BACFISH在植物基因组研究中的应用

细菌人工染色体与荧光原位杂交合成技术(BACFISH)是90年代开始发展起来的一种新的定位技术.由于该技术较常规荧光原位杂交(FISH)技术的信号检出率高得多,近年来在植物基因组研究中得到了越来越多的应用.运用该技术已将一些重要的功能基因定位到相应植物染色体上.

植物同源异型基因及同源异型盒基因的研究进展

植物同源异型基因及同源异型盒基因是涉及植物个体发育调节的两类重要转录因子编码基因 .近 10年来的研究表明 ,这两类基因及其产物的结构与功能具有明显的差异 .深入研究这两类基因的结构与功能对揭示植物的发育机制具有重要意义 .

植物抗病基因工程研究现状及展望

近年来 ,随着植物抗病基因的分离 ,植物抗病机制的分子生物学和植物抗病基因工程的研究轰轰烈烈地展开并取得重大突破。利用抗病基因进行遗传转化已相继取得成功 ,基于抗病反应内在机制的基因工程也开始启动 ,并将越来越广泛地应用于作物抗病品种选育和农业生产实践。

药物诱导的玉米根尖凋亡细胞表面电特性研究

细胞凋亡过程中细胞表面膜的电位很可能会发生改变。本文首次报导：应用细胞电泳技术（cell electrophoresis)对细胞毒素类药物放线菌酮（cycloheximide)、放线菌素D（actinomycin D）和秋水仙碱（colchicine)等诱导的植物凋亡的细胞与正常细胞之间电泳迁移率（EPM）的差异进行了比较，对引起的膜电位变化进行了定量分析。实验以玉米根尖分生组织为材料，制备原生质体，经过适当剂量的药物处理（Fig.1-B)，在尽量减少细胞膜被破坏的情况下（Fig.2)，观察到：三种细胞毒素类药物的作用有所不同。被诱导的植物凋亡细胞的膜表面Zeta电位绝对值比正常细胞的高（Fig.1-A)。本研究提示细胞电泳可对凋亡细胞表面膜电位的变化进行定量分析，为细胞凋亡的检测在方法上提供了新思路。

采用GUS标记技术研究钙调素在转基因烟草中的分布

为了监测钙调素 (Ca M)在植物细胞内的分布并探索其生物学功能 ,将水稻 Ca M和 GU S融合基因 (cam.gus)分别置于 35 S启动子和花粉特异启动子 L AT5 2 - 7控制下 ,构建出载体 p MD/ Ca M.GU S和 p BI/ L AT.Ca M.GU S,转化烟草 (N icotiana tobacum cv.SR ) ,GU S染色结果显示 ,Ca M.GU S融合蛋白广泛分布于植物根、茎、叶等组织 ,根尖生长点细胞、根毛细胞、表皮毛细胞、气孔保卫细胞、维管束细胞的细胞质中融合蛋白含量较多。花粉粒中也分布着 Ca M,并在萌发沟处表现出较高的浓度。保卫细胞和表皮毛细胞中 Ca M分布在相邻细胞连接处细胞模内侧 ,呈现出极性分布。研究结果表明 ,细胞内 Ca M的不均匀分布可能与细胞功能相关。

图位克隆技术在分离植物基因中的应用

本文综述图位克隆技术的原理及基本技术环节 ,并与其它基因克隆技术相比较说明图位克隆技术的优缺点。本文还对近年来图位克隆技术在分离不同的植物发育基因上的广泛应用进行了简要概述 ,并对其应用前景和近期的预期进展作出展望。

盐胁迫诱导的植物细胞凋亡——植物抗盐的可能生理机制

近来的研究表明,一定条件的盐胁迫可导致植物细胞程序性死亡。本文利用DNA Lad-dering、石蜡切片原位检测以及染色体涂片原位检测,从组织、细胞以及DNA等多个方面对盐胁迫下的玉米、水稻和烟草根尖细胞死亡作了研究,形态特别是生化方面的证据表明盐胁迫诱导的植物细胞凋亡可能在植物界具有一定的普遍性。但各个物种之间有一定差异。本实验结果对盐胁迫下的植物生理机制提供了新的研究思路。同时,我们还对基于染色体制片和石蜡切片的原位检测方法进行了比较和讨论。我们认为,基于染色体制片的原位标记技术适合于定性和定量检测单个细胞的凋亡,具有一些石蜡切片所不可及的优点。

