基于多重长PCR靶向捕获测序技术的高同源SNP鉴定

为建立一种高同源区段的单核苷酸多态性(SNP)基因分型技术,通过构建本地Blast对SNP所在的200和400 bp区段进行同源性评估,并筛选出高同源区段的SNP。利用第一轮多重长PCR(polymerase chain reaction)捕获329个样本的9个高同源区段SNP所在的长片段,使用纯化后的第一轮PCR产物作为模板进行扩增子建库测序,检测样本共得2 928个SNP位点信息,测序成功率高达98.885 6%。利用Hardy-Weinberg(HWE)法则计算试验研究的9个高同源区段SNP位点的基因频率(p值均大于0.05,符合HWE法则),并与NCBI(national center for biotechnology information)中千人基因组数据库中获取的基因频率相比对,发现二者单碱基基因频率一致(误差限<0.15)。研究表明,利用多重长PCR靶向捕获技术结合二代测序技术为高同源区段的SNP分型提供一个准确、快速、大样本检测方案。

持续淹水对北苍术幼苗生理生化及抗氧化酶和活性成分生物合成相关基因表达的影响

为探究北苍术幼苗对持续淹水胁迫的生理生化和分子响应特征,以正常水分管理为对照,采用单因素完全随机试验设计,模拟持续淹水18 d和恢复正常水分管理后10 d处理条件下,北苍术幼苗在生理生化特性、根系活力及解剖结构、抗氧化酶活性及其相对表达和活性成分生物合成关键酶ACC基因的响应情况。结果表明:持续淹水2~18 d,北苍术幼苗水的相对质量分数在淹水第2,4,10,16,18天显著(P<0.05)高于对照。可溶性蛋白质量浓度、脯氨酸质量分数、丙二醛质量摩尔浓度随着淹水时间的增加呈现先升高后下降趋势,与对照呈显著差异;通气组织随着淹水时间的延长而增大;SOD,POD和CAT活性呈现先升高后下降趋势,其基因的相对表达量与对照差异显著,SOD和CAT相对表达量在淹水处理第4天达到最大值,POD相对表达量在淹水第10天达到最大值;活性成分生物合成关键酶基因ACC的相对表达水平与对照差异显著,在淹水第14天时达到最大值。恢复正常水分管理第10天时,生理生化指标、抗氧化酶活性和相关基因相对表达量均有所恢复,可溶性蛋白质量浓度、脯氨酸质量分数、丙二醛质量摩尔浓度仍与对照呈显著差异;通气组织明显缩小。北苍术幼苗通过调节渗透物质、抗氧化酶活性及相关基因表达和根系组织机构改变来适应淹水胁迫。

一种新型线粒体DNA深度测序方法的准确性评估

目的 与基于长片段PCR(lrPCR)的传统mtDNA测序方法比较,评估本课题组前期研究开发的一种新型非PCR依赖的mtDNA深度测序方法的可靠性。方法 同时采用新方法和传统方法对10例产前筛查孕妇外周血样本进行平行试验,对比两种方法所得结果,结合人群数据库(MitoMAP和mtDB)信息,评估新方法的准确性。结果 10例样本中共检出380个变异,其中351个变异同时被两种方法检出,29个变异仅被单一方法检出。对29个不一致变异中出现于2个或2个以上样本的8个变异进一步分析发现,2个仅被新方法重复检出的变异在人群数据库中存在记录;而6个仅传统方法重复检出的变异在人群数据库中未见记录。结论 与传统基于lrPCR的mtDNA测序方法相比,新方法针对同质性变异及高异质度变异的检测能力相当,而针对低异质度变异检测时具有更高的准确性。

宫颈癌患者血清lncRNA XIST的表达及其意义

目的探讨血清长链非编码RNA(lncRNA)XIST在宫颈癌辅助诊断中应用的可能性。方法选取2018年12月至2019年12月南通大学附属肿瘤医院的92例初诊宫颈癌患者,60例宫颈上皮内瘤变(CIN)患者,38例子宫良性病变(子宫肌瘤、宫颈炎症)患者及54例体检健康者作为研究对象。分别用化学发光法和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测各组标本血清糖类抗原125(CA125)、人鳞状细胞癌相关抗原(SCCAg)水平和血清lncRNA XIST相对表达水平并进行方法学评价。分析血清lncRNA XIST相对表达水平与临床病理参数间的关系,并用受试者工作特征曲线评价血清lncRNA XIST、CA125、SCCAg单独与联合检测的诊断效能。结果宫颈癌组、CIN组、良性病变组血清lncRNA XIST相对表达水平高于对照组(P<0.01);宫颈癌组血清lncRNA XIST相对表达水平高于CIN组及良性病变组(P<0.01);CIN组与良性病变组血清lncRNA XIST相对表达水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。不同年龄、绝经状态、肿瘤FIGO分期、淋巴结转移宫颈癌患者血清lncRNA XIST相对表达水平比较差异有统计学意义(P<0.05),不同肿瘤最大径宫颈癌患者血清lncRNA XIST相对表达水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。lncRNA XIST鉴别宫颈癌患者与健康者的曲线下面积大于CA125、SCCAg单项检测,且其灵敏度达90.21%,优于SCCAg、CA125单项检测,两两联合和三者联合时灵敏度均得到提高,三者联合时最高达98.91%。宫颈癌患者血清lncRNA XIST相对表达水平与CA125、SCCAg水平均无相关性(P>0.05)。结论血清lncRNA XIST可以作为一种新的生物学标志物,用于宫颈癌的早期筛查;其相对表达水平可作为宫颈癌与CIN及子宫良性病变的辅助鉴别指标。

牛催乳素基因组及其cDNA全长序列的分子克隆和分析

通过LongPCR等技术首次克隆得到全长 9388bp的牛催乳素 (bPRL)基因组序列 (GenBank登录号AF4 2 6 315 ) ,其中包括bPRL基因全部 5个外显子和 4个内含子 ,5′端 85 4bp的上游调控区以及 3′端 6 9bp的UTR。AF4 2 6 315基因编码的蛋白质在GenBank中的序号为AAL2 80 75 ,由 2 2 9个氨基酸残基组成 ,1～ 30位氨基酸残基为信号肽序列 ,成熟的多肽含有 199个氨基酸残基。将bPRL基因组DNA真核表达载体转染COS 7细胞后通过RT PCR得到长度为80 4bp的bPRLcDNA序列 ,该序列涵盖了bPRL基因的全部ORF区 ,证明本研究所获得的bPRL基因组DNA具有转录的生物学功能。Blast搜索结果显示 ,GenBank数据库中收集有多条bPRL基因的mRNA和EST序列 ,各序列间存在多个SNP位点 ,主要分布于下游编码区和 3′端的UTR ,这些位点均未改变相应的氨基酸残基的性质 ,此外 。

应用长PCR扩增蝗虫线粒体全基因组

介绍了用两对长PCR引物扩增蝗虫(Acridoidea)线粒体全基因组的方法。从NCBI的核酸数据库下载得到36种已测昆虫线粒体全基因组,选取cytochromeb(Cytb)c、ytochrome oxidase subunitⅡ(COⅡ)、cytochrome oxidase subunitⅠ(COⅠ)基因的保守区域设计两对引物。其中引物LP03和LP04从COⅠ向Cytb扩增;引物LPCytb和LPCOⅡ从Cytb向COⅡ扩增,两对引物扩增的片段之间有大约1 kb的重叠。应用这两对引物成功扩增出10种蝗虫的线粒体基因组。考虑到在设计引物过程中所选序列在其他昆虫中的保守性,它们应能在大部分昆虫线粒体基因组扩增中发挥作用。

动物线粒体基因组测序方法的研究进展

线粒体是具有独特DNA分子和完整遗传信息传递与表达系统的一类细胞器,参与能量代谢、信号转导、细胞凋亡等许多生命活动。线粒体DNA突变与线粒体疾病的发生密切相关,广泛应用于分子生物学、遗传学、法医学鉴定等各个方面。因此,线粒体基因组测序对于其结构功能的研究有重要价值。本文综述了线粒体基因组测序方法的研究进展,重点是第一代基因测序技术、聚合酶链反应(PCR)技术、第二代基因测序技术,以及滚环扩增技术和线粒体间接测序,并对每种方法的优缺点进行了总结,归纳了线粒体假基因对线粒体基因组分析过程中的干扰和处理策略。

LA-PCR快速克隆传染性法氏囊病病毒基因组A节段全长cDNA方法的建立

从浙江省某鸡场暴发疑似传染性法氏囊病 (IBD)的法氏囊病料中分离到 1株致死率高达 70 %的强毒株 (IBDV-ZJ2 0 0 0 )。通过筛选 ,采用效果最理想的蛋白酶 K法从法氏囊中提取病毒基因组 RNA,经 L i Cl纯化后 ,优化各种反应参数和条件 ,建立了 L ong- accurate PCR(L A- PCR)一步直接扩增 IBDV A节段全长 c DNA的方法 ,得到一约 3.2 6 kb的片段。L A- PCR法能快速从病鸡法氏囊和细胞适应毒中扩增 A节段全长 c DNA,为研究各 IBDV毒株 A节段的结构和功能打下了基础。

