基因芯片技术在植物基因克隆中的应用研究进展

基因芯片是以预先设计的方式将大量的生物讯息密码(寡核苷酸、cDNA、基因组DNA等)固定在玻片、硅片等固相载体上组成的密集分子阵列。基因芯片技术本质是生物信号的平行分析,它利用核酸分子杂交原理,通过荧光标记技术检测杂交亲和与否,再经过计算机分析处理可迅速获得所需信息。由于其具有高通量、微型化、连续化、自动化、快速和准确等特点,已引起国际国内广泛的关注和重视,在许多领域得到了广泛的应用。本文简述了基因芯片的概念,技术特点及主要分类,着重对其在基因表达水平检测,基因突变和多态性的分析,基因组DNA分析,后基因组学研究以及转基因农作物检测等方面进行阐述,并说明其存在的问题及展望。

花生DNA分子标记的研究 Ⅰ花生AFLP分析技术体系的建立与作图杂交亲本的筛选

由于缺乏传统遗传标记,花生遗传连锁的报道极为罕见,迄今未发表经典的遗传图谱。发展稳定可靠的AFLP标记,将为基因分型应用于新品种保护、良种保纯、杂种鉴定和种质资源研究提供强有力的技术支撑。研究在建立适合花生AFLP分析的DNA提取流程的基础上,建立了花生AFLP分析的技术方案。AFLP分析结果表明,6个花生杂交亲本间存在一定差异。四对引物共计扩增出307条长度不同的条带。其中多态性条带为160条,占总条带数的52.1%。本研究筛选获得了多态性程度高的杂交亲本,为进一步构建分子连锁图谱创造了条件。

红莓组织培养及快速繁殖技术

剪取4~5月份生长健壮且腋芽丰富的红树莓枝条,以腋芽为外植体,建立高效快速的组织培养体系,以获得大量优质的组培苗。筛选出红莓最佳诱导培养基MS＋6-BA（1.0 mg/L）＋NAA（0.02 mg/L）＋GA3（4 mg/L）,最佳快繁培养基MS＋6-BA（0.5 mg/L）＋NAA（0.05 mg/L）＋GA3（6 mg/L）,最佳生根培养基MS＋6-BA（0.5 mg/L）＋NAA（0.1 mg/L）。

吡虫啉在水稻中的残留动态研究

2001年至2002年在山东济南水稻中进行了吡虫啉的残留试验。水稻中残留的微量吡虫啉经过溶剂提取,柱层析纯化,进行高效液相色谱分析。色谱柱为SymmetryShieldRP18(5μm)250mm×4.6mm;乙腈、水为流动相(70+30,1mL/min);紫外检测波长为270nm。样品的添加回收率为78.13%～95.26%;最低检测浓度为0.005mg/kg。试验结果表明,吡虫啉在水稻中的消解半衰期为7d左右。喷药42d后其残留量均低于MRL值(0.02mg/kg)。

用于遗传转化的花生植株再生体系研究

以广西花生主栽品种桂花17和桂花22的成熟种子胚小叶为外植体,探讨外植体处理方式、不同激素组合和蔗糖浓度对外植体不定芽诱导、继代、生根培养的影响。结果表明,在MS培养基中预培养0、4d的花生种子的胚小叶利于不定芽的诱导,具有较高的分化率;近叶柄1/3处横切的小叶不定芽分化率较远离叶柄部位的高。适宜小叶不定芽分化的蔗糖浓度为40～50g/L,40、50g/L蔗糖分别利于桂花22、桂花17不定芽的分化。培养基MS+4.0mg/L 6-BA+1.0mg/L NAA+2.0mg/L AgNO3对桂花17不定芽的分化效果较佳,MS+6.0mg/L 6-BA+1.0mg/L NAA+2.0mg/L AgNO3利于桂花22不定芽的分化,两者的不定芽分化率均达100%;继代培养基MS+1.5mg/L 6-BA+0.4mg/L NAA有利于促进两个花生品种的不定芽成苗,而最佳生根培养基为1/2 MS+0.5mg/L 6-BA+2.0mg/L NAA。已构建的花生植株再生体系,不定芽分化率高,再生植株多,适合进行花生的遗传转化。