药物诱导的玉米根尖细胞凋亡

同时应用DNALaddering、DNAGelBlot以及基于染色体涂片的原位末端标记技术 ,从染色体、细胞核和DNA不同水平对细胞毒素类药物放线菌D、放线菌酮和秋水仙碱诱导的玉米 (ZeamaysL .)根尖分生组织细胞死亡作了检测。结果表明 :同动物中一样 ,这些药物诱导的玉米根尖分生组织细胞死亡也具有DNALadder、染色质和细胞核浓缩等典型的凋亡特征 ,说明这些细胞毒素类药物能够诱导植物体内的细胞凋亡。

Physical Mapping of the Sequences Homologous to Disease Resistance Genes myb1 and NDR1 in Maize

Using fluorescence in situ hybridization, the authors investigated the homology between three plant species, maize (Zea mays L.) and tobacco (Nicotiana tabacum L.), maize and Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. at cytogenetic level using two probes corresponding to functional disease resistance genes myb1 and NDR1 in Arabidopsis and tobacco respectively. The hybridization signals of the tested probes were detected in maize chromosomes 8 and 5 respectively, and the single location of each of the two probes showed only single copy of them in maize genome. The results provided a valuable insight into searching for genes associated with programmed cell death in plants using heterologous probe with comparative genetic approach. In addition, the improvements of FISH technique using heterologous probes were discussed.

低温胁迫诱导玉米根尖细胞凋亡的形态和生化证据

近来体外培养细胞体系研究的结果表明 ,一定条件的低温胁迫可导致植物细胞凋亡。本文利用DNA梯状图谱 (DNAladdering)以及染色体涂片的TUNEL(terminaldeoxynucleotidyltransferase mediateddUTPnickend labeling)原位检测 ,从原位以及生化水平对低温胁迫下的玉米根尖细胞死亡作了研究 ,形态和生化方面的证据表明 ,同体外一样 ,低温胁迫也能诱导体内植物细胞凋亡。同时对低温胁迫下植物细胞凋亡的形态及生化变化特征和变化次序做了初步观察。

水稻Xa21基因在水稻和玉米中的比较物理定位

比较基因组分析证明，禾本科不同种基因组间存在广泛的同线性和共线性。对水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）这一模式植物与其它禾本科植物基因的原位杂交比较定位可以揭示禾本科植物基因组结构的共同特点和进化规律。利用含Ｘａ２１基因的ｐＢ８２２作探针筛选水稻的细菌人工染色体（ＢＡＣ）文库，建立了一个包含３个ＢＡＣ克隆的重叠群。用生物素标记其中一个ＢＡＣ克隆，对水稻“广陆矮４号”和玉米自交系黄早四进行了染色体荧光原位杂交。同时，用ｐＢ８２２也作了原位杂交检测。在水稻第１１染色体长臂中间检出了杂交信号，信号与着丝粒的百分距离约为２４。在玉米的第１、３和第８染色体长臂观察到杂交信号，表明玉米基因组中具有三个Ｘａ２１的同源序列座位。ＢＡＣＦＩＳＨ的信号检出率达在４０％以上，大大高于质粒探针ｐＢ８２２的检出率（１５％），而且可在同源染色体和姊妹染色单体上同时检出杂交信号的比例较高，证明了利用ＢＡＣ克隆荧光原位杂交进行比较物理定位的可行性和优越性。在ＢＡＣＦＩＳＨ中必须用相应基因组的ＣｏｔⅠＤＮＡ封阻，以排除重复序列的干扰。

几种差别表达基因显示技术及其在植物方面的应用

９０年代以来，先后出现了ＤＤ、ＲＤＡ、ｃＤＮＡ－ＲＤＡ、ＳＡＧＥ、ＧＥＦ、ＲＦＤ、ＳＳＨ以及ＡＴＡＣ－ＰＣＲ等数种未知产物的差别表达基因显示技术。本文对这些技术的异同、各自的优缺点以及它们在植物方面的应用现状和前景作了简单综述。

