我国生物技术产业发展的前景分析

介绍了目前发达国家生物技术产业的状况和发展趋势 ,分析了我国生物技术产业的现状和存在的问题 ,讨论了我国生物技术发展面临的机遇和即将迎接的挑战 ,提出了一些有益于我国生物技术产业崛起的建议。生物技术产业近年来在发达国家取得了迅猛的发展 ,仅以美国为例 ,生物技术公司总市值在 1998年还只有 970亿美元 ,而在 2 0 0 0年 2月就已经增长到了 350 0亿美元 ,上市的人用药品和生物制品达到了 112种 ,农业领域生物技术产品的增长势头更快 ,并且技术和产品在全球化市场流通销售的趋势愈来愈明显。截止到 1999年底 ,世界上最大的 8家生物技术公司均抢滩我国。因此 ,如何进一步加快我国生物技术产业的发展 ,努力提高国际竞争能力已是成为我国经济建设和社会发展中最为紧迫而又艰巨的任务之一。

我国动物生物技术产业发展战略研究

本文重点介绍了中国和发达国家动物生物技术的研究、开发及产业化现状,分析了这个新兴产业对国家经济增长的作用,讨论了该领域研究与开发的发展动向,同时还提出了促进我国动物生物技术发展的一些建议和措施.

遗传修饰猪模型在生物医学及农业领域研究进展及应用

猪在解剖结构、代谢、生理生化等特征方面比啮齿类动物更接近人类,因此在模拟某些人类疾病以及提供异种移植器官等方面具有其他动物不可替代的优势,是理想的人类疾病动物模型和异种器官的供体。另外,猪作为我国畜牧业最重要的物种之一,猪的品种改良、疫病防控以及动物福利等问题都与人民生活息息相关。本文主要介绍了遗传修饰猪模型在分子育种、人类疾病模型以及异种器官移植领域的研究进展及未来应用前景,希望增进相关领域研究人员对基因编辑等前沿技术的了解,理解遗传修饰猪模型在生命科学研究中的重要意义。

分选酶的研究进展及其在生物技术中的应用

分选酶(sortase)普遍存在于革兰氏阳性细菌中,是一类膜结合的转肽酶,负责将表面蛋白共价结合到细胞壁的肽聚糖上。由于其独特的作用机制,分选酶在生物技术领域具有广阔的应用前景,可应用于革兰氏阳性菌的表面展示、蛋白质工程等。

分子生物学技术在遗传病诊断中的应用

论述了遗传性疾病的发病机理和遗传病诊断的途径和策略,着重介绍了人类遗传疾病基因诊断技术的原理和发展状况,对该领域的新成果作了介绍和总结,对发展动向和存在的问题作了简要论述。

基因组选择技术在农业动物育种中的应用

基因组选择(genomic selection,GS)是畜禽经济性状遗传改良的重要方法。随着高密度SNP芯片和二代测序价格的下降,GS技术越来越多被应用于奶牛、猪、鸡等农业动物育种中。然而,降低全基因组SNP分型成本、提高基因组育种值(genomic estimated breeding value,GEBV)估计准确性仍然是GS研究的主要难题。本文从全基因组SNP分型策略和GEBV估计模型两个方面进行了综述,并对目前GS技术在主要畜禽品种中的应用现状进行了介绍,以期为GS在农业动物育种中的深入开展提供借鉴和参考。

