基于cytb和rag2基因探讨叶须鱼属分子系统进化关系

【目的】探究叶须鱼属的分子系统进化关系,筛选种间鉴定分子标记。【方法】构建叶须鱼属的cytb(5个种)和rag2(修长叶须鱼和裸腹叶须鱼)基因序列的NJ及贝叶斯系统进化树,并结合核苷酸多态位点、单倍型、核酸多态性、遗传距离、遗传分化系数和基因流等,分析种间进化关系和种内遗传多样性。【结果】叶须鱼属每个种的cytb序列单独聚为一支,表明cytb基因序列能将叶须鱼属5个种区分开;种间高度遗传分化(F_(st)>0.25),物种之间基因流较弱(Nm<1);修长叶须鱼遗传多样性水平最高,锥吻叶须鱼遗传多样性水平最低。基于rag2基因序列的分子系统发育进化树显示,修长叶须鱼和裸腹叶须鱼均单独聚为一支,为独立的种。【结论】cytb和rag2可作为叶须鱼属种间鉴定的分子标记基因,这为叶须鱼属物种的鉴定和系统分类奠定了基础,也为叶须鱼属鱼类保护措施的制定提供了遗传学依据。

利用花粉管通道法将耐草甘膦基因mG2-epsps导入玉米自交系的研究初报

构建了含有耐草甘膦基因mG2-epsps的植物表达载体pUmG2,采用花粉管通道法将其导入优良玉米自交系X90中,对T0代1 542株植株进行草甘膦喷洒实验,共得到32株能够耐受0.25%草甘膦药液的抗性植株;对这32株抗性植株的PCR检测结果表明,其中29株为PCR阳性植株,平均转化率为1.88%;Southern杂交和W estern杂交检测结果证明mG2-epsps基因已整合至玉米基因组并正确表达。

基因枪介导抗除草剂基因2mG2-epsps转化玉米的初步研究

本研究以优良玉米自交系X2211和78599的幼胚胚性愈伤组织为受体材料,采用基因枪介导法将抗除草剂基因2mG2-epsps导入玉米胚性愈伤组织,经草甘膦(glyphosate)筛选,产生抗性愈伤组织并获得320株再生植株,通过喷施除草剂筛选,有65株表现良好的耐除草剂特性。PCR分析表明,其中的7株表现PCR阳性,初步证明2mG2-epsps基因整合到玉米基因组中,平均转化率为2.2%。同时研究了金粉用量和轰击距离对玉米基因枪转化效率的影响。转化时以金粉用量100μg/枪,发射点与靶细胞距离60mm最佳。

以耐草甘膦2mG2-epsps基因为选择标记的玉米转化体系的建立

转化细胞的筛选和再生是植物遗传转化体系中重要的组成部分,筛选剂的选择和筛选压力的高低直接影响着外源基因的转化率。以草甘膦异丙胺盐为筛选剂,通过比较在不同的草甘膦浓度及筛选时间的条件下,玉米愈伤组织生长和分化情况,发现经1mM的草甘膦异丙胺盐筛选15d后玉米愈伤组织分化受到明显抑制,故以此作为玉米遗传转化实验中的筛选压力。通过基因枪轰击,将构建好的pMAGUHM载体(其上携带有抗草甘膦基因2mG2-epsps基因)转化到玉米愈伤组织,利用草甘膦筛选得到耐草甘膦植株80株,其中PCR检测阳性植株为36株,转化率为45%。

转2mG2-epsps基因烟草的草甘膦耐受性分析

利用农杆菌介导法将耐草甘膦基因2mG2-epsps转入烟草,获得87株PCR阳性植株,阳性率为43%。对PCR阳性植株进行Southern杂交、RT-PCR、Western杂交和ELISA分析,结果显示外源基因已经整合到烟草基因组中并高效表达,转基因植株的叶片中2mG2-EPSPS蛋白的最高表达量可达26.03μg/g鲜重。转基因烟草草甘膦耐受性分析显示,其中有15个转化事件表现出较好的草甘膦耐受性,对草甘膦的耐受性可达到1%。转基因植株的种子可以在10 mmol/L草甘膦异丙铵盐浓度下萌发,T1代转基因烟草幼苗可以耐受浓度为0.8%的草甘膦。研究结果表明转2mG2-epsps基因烟草具有较高的草甘膦耐受性,2mG2-epsps基因可以用于耐除草剂转基因作物的培育。

