Temporal and Spatial Expression Patterns of Sox1 Gene in Xenopus laevis

克隆了非洲爪蟾的Sox1基因并研究了它在非洲爪蟾早期发育过程中的时空表达图式,比较了Sox1-3基因在发育的脑和眼中的表达图式.序列比对分析显示Sox1-3蛋白在其HMG框结构域具有高度的保守性.通过RT-PCR方法分析了Sox1基因在爪蟾早期不同发育时段的表达情况,结果显示Sox1基因从未受精卵到尾芽期均有表达,但表达强度有所差异.原位杂交结果显示,在早期卵裂阶段和囊胚期,Sox1基因主要在动物极表达;从神经板期开始,Sox1基因主要在中枢神经系统和眼原基中表达.在蝌蚪期,Sox1与Sox2、Sox3在脑部和眼睛的表达区域有所不同.对于爪蟾Sox1基因时空表达图式的研究将有助于阐明SoxB1基因家族在脊椎动物神经系统发生过程中的作用.

Differential expression of the Brunol/CELF family genes during Xenopus laevis early development

The BRUNOL/CELF family of RNA-binding proteins plays important roles in post-transcriptional regulation and has been implicated in several developmental processes. In this study, we describe the cloning and expression patterns of five Brunol genes in Xenopus laevis. Among them, only Brunol2 is maternally expressed and the zygotic expression of the other four Brunol genes starts at different developmental stages. During Xenopus development, Brunol1, 4-5 are exclusively expressed in the nervous system including domains in the brain, spinal cord, optic and otic vesicles. Brunol2 and 3 are expressed in both the somatic mesoderm and the nervous system. Brunol2 is also extensively expressed in the lens. In transfected Hela cells, BRUNOL1, 2 and 3 proteins are localized in both the cytoplasm and the nucleus, while BRUNOL4 and 5 are only present in the cytoplasm, indicating their different functions.

Environmental signals: Synthetic humic substances act as xeno-estrogen and affect the thyroid system of Xenopus laevis

According to outdated paradigms humic substances (HS) are considered to be refractory or inert that do not directly interact with aquatic organisms. However, they are taken up and induce biotransformation activities and may act as hormone-like substances. In the present study, we tested whether HS can interfere with endocrine regulation in the amphibian Xenopus laevis. In order to exclude contamination with phyto-hormones, which may occur in environmental isolates, the artificial HS 1500 was applied. The in vivo results showed that HS 1500 causes significant estrogenic effects on X. laevis during its larval development and results of semi-quantitative RT-PCR revealed a marked increase of the estrogenic biomarker estrogen receptor mRNA (ER-mRNA). Furthermore, preliminary RT-PCR results showed that the thyroid-stimulating hormone (TSH beta-mRNA) is enhanced after exposure to HS1500, indicating a weak adverse effect on T3/T4 availability. Hence, HS may have estrogenic and anti-thyroidal effects on aquatic animals, and therefore may influence the structure of aquatic communities and they may be considered environmental signaling chemicals. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

非洲爪蟾血清白蛋白的分离纯化及胰蛋白酶抑制活性

通过凝胶过滤层析及两步阴离子交换层析, 从非洲爪蟾( Xenopus laevis ) 的血清中获得了其68 kDa 的血清白蛋白。与大蹼铃蟾血清白蛋白相似, 非洲爪蟾血清白蛋白也具有抑制胰蛋白酶的活性, 但其抑制活力 相对较低, 180 nmol/L 的非洲爪蟾血清白蛋白能抑制84 %的胰蛋白酶活性(30 nmol/L) 。经表面等离子共振法 获得了其与胰蛋白酶的结合动力学常数, 解离平衡常数KD = 1144 ×10 - 6 mol/L 。经Western blot 分析发现, 非洲 爪蟾的皮肤中也分布有血清白蛋白。推测两栖类动物血清白蛋白具有的胰蛋白酶抑制活性可能是其抵御天敌捕 食的一种防御措施。