花生子叶遗传转化再生体系影响因素的研究

本试验选用子叶为外植体研究了影响植株再生和遗传转化的因素。结果表明,细胞分裂素(6-BA)5.00 mg/L+(2,4-D)1.50 mg/L的诱导培养基子叶外植体丛生芽诱导率最高,分别达89.67%和83.33%。遗传转化影响因素结果表明,菌液OD600为0.5-0.7、侵染时间10min、共培养时间3d、每50mL菌液添加烟草提取物1.0mL可获得较好的转化效果。抗生素对芽分化率影响的研究结果表明,当头孢唑林钠(Cef)250 mg/L+羧苄青霉素(Carb)250-500 mg/L时效果最好,不但可以完全抑制农杆菌生长,而且有较高的芽诱导率。

猪脂肪细胞膜免疫调控的研究

本文综述了脂肪细胞膜免疫技术的研究概况、免疫机制、影响因素、及特异膜蛋白的研究等。对于进一步深入研究猪脂肪细胞膜蛋白的组成和功能,揭示脂肪细胞膜蛋白与脂肪细胞代谢和功能之间的关系,阐明脂肪细胞分化和脂肪沉积的分子和细胞机制,寻找减少猪脂肪过度沉积提供了科学依据,开辟了降低猪脂肪、提高瘦肉率研究的新领域。

一个新的玉米NAC类基因(ZmNAC1)的克隆与分析

NAC转录因子是近十年来新发现的具有多种生物功能的植物特异转录因子,在植物生长发育、激素调节和抵抗逆境等方面发挥着重要的作用。本研究利用电子克隆方法,结合RT-PCR分析,从玉米中克隆了一个与NAC类基因同源的cDNA序列,命名为ZmNAC1(GenBank登录号:EU224278),该序列长度为1029bp,具有单一的完整开放阅读框架(ORF,26～907bp),推测编码蛋白含有293个氨基酸,分子量为32.3kDa,等电点为8.65。半定量RT-PCR分析表明,ZmNAC1可以被低温、聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)、高盐和ABA诱导。这些结果表明,ZmNAC1可能参与植物逆境反应。本研究是有关玉米NAC转录因子基因的首次报道。

蛋白质组学在农业中的应用

随着拟南芥、水稻等模式植物基因组测序的完成,植物基因组学的研究重点已经转变为功能基因组学研究。蛋白质组学是后基因组时代——功能基因组学研究的新兴学科和热点领域。本文简要介绍了蛋白质组学产生的背景、蛋白质组学的含义和研究方法。研究方法主要包括以双向聚丙烯酰胺凝胶电泳为主的蛋白分离技术(2-DE)和以质谱(Mass-spectrometry)分析为主的蛋白鉴定技术。本文详细评述了蛋白质组学技术在农业科学研究中的应用,如核不育和细胞质雄性研究,病虫害等生物胁迫蛋白质组学研究,缺氧胁迫、热胁迫、损伤胁迫等非生物胁迫研究、各种突变体研究、组织和细胞器(叶绿体、线粒体等)蛋白质组研究等。最后展望了蛋白质组学在农业科学研究中的应用前景。

常用DNA标记的评述及在花生上的应用

简要介绍了5种传统的、最常用的DNA分子标记(RFLP、RAPD、AFLP、SSR和SNP)的技术原理及它们的优缺点,也总结了TRAP这种新产生的分子标记的技术原理、优点及应用前景。综述了这几类分子标记在花生种质进化、遗传多样性分析、分子图谱构建及抗虫、抗病等方面的研究。利用SSR和RAPD标记能够发现野生种和栽培种多态性进而实现分子标记对花生的遗传多样性分析,可以将许多花生品种分为不同的品种群,能够对花生进行种质进化研究。RFLP和AFLP技术利于花生图谱构建,利用DNA中特定的限制性酶切位点上碱基对的改变及酶切位点之间的分子重排,可以发现花生品种间的DNA许多多态性位点,进而绘制分子标记图谱。AFLP技术在花生青枯菌和花生抗黄曲霉的研究方面有很大进展。RAPD技术在花生根瘤菌、花生线虫病等方面已有显著进展。最后对分子标记在花生育种中的应用前景进行了简单展望。

从结构基因组学到功能基因组学

基因组学研究随着模式生物基因组全序列测定的完成由结构基因组学阶段发展到功能基因组学阶段,基因组学成为当今最为活跃、最有影响的前沿学科.以结构基因组学的研究成果为基础,功能基因组学中各学科因其原理不同及其关键技术的特点和优势,具有各自的应用范畴和发展趋势.功能基因组学不断渗透入现代科学的各领域,促成了适用于不同研究目的新兴学科的诞生.