通过玉米茎尖转化耐草甘膦基因2mG2-epsps及抗性鉴定

以X2211、78599等10个优良玉米自交系的茎尖为受体材料,采用农杆菌介导和真空负压法将抗除草剂基因2mG2-epsps转入玉米茎尖生长点分生组织细胞,转化后的茎尖经共培养3 d,植入花盆,3叶1心经除草剂（glyphosate,草甘膦）筛选,产生耐草甘膦1‰~1.25‰植株,移栽大田。从种子萌发准备茎尖到转化苗喷施除草剂筛选、移栽大田,整个周期只需30 d左右。同时,经特异PCR检测表明：2mG2-epsps基因已整合进部分植株。

转2mG2-epsps基因耐草甘膦玉米T抗-4对非靶标除草剂的耐受性评价

【目的】以优异的耐草甘膦转基因玉米转化体T抗-4和未转化的受体自交系18599为材料,开展T抗-4综合农艺性状评价以及对非靶标除草剂的耐受性评价。【方法】对田间主要农艺性状表型及产量性状进行调查和分析。【结果】T抗-4主要农艺性状与18599相比,在植物形态学上基本无差异。本研究选取常规玉米田间普遍施用的除草剂烟嘧磺隆和硝磺草酮-莠去津,常规玉米敏感的除草剂精喹禾灵以及非选择性、灭生性除草剂草铵膦作为非靶标除草剂,通过人工喷施1和2倍的田间推荐剂量,在田间受控环境下评价T抗-4对非靶标除草剂的耐受性表明:上述非靶标除草剂对受体植株18599和玉米转化体T抗-4的影响表现一致。【结论】第一,转化体和非转基因对照除了在目标性状草甘膦抗性方面具有显著差异之外,非靶标除草剂的耐性表现具有等同性;第二,在农业生产中,耐草甘膦的转基因玉米T抗-4可以通过常规的玉米敏感除草剂精喹禾灵和非选择性除草剂草铵膦进行防治和杀灭,保障了转化体的环境安全。本试验为玉米转化体T抗-4的环境等安全评价提供了基础试验数据。

基于COI及RAG2基因序列15种金线鱼科鱼类分子系统进化关系

本研究基于线粒体DNACOI及核DNARAG2基因部分序列分析了印度-太平洋金线鱼科4属15种鱼类分子系统进化关系,综合2基因序列采用最大似然法构建了系统进化树。研究获得15种金线鱼科鱼类COI基因序列651bp及RAG2基因序列726bp,2基因片段均不存在插入与缺失。构建的进化树上,(1)15种金线鱼科鱼类种内不同个体间均聚为一支,形成物种内的单系,节点支持率为100%。(2)金线鱼科4个属主要分成2个分支,金线鱼属与锥齿鲷属聚为一支,眶棘鲈属与副眶棘鲈属聚为另一支,与形态分类一致。(3)对于金线鱼属物种间的聚类情况,六齿金线鱼与深水金线鱼,印度洋金线鱼与金线鱼,苏门答腊金线鱼与日本金线鱼均紧密聚成姐妹分支,红金线鱼与姬金线鱼分类地位较为原始,位于上述金线鱼大分支的基部。而该物种间聚类结果与Mohd在形态上根据尾鳍上下叶的长度性状把金线鱼分成2大组群的结果不同。对于该分歧是由于分子进化速率与表型进化速率不一致导致,还是体色斑纹、鳍条数等性状不能作为区分金线鱼属鱼类分类关系的有效指标,还需今后进一步的研究。

Rag1、Rag2基因缺陷小鼠的构建及在异种肿瘤移植中的应用

目的 建立重组激活基因,Rag1和Rag2基因缺陷小鼠模型,并对其表型和异种肿瘤移植的成瘤性进行分析.方法 通过传统的胚胎干细胞（ES）细胞打靶、囊胚注射方式,分别构建Rag1和Rag2基因缺陷小鼠模型;通过流式细胞术对缺陷小鼠外周血T/B淋巴细胞含量进行检测;通过外源异种肿瘤细胞移植实验,对移植肿瘤细胞的成瘤性进行评价.结果 建立了Rag1和Rag2基因缺陷小鼠模型,两种基因突变纯合子小鼠模型外周血中T、B淋巴细胞含量较野生型小鼠显著降低;人源肿瘤细胞A549在上述两种基因突变纯合子小鼠中较BALB/c-nu（裸小鼠）或（NOD-SCID）非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠表现出更强的成瘤性.结论 分别成功建立了Rag1和Rag2基因缺陷小鼠模型,两种小鼠模型均发生了T、B淋巴细胞生成障碍,导致免疫系统严重缺陷,可作为异种外源肿瘤移植的受体,用于小鼠荷瘤模型的建立.

基于核基因RAG2部分序列探索菊头蝠总科、蝙蝠科和鞘尾蝠科物种的系统发育关系

采用PCR技术获得了翼手目(菊头蝠总科、蝙蝠科以及鞘尾蝠科)16种19个个体的核基因重组激活基因2(Recombination activating gene,RAG2)部分序列,长度为730～760 bp.结合从Genbank中提取的翼手目3科14个体的RAG2序列,通过构建贝叶斯(Bayesian inference,BI)和最大似然树对翼手目种属间的系统进化关系进行研究.研究表明:在菊头蝠总科中,菊头蝠科和蹄蝠科是两个独立的科,且在蹄蝠科中,大蹄蝠、中蹄蝠、普氏蹄蝠3种之间的亲缘关系非常近;蝙蝠科中的南蝠属与棕蝠属是姊妹群;长翼蝠亚科应提升为长翼蝠科.此外,鞘尾蝠科与犬吻蝠科形成姊妹群关系.

基于COⅠ及RAG2基因序列的我国科鱼类分子系统研究

采集了我国近海分布的、细鳞、尖吻、叉牙、四线列牙等5种科鱼类共25尾样品,利用PCR扩增技术对其线粒体基因COⅠ及核基因RAG2序列片段进行扩增测序,得到5种科鱼类COⅠ基因序列651bp及RAG2基因序列729bp,两基因片段均不存在插入与缺失。利用Mega 5.0计算科鱼类两基因碱基组成情况,种内与种间的遗传距离,并基于最大似然法构建了系统进化树。结果显示,系统进化树上,三线最先分化出来,位于进化树的底部,其次是细鳞,也单独形成一支,独立于其他科鱼类聚类分支之外,同属于属的3个种类并没有形成单系,与格纹岛、尖吻聚为一支;叉牙与四线列牙聚成一支,形成姐妹种,显示两者之间有较近的亲缘关系。

2例Omenn综合症患儿临床、免疫学特征及基因突变分析

目的 Omenn综合征是由于RAG1或RAG2基因突变导致的,本研究是为了寻找RAG基因的新发突变,提高临床工作者对本病的了解,以减少漏诊与延迟诊断。方法对2012年在重庆医科大学附属儿童医院收治的2例疑似严重联合免疫缺陷(severe combined immunodeficiency,SCID)的患儿及患儿父母收集血标本进行RAG1/RAG2基因PCR扩增、PCR产物的双向序列测定、TCR Vβ亚家族克隆谱型分析、TREC含量检测。结果 2例患儿均有Omenn综合症典型临床表现和T+B-NK+免疫学表型,均为RAG1基因复合杂合性突变,其中例1的1个基因突变(3073insA,G1025L)被确认为新发突变,其余3个基因突变(1180 C>T,A394T;1806T>G;C602T;1949A>G,A650S)均被报道过。患儿的大多数TCR Vβ亚家族表现为单克隆或寡克隆峰,患儿TREC含量明显低于正常人TREC含量。结论例1患儿的1个RAG1基因突变(3073insA,G1025L)被确认为新发突变,从而扩展了RAG1基因突变谱。部分Omenn综合症患儿存在漏诊与延迟诊断,因此提高临床工作者对本病的认识对于早期诊断至关重要。Omenn综合症主要治疗方式为干细胞移植,早期诊断并且迅速干细胞移植可能可以降低死亡率。

转Bt cry1Ah/cry1Ie双价基因抗虫玉米的研究

构建了含有人工改造的抗虫基因Bt cry1Ah、cry1Ie和耐除草剂基因2mG2-epsps的植物表达载体pMUHUESGM,利用基因枪法将表达盒片段转化玉米愈伤组织,以2mG2-epsps基因为筛选标记基因,经草甘膦异丙胺盐筛选获得24株T0代再生植株,其中PCR检测阳性植株有20株。T0和T1代植株的分子检测结果证明了外源基因已经整合到玉米基因组中并能够稳定遗传和表达,转基因株系在田间生物活性检测中表现出较好的抗虫性,这为培育抗虫玉米新品种提供了参考,同时本研究中采用了基因枪片段转化法,提高了转基因的生物安全性。

基于两个核基因序列研究龟鳖类的系统进化特征

为从核基因的角度探讨龟鳖类的系统发育特征,采用PCR扩增和测序的方法,获得两种龟的R35内含子部分序列以及6种龟的RAG2基因部分序列,结合NCBI其它龟鳖的同源序列一并进行分析。结果表明:将R35序列比对后得到941 bp的一致序列,将RAG2比对后得到620 bp的一致序列,二者合并后,比对排序后得到1561 bp的一致序列,其中共有505个可变核苷酸位点,总变异率为32.35%;简约信息位点为239个,插入/缺失为139个,转换/颠换比率为1.64。碱基A、T、G、C的平均含量分别为29.5%、28.5%、22.8%、19.2%。海龟科和鳄龟科之间Kimura双参数(K-2-P)遗传距离最小(0.025),鳖科和南美侧颈龟科之间的遗传距离最大(0.182)。分子系统树结果显示:1)陆龟科与潮龟科先聚在一起,再与龟科聚在一起,陆龟科与潮龟科构成一个单系类群;2)支持陆龟总科与鳄龟科+海龟总科构成姐妹群;3)鳄龟科和海龟总科是姐妹群的关系。

抗虫/耐草甘膦双价融合基因表达载体的构建及烟草转化

随着植物基因工程的发展,将多个基因转化植株已成为研究的热点之一,利用连接肽进行多个基因融合的策略已引起广泛关注。利用连接多肽2A和LP4/2A分别将抗虫基因Bt(Bacillus thuringiensis,Bt)cry1Ah和耐草甘膦基因mG2-epsps连接起来,构建了4个融合基因表达载体pHAG、pHLAG、pGAH、pGLAH和两个单基因载体pSAh、pSmG2,其中pHAG、pHLAG是Bt cry1Ah基因在前,mG2-epsps基因在后,pGAH、pGLAH是mG2-epsps基因在前,Bt cry1Ah基因在后,分别用2A和LP4/2A作为连接肽,由CaMV35S启动子驱动。利用农杆菌介导法将6个植物表达载体转入烟草,得到再生植株529株。经PCR检测,有261株再生苗为阳性植株,转化率达到49.3%。获得的转基因烟草可用于分析连接肽2A和LP4/2A的剪切效率以及不同基因与连接肽连接位置差异对基因表达的影响。

农杆菌介导的转双价基因耐草甘膦玉米研究

本研究构建了含有耐草甘膦基因G2-epsps和R79-epsps的双价植物表达载体pCMG2R79-EPSPS,以优良玉米自交系78599和综31的幼胚为受体材料,采用农杆菌介导法将耐草甘膦双价基因G2R79-epsps转入玉米幼胚细胞,以期获得耐草甘膦性更高的转基因玉米植株。目前已获得转基因再生玉米植株32株,经特异PCR检测表明其中7株植株转入了目标基因,阳性率达到21.9%。对得到的阳性植株的T1、T2代进行了跟踪检测,经田间喷施除草剂试验结果表明,获得了可耐草甘膦6‰的玉米材料,即生产上草甘膦田间使用浓度3倍水平的材料,为抗除草剂玉米新品种选育提供了较好的基础材料。