代谢组学技术发展及其在农业动植物研究中的应用

代谢组学是依赖灵敏、稳定的分析流程和数据库,利用色谱–质谱联用、核磁共振技术对生物体内以及生物样品所有的小分子代谢物进行鉴定和定量分析的学科,在医学、食品科学、畜牧学、植物学等领域得到广泛应用。代谢组学方法可将代谢物种类和含量的变化与生物表型变化建立更直接的联系,因此代谢组学逐渐成为继基因组学、转录组学、蛋白组学后对复杂性状系统解析的新的研究手段。本文介绍了代谢组学常用分析策略、检测平台和常用数据库。在此基础上,综述了代谢组学在农业动物重要经济性状代谢分子鉴定、疾病诊断、肉品质及动物制品安全检测等领域取得的进展,并总结了利用代谢组学、转录组学和基因组学等多组学研究在动植物重要性状的发育、形成和解析等领域取得的最新成果。代谢组学与其他多组学方法整合分析,可以更全面地阐述各类复杂性状的遗传机制,有助于完善“突变–基因–表达–代谢–表型”的完整生物学过程,为复杂性状的机理解析提供新方法,为新型农业育种提供新思路。

实验动物在生物医学研究中的应用

实验动物是现代生物医学研究的重要支撑条件 ,在诸多领域有着不可替代的作用。本文仅对实验动物在人类疾病动物模型。

固氮微生物修复石油污染土壤研究进展

微生物修复技术因低成本和环境友好的优势已成为当前石油污染土壤修复技术领域的研究热点.然而,石油污染土壤中氮元素限制将会直接影响微生物的修复效果.固氮微生物可以将大气中的氮气(N2)转化成生物可利用性氮素,有利于提升环境氮素水平,对生物修复石油污染场地具有重要作用.本文汇总了石油污染土壤固氮微生物主要类群、固氮微生物修复石油污染土壤的现状以及影响固氮微生物活性的主要因素,以期为石油污染土壤的高效生物修复提供参考.文献资料表明,不同地理区域的固氮微生物种类存在差异,而同一地理区域固氮微生物的群落组成上也存在差异;通过改变碳源可以从混合菌群中分离出兼具固氮作用和石油污染物降解功能的固氮菌株,利用这些土著固氮菌提高了石油污染物的降解率,且复配的菌群在提升石油烃降解效率的同时也往往具有协同作用;温度、氧气和酸碱度是影响固氮微生物功能活性的关键因素.在未来,需要利用先进的技术手段加强固氮微生物资源深度挖掘,为石油污染场地的生态修复提供更多的菌株资源;深入开展固氮微生物及固氮微生物与植物之间的互作机制研究,系统性分析多因素交互作用对固氮微生物的影响,是实现石油污染土壤微生物高效修复的重要基础.

动物乳腺生物反应器的现状和趋势

利用转基因家畜的乳腺生产人类重组蛋白 ,可以高效获得安全、足量的药用蛋白。本文针对乳腺生物反应器的成功研制 ,从目的基因的选择、载体构建、转基因技术等方面探讨了动物乳腺生物反应器的研究现状。分析了提高转基因效率和外源蛋白表达水平的技术途径 ,提出了降低总体成本的战略措施。特别探讨了利用Cre loxP系统发展“体细胞打靶 体细胞核移植技术体系” 。

生物医药中的转基因动物研究与开发

回顾了动物转基因技术的发展 ,总结了转基因动物在生物医药领域中的研究与开发现状 ,特别是利用动物乳腺生物反应器生产人药用蛋白和营养保健蛋白、异种动物器官移植以及转基因动物疾病模型方面的产业化进程 ,同时也预测了一些转基因动物产品的应用前景以及对社会的影响。

利用cDNA-AFLP技术分析玉米自交系黄早四甘蔗花叶病毒侵染后基因差异表达

本文以国内广泛应用的抗甘蔗花叶病毒玉米自交系黄早四为材料,利用cDNA-AFLP差异显示方法,分析其接种病毒后的基因表达差异模式。用56对引物扩增出203个基因差异显示片段,其中187个是诱导性表达,16个是抑制性表达。经反向Northern确认随机挑选的24个基因差异片段中有11个是病毒侵染后诱导表达的,其中有10个片段在GenBank数据库中可以找到显著同源序列,这些基因差异显示片段分别与玉米磷酸丙糖转移蛋白(TPT)、转录调节因子、G蛋白、锌指结构域、果糖1,6-二磷酸酶、芳烃受体等基因有较高同源性。

