Cucumis hytivus染色体组间交换重组及其对雄配子育性的影响

采用染色体压片技术对双二倍体种Cucumishytivus染色体组间交换重组及其对雄配子育性的影响进行了细胞学研究。找到了该物种染色体组间交换重组的细胞学证据:包括前期的"8"字形、"十"字形结构和中期环状、链状多价体。研究还发现各种可能导致遗传物质不均衡分离的异常结构如染色体桥、染色体滞后、染色体组分离、微核等。染色体组间广泛的交换和重组导致约93%的多分体及部分异常四分体的形成,多分体中大量的畸形小孢子和四分体中遗传物质不平衡的小孢子因不能正常发育而最终形成败育的雄配子,直接影响到Cucumishytivus育性。

双交换同源重组法构建Thermus thermophilus基因无痕敲除突变体

为在噬热栖热菌(Thermusthermophilus)中开収无需筛选标记的基于双交换同源重组的基因无痕敲除手段,以大质粒及染色体上的TTP0042与TTC0340_0341为靶基因,构建含有其两侧同源臂的基因敲除载体幵转化T.thermophilusHB27细胞,将转化混合物涂布于不含筛选物质的培养基上,通过PCR及Southern杂交检验转化子的基因型。结果表明,采用线状的TTP0042基因敲除载体迚行转化,获取表观Δ0042突变体的概率为10–4,而使用闭合环状载体,该概率可达10–3;基因型及表现型分析显示,这些表观Δ0042均为TTP0042无痕敲除型突变体。该敲除手段在染色体上的基因TTC0340_0341中得到验证,从300个单菌落中成功鉴定出了1个Δ0340_0341突变株。

减数分裂同源染色体重组交换的改变在男性不育发生中的作用

在第一次减数分裂前期,同源染色体之间需进行配对、联会和遗传物质的重组交换等一系列重要事件.重组交换对染色体正确分离、配子正常形成至关重要.重组交换改变可导致不同程度的精子异常,如精子发生停滞而出现不育,或精子染色体异常导致非整倍体出现.而不育症是一个世界性的问题,影响着10%-15%夫妇,由男方因素所引起的占一半,其中多数病因和机制不明,关于因减数分裂错误导致精子发生失败的机制仍知之甚少.近年来发展的荧光免疫遗传学技术可直视减数分裂前期的重要事件,为研究人类精子形成的调节提供了开拓性的进展.本文围绕重组交换与精子发生之间的关系综述了在这个领域内的研究进展.

玉米株高主效QTL qPH3.2精细定位及遗传效应分析

株高是影响玉米产量的重要因子之一,节间数目和节间长度是导致株高差异的主要因素。本研究发现2个高代回交重组自交系W1和W2株高差异显著(P<0.001),二者穗上部和穗下部节间数目都相同,细胞形态分析发现节间细胞长度是引起二者株高差异的主要原因;外源GA试验结果表明控制株高差异的QTL/基因是GA途径之外的新基因。因此,利用来源于W1和W2的F2及F2:3家系群体在2年3个环境中将控制株高的主效QTL q PH3.2共定位在第3染色体标记C42-P17之间20 Mb范围内,最高可解释22.22%的表型变异。进一步利用目标区段重组交换单株及自交后代家系将q PH3.2分解为2个主效QTL q PH3.2.1和q PH3.2.2;随后利用目标区段的跨叠系将q PH3.2.1和q PH3.2.2分别精细定位在YH305-Y72(2 Mb)及YH112-Y150(1.6 Mb)之间。本研究的结果为玉米株高的遗传改良提供了真实可靠的遗传位点,也为后续株高QTL的克隆奠定了良好的工作基础。

改进的抗同步化攻击的移动双向认证协议

针对汪杰等[15]设计的改进的轻量级移动RFIO双向认证协议进行分析,指出其协议存在的安全缺陷,在该协议基础之上,给出一种改进的能够抵抗去同步化攻击的移动双向认证协议。所提协议中,所有信息加密后再传输,且加密过程中均混入随机数,增大攻击者的破解难度。协议为能够抵抗去同步化攻击采用以下措施:在后台服务器端存放前后两次认证密钥;在标签端引入Count计数器。协议为降低系统整体计算量,采用位运算进行加密。对协议进行安全性分析,协议具备移动式RFID系统所需的安全要求;对协议进行性能分析,协议具备降低系统计算量的特征。