转G2-EPSPS基因玉米D-3侧翼序列分析与转化体特异性检测方法

通过一次3'端高效热不对称交互PCR(hiTAIL-PCR)和一次长链PCR扩增方法获得了转抗草甘膦基因(G2-EPSPS)玉米品系D-3的外源DNA插入片段的全DNA序列(T-DNA)及两端侧翼序列,并建立了转化体特异性PCR检测方法。结果显示:T-DNA插入片段全长4 318bp,由一个G2-EPSPS基因的表达盒构成。根据T-DNA 5'、3'端侧翼序列设计引物,建立了转化体特异性检测方法,并分析了该方法的灵敏度以及检出限,研究结果表明,3'端定性PCR检测方法特异性强,灵敏度高,检出极限为每100ng模板量的0.05%。本研究结果对转抗草甘膦外源基因检测和生物安全评价及监管具有重要意义。

靶向基因修饰技术在免疫缺陷动物模型研究中的应用进展

免疫缺陷动物模型在人类相关疾病机理研究、药物研发、器官移植研究和干细胞研究中有重要的应用。但由于传统基因修饰动物构建技术难度大、效率低等限制,在中型、大型动物中获得的免疫缺陷动物模型还很少。近年来新兴的靶向基因修饰技术,包括ZFNs、TALENs、CRISPR/Cas9等,为高效率免疫缺陷动物模型构建提供了技术基础。本文就ZFNs、TALENs、CRISPR/Cas9的技术原理及研究进展进行概况介绍,并详细地阐述这些技术在中型和大型动物中免疫缺陷动物模型构建方面取得的进展,包括KO Rag1/Rag2兔、KO Rag1/Rag2猪、KO IL2rg猪、KO Ppar-!/Rag1猴等。这些免疫缺陷动物模型不仅能用于人类SCID相关疾病研究,评价干细胞移植的效率和安全性,且可进行临床前手术治疗研究,生产人源化动物模型等,进而架起实验动物与医学应用的桥梁,促进临床前细胞再生策略的综合评价体系的发展。

转G2-EPSPS和GAT基因大豆外源基因重组蛋白在模拟胃肠液中的消化稳定性

目的评价转G2-EPSPS和GAT基因耐草甘膦大豆中的外源基因重组蛋白G2-EPSPS和GAT在模拟胃肠液中的消化稳定性。方法建立体外模拟胃肠环境的消化体系,样品或对照蛋白以5 g/L的浓度进行模拟胃液消化,以2 g/L的浓度进行模拟肠液消化。分别于反应0 s、15 s、2 min、30 min和60 min时取200μl模拟消化液,加入上样缓冲液并沸水浴5 min终止反应,然后取样进行十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)电泳,并进行蛋白印迹(Western blot)分析。结果G2-EPSPS和GAT重组蛋白在模拟胃、肠液中均在0~15 s内完全消化,SDS-PAGE电泳与Western blot未检测到蛋白残留。结论耐草甘膦转基因大豆的外源基因重组蛋白G2-EPSPS和GAT在模拟胃肠液体系中极易被消化。

玉米胚性愈伤组织的遗传转化及耐草甘膦植株再生

以优良玉米自交系X2211的幼胚胚性愈伤组织为受体材料,采用农杆菌介导法将来自微生物荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)G2菌株的抗除草剂基因2mG2-epsps转入玉米愈伤组织细胞,转化后的细胞经草甘膦筛选,获得抗性愈伤组织并再生植株282株,成活86株,经特异PCR检测表明其中26株植株转入了2mG2-epsps基因,喷施0.125%除草剂试验检测表明,转基因植株具有良好的耐除草剂特性,为抗除草剂玉米新品种选育提供了较好的亲本材料。