Sox2基因3'非翻译区保守元件对基因表达的调控作用

转录因子Sox2是脊椎动物早期发育中最早表达的神经系统特异性基因之一,同时在干细胞的维持中也起着关键作用.通过生物信息学分析,作者发现在脊椎动物Sox2 mRNA 3'非翻译区中存在4段非常保守的富含AU的区域.将这些片段按照不同的组合克隆到GFP和荧光素酶两种报告基因载体中,在非洲爪蟾胚胎和培养细胞中检测了这些片段对报告基因表达的影响.结果显示,Sox2的3'UTR可影响报告基因的表达水平,特别是其中的保守片段2可显著提高报告基因的表达水平,表明Sox2 3'非翻译区有可能参与Sox2表达的转录后调控.

Physical Blocking Neural Tube Closure Affects Radial Intercalation and Neural Crest Midline-directed Migration in Xenopus Dorsal Explants

神经管闭合缺陷(NTDs)是一种严重的先天畸形疾病,在新生儿中有千分之一的发病率.神经管融合前后,多种组织参与形态发生运动.神经管一经融合,神经嵴细胞就会向背侧中线方向产生单极突出并向此方向迁移形成神经管的顶部.与此同时,神经管从腹侧开始发生辐射状切入以实现单层化.在此,我们在非洲爪蟾的移植体中机械阻断神经管的闭合以检测其细胞运动及随后的图式形成.结果显示神经管闭合缺陷的移植体不能形成单层化的神经管,并且神经嵴细胞滞留在侧面区域不能向背侧中线迁移,而对神经前体标记基因的检测显示神经管的背腹图式形成并未受到影响.以上结果表明神经管的融合对于辐射状切入和神经嵴细胞向背侧中线方向的迁移过程是必需的,而对于神经管的沿背腹轴方向的图式形成是非必需的.

利用修饰的随机引物构建非洲爪蟾酵母双杂交定向cDNA文库

描述了一种新的构建cDNA文库的方法,其中用来合成cDNA第一链的随机引物5'-端被加上碱基d(AC),在cDNA双链合成后所添加的连接头的末端含有碱基d(GTCG).在cDNA舣链3'-端,连接头连接上后会形成一个完整的Sall酶切位点d(GTCGAC),而在5'-端几乎不会形成Sall位点.在Sall酶切后利用形成的3'-粘性末端与5'-EcoRI粘性末端一起将cDNA双链定向导入线性化的质粒载体,再通过转化细菌获得cDNA文库.利用此方法构建了一个不同发育时期非洲爪蟾胚胎酵母双杂交cDNA文库.检测了文库中空载体的比例,插入片段大小和不同基因的表达水平几个指标,都符合预期,但是同时发现定位于mRNA的3'-端的插入片段比例比较低.这种倾向性符合文献报道,应该是实验系统的倾向性,不影响进一步的酵母双杂交实验.这些数据证明成功地构建了定向非洲爪蟾酵母双杂交cDNA文库.

中国有壳肉足虫(原生动物)五新纪录描述

描述了采自云南、湖北和广东的5种有壳肉足虫,隶属原生动物亚界,肉鞭门,叶足纲,表壳目,均为国内新纪录种:非游巧装表壳虫Arcella artocreaaplanata Grospietsch,1954;具角肋表壳虫A.costata angulosa(Perty)Playfair,1918;拟普通盘状表壳虫A.discoides pseudovulgaris Deflandre,1928;光滑弯凸表壳虫A.gibbosa laevis Deflandre,1928;球形叉口砂壳虫Difflugia gra

光滑侧链藻——中国淡水硅藻新记录

2004~2006年,对武汉东湖的底栖藻类进行了生态学调查研究。在对底栖硅藻的定性和定量研究中,发现了一种中心纲种类为中国新记录,它具有一些海洋角盘藻科种类的特征,如眼纹斑(Ocellus)等。经鉴定为光滑侧链藻Pleurosira laevis(Ehrenberg) Compere。参考Compere 1982年的研究,我们同意他的看法,即以前在我国台湾发现的台湾多变筒藻Proteucylindrus taiwanensis Li et Chiang和广东发现的Cerataulus laevis var