绵羊FGF5基因SNP的生物信息学分析

研究利用PCR-SSCP方法检测了FGF5基因在小尾寒羊、湖羊、藏羊、中国美利奴羊等绵羊品种单核苷酸多态性。结果表明:FGF5基因在P1引物扩增片段中存在PCR-SSCP多态性并引起编码氨基酸的改变。经克隆测序分析,位于P1引物扩增片段内存在G→T突变,该突变位点使编码的氨基酸发生A→S的改变对引起编码氨基酸的P1位点进一步进行了生物信息学分析,发现由于编码序列的改变引起蛋白质二级结构的变化,并引起限制性酶切位点的变化,但没有引起功能位点和三级结构的变化。

微生物降解褐煤产生的黄腐酸对大豆种子萌发及主要抗氧化酶活性的影响

研究了微生物降解褐煤产生的黄腐酸(FA)对大豆萌发过程中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的影响,以期揭示FA促进种子萌发的机理。结果表明:适宜浓度FA可以提高大豆萌发率,显著增加种子POD、CAT及SOD的活性。FA浓度为100 mg.kg-1时,CAT、SOD活性分别提高32.15%、24.5%;FA浓度为200 mg.kg-1时,大豆萌发率比对照提高34.6%,并且POD活性增加19.92%。而高浓度的黄腐酸对大豆萌发及抗氧化酶活性产生抑制作用。FA表现出类似生长调节剂的性质,适宜浓度的黄腐酸能提高大豆种子的萌发率,显著提高其抗氧化酶的活性,对种子萌发起到促进作用。

利用cDNA-AFLP技术研究苹果柱型与非柱型cDNA的差异表达

以苹果(Malus×domesticaBorkh.)柱型品种舞姿、非柱型品种富士及其杂交F1群体中柱型、非柱型单株为研究试材,应用cDNA-AFLP(cDNA-amplified fragment length polymorphism)技术,研究柱型与非柱型苹果cDNA的差异表达,探讨了苹果柱型基因Co表达的分子机制。通过64对引物组合的cDNA-AFLP分析获得了1630条在柱型与非柱型苹果中差异表达的片段。经过BSA(bulked segregant analysis)分析和反向Northern杂交鉴定,获得了11个差异表达的cDNA片段,并进行了克隆、测序和序列同源性检索分析。有5个片段在GenBank数据库中发现同源序列,其余的6个功能未知。核酸和氨基酸比对分析中同源性最高的是片段A7和A16。A7的核苷酸序列同源于红叶石楠Photinia fraseri26S核糖体RNA(97%)、蛋白同源于玉米的细胞色素P450单加氧酶(91%),A16的核苷酸(85%)及蛋白(93%)同源于直果草属Triphysaria versicolor的α-expansin2基因。对A7、A16两个候选基因片段再进行正向Northern杂交验证,在富士中表达最强,在非柱型后代、柱型后代及舞姿中表达依次减弱。由此推断,由细胞色素P450单加氧酶基因所调控的赤霉素GAS变化影响了苹果柱型性状的表达。

