人工microRNA抗乙型肝炎病毒效果初探

目的:设计靶向乙型肝炎病毒(HBV)基因保守区的人工microRNA(amiRNA),考察其对HBV基因表达的抑制作用。方法:比对HBV全基因组现有序列,选择保守区设计amiRNA,定向克隆到pcDNA6.2-GW/EmGFP-miR载体,将amiRNA载体与HBV复制载体pHBV1.31共转染HepG2细胞,72 h后收取细胞上清,ELISA检测HBV表面抗原(HBsAg)及e抗原(HBeAg)的含量,荧光定量PCR检测HBV DNA含量。结果:amiRNA可显著抑制细胞上清HBsAg、HBeAg和HBV DNA的水平。结论:amiRNA作为防治HBV感染的潜在有效手段之一值得进一步深入研究。     

食用菌SSR序列开发策略研究进展

SSR序列开发策略主要有3大类:传统的基因文库筛选法、GenBank筛选法和富集文库筛选法。文中在对传统的基因文库筛选法、GenBank筛选法的优缺点及在食用菌SSR分子标记的开发应用进行综述的基础上,重点综述了富集文库筛选法,即基于RAPD技术的SSR开发策略、SSR兼并引物法、序列标签法构建SSR富集文库、vectorette PCR染色体步移法分离SSR位点、Suppression PCR染色体步移法分离SSR位点、引物延伸法构建SSR富集文库以及SSR杂交捕获法构建SