行的IBDV以超强毒株为主,增加了IBD防控的难度。

IBVS1基因进行了序列分析,我国南方目前流行的毒株以类4/91为主.

2、快速诊断技术研究:以DNA病毒NDVRNA病毒IBDVIBV为模型,分别以NDVF基因、IBDVVP2基因、IBVS1基因为目标基因,建立了PCRRT-PCR快速诊断技术,并在此基础上利用LAMP技术,优化反应体系,建立了检测NDVIBDVIBV的快速诊断方法,并与相应的PCRRT-PCR比较灵敏度,检测其特异性,并用于现场检测。LAMP技术的关键是特异性引物,其它如样品处理、操作步骤、仪器设备等都差不多。

3、完成4篇论文,发表2SCI论文,另外2篇已投稿,申报1项专利,毕业1名硕士研究生。

 

(5) 项目名称:具有控制害虫潜能的microRNA的发现及其功能研究

负责人 庄诗美教授

研究队伍:庄诗美、杨金娥、朱颖、曾春贤、杨建荣

拟解决的关键科学问题:

发现具有害虫控制潜能的miRNA,并阐明其作用机制。

主要研究内容:

① 筛选与昆虫细胞凋亡或增殖相关的miRNA:检测miRNA对细胞凋亡或增殖的影响,筛选出可明显促进细胞凋亡或抑制细胞增殖、具有害虫控制潜能的miRNA

② 阐明miRNA作用的分子机制:鉴定miRNA的靶标并进一步阐明其调控的信号网络。

年度进展报告:

首先对具有促进细胞凋亡或抑制细胞增殖潜能的miRNA进行了筛选,通过向细胞内转染miRNA的类似物(双链寡核苷酸),在哺乳动物细胞中筛选到了3个具有促凋亡或抑增殖能力的miRNAs,并发现其中2miRNAs可通过抑制Bcl-2家族的抗凋亡分子触发线粒体凋亡通路,显著提高细胞对射线、药物等因素诱导的凋亡敏感性。另外1miRNA则通过调控pRb通路的相关分子阻滞细胞周期由G1期进入S期,从而抑制细胞增殖。

下一步研究计划:

针对以上筛选出的3miRNA,构建质粒表达系统,并转染昆虫细胞,分析它们对昆虫细胞凋亡或增殖的影响,确定其无有害虫控制潜能。进一步对筛选出来的具有害虫控制潜能的miRNA建立杆状病毒体内表达系统,并感染昆虫,检测昆虫对重组病毒的敏感性,观察感染后幼虫的活力及化蛹能力,确定miRNA的防虫能力。

 

(6) 项目名称:文昌鱼细胞系及干细胞系的建立

负责人:张雁教授

研究队伍: 张雁、黄盛丰、王磊、元少春、曾涛、王华敏、张海霞、邓丽娟

拟解决的关键科学问题:

建立无限细胞系,确立文昌鱼干细胞分子标记物,分离培养文昌鱼干细胞。

主要研究内容:

① 建立有限细胞系和无限细胞系,并分析其生物学特性。

② 克隆文昌鱼干细胞标志性基因,分析其功能。

③ 初步确立文昌鱼干细胞的分子标志物。

④ 初步探索分离培养文昌鱼干细胞的技术方法。

年度进展报告:

已经开展的研究内容有以下几方面:

1,文昌鱼组织的选择:选择成体文昌鱼的头部,鳃,肠,性腺,尾部开展系统性的细胞培养技术研究。由于文昌鱼在每年的6-7月份排卵,文昌鱼的胚胎及幼鱼组织的细胞培养还没有进行。

2,文昌鱼细胞培养液的研制开发:以M199MCDB153 DMEM RPMI1640 L15F12Grace为基础培养基,调整细胞培养液中的氨基酸,生长因子,金属离子,微量元素,微生素类,糖类和盐类等的含量,并适当调整了渗透压和培养液的pH值。目前已经确定了6种适合文昌鱼原代细胞的培养液,分别适合在22-37度环境下生长的文昌鱼细胞。

3, 培养条件的确立:根据每种细胞的具体状况,确定了培养温度,湿度,氧浓度和细胞外基质蛋白的种类及浓度。就目前的研究结果,文昌鱼的原代细胞可以在22-37度的温度范围,0-5% 二氧化碳浓度范围内生长。

4,原代细胞的培养:1)已经从文昌鱼的尾尖,鳃部,头部及肠道中培养出了原代细胞,至今生存时期已达3个月。2通过贴壁培养和悬浮培养两种培养方式,均可以得到原代细胞。3)用组织贴壁法培养得到的原代细胞,比用酶消化法的得到的原代细胞生存时间长

5,有效抗生素的确定:文昌鱼体表及体内的细菌群对青霉素,链霉素,阿霉素等12种常用抗生素有耐药性,但对卡那霉素及氨苄霉素比较敏感。

6,无血清培养系统的确立:使用无血清培养方法已经培养出了头部,尾部的上皮样细胞,且生长状态良好。

7,传代培养的初步尝试:利用酶消化法,进行了2次传代培养,P1 P2细胞均生长状态良好。

8,构建了与细胞增殖有关的SV40 LT抗原和TERT表达载体。

下一步研究计划:

1,分析各种细胞系的生物学性状,如细胞的一般形态,特异结构,细胞生长曲线和分裂指数,倍增时间,接种率等。根据各类细胞的生物学特性,再次调整细胞培养液成分,以适应各种目的细胞系的生长。对已经趋于成系的细胞也可逐渐增加血清比例。

2采用有限稀释法建立细胞株和细胞亚株:对已建立的各种细胞系进行单克隆培养,筛选不同的克隆细胞株,测定目标克隆株的生长速度、核型、抗体分泌情况。

3,利用文昌鱼胚胎分离培养干细胞

4,永生性细胞系的转化:

通过物理,化学或基因导入等手法,探索建立文昌鱼永生细胞系的方法。

5研究细胞的保存与复苏:对处于对数生长期的传代培养细胞,用以蛋白酶消化分散成单细胞悬液,加入适量的冷冻保护剂(二甲亚砜DMSO或甘油),以一定速度冷却,最终保存在液氮中,找出最佳冻存程序后,培养细胞每传10代即冻存1次,每保存4个月对细胞进行苏复并检查细胞的复活率。

6,克隆1-2个与文昌鱼干细胞相关的新基因


2
、开放课题执行情况
实验室开放研究课题基金拟设两类开放课题,其中重点开放课题要求围绕实验室研究重点,与本室人员联合申报,每个课题资助10万元左右;由其它国家重点实验室或优势研究单位申报的项目优先。面上开放课题则为自由申报,每个课题资助3-5万。本年度资助9项开放课题,其中重点课题2项,面上课题7项(表5)。

5. 实验室2008年开放研究课题

课题编号

课题名称

课题负责人

金额

(万元)

SKLBC08K01

用转dsRNA烟草基因沉默棉铃虫蜕皮激素受体复合体

 

15

SKLBC08K02

植物入侵的干扰促进新机制研究

王根轩

12

SKLBC08K03

基于文昌鱼寻找并鉴定新的凝集素基因及其参与天然免疫的机制

禹艳红

7

SKLBC08K04

拟南芥类萌发素基因AtGLP1抗病机制研究

阳成伟

6

SKLBC08K05

植物MicroRNA sponge的研发及其在水稻抗逆育种中的应用

王小菁

5

SKLBC08K06

SeMNPV感染斜纹夜蛾幼虫的病理学研究

冯国忠

5

SKLBC08K07

杆状病毒糖蛋白GP41的功能研究

潘丽晶

5

SKLBC08K08

对虾血蓝蛋白糖基多样性的研究

章跃陵

5

SKLBC08K09

南海海洋极端微生物的功能基因研究

刘泽寰

5

 

 

 

65

开放研究课题的有关信息分述如下:

(1) 课题名称:用转dsRNA烟草基因沉默棉铃虫蜕皮激素受体复合体

负责人:李胜研究员(中国科学院上海植物生理生态研究所)

研究队伍:李胜、张文庆、朱金启、刘淑敏、杨晓丽、田宏刚

拟解决的关键科学问题

用转dsRNA烟草基因沉默棉铃虫蜕皮激素受体复合体EcRUSP,改变棉铃虫的蜕皮变态过程,最终杀灭摄食转dsRNA烟草的棉铃虫。

主要研究内容

      EcRUSP cDNA片段的克隆;

      EcR-dsRNAUSP-dsRNAGFP-dsRNA载体的构建;

      dsRNA烟草植株的培育;

用转基因和非转基因烟草叶片饲喂棉铃虫幼虫,统计死亡率,个体大小,发育时间以及蜕皮和变态的变化情况;

生化和分子生物学检测,包括棉铃虫体内EcRUSP mRNA水平上的差异;EcRUSP下游基因E74E75 BR-C mRNA水平变化;以及棉铃虫细胞自噬autophagy和细胞凋亡apoptosis情况的变化。

研究目标和研究方案:

用转dsRNA烟草基因沉默棉铃虫蜕皮激素受体复合体EcRUSP,期望改变棉铃虫的蜕皮变态过程,最终能够杀灭摄食转dsRNA烟草的棉铃虫。

主要通过在模式植物烟草中表达昆虫蜕皮激素受体复合体EcRUSP基因相应的dsRNA,同时结合昆虫研究领域相关的生测技术来探索植物表达的dsRNA对昆虫发育变态的影响。

经费预算15万元,其中科研业务费5万元,实验材料费9万元,差旅费1万元。

年度进展报告:

已经获得EcRUSPGFP的转基因烟草,并收获了种子,还需要筛选一代(F2代),才能作生测。打算F1代也作一些生测,看是否有杀虫效果。

 

(2) 课题名称:植物入侵的干扰促进新机制研究

负责人:王根轩教授(浙江大学植物生理与生物化学国家重点实验室)

研究队伍:王根轩、彭少麟、陈宝明、贾昕、黄乔乔、吴建民

拟解决的关键科学问题:

干扰强度和频度如何影响植物生长策略和地上地下生物量分配;如何确定植物生长模式的改变影响最终的入侵成功程度。

主要研究内容:

干扰强度和方式与具有克隆生长性的入侵植物空间分布的定量关系研究。

以两种典型的克隆入侵植物空心莲子草和加拿大一枝黄花为例,研究分布区内人类干扰、GDP与该类入侵植物分布密度之间的关系。

      干扰强度影响入侵成功的生理生态机制研究。

通过理论模型的分析和实验验证两部分,研究干扰频度和强度与入侵植物地上、地下部分之间异速生长模式,以及最终植物个体和群体生物量的关系。

研究目标和研究方案:

确定干扰强度和方式与入侵植物扩散繁殖间的定量关系;阐明干扰对植物地上、地下部分之间异速生长模式的影响机制;通过研究干扰对植物入侵力的影响作用,验证干扰促进植物入侵的假说。

研究方法如下:

野外样方调查,以及区域人口密度、单位面积GDP与入侵植物种类、密度的资料收集和调查;

干扰促进入侵新机制分析:采用模型预测、野外实验和调查、室内实验结合的方法;

生理生态指标测定:测定光合、蒸腾、温度、湿度等指标。

经费预算12万元,其中科研业务费4万元,论文出版费2万元,原料试剂消耗品5万元,差旅费1万元。

 

(3) 课题名称:基于文昌鱼寻找并鉴定新的凝集素基因及其参与天然免疫的机制

    负责人:禹艳红讲师(暨南大学生命科学院生殖免疫研究所)

研究队伍:禹艳红、徐安龙、元少春,余英才,黄慧清,潘岷溟,关艺青

拟解决的关键科学问题:

文昌鱼新的凝集素基因的发现及Intelectin家族基因参与天然免疫防御的机制。

主要研究内容:

从文昌鱼中初步鉴定这些新的凝集素基因的生物学特性。

筛选并鉴定与天然免疫直接相关的关键凝集素基因及参与天然免疫系统的作用机制。

通过进化分析和比较免疫学分析得出这些凝集素基因及其参与天然免疫系统的功能进化演变规律。

年度进展报告:

目前本项课题已经完成以下工作:

1.新的凝集素分子的发现及全长克隆。在以往通过cDNA文库构建及RACE全长克隆,我们已经发现5C型凝集素,并且其中3个已经研究功能。但是由于通过基因组分析发现C型凝集素在文昌鱼中多达1000个,并且富集了所有无脊椎动物及脊椎动物的C型凝集素的种类并进一步分布,我们通过454法对感染前后的文昌位进行EST测序,进一步分析了10来个潜在的可能为C型凝集素的EST序列,对其进行5’3’RACE扩增,得到了4个全长克隆。并将已有的11C型凝集素分析的13CRD结构域(其中两个分子具有两个CRD结构域)进行原核表达载体的构建。拟得到了不同CRD蛋白,并进行糖结合活性、钙离子结合活性及微生物结合活性分析。

2.Intelectin分子的功能研究:目前我们已经克隆了文昌鱼Intelectin两个全长序列,通过Southern Blot技术研究其基因组结构进行分析,发现同源多家族基因的存在,结合基因组序列对Intelectin家族的基因进化进行了分析,发现文昌鱼的Intelectin家族的胶原纤维素结构域起源不同。我们已经对其中一个全长基因进行酵母表达载体构建及蛋白表达。对得到的蛋白进行糖结合活性,初步实验表明具有特异的糖结合活性,下一步拟对这个蛋白的金属离子结合活性及微生物结合活性进行分析。

该项课题部分资助的关于文昌鱼的C1q的研究已经取得初步成果。在该项课题的资助下,我们对C1q蛋白进行了进一步表达纯化,通过非变性电泳发现重组表达的C1q蛋白可能存在多聚体形式,并通过Sephacryl S300进一步纯化,发现重组的C1q主要是以二聚体形式发挥功能,但是也存在四聚体等多聚体形式存在。并对纯化蛋白的功能活性进行了研究,这些研究成功已经发表在J. Immunol. (2008,181: 7024-7032)

 

(4) 课题名称拟南芥类萌发素基因AtGLP1抗病机制研究

负责人阳成伟教授(华南师范大学生命科学学院)

研究队伍:阳成伟、姚楠、孙姝兰、杨松光、黄丽霞

拟解决的关键科学问题:

拟南芥中受AtPUB17AtGLP1调控的生化与信号转导途径;AtGLP1基因参与植物抗病防御反应的作用机制及其生理学功能。

主要研究内容:

① AtPUB17AtGLP1相互作用结构域的确定

体外及活体证明AtPUB17AtGLP1的相互作用

③ AtGLP1是否是E3连接酶AtPUB17的直接底物?

④ AtGLP1基因的功能分析

 

⑤ AtGLP1激素信号途径(主要是SAJA和乙烯)的关系研究

年度进展报告:

(一)完成了拟南芥和水稻中的GLP家族的生物信息学分析

类萌发素是一种广泛存在于植物不同发育时期的组织器官且与萌发素高度相似的一个糖蛋白质家族。与萌发素只存在禾谷植物类不同的是,其广泛存在植物、动物  和微生物上。按功能类萌发素大致可分为三类:真萌发素(具有OXO/SOD)、带有疏水氨基酸残基的基因表达调控蛋白、含有蛋白多聚体的结构蛋白。越来越多的实验表明类萌发素参与许多生理过程,尤其是在植物发育和防御过程中起重要的作用,已知其中几种类萌发素与各种逆境胁迫密切相关。然而大多数的类萌发素功能以及其具体参与的生理过程还是很不清楚的。因此,有必要从进化基因组和比较基因组的角度,全面分析其家族成员进化的关系、功能的推导,为实验提供理论指导。我们以文献已发表的AtGLP,作为提交序列在TIGRNCBITAIRBLASTP TBLASTX 得到在拟南芥的基因家族成员;以所有的AtGLP作为提交序列在TIGRNCBITAIR,做BLASTP TBLASTX 得到在水稻的基因家族成员。分析结果发现拟南芥和水稻中分别有3349GLP,确定含有Cupin-2结构域,它由三个高度保守Germin box A,B,C的基序组成。我们对其相应同源基因、拟南芥和水稻各自特有基因、某些基因在两个物种的扩展或缩减、氨基酸组成的变化、Ka/Ks作了系统分析。

(二)完成了glp5突变体的纯化和过表达植株构建及GLP5功能的初步分析

实验发现glp5突变体对甲基紫精(MV)很敏感,WTglp5突变体在对照板上萌发和根长没有差异,在含0.8μMMV的平板上二者萌发绿的百分率都有所降低但glp5突变体萌发绿的百分率只有WT 1/3,随MV浓度的增加萌发后出现绿苗的百分数越来越小,glp5突变体下降最快,如Figure1所示;另外含MV的垂直板上WTglp5突变体的根长受到明显抑制,二者受抑制的程度差不多,但glp5突变体的绿苗数明显比WT(Figure2)

MVPSI电子传递到O2 的有效人工次生电子受体,是细胞内产生氧化逆境的促进剂,常被用来研究O2.介导的植物氧化伤害,而我们发现glp5突变体对MV超敏感,推测GLP5可能与氧化胁迫有关。

目前已得到GLP5的超表达植株,RT分析发现四条超表达lineGLP5含量都比WT的高,我们选第一和第二条line筛纯合体做以后的实验,所选取的这两条line 在正常情况下表型与WT 一致。(Figure3)

叶绿体是POS产生的主要场所,叶绿素荧光参数的变化能很好地反映叶绿体内电子传递、ROS产生及消除情况,已有的研究表明GLPsSODOXO活性,而这两种酶都可产生H2O2因此GLPs可能通过H2O2参与到氧化胁迫中来。接下来准备测MVH2O2、高光胁迫下WT和超表达的植株叶绿素荧光参数的变化、H2O2的定位和定量分析、氧化胁迫有关的marke基因的表达等。

已完成1篇论文,正在投稿中。

 

(5) 课题名称:植物MicroRNA sponge的研发及其在水稻抗逆育种中的应用

负责人王小菁教授(华南师范大学生命科学学院)

研究队伍:王小菁、陈月琴、屈良鹄、张盛春、汪聪颖

拟解决的关键科学问题和主要研究内容:

建立可用于植物转化的高效率miRNA sponges 沉默体系,包括如何通过优化吸附序列簇的数目和间隔区域来提高吸附miRNA的效率;如何通过优化吸附区的碱基序列,防止吸附序列簇被内源RNAi酶系统降解,提高该系统的稳定性和有效性。

高抗逆性的转基因水稻突变体的筛选,包括利用带有miR398吸附簇的miRNA sponges转化系统转化水稻愈伤,获得OsmiR398缺失突变体。通过生理生化检测手段检测转基因水稻的SOD酶活性,并进一步分别用百草枯(MV)处理,强光胁迫处理和温度胁迫处理检验转基因水稻对逆境诱导的氧化胁迫的抵抗能力。

年度进展报告:

一.年度计划要点(项目计划书摘要)

1.主要研究内容

1)建立可用于植物转化的高效率miRNA 沉默体系;2)通过miRNA sponges技术沉默水稻miRNA的表达,分析表型,为水稻抗干旱品系的筛选提供重要的基础。

2.年度工作安排及阶段性目标,整体预期结果

12008.92008.12植物miRNA高效表达和沉默体系的构建和优化

22008.122009. 2  miR397在水稻抗寒抗旱中的作用分析,论文撰写。

3.实际完成任务情况

1) 实际研究内容

1)构建了miR397a启动子+GFP/GUS (PromiR397a:GFP/GUS)miR397b启动子+GFP/GUS (PromiR397b:GFP/GUS)等一系列载体,并分别进行水稻转化,获得转化植株。(2)开展了miR397靶基因分析,采用5` RACENorthern blot等方法在水稻中验证了miR397的靶基因为漆酶中的Os05g38410Os05g38420。在此基础上我们进一步体内验证了miR397与靶基因的负相关性研究,获得了漆酶过表达植株。(3). miR397及其靶基因第一次和第二次转化体的表型、细胞、组织和分子水平的检测。

2)年度工作安排及阶段性目标,整体预期结果

对照项目计划书,本项目的研究进展良好,阶段性目标已达到。

二、研究工作主要进展和阶段性成果

1miR397的功能分析。构建了miR397a启动子+GFP/GUS (PromiR397a:GFP/GUS)miR397b启动子+GFP/GUS (PromiR397b:GFP/GUS)等一系列载体,并分别进行水稻转化,获得转化植株。在超表达miR397的转基因水稻中,我们得到了在株高、分蘖数和侧根数等性状发生显著变化的转化株系,特别是miR397b过表达植株,具有株型较矮、分蘖多、根系较发达等特点。

2miR397靶基因分析:miR397预测靶基因编码的蛋白是一种漆酶(laccases),该漆酶是多酚氧化酶(polyphenol oxidases)家族的一类,在植物木质素形成和细胞壁次生生长过程中所必需的。我们采用5` RACENorthern blot等方法在水稻中验证了miR397的靶基因为漆酶中的Os05g38410Os05g38420。在此基础上我们进一步体内开展了miR397与靶基因的相关性研究,获得了漆酶在水稻中的过表达植株。

3. 我们进一步的研究还发现,miR397不仅与水稻株型有关,而且与抗逆有关系, miR397在干旱、冷冻、盐处理下都呈现出不同程度的上调。我们对突变株及野生型同时进行了干旱处理,即用15%PEG6000处理24h至幼苗叶子卷曲干枯,然后更换成正常培养液进行复苏。观察显示,过表达miR397a/b的突变株存活率与恢复生长程度明显高于野生型。即突变株水稻的抗旱性优于野生型水稻。

4.研究生培养情况

3 名博士生和2 名硕士生直接参与该工作。

5.研究论文和专利情况

 1Chong-Ying Wang, Sheng-Chun Zhang, Yu-Chun Luo, Qing Liu, Yu-Chan Zhang,, Hui Zhou, Liang-Hu Qu, Xiao-Jing Wang*, Yue-Qin Chen*. Control of Lignin Biosynthesis by MiR397 is Required for Developmental Patterning. ( Under preparation)

 2) 陈月琴 张玉蝉 汪聪颖 刘清 李洪清 王小菁: miR397在培育抗旱性水稻等农作物中的应用. 专利申请号.