五种水蛭对不同pH值的生物效应

本文论述了使用常规试验方法研究5种水蛭:宽身舌蛭(Glossiphonia lata)、八目石蛭(Erpobdella octoculata)、光润金线蛭(Whitmania laevis)、尖细金线蛭(Whitmania acranulata)和日本医蛭(Hirudo nipponia)对12个pH值的24—96小时急性生物效应。结果表明:稻田3个种(尖细金线蛭,光润金线蛭和日本医蛭)均较湖泊近岸2个种(八目石蛭和宽身舌蛭)对pH值的变化要敏感,其中尖细金线蛭最敏感(pH6.0—7.2),八目石蛭的忍耐

中国枝角类四新记录亚种(鳃足纲:双甲目)

本文描述了采自四川等省的、我国首次发现的4个枝角类亚种,即美弧网纹溞Ceriodaphnia pulchella pseudohamata Bowkiewcz,1925,西方笔纹溞Graptoleberis testudinaria occidentalis Sars,1901,无常平直溞Pleuroxus laevis incertus Brehm,1934以及宽尾平直潘P.aduncus latic-audatus Brehm,1933。解剖观察描述了盘肠溞科枝角类的头孔,并首次将我国淡水枝角类的分类

非洲爪蟾早期发育中的转录后调控机制及眼睛发育相关基因的表达研究

近来的研究表明，转录后调控对于调节脊椎动物发育过程中的细胞分化，细胞分裂及基因区域特异性表达都具有重要作用。转录后调控包括对mRNA稳定性、翻译效率、细胞内定位及poly(A)水平的调控等。Sox2基因是脊椎动物早期发育中最早表达的神经系统特异性基因之一，是脊椎动物早期神经系统发育的重要调节因子。通过生物信息学分析，我们发现，在脊椎动物Sox2 mRNA 3’非翻译区中存在4段非常保守的富含AU的区域，通过报告基因分析等手段研究发现Sox2 3’非翻译区中的部分元件可显著提高报告基因表达，提示我们Sox2的表达可能受到转录后调控。 我们通过对爪蟾Xfhl3基因序列分析时发现其3’非翻译区存在一段保守的只在两栖类具有的序列，我们克隆并检测了该基因的表达图式，并采用报告基因分析等手段研究了Xfhl3基因 3’非翻译区对报告基因表达的影响。结果发现其3’UTR可抑制报告基因表达水平。由于Xfhl3基因3’UTR中这段序列只在爪蟾基因中高度保守，而在在进化过程中两栖动物最独特的便是变态现象，这提示我们去探索这段爪蟾特有的保守序列是否与两栖类变态发育密切相关。由于甲状腺激素在两栖类的变态中的重要作用，因此我们设想Xfhl3基因的3’UTR中的保守序列可能与甲状腺激素相互作用共同调节爪蟾的变态过程。我们的初步结果表明，在爪蟾胚胎中，甲状腺激素对于正常报告基因表达没有明显的作用，但是在插入Xfhl3基因3’UTR中保守序列后，甲状腺激素处理可显著提高报告基因的表达，表明甲状腺素可能直接或间接通过与该段保守序列参与基因的表达调控。 脊椎动物的眼是一个功能非常特殊的器官，受到复杂的调控网络的调节，众多对神经发生重要的基因在眼中表达并参与了这一调节过程。我们克隆了非洲爪蟾的Sox1基因并研究了它在非洲爪蟾早期发育过程中的时空表达图式，比较了Sox1-3基因在发育的脑和眼中的表达图式，进一步阐明SoxB1基因家族在脊椎动物神经系统发生过程中的作用。此外，我们还克隆了非洲爪蟾MGC85160基因并利用RT-PCR和胚胎整体原位杂交技术探测它在不同胚胎阶段的时空表达图式。结果表明母源性表达的MGC85160基因早期主要在动物极表达；从神经板期开始在发育的中枢神经系统和眼中表达，石蜡切片显示它主要在视网膜和晶状体中表达，说明该基因在爪蟾早期外胚层的模式化以及中枢神经系统的发育过程中可能起到重要作用。 此外，我们还研究了鱇浪白鱼的早期发育分期和眼睛特异基因的表达图式。鱇浪白鱼（Anabarilius grahami ）是云南抚仙湖的特有鱼种。我们首次完成了鱇浪白鱼早期发育的完整分期，主要包括合子期，卵裂期，囊胚期，原肠期，体节期和孵化期六个主要的时期。为了理解鱇浪白鱼眼睛的发育，我们克隆并检测了在眼发育早期起关键作用的基因Sox2, Pax6a, Six3a 和 Rx2的表达图式。结果表明这四个基因全部在尾芽期的前端神经板中表达，随后在视网膜原基细胞中表达明显。在晚期阶段，除Rx2外其它三个基因也在晶状体中表达。其表达模式与斑马鱼中同源基因的表达很相似，说明涉及眼发育的分子网络在鱇浪白鱼中也是高度保守的。

非洲爪蟾Brunol1 基因的功能以及文昌鱼肌动蛋白基因家族扩增的研究

BRUNOL 蛋白又称CELF（CUG-BP and ETR3 like factor）是一种典型的RNA 结合蛋白，它的N 端含有两个连续的RNA 识别结构域（RNA recognition motif，RRM)， C 端有一个RRM 结构域。主要参与对可变剪切、翻译、降解和编辑等基因表达转录后水平的调节。迄今在人类中已发现6 个Brunol 基因家族成员，即Brunol1-6；在非洲爪蟾中已发现了5 个：Brunol1-5。近期，我们克隆了爪蟾的Brunol1-5 并研究了它们在非洲爪蟾早期胚胎发育过程中的时空表达图式。结果显示，与以往研究结果一致， Brunol1 基因高量、特异地在神经管中表达，提示Brunol1 基因可能对于爪蟾的神经系统的发生和发育发挥着重要的作用。本实验利用Morpholino 和过表达等手段研究了爪蟾Brunol1 基因对于爪蟾早期胚胎发育的影响。结果显示，在下调和过表达Brunol 1 基因的情况下都会导致胚胎出现体轴弯曲，眼睛和头部发育不全等表型。而将 Brunol1 基因特异的Morpholino 与它的mRNA 共注射时可以明显挽救这一表型。我们通过原位杂交实验，检测了一些爪蟾神经系统的标记基因在Brunol1 过表达胚胎中的表达情况，结果发现过表达Brunol1 基因能显著地下调Krox-20, N-tubulin, Lhx2, Pax6 等的表达，而Sox2 和Otx2 的表达却未受影响。这说明Brunol1 的异常表达确实影响到了神经系统发育过程的信号调控网络，导致胚胎发育的畸形。该结果将有助于阐述Brunol1 基因对于脊椎动物神经系统发生的意义。肌动蛋白是一种分布广泛而且在进化上十分保守的蛋白，它是构成细胞骨架的关键组分。通常人们将肌动蛋白分成肌肉型和胞质型两种类型，它们各自行使着不同的功能。在此，我们通过对古老的脊索动物文昌鱼的肌动蛋白基因家族进行系统的分析发现，文昌鱼中该基因家族成员多达30 多个，而且它们中很多都有连锁现象；进化分析的结果显示，文昌鱼的肌动蛋白基因家族通过串联重复序列的复制发生扩增；从结构上看，它们的基因结构多样化, 包含2-7 个外显子；同时，我们还克隆了两个不同的文昌鱼肌肉型的肌动蛋白基因，并进一步比较了它们在文昌鱼早期胚胎中的表达图式。结果显示，这两个基因在表达上有着细微的差别，这提示文昌鱼肌动蛋白基因家族成员在功能上的分化。该结论将有助于阐述肌动蛋白基因家族的进化以及它们在脊索动物发育的中所扮演的功能。

固氮植物菌根的普遍性及其联合共生的研究

豆科和非豆科固氮植物不仅能够固定大气中氮素，增加土壤中的氮素营养，而且由于具有较强的抗逆性，是恢复和重建退化农林生态系统的优良先锋树种。但在逆境条件下对固氮植物的固氮能力最经常的限制因子就是磷素供应，而菌根的形成保证了固氮作用对磷素的需求。目前国内外针对固N植物菌根这样联合共生的研究多停留在现象的描述上，对其机理缺乏深入研究。本文针对典型的固氮树种进行联合共生体人工纯培养研究，试图探讨联合共生体之间相互关系及作用机理，为更好地利用固氮植物资源及菌根技术提供理论依据。通过对共生资源的收集、培养及刺槐联合共生体的纯培养研究，得出如下结论：(1)固N植物同时受菌根侵染不仅具有普遍性，更有其生态学意义。在半干旱地区刺槐林下的VA菌主要有摩西球囊霉(Glomus mosseae)、聚丛球囊霉(G. aggregatum)、细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)三种，外生菌根真菌有尖顶地星(Geastrum triplex)、笼头菌(Clathrus sp.)两种，初步证实了刺槐除具根瘤外以同时受VA菌和外生菌根真菌的侵染；在沙棘林下优势种较明显只有一种，即聚丛球囊霉(G. aggregatum)。(2)对外生菌根菌进行了营养条件的选择实验，供试菌种对碳源的利用较为广泛，葡萄糖、果糖为其最适碳源，平均生长量比对照高出4.4倍；供试菌种对有机氮的利用利用机氮，平均生长量比无机氮源高出1.6倍。(3)在人工纯增减条件下，接种的VA菌、外生菌根菌和根瘤菌均成功侵染了刺槐无菌苗，并形成了内生、外生菌根和根瘤，更充分地证实了刺槐与VA菌、外生菌和固N菌之间的联合共生关系。(4)联合共生对刺槐生长、菌根侵染、根瘤菌的结瘤固N能力均有不同程度的促进作用。VA菌根菌中的苏格兰球囊霉(G. caledonium)和外生菌根菌中的毛边华狙伞(H. mesophaseum)是刺槐比较适合的菌根菌；VA菌和外生菌双接种对宿主植物生长有明显的促进作用，混合接种苏格兰球囊霉(G. caledonium) + 毛边华锈伞(H. mesophaseum) + 劣味乳菇(L. insulsus)及混合接种摩西球囊霉(G. mosseae) + 苏格兰球囊霉(G. caledonium) + 毛边华锈伞(H. mesophaseum)的组合效果最好；接种固N菌对菌根菌的影响不明显，而接种菌根菌对刺槐固N能力有明显的促进作用，尤以两种VA菌混接和两种外生菌混接对刺槐根际结瘤量和固N活性的促进作用最为明显；同时接种VA菌、外生菌和固N菌无论是对刺槐生长、结瘤固N还是菌根侵染都有显著的促进作用。其中最佳接种组合是苏格兰球囊霉(G. caledonium) + 毛边华锈伞(H. mesophaseum) + 劣味乳菇(L. insulsus) + 根瘤菌，宿主植物株高、地径、生物量、侧根数分别比对照增加46%、102%、213%、82%，结瘤量、固N活性分别比单接种固N菌增加500%、451%，菌根侵染率高达100%。(5)接种Frankia菌同时配合适度的P肥施用对沙棘的结瘤固N有明显的促进作用。由于沙棘的固N和供N作用，杨树-沙棘混交林中土壤有效态N、P的含量比杨树纯林分别增加36.7%、17.1%。综上所述，本文在刺槐联合共生体人工纯培养实验中得出具有重要意交的结论：从形态解剖上观测到了VA菌、外生菌根菌的侵染特征；定量研究了不同接种方式对刺槐生长、菌根菌的发育状况及结瘤固N能力的影响，选择出了最佳的接种组合。对宿主植物、菌根菌、固N菌之间相互作用及机理进行了初步的探讨。为固N植物联合共生体接种技术提供了理论依据。