花粉-雌蕊的相互作用机制

就近年来有关被子植物有性生殖过程中 ,雌蕊对花粉萌发。

玉米(Zea mays L.)过氧化物酶编码基因px和冷调控蛋白编码基因cld的物理定位

过氧化物酶是植物抗病过程中的关键酶，也参与植物抗低温胁迫以及一些正常的植物生长发育生理过程。冷调控蛋白是植物抗低、高温的重要蛋白。近年的研究表明植物抗病、某些正常生长发育过程、抗低、高温都与植物细胞程序性死亡有关。以玉米自交系黄早四为材料，采用生物素标记，利用原位杂交技术对玉米中过氧化物酶和冷调控蛋白编码基因ｐｘ与ｃｌｄ进行了原位杂交定位。ＤＡＢ和荧光检测得到了一致的结果。在２号和７号染色体长臂同时检出ｐｘ基因探针ｕａｚ２３５的杂交信号，信号距着丝粒的百分距离分别为４５，４± １．３、６７．４± ３．７；在４号和５号染色体长臂同时检出ｃｌｄ探针ｃｓｕ１９的杂交信号，信号距着丝粒的百分距离分别为６８．６± ２．６、５８．２± １．６。 ｐｘ在 ２号染色体上的物理位置以及 ｃｌｄ在 ４号染色体上的物理位置都与它们的遗传位置相符。 ２个基因的探针分别与玉米的２条染色体同时杂交表明这２个基因在玉米基因组中是双重分布的，在７号和５号染色体上分别存在这２个基因的同源序列。

湖北大麦品种资源的RAPD分析

在对 10 5份湖北栽培大麦酯酶同工酶研究的基础上 ,采用 RAPD技术对分属于 8种酶谱类型的 10份湖北栽培大麦品种进行了研究 .6 3个随机引物中有 12个引物产生稳定多态性的带 ,共扩增出 73条带 ,其中 46条表现出多态性 .将每一条带视为一个独立的性状 ,按其有无列出二元数据矩阵 ,计算 Nei氏相似性系数 (S)和遗传距离 (D) ,列出遗传距离矩阵 ,采用 PHYL IP3.5 c软件包进行聚类 .讨论了 RAPD的稳定性以及 RAPD标记与同工酶标记的异同 .

玉米(Zea mays L.)中凋亡相关基因c-myc同源序列的检出及其染色体原位杂交定位

原癌基因c-myc是普遍存在于动物组织中的一个高度保守的细胞凋亡相关基因,决定着多种动物细胞的凋亡。我们首次以人c-myc的基因组DNA为探针,用生物素标记的原位杂交和酶联级联放大检测系统在玉米中检出了c-myc基因的同源序列,并对其进行了染色体物理定位。在第5染色体长臂近末端、第4染色体长臂近着丝粒及第1染色体短臂近着丝粒处检测到杂交信号,信号与着丝粒的百分距离分别为96.21±4.46、24.11±0.47和10.02±1.04,本结果为寻找和研究植物细胞凋亡基因提供了重要线索。

植物Cot-1DNA的快速制备方法

Cot-1DNA富含高度和中度重复序列,能封阻YAC和BAC中的重复序列,从而促进了大片段DNA在原位杂交技术(ISH)中的应用。植物Cot-1DNA尚未商品化,本文介绍了一种简捷的快速制备植物Cot-1DNA的方法。

哺乳动物凋亡相关基因p53同源序列在玉米（Zea mays L.）中的检出及其染色体原位杂交定位

p53基因普遍存在于动物组织中，是一个高度保守的肿瘤抑制基因，对细胞的生长、增殖和分化等多种发育程序进行调控。p53基因也是一个重要的细胞凋亡相关基因，决定着多种动物细胞的凋亡。有报导：用人P53抗体和p53基因的cDNA探针在玉米（Zea mays L.)中检出了P53的同源蛋白及相应的mRNA，并初步确定在功能上与动物中的P53蛋白非常相似。本实验首先用人p53基因的cDNA为探针，经Southern Blotting初步确定其同源序列的存在（Fig.1），然后进一步用生物素标记的原位杂交（DAB－ISH）和荧光原位杂交（FISH）对这些同源序列进行了染色体定位。DAB－ISH（Plate1)和FISH(Plate2）得到了一致的结果，在5S（第5染色体短臂）次末端、1L（第1染色体长臂）近末端、8L中部、3L中部近着丝粒以及9L中部均镜检到p53基因探针的杂交信号，信号与着丝粒的百分距离分别为70．0±3．2、89．1±1．3、50．5±1．1、37．0±0．3和66．7±2．0（Tab.1,Fig.2）。利用异源探针是寻找植物凋亡相关基因的一种重要手段，也是目前国外的研究热点之一。本研究首次从DNA水平上证明p53基因在玉米中的存在。为寻找和研究植物细胞凋亡基因提供了重要线索。

BAC-FISH技术在栽培稻与野生稻中的应用

BAC-FISH技术是90年代开始发展起来的一种新的定位技术。由于该技术较常规FISH技术的信号检出率高得多,运用该技术已将一些重要抗性基因定位到水稻染色体上。随着该技术的不断发展,将在栽培稻和野生稻比较作图研究中发挥更大的作用。