 

(6) 课题名称SeMNPV感染斜纹夜蛾幼虫的病理学研究

负责人:冯国忠讲师(重庆师范大学生命科学学院)

研究队伍:冯国忠、庞义、杨凯、胡朝阳、黄宁

拟解决的关键科学问题:

SeMNPV口服感染斜纹夜蛾幼虫不成功是否由于斜纹夜蛾幼虫中肠发生细胞凋亡所致。

主要研究内容:

包埋型SeMNPV病毒口服感染斜纹夜蛾幼虫的研究。

芽生型SeMNPV病毒注射感染斜纹夜蛾幼虫的研究。

③ SeMNPV口服感染的斜纹夜蛾幼虫中肠的组织病理学研究。

年度进展报告:

1. 病毒感染实验:

SpltNPV口服感染了甜菜夜蛾幼虫,SeMNPV口服感染斜纹夜蛾幼虫。利用高浓度的SeMNPV口服感染斜纹夜蛾3龄幼虫,利用高浓度的SpltMNPV口服感染甜菜夜蛾3龄幼虫,通过称量体重、测量虫体的长度来观察幼虫生长发育的变化。

结果:发现SeMNPV口服感染斜纹夜蛾幼虫在虫体的体重、长度上没有显著的变化;然而高浓度的SpltMNPV口服感染甜菜夜蛾3龄幼虫的虫体在体重、长度上都产生了显著的变化。

2. 中肠组织病理学的观察:

利用高浓度的SeMNPV口服感染斜纹夜蛾3龄幼虫,利用高浓度的SpltMNPV口服感染甜菜夜蛾3龄幼虫,石蜡组织切片,苏木素和伊红(HE)染色,在显微镜下观察口服感染途径斜纹夜蛾幼虫中肠组织的变化.

结果:发现高浓度的SpltMNPV口服感染甜菜夜蛾3龄幼虫的组织有显著的变化,而SeMNPV口服感染斜纹夜蛾3龄幼虫的组织没有变化,这些实验有待进一步的研究。

3.其它实验正在进行中

 

(7) 课题名称:杆状病毒糖蛋白GP41的功能研究

负责人:潘丽晶助理研究员(珠海市农业科学研究中心)

研究队伍:潘丽晶、杨凯、袁美妗、钟玲

拟解决的关键科学问题:

gp41是否与AcMNPV子代病毒复制有关?gp41是否影响AcMNPV DNA的复制?

主要研究内容:

构建重组病毒,研究gp41基因的缺失对病毒侵染细胞的影响。

年度进展报告:

本年度,主要完成课题内容的第一部分,研究内容包括:

1AcMNPV gp41基因在AcMNPV基因组中的特征;2ET重组;3)重组病毒的筛选与鉴定,包括PCR鉴定和重组BacmidREN分析与Southern blot鉴定;4)具有双标记的pFGP donor质粒和补回型的pFGPR donor质粒的构建;5)通过转座方法构建AcWT-GPAcKO-GPAcGP-R重组病毒

本课题综合利用Bac-to-BacET重组的策略,通过基因敲除等方法获得重组病毒。

1)       首先,人工合成一对长76bp的引物,其中50bpAcMNPV gp41基因跨膜结构域(TD)侧翼序列同源,另26bp分别为带自身启动子的氯霉素抗性基因(Cm)的两端序列,通过PCR方法扩增获得同源重组线性DNA片段,用限制性内切酶DpnI消化模板以分离纯化线性 DNA片段。将此线性DNA同源片段电激转化入含AcMNPV Bacmid的大肠杆菌E.coli中,诱导同源重组,筛选gp41基因缺失而插入Cm基因的重组Bacmid Acgp41KO

2)       为了更直接的观察gp41基因可能对病毒侵染产生的影响,将可在荧光显微镜下观察的gfp基因和可在相差显微镜下观察的多角体基因作为双标记基因,通过Bac-to-Bac系统的转座作用插入Acgp41KO,构建缺失型重组病毒AcKO-GP。置于早期启动子ie-1下表达的GFP荧光蛋白用以指示重组病毒芽殖型病毒粒子(budded virusBV)在离体细胞中的传播,多角体蛋白则用来指示重组病毒在离体细胞中感染的进程。为了确证AcKO-GP在其增值感染中表型的改变确实是由gp41基因的缺失所导致,将受其自身启动子控制下的gp41基因同样通过转座作用补回Acgp41KO,获得补回型重组病毒AcGP-R。野生型AcMNPV Bacmid通过转座作用获得双标记的重组病毒AcWT-GP

 

(8) 课题名称:对虾血蓝蛋白糖基多样性的研究

负责人:章跃陵副教授(汕头大学广东省海洋生物技术重点实验室)

研究队伍:章跃陵、彭宣宪、李惠、钟名其、闵少颖、赵贤亮

拟解决的关键科学问题:

血蓝蛋白糖链的完全分离与纯化、以及血蓝蛋白糖链结构的鉴定。

主要研究内容:

以两种免疫学活性存在极显著性差异的血蓝蛋白(LH75 LHT)为对象,研究 LH75LHT 糖链的鉴定及其与血蓝蛋白免疫学活性相关性,血蓝蛋白糖基多样性分析,以及血蓝蛋白功能多样性糖分子基础。

年度进展报告:

2008年度具体执行情况:在开放课题经费的支持下,2008年度主要完成了以下几方面的工作:

1)运用凝集素印迹技术对 LH75 LHT 的糖链结构进行了初步的研究,发现LH75 LHT 2种血蓝蛋白与ConADBAPNAUEA反应均呈阳性,其中LHTLH75中α-L-海藻糖和β-D-半乳糖(1-3-D-乙酰半乳糖胺含量没有区别,而LH75中α-D甘露糖/α-D葡萄糖含量为LHt1.2倍,α-D-N-乙酰半乳糖胺含量为LHT1.5倍,与既往测定总糖含量结果一致。