花生EST资源的SSR信息分析

微卫星或简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)存在于表达序列标签(expressedsequence tags,ESTs)中。为了在花生中开发EST-SSR功能性标记,利用生物信息学对NCBI公共数据库中的41501条花生ESTs序列进行EST-SSRs特征分析。剔除冗余序列,得到全长为5125.94kb的无冗余EST8391条。在这些序列中搜索出1109个SSR,分布于946条EST中,出现频率是11.27%。这些EST-SSR的平均长度为18.16bp,平均分布频率1/4.62kb。在1～6bp的重复基元中,三核苷酸重复基元的SSRs出现频率最高(49.23%),其次是二核苷酸(32.83%)、单核苷酸(14.88%)。AG/CT和AAG/CTT是二、三核苷酸中的优势重复基元,分别占二、三核苷酸重复的71.43%和31.50%。本研究为开发多态性花生微卫星标记提供了候选序列。

花生△12脂肪酸脱氢酶基因AhFAD2B在酿酒酵母中的表达及功能分析

花生油中亚油酸(LA,C18:2Δ9,12)含量很高,为了研究花生Δ12脂肪酸脱氢酶(Δ12 FAD)的功能,用RT-PCR方法从花生未成熟种子中扩增出AhFAD2B的cDNA,连接到酵母表达载体p416中,并转化酿酒酵母K601,得到工程菌Kp4AFAD2B。气相色谱分析脂肪酸成分,结果表明该基因能在酵母K601中表达,并使菌株产生了两种新的脂肪酸即棕榈二烯酸(C16∶2Δ9,12)和亚油酸(C18∶2Δ9,12),含量分别占总脂肪酸的2.1%和9.2%,棕榈油酸(C16∶1Δ9)和油酸(C18∶1Δ9)含量与对照相比相应地下降,证明该基因编码的Δ12脂肪酸脱氢酶除能作用于C18∶1Δ9,还具有催化16碳的C16∶1Δ9底物在Δ12位脱氢生成C16∶2Δ9,12的功能,但在两种底物之间可能更偏爱C18∶1Δ9。

水稻野败型细胞质雄性不育恢复基因Rf3的定位

以珍汕97A/明恢63的F2群体为材料,应用SSR标记对水稻野败型恢复基因Rf3进行定位。该试验从F2分离群体中筛选出119个极端不育单株组成隐性基因定位群体。针对水稻第1染色体短臂Rf3所在染色体的可能区间,应用37个SSR标记检测亲本,从16个多态性标记中挑选出9个检测定位群体。结果表明物理位置连续排列的SSR标记RM10353、RM1195和RM3746各有8个单株与Rf3基因发生了单交换,且重组子数表现为最少,据此可将Rf3定位于这3个标记的两侧标记内。因此最终将Rf3定位在相距679.9kb的SSR标记RM10338和RM10376之间。

ENR基因在高油和普通玉米自交系中的克隆和表达分析

利用高油玉米自交系By804和普通玉米自交系B73为材料,克隆Enoyl-ACP reductase(ENR)基因,同时比较ENR基因的序列和表达差异。结果表明,ENR基因编码蛋白在高油和普通玉米中氨基酸序列完全一致;在授粉后15,25和35 d的胚中,ENR基因呈下调表达,在同一发育时期,ENR基因在高油玉米By804中较高表达。

感染嗜水气单胞菌对鲫鱼非特异性免疫功能的影响

嗜水气单胞菌是淡水鱼流行性败血症的主要致病菌。文中通过试验用鲫鱼腹腔注射嗜水气单胞菌,在其染菌后不同时间取血,通过白细胞数量、NBT阳性细胞数量以及血清溶菌酶活力的变化趋势来研究感染病原菌对鱼类非特异性免疫功能的影响。结果表明,在鲫鱼感染嗜水气单胞菌后前3d内,白细胞数量、NBT阳性细胞数量以及血清溶菌酶活力依感染浓度不同,呈现先增加后降低的趋势。说明嗜水气单胞菌与鲫鱼非特异性免疫功能之间呈现一定的时间效应和浓度依赖性。