Trametessp.AH28-2漆酶A的诱导合成及其基因5′-端调控区的克隆与分析

Trametessp.AH28_2漆酶同工酶的合成需要铜离子的存在,较高浓度的Cu2+有利于漆酶合成。在以葡萄糖为碳源补加0·5mmol/LCu2+的培养基中生长时,发酵液漆酶活性为44·3u/L,同时补加4·0mmol/L邻甲苯胺时,漆酶酶活提高到71·0u/L;而在补加Cu2+和邻甲苯胺的纤维二糖培养基中,酶活上升至2584u/L,为葡萄糖培养基的36·4倍。邻甲苯胺和铜离子诱导产生的漆酶同工酶组分,均为漆酶A(LacA)。竞争性RT_PCR分析表明,漆酶A基因(lacA)转录本的累积伴随有发酵液漆酶活性的增加,邻甲苯胺对lacA的调控发生在转录水平。lacA结构基因长2110bp,含有10个内含子;lacA的cDNA序列为1560bp,编码520aa的漆酶蛋白,其氨基酸序列与其它真菌漆酶具有较高的相似性。采用改进的反向PCR技术,扩增得到的lacA5′_端调控区长1881bp,分析表明,该区域上分布有1个TATA框、7个CAAT框和多个潜在的顺式作用元件序列位点,包括5个MRE元件、9个CreA结合位点、4个XRE元件、2个STRE元件和7个氮因子调控位点等。这些序列位点的存在部分地对应了菌株摇瓶发酵条件下lacA的表达规律。

用长距PCR法构建恶性疟原虫cDNA表达文库

目的 构建恶性疟原虫cDNA表达文库。方法 用Trizol试剂盒提取总RNA ,以经修饰的SMART寡聚核苷酸引物 CDSⅢ引物直接用总RNA选择性地反转录成单链cDNA ,再用长距PCR(LD)方法选择性地扩增出双链cDNA ,经蛋白酶K消化和酶切后 ,用玻璃奶试剂盒回收 2 0 0bp以上DNA片断 ,经与载体λTriplEX2连接和蛋白抽提物体外包装后 ,构建成cDNA文库并对文库进行了初步的鉴定。结果 构建了高滴度 ,高重组率的恶性疟原虫cDNA表达文库。结论 所构建的疟原虫cDNA文库适合进一步筛选抗疟原虫药物结合蛋白基因。

长链PCR技术评价^(60)Co-γ射线灭活病毒的研究

目的探讨用长链PCR技术评价60Co-γ射线辐照灭活伪狂犬病毒(pseudorabies virusPRV),后残余病毒感染性的可行性。方法针对PRV糖蛋白gD基因前后的保守区设计预计产物长短不一的5对引物,用PCR扩增经不同剂量60Co-γ射线照射后的PRV核酸,并同时以细胞感染法做平行对照。结果60Co-γ射线辐射对PRV核酸的破坏有剂量依赖性,随着60Co-γ射线剂量的增加,PRV核酸被破坏程度增加,剂量≥20kGy时完全被灭活。5条不同长度PCR扩增产物中,只有长片段3.9kb的检出与细胞培养结果一致。结论γ射线对PRV核酸的损伤程度随γ射线剂量增加而增大;用长链PCR(3.9kb)来评价经60Co-γ射线辐照灭活病毒后残余病毒的感染性是可行的。

鲢中华鳋线粒体基因组的基因组成及特征分析

研究旨在测定隶属桡足亚纲(Copepoda)杯口水蚤目(Poicilostom atoida)的寄生甲壳动物鲢中华鳋(Sinergasilus polycolpus)线粒体DNA(mtDNA)序列,分析其结构特征,为节肢动物系统进化研究积累资料。利用简并引物扩增鲢中华鳋Cytb和COI基因片断,据此设计特异性引物Long-PCR扩增鲢中华鳋mtDNA序列,拼接后得到12917bp的序列(GenBank登录号为EU621723)。这段序列A、T、C、G碱基含量分别为35.0%、35.8%、14.0%和15.2%,GC-Skew和AT-Skew值分别为0.041和-0.011。通过序列同源性和结构分析,鉴定了35个基因,包括13个蛋白编码基因、21个tRNA基因和1个12SrRNA基因,推测未能扩增到的片段包含16S rRNA、tRNAArg和tRNAThr基因以及控制区序列。tRNA基因长度在54—63bp之间,均可折叠成典型的三叶草结构,但TψC臂长度变化较大,其中有三个缺少TψC臂。35个基因中,4个蛋白质编码基因和7个tRNA基因位于N链,其余的位于J链。基因间重叠有12处,重叠碱基量达159bp。进一步研究桡足类及相关类群线粒体基因组的遗传特征将有助于揭示和阐明桡足类系统发育关系。