2)采用糖基氧化技术分析了LH75 LHT 糖链在其溶血活性中的地位,发现LH 75对人AABBO型红细胞及鸡红细胞等5种红细胞均具有溶血活性,溶血活性大小为42.5 90%,而 LHT 对该5种红细胞几乎没溶血活性,两者差异极显著,有意思的是,2种血蓝蛋白的糖链被KIO4氧化后,其对人A型红细胞均几乎没有溶血活性。提示:血蓝蛋白溶血活性高低与其糖基化差异有关。

3)在进行上述工作的同时进一步分析了血蓝蛋白的糖基多样性及其与功能多样性的关系,采用串联亲和层析配[基分别为:兔抗凡纳滨对虾血蓝蛋白(A柱)/血蓝蛋白小亚基(As柱)/血蓝蛋白大亚基(Ab柱)抗体],获得5 种血蓝蛋白:HMCA柱特异性洗脱液)、HMCb-(Ab柱非特异性洗脱液)、HMCbAb柱特异性洗脱液)、HMCs-(As柱非特异性洗脱液)和HMCsAs柱特异性洗脱液)。发现5 种血蓝蛋白糖含量各不相同,其中HMCs- 糖含量最高,HMCb最低,前者约为后者的5倍。而且,不同糖基化血蓝蛋白的免疫学活性不同, HMCs- 具有最强的红细胞凝集活性和酚氧化酶活性,HMCb- 和 HMC 分别具有最强的细菌凝集活性和溶血活性。当血蓝蛋白糖链被氧化后,5种血蓝蛋白的免疫学活性都受到显著影响,其中凝集活性、溶血活性全部丧失,酚氧化酶活性下降约1128倍。由此推测,血蓝蛋白确实具有糖基多样性,且其糖基修饰差异可能是导致其发挥多种免疫学活性的分子基础之一。

2008年度目标执行情况:通过LH75 LHT糖链结构及其溶血活性的差异,以及5种血蓝蛋白的糖基化差异与凝集活性、溶血活性和酚氧化酶活性的比较分析,已基本阐明血蓝蛋白的糖基多样性,并发现其糖基多样性与其功能多样性确实存在明显的相关性。

该课题已完成一篇论文,在投稿中。

 

(9) 课题名称:南海海洋极端微生物的功能基因研究

负责人:刘泽寰教授(暨南大学分子生物研究中心)

研究队伍:刘泽寰、陈尚武、龚映雪、肖文娟、王峻梅、唐根云、全艳彩、梁晓峰、肖林

拟解决的关键科学问题:

如何克隆南海海洋极端微生物FOSMID宏基因组文库中与多糖、蛋白、脂类等代谢相关酶基因的全长编码序列。

主要研究内容:

对南海海底火山口采样制备的极端微生物FOSMID宏基因组文库进行随机序列测定,并利用生物信息学手段,通过同源比对等序列分析方法,找到与多糖、蛋白、脂类等代谢有关的酶基因片断,并进一步获得完整的酶基因编码序列。

将与多糖、蛋白、脂类等代谢有关的酶基因在大肠杆菌或毕赤酵母等原核或真核表达系统里面进行超量表达,研究表达产物的活性,筛选出有工业或医药行业应用前景的代谢酶。

研究目标和研究方案:

本年度预计发表SCI文章 1 篇。研究方案包括:

利用生物信息学手段,对南海海底火山口采样制备的极端微生物FOSMID宏基因组文库进行随机序列测定和序列分析,寻找与多糖、蛋白、脂类等代谢有关的酶基因片断,并通过进一步的序列拼界获得完整的酶基因编码序列。

② 利用大肠杆菌或毕赤酵母等原核或真核表达系统研究上述与多糖、蛋白、脂类等代谢有关的酶基因的表达产物活性。

经费预算5万元,其中科研业务费1.7万元,印刷资料版面费1万元,实验材料费2万元,差旅费0.3万元。

年度进展报告:

一、本年度主要研究内容、进展和阶段性成果

由于海底火山口环境极端严酷,采样困难,目前人们对这类环境中的微生物资源了解甚少,但这些极端微生物由于生活环境特殊,所以可能具有独特的代谢机制和非常有价值的代谢酶,因此对于这些海底火山口极端嗜热微生物酶类的研究,将为海洋生物资源的开发和利用提供一条新途径。

本研究根据中山大学医药分子生物实验室提供的海底火山口极端微生物FOSMID宏基因组文库(大约4000个质粒)测序资料,通过Blast程序对比目前已知的序列信息,整理出了该宏基因组文库中包含的酶。在查阅了大量文献并结合工业应用前景分析之后,最终选取了三个具有工业应用潜力的酶:β-甘露糖苷酶(MS)(宏基因组文库编号CL26379Contigl);α-葡萄糖苷水解酶(GH)(宏基因组文库编号CL2343 Contigl);胆色素原合酶(PS)(宏基因组文库编号CL1 Contigl706)。                                                           

确定目标酶后,本研究根据FOSMID宏基因组文库中的酶基因片段设计PCR引物,已经从4000个菌株中找出了分别含有甘露糖苷酶(MS)、葡萄糖苷水解酶(GH)、胆色素原合酶(PS)三个酶基因的单克隆菌株,并已保存。

根据宏基因组文库中已知的三个酶基因片段,本研究分别设计上下游引物由已知片段为中心向两端进行测序,获得完整的三个酶基因序列。目前这部份工作正在进行中。

二、本年度经费使用情况

本年度所使用的经费包括信息检索、试剂、引物合成、测序等,共约5000元左右,目前暂由本实验室垫付,还没有开始使用有害生物控制与资源利用国家重点实验室开放课题的经费。