鱼腥藻PCC7120基因alr0267敲除及其功能的初步研究

【目的】敲除鱼腥藻PCC7120的alr0267基因，并对其功能进行初步研究。[方法】克隆获得鱼腥藻PCC7120alr0267基因部分片段，通过构建敲除载体，使其与目的基因发生单交换同源重组，从而将鱼腥藻PCC7120中的alr0267基因敲除，并对敲除体进行纯化和PCR鉴定，然后对alr0267敲除体和野生型固氮异形胞进行形态观察和统计，同时采用实时荧光定量PCR，在培养不同时间（O，3，8，24h和10d）检测野生型和alr0267基因敲除体中与异形胞功能相关基因all0813、all2736、alr2887的相对表达量。【结果】鱼腥藻PCC7120alr0267基因被成功敲除；在缺氮条件下培养6-12d，敲除体异形胞营养细胞数的均值明显少于野生型；实时定量PCR分析表明，野生型中all0813、all2736、alr2887基因表达量均在培养24h达到最大，敲除体中这3个基因最大相对表达量的出现时间均有所延迟。【结论】alr0267基因敲除导致异形胞分化频率增加，同时影响异形胞的正常发育。

重组酶介导的定点整合及在构建重组CHO细胞中的应用

中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary cells,CHO)是生产治疗性重组蛋白最常用的细胞。随机整合(random integration,RI)工艺是目前构建重组CHO细胞株的主要策略,由于CHO细胞基因组缺乏稳定性,为得到产量高、品质好且适应特定工艺的细胞株,通常需要1~2轮高通量筛选,不仅工作量大、耗时长且批次稳定性差。定点整合(site-specific integration,SSI)基因编辑技术将外源基因整合至细胞基因组的特定位点,经一轮筛选得到稳定、高产且适应特定生产工艺的细胞株,从而缩短细胞株构建周期。近年来,不断有将定点整合策略应用于构建重组CHO细胞株的报道。基因编辑技术的发展是实现细胞外源基因定点整合工艺的基础,常用的基因编辑技术包括核酸酶技术、转座子技术和重组酶技术。比较这三种基因编辑技术在构建流程、整合效率和专利等方面的不同特点,重点讨论重组酶介导的定点整合及其在CHO细胞株构建中的应用。

高效液相色谱法测定重组人纽兰格林的电荷变异体

目的:重组蛋白在表达和纯化过程中,甚至在存放过程中,都有可能产生降解、聚集,错误折叠、翻译后修饰(如:糖基化、氧化、脱酰胺),从而形成不同的表面电荷,影响产品的稳定性、活性和安全性。该研究旨在确定重组人纽兰格林原液中是否存在电荷变异体并对其定量。方法:采用极端的理化变性条件,制备重组人纽兰格林的电荷变异体;用HPLC(阳离子交换色谱柱,Tosoh Bioscience LLC,TOSOH TSK gelSP-STAT(4.6mm×10cm),7μm)分析重组人纽兰格林中的电荷变异体。结果:纯度99%以上的重组人纽兰格林原液,经酸破坏、高温条件下,产生了相对保留时间为1.1,质谱分子量为5786.28,N末端序列未发生变化的电荷变异体。重组人纽兰格林浓度在0.0156 mg/mL^1.25 mg/mL范围内,浓度与峰面积呈现良好的线性关系,y=17187x-309.09 R2=0.9998。专属性好:在流动相A、流动相B、水、重组人纽兰格林缓冲液中无重组人纽兰格林及电荷变异体峰。回收率:重组人纽兰格林在低(0.5mg/mL)、中(1.0mg/mL)、高(1.25mg/mL)3个浓度的回收率分别为99.0%、99.9%、100.7%。重复性:以重组人纽兰格林峰面积计算RSD为0.57%。最低检测限:电荷变异体的最低检测限为:0.16μg。最低定量限:电荷变异体的最低定量限为0.2μg。结论:该方法用于测定重组人纽兰格林电荷变异体,无杂质干扰,方法准确、可靠。