胞浆内精子注射技术生产小鼠

以piezo操作系统为技术支撑 ,在掌握小鼠卵母细胞胞浆内精子注射技术 (ICSI)的基础上 ,进行了ICSI技术生产试管小鼠的尝试。来自成年昆明 (KM)小鼠附睾尾的新鲜精子 ,剪切去尾后 ,直接将精子头注射到B6D2F1小鼠卵母细胞质中 ,注射后 1h ,83 .3%的卵母细胞存活。6h时 ,84 . 0 %的成活卵子成功受精 ,形成原核 ,排出PB2 体外培养的ICSI胚胎 ,卵裂率 (98%vs 94 . 7% )和 4_细胞期胚胎比率 (89 5 %vs 92 . 1% )均与培养的体内受精卵没有差异 (P >0 . 0 5 ) ;但是 ,桑椹胚(6 3 8%vs84 . 2 % )和囊胚发育率 (2 5 .7%vs 6 8. 4 % )极显著地 (P <0 . 0 1)低于对照组。12 0枚原核期胚胎移植给 7只假孕受体后 ,4只受孕小鼠共产出 2 8只ICSI小鼠 (2 3. 3% )。健康成年的 2 5只ICSI小鼠都没有明显的生理和行为异常。随机选择其中的 2 0只小鼠 ,分别进行ICSI小鼠间、ICSI与KM小鼠间共 12组的交配 ,结果所有雌鼠妊娠产仔。在成功建立小鼠ICSI技术的基础上 ,成功获得了我国的首例ICSI小鼠 ,并且证明这些ICSI小鼠都具有正常的繁殖后代的能力。

利用卵胞浆精子注射(ICSI)技术生产转基因小鼠

在掌握小鼠ICSI技术的基础上,进行了ICSI技术生产转基因小鼠的研究。来自成年KM小鼠附睾尾的精子,使用未加抗冻剂的HEPES-CZB溶液,在液氮中冻融1次后,用于本实验。解冻精子与DNA混匀1min后,精子头被显微注射到B6D2F1小鼠成熟卵母细胞质中。精子头与pEGFP-N1环状DNA共注射生产的ICSI受精卵,在CZB溶液中培养至囊胚期时,39.1%(9/23)的囊胚表达GFP基因。精子注射后6h,直接移植ICSI受精卵后,7只妊娠受体一共产仔30只,效率为23.8%(30/126)。Southernblot分析其中16只小鼠发现,3只(18.8%)转基因小鼠同时整合了GFP和Neomycin基因,它们全部来自精子和线性DNA混合的实验组(阳性效率为33.3%,3/9),相反,精子与环状质粒DNA共注射生产的7只ICSI后代中,没有检测到外源基因。转基因小鼠整合的外源基因能够传递给它们后代。结果说明,利用ICSI技术可以高效地生产转基因小鼠,宿主基因组可能更容易整合线性化的外源基因。

对中国农业大学鸡资源群进行基因组扫描的初步分析

利用PCR结合荧光半自动检测技术对中国农业大学鸡资源家系的 1个包括 4 4 0个个体的 3代群体进行了大规模基因组扫描 ,分析了 5 5个微卫星标记位点。经家系分析表明 ,这些位点都符合孟德尔共显性遗传规律 ,其杂合度在 0～ 0 86之间 ,其中 72 %的位点的杂合度 >0 6 0 ;多态信息含量在 0～ 0 88之间 ,73%的位点的PIC >0 5 0。A系和C系群体在 5 5个位点中的绝大多数位点上存在非共有等位基因 ,两个品系在大多数位点的等位基因和等位基因频率差异显著 (P <0 0 5 ) ,许多位点差异达到极显著水平 (P <0 0 1) ;C系显示出更高的群体整齐度。利用 5 5个微卫星位点的等位基因频率 ,计算出A系和C系的奈氏群体间相似系数I和标准遗传距离D分别为0 10 0 2和 0 892 8。

防御素的生物学特性及其抗病基因工程

防御素是一种富含半胱氨酸的小分子多肽,对细菌等微生物具有广谱抗性,且作用机制特殊。迄今为止,国内外在防御素方面进行了大量的研究,已经从各类生物体中分离出不同种类的防御素,并在基因工程和医药领域呈现广泛的应用前景。文章对防御素的分类、生物学特性,包括哺乳动物α-、β-、θ-防御素、昆虫以及植物防御素的分子结构及抗菌活性进行了综述,阐述了防御素的膜作用及与细胞内复合物结合的作用机制。总结和归纳了防御素基因的分离、表达研究进展及动、植物防御素基因在抗病基因工程领域的应用,并对防御素在未来的生物制药和植物抗病基因工程方面的应用前景进行了展望。