三、下年度工作安排

接下来,本研究将根据测序获得的完整的三个酶基因序列设计引物,通过PCR扩增获得三个目标酶基因的完整片段,随后转入大肠杆菌中进行表达,进一步开展蛋白表达产物的理、化性质、酶活性、酶动力学等方面的分析。

二、研究工作和水平
2008年,实验室继续保持良好的科研氛围,承担了各类科研项目152项,其中国家级课题61项,国际合作项目5项,其它科研项目80项,科研实到总经费6644.2435万元,国家级课题经费占51.4%。其中:主持国家973”项目(含课题)8项,国家863”计划项目(含专题)8项,国家自然科学基金项目30项,国家科技支撑计划项目4项,国家科技基础条件平台项目3项,国家科技攻关计划1项。2007年底至2008年,我室人员(是否需单位署名实验室)共获得7项专利授权。

2008年到目前为止,我室已署名发表SCI科研论文138篇。其中影响因子10以上的论文2篇(我室作为第一单位),其中论文“Human angiostrongyliasis”发表于Lancet Infect DisIF=12.058),论文 Genomic Analysis of the Immune Gene Repertoire of Amphioxus Reveals Unparalleled Innate Complexity and Diversity”发表于Genome ResearchIF=11.224);影响因子5以上(<10)的有11篇。

实验室在害虫生物防治、水生经济动物病害控制、海洋动物免疫机制、RNA科学与技术、以及植物适应性进化等领域形成了自己的特色和优势,理论上有突破,技术上有创新并有应用,成为我国有害生物控制研究和技术创新的主要基地之一。

三、队伍建设和人才培养
实验室特别注意人才培养和学术队伍建设,选拔和培养了一大批优秀人才,建设了一支结构合理充满活力的学术队伍。截至200812月,实验室有固定人员61名。

53名研究人员中,拥有:

l           中国工程院院士1
-林浩然 教授(1997年)

l           长江学者奖励计划特聘教授2
-屈良鹄 教授(2000年)
-庄诗美 教授(2001年)

l           杰出青年科学基金获得者6
-屈良鹄 教授(1995年)
-徐安龙 教授(1997年)
-施苏华 教授(1998年)
-何建国 教授(2003年)
-郑利民 教授(2004年)
-秦启伟 教授(2007年)

l           广东省珠江学者特聘教授1
-彭少麟 教授(2004年)

l           教育部新(跨)世纪优秀人才培养计划资助者8
-陈瑶生 教授(2001年)
-何建国 教授(2003年)
-陈月琴 教授(2004年)
-秦启伟 教授(2004年)
-束文圣 教授(2005年)
-姚  教授(2006年)
-张文庆 教授(2006年)
-李迎秋 教授(2007年)

l           中山大学“百人计划”人才1
-张鹏 教授(2008年)

2  2008年在编学术队伍统计

 

45岁以下

46岁以上

总数

所占比例

教授

(博士生导师)

15

15

30

52%

副教授

10

1

11

19%

讲师

10

0

10

17%

助教

1

0

1

2%

技术人员

6

0

6

10%

总数

42

16

58

¤

所占比例

72%

28%

¤

¤

 

四、学术交流与运行管理

1. 学术交流

2008年,我室人员赴法国、美国、德国、韩国、英国、等国家参加国际会议13人次,其中2次做特邀会议论文交流;参加国内会议1人次;新立4项国际合作项目。2008年实验室共资助9个开放课题,申请者包括中国科学院上海生命科学研究院、浙江大学生命科学学院等单位的研究人员。

2. 设备和平台建设

国家重点实验室在主管部委和依托单位的大力支持下,陆续购买及更新了大量仪器设备,实验室利用985二期、三期经费继续为实验室添置设备,共购置约4300万仪器设备,其中40万以上的仪器设备39()2008年申报仪器设备经费(2008-2010年)2172万元,其中,计划购置仪器设备23台(套),经费 1870 万元,技术改造升级3 台,经费212万元,科研配套设施维修改造类1项,经费90万元。

为了充分发挥大型设备的投资效益,提高大型设备的共享程度和使用率,提高科研工作效率,国家重点实验室大力推进公共平台建设,初步形成了配套齐全的规模化研究平台,装备水平和技术服务能力有了明显的提高。实验室公共研究平台包括两个层次,第一层次是面向实验室各研究方向的公共平台,包括基因资源研究与应用平台、蛋白质资源研究与利用平台、细胞功能研究与分析平台和生物超微结构分析平台等;第二层次是突出实验室各研究方向特色的公共平台,包括植物病虫害生物防治研究与应用平台(含基地)、动物育种与病害控制研究和应用平台(含基地)、免疫学和非编码RNA研究平台、生物多样性与有害植物控制研究和应用平台(含基地)。

实验室的所有研究平台全方位开放,规范开放程序,贵重仪器由实验技术系列人员专管和维护,实行专人负责制。仪器设备管理人员每年开展1-2次有关该仪器的培训讲座。每年对全部贵重仪器设备实行综合效益指标考核。、

五、实验室公众开放活动(无)

六、实验室大事记

2008.2.28 在国家重点实验室网站提交2007年度科学技术部要求填写的年度报告。

2008.3.20 出版第四期实验室通讯,报道了实验室2007年总体发展情况,引进中山大学“百人计划”人才3人,本室主持的2项农业公益性行业科研专项项目情况,“三清山”项目通过验收,国家重大环保项目简介等新闻。

2008.4.12 接到国家科学技术部、财政部联合下达的《关于国家重点实验室有关工作的通知》(国科发基[2008]80号),要求各国家重点实验室按照《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)年》的发展思路,不断提高运行和管理的整体水平,由中央财政设立国家(重点)实验室专项经费,加大对重点实验室持续稳定地支持力度,设立开放运行费、基本科研业务费和科研仪器设备费。