长PCR技术及其在动物学研究中的应用

长PCR(longPCR)技术自 1 994年发明以来 ,在生命科学发展中发挥了巨大的作用。长PCR技术与常规PCR有较大的区别。本文从长PCR技术的由来、长PCR技术对模板、引物和聚合酶的特殊要求及长PCR技术反应条件等方面进行了较全面的介绍。最后介绍了近期发展的LR IPCR(longrange inversePCR ,长反向PCR)、内切酶介导性长PCR (endonuclease mediatedlongPCR)、longRT PCR以及LDD PCR。目前此技术在动物学研究中的应用主要在基因组测序和线粒体基因组研究、病理诊断、基因差异表达、病原微生物的研究、遗传多态性分析等领域。

氯灭活水中脊髓灰质炎病毒机制的研究

目的探讨氯对脊髓灰质炎病毒核酸和衣壳蛋白的破坏在灭活病毒中的作用,并对病毒基因组受损区域进行定位,阐明氯灭活脊髓灰质炎病毒的机制。方法以不同剂量(0.1、0.5、1.0、1.5和2.0mg/L)的有效氯对脊髓灰质炎病毒作用不同时间(0、15、30、45和60min),采用大片断逐步步移PCR(long-overlapping PCR)分析氯对病毒全基因组的损伤,以ELISA技术分析氯对病毒衣壳蛋白的破坏,以细胞培养检测病毒感染性。结果脊髓灰质炎病毒各部分对氯的抵抗力强弱存在如下关系:病毒衣壳>基因组蛋白编码区>基因组5′端非编码区(noncoding region,NCR)>基因组3′端NCR>poly A尾;脊髓灰质炎病毒的polyA尾和3'端NCR破坏可造成病毒的感染性下降,但不能完全灭活病毒;5′端NCR的破坏与病毒感染性的消失一致,损伤区域主要位于富含二级结构的区域。结论氯主要通过破坏脊髓灰质炎病毒核酸而非衣壳蛋白灭活病毒;病毒基因组5′NCR内二级结构区域的破坏对脊髓灰质炎病毒具有致死效应。

以长链PCR为基础利用融合PCR扩增乙型脑炎病毒全长cDNA

目的以长链PCR(Long-PCR)技术为基础,应用融合PCR方法扩增乙型脑炎病毒(JEV)全长基因组。方法根据GenBank中收录的JEV全长基因组序列设计引物,分别扩增JEVSA14-14-2株的5′和3′半长分子,在5′端上游引物中引入T7启动子核心序列。利用细胞培养增殖病毒,提取病毒RNA,逆转录后采用Long PCR方法得到JEV的5′和3′两个半长分子,在此基础上进行融合PCR,得到JEV全长cDNA分子,克隆入pGEMT-easy载体,酶切鉴定并测序。结果扩增出均6000bp的JEV的5′和3′两个半长分子及约11000bp的全长cDNA片段,其二级结构丰富的非编码区未发生缺失。JEV全长cDNA分子与GenBank中收录的相关毒株的的核苷酸序列同源性最高达99%,其氨基酸序列同源性最高达96.3%。其E蛋白基因与野毒株和减毒株进行比较,核苷酸序列同源性高达98%～99%,氨基酸序列也未出现较大差异。结论已获得了乙型脑炎病毒SA14-14-2株全长基因组,为进一步构建感染性克隆奠定了基础。

磷虾类线粒体基因组的特征和基因排列比较

利用长PCR扩增获得太平洋磷虾的线粒体DNA,结合鸟枪法和引物步移法测定太平洋磷虾的线粒体基因组。结果表明,太平洋磷虾线粒体基因组全长为16898bp,在最大非编码区中存在一个串联重复区域(4.7×154bp)。在15个主编码基因中,变异位点数最多的是nad5基因(319～321个),其次为nad4基因(284～285个)和cox1基因(232～233个)。因此,nad5基因和nad4基因可以作为候选的分子标记,用于分析磷虾类不同的物种和群体之间的生物多样性。对比泛甲壳动物的原始排列,太平洋磷虾和南极磷虾线粒体基因组共享3个转运RNA基因(tRNALeu(CUN)、tRNALeu(UUR)和tRNATrp)的易位。与太平洋磷虾线粒体基因组相比,南极磷虾线粒体基因组存在1个转运RNA基因(tRNAAsn)的重复和1个转运RNA基因(tRNAIle)的易位。太平洋磷虾和南极磷虾之间的基因排列并不完全一致,说明在磷虾类内部线粒体基因组的基因排列顺序并不保守。

登革2型病毒全长基因组的长链RT-PCR法扩增

目的采用长链RT-PCR技术扩增登革2型病毒新几内亚株(NGC)全长基因组。方法根据登革2型病毒NGC株基因组全序列设计引物,在上游引物中加入Sp6 RNA聚合酶启动子核心序列,下游引物中加入ClaⅠ内切酶位点。从病毒感染的乳鼠脑中提取RNA,采用长链RT-PCR技术进行扩增。以获得的PCR产物为模板分别扩增3个NGC株特异的基因片段。结果长链RT-PCR法扩增出约11 kb基因片段,经PCR法证实为登革2型病毒NGC株特异序列。结论通过长链RT-PCR技术,获得了登革2型病毒NGC株全长基因组,为进一步构建感染性克隆打下基础。

牛催乳素基因组全序列的克隆及在真核细胞中的表达

目的:构建牛催乳素(bPRL)为目的基因转基因动物-乳腺生物反应器。方法:采用长距离PCR技术,首次从正常牛外周血细胞中克隆到全长9 388 bp的bPRL基因组序列,利用亚克隆的方法将bPRL基因组DNA克隆到真核表达载体pcD-NA3.1(+)上,构建出pcDNA3.1(+)/bPRL的重组表达载体,通过脂质体转染至非洲绿毛猴肾细胞株(COS-7),逆转录-PCR得到长度为804 bp扩增片段。结果:序列测定bPRL基因包括全部5个外显子和4个内含子,5’端854 bp的上游调控区以及3’端69 bp的非翻译区(UTR)。bPRL cDNA包含信号肽在内的全长序列。结论:克隆的bPRL基因组DNA序列在转录水平上具有生物学功能,在体外培养的真核细胞中能够进行正常表达,为进一步建立转基因动物-乳腺生物反应器奠定了坚实的基础。

萧氏松茎象线粒体基因组全序列测定与分析

象甲是鞘翅目中物种最丰富的类群,目前关于其线粒体基因组全序列的研究还未见报道。本研究利用长距PCR和引物步移法对萧氏松茎象Hylobitelus xiaoi Zhang线粒体基因组全序列进行了测定。结果显示:萧氏松茎象线粒体基因组序列全长16123bp(GenBank登录号为JX847496),共编码37个基因和1个非编码的控制区,基因次序与典型的六足动物线粒体基因排列一致,未发现基因重排现象。在基因组中两个值得注意的发现分别是:1)N链上存在1个额外的trnV-like序列,反密码子为GAC,长度为69bp,其中65bp与J链上的trnD重叠;2)trnSUCN和nad1之间存在1个长度为232bp的基因间隔区。全部13个蛋白质编码基因的起始密码子均为ATN,9个蛋白质编码基因的终止密码子为TAA,其余4个蛋白质编码基因中,nad1和cox2的终止密码子为TAG,nad4和nad5则以不完整的终止密码子T作为终止信号。除trnSAGN外,其余的tRNAs均可形成典型的三叶草结构。而trnSAGN的反密码子由TCT替代GCT,反密码子臂延长形成9bp(中间含1个碱基突起),TΨC臂由正常的5bp变为6bp,DHU臂缩短仅1bp,各个臂之间没有连接碱基。线粒体控制区中包括10处长度不少于5bp的poly-T(最长poly-T长度为14bp)和2处微卫星样重复序列(TA)6和(TA)9。本研究结果为探讨象甲总科在鞘翅目中的系统学地位及其与其他总科间的系统发生关系等问题提供了重要的分子生物学数据。

单环刺螠线粒体基因组全序列的获得——长PCR结合鸟枪法测序

由于具有单基因所不可比拟的优势,线粒体基因组现已成为后生动物种群遗传和分子系统发育研究中一个重要的信息来源。本研究选取螠虫动物的代表物种——单环刺螠(Urechis unicinctus),详细阐述了利用长PCR方法扩增其线粒体DNA,获得约15 kb的扩增产物,进而构建shotgun文库,最终成功获得单环刺螠线粒体基因组全序列的流程。本实验流程样品需求量少、设备要求低、简便快捷。