枯草芽胞杆菌BSD-2中ybfB基因敲除及生物信息学分析

在前期突变体库研究中发现,ybf B缺失的枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis BSD-2丧失了其抑真菌活性。本研究通过敲除并恢复BSD-2中ybf B基因,进一步确认其缺失对菌株生物活性的影响,并利用生物信息学手段对其基因序列和编码蛋白质序列进行了预测分析。本研究成功敲除BSD-2菌株的ybf B基因,构建突变株B-Y-k,并成功构建其回复突变株B-Y,平板对峙实验结果显示突变其ybf B基因该菌株失去其抗真菌活性,回复突变株抗真菌活性恢复,表明该基因与其抗真菌相关。生物信息学分析显示该基因全长1 251 bp,编码416个氨基酸,具有12个跨膜螺旋区,为疏水性蛋白,推测该蛋白为疏水性跨膜转运蛋白,可能参与活性物质的转运。

基于Maize6H-60K芯片精准分型的玉米DH群体遗传规律研究

为解析玉米双单倍体(doubled haploid,DH)群体的遗传规律,使用自主研发的精准分型策略对‘先玉335’DH群体的Maize6H-60K芯片结果进行筛选校正和解析。结果表明:1)通过剔除单态、杂合、缺失标记,使用精准分型策略对标记准确聚类,获得的18947个SNPs标记覆盖玉米全基因组。2)该群体在10条染色体上平均交换次数为1.84~1.03次,在6号染色体随体区域的交换次数显著减少。3)该群体在1、2、3、8号染色体上存在明显的偏分离现象;通过高频次、高密度的交换,染色体两臂端粒区域理论分离系数表现出回归到50%的趋势。利用获得的重组交换及分离规律可提高从DH群体中筛选到预期育种材料的准确性。

优化噬热栖热菌的遗传转化体系

[目的]优化噬热栖热菌Thermus thermophilus的转化体系。[方法]将质粒DNA的形态、浓度及转化时间作为变量设计噬热栖热菌T.thermophilus的转化体系,以通过直接双交换同源重组法获取Δpyr E突变体的概率为依据判定转化效率。[结果]在转化时间为2 h,使用3.0μg/m L线性质粒DNA,获取表观Δpyr E的概率为3.44×10^(-5);而使用同样浓度的超螺旋质粒DNA,该概率可达1.03×10^(-3);说明超螺旋质粒的转化效率高于线状质粒。质粒DNA的使用浓度及转化反应时间对转化效率亦有影响,但并非完全成正相关。使用浓度为15μg/m L超螺旋质粒DNA,在转化时间为3 h时,获取表观Δpyr E的概率达到最大值(1.36×10^(-2));超过该阈值,转化效率降低。[结论]在T.thermophilus中,通过优化转化体系将基因无痕敲除突变体获取概率提高到10^(-2)。

铜绿假单胞菌中快速基因操作工具的开发和应用

针对基因的操作,包括缺失和插入基因、替换基因元件(如启动子)、融合荧光蛋白基因、构建原位的基因报告系统,是大多数生物技术实验室的必备技术。目前广泛使用的基于2次同源重组的基因操作方法,在构建质粒、转化和筛选方面较为繁琐。另外使用该方法进行长片段敲除的效率较低。为了简化基因操作的流程,本研究构建了一个最小化的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)整合型质粒pln2,只需将目标基因内部一段序列克隆到pln2质粒并导入细菌,由于质粒不能在细菌内自我复制而只能通过单次等位基因交换整合到基因组上,从而使目的基因断裂为两部分而失去活性。在pln2的基础上开发了一整套工具质粒适用于基因组的不同操作,包括融合荧光蛋白基因、替换基因元件(如启动子)、构建原位的转录型荧光报告系统。此外,本研究借助该系统成功实现超长片段基因簇的敲除,单次可以敲除长达270 kb的片段。