2008.4.18 实验室举行各研究方向协调人会议,商讨实验室成果奖励办法及科技部下达的《关于国家重点实验室有关工作的通知》中关乎本室今后发展建设的中长期工作目标。

2008.5.20 实验室根据制定的成果奖励办法,对实验室2005-2007年获得的国家级奖项、省部级以上奖项及发表的高影响因子SCI论文进行了奖励,对实验室人员参与、完成高水平科研成果和今后取得更多高水准的科研成具有极大的鼓励作用,为实验室的良好稳步发展奠定了基础。

2008.5.26 接到科学技术部基础研究司下达的《关于组织制定国家重点实验室工作计划的通知》(国科基函[2008]9号),要求国家重点实验室推进结构调整和资源整合,建立稳定支持和目标考核相结合的新机制,管好用好专项经费,从2008年起,组织重点实验室制定工作计划,包括每年计划和5年工作计划,设立自主研究课题和开放课题,加大开放力度,加强与重点实验室、国内其他优势研究单位的交流合作,加强与产业界的沟通和合作,同时加大人才培养和引进的力度,完善内部管理制度,因地制宜,创新管理机制,工作计划须于71前报送科学技术部。

2008.6.5 实验室召开各研究方向协调人会议,讨论根据科学技术部下达的《关于组织制定国家重点实验室工作计划的通知》文件编写《国家重点实验室工作计划任务书》,制定本年度工作计划和5年工作计划。同时征集实验室AB类自主研究课题和对外征集开放课题。

2008.6.19 实验室举行了2008年学术委员会通讯会议,向第四届学术委员会全体委员通报了科学技术部、财政部下达的《关于国家重点实验室有关工作的通知》(国科发基[2008]80号)和《关于组织制定国家重点实验室工作计划的通知》(国科基函[2008]9号)文件内容,邀请各位学术委员对本室制定的5年工作计划和本年度计划提出修改建议,评审实验室拟资助的7A类自主研究课题申请书。会议以邮件及电话联系方式举行,会后收到13A类课题评审表和学术委员们的宝贵意见和建议。

2008.6.23 实验室举行了B类自主研究课题答辩评审会议,共有33人申报此类课题,因1人出差无法参加外,另外32人均制作了PPT幻灯片材料进行了现场答辩。实验室邀请了7位教授对32位申请人的报告进行了严格专业的评分,并遵循实验室的重点发展方向和大力培养年轻骨干的指导思想,给予评判,最后资助了6项课题。

2008.6.28 实验室通过仔细的斟酌和修改,将《国家重点实验室工作计划任务书》报送到北京教育部盖章后提交给科学技术部。

2008.7.8 本室发出通知要求已获批准的自主研究课题申请人填写任务合同书,确保各项目按计划执行。

2008.7.8 收到中山大学科技处通知要求填写国家科技基础条件资源调查管理信息系统。

2008.7.9 苏州独墅湖高等教育区管理办公室代表团来我室参观,考察了我室位于广州大学城校区的实验室大楼,代表团主要参观了实验室基础科研设施、询问了解了实验室的科研情况,并与实验室部分教授进行了简短的交流座谈。

2008.8.28 寄发2008年度开放课题资助通知书,本年度共批准资助9项开放课题,通知书要求申请者填写课题任务书,须按计划执行科研任务,保证开放课题基金的合理有效使用。

2008.9.8收到科学技术部《关于组织修改国家重点实验室工作计划的通知》(国科基函[2008]17号)和《国家重点实验室工作计划评审反馈意见》文件要求本室根据通知内容和针对反馈意见对工作计划书作出修改,于927前报送科学技术部。

2008.9.25 接到中山大学科技处发出的《关于重新填写国家科技基础条件资源数据的通知》,通知要求按照财政部、科学技术部的数据填写要求重新填写调整实验室信息,在1014前由中山大学科技处汇总包括本室在内的各实验室数据上报教育部。

2008.9.27 我室将修改后的《国家重点实验室工作计划任务书》交主管部门盖章后呈交科学技术部。

2008.10.7 接到财政部下达的《国家重点实验室仪器设备规划工作通知》,为加快推动国家重点实验室建设,中央财政设立国家(重点)实验室专项经费,重点从三方面对重点实验室进行支持:一是开放运行费,二是科研仪器设备费,三是基本科研业务费。要求各实验室将需购置的科研仪器按轻重缓急分年度申报上去。次日实验室主任召集实验室全体人员开会讨论了怎样用好经费,创造最大科研效益及部署了实验室今后的发展工作思路。

2008.10.7 收到科学技术部和财政部联合下发的《关于印发<国家重点实验室建设与运行管理办法>的通知》(国科发基[2008]539号),修订了2002年的管理办法,原管理办法废止。

2008.10.14 将修整好的国家科技基础条件资源数据采集系统中关于本室的数据提交中山大学科技处。

2008.10.15 在财政部网站提交《国家重点实验室仪器设备申购计划》。

2008.11.18 接到中山大学科技处(中大科技[2008]9号)文件,任命李鲲鹏同志为有害生物控制与资源利用国家重点实验室行政副主任。

2009.1.4 召开2008年度实验室第四届学术委员会第五次会议,会议上委员听取了7个实验室设立的A类自主研究课题2008年度研究进展报告,讨论了实验室凝练研究方向及今后发展方向等问题。

2009.1.16 举办2008年度重点实验室研究生学术奖活动,徐安龙校长、李鲲鹏主任及赞助单位东胜创新生物科技有限公司总裁申跃华参加了答辩暨颁奖仪式。

 

 

【上一条】2007年度报告 【下一条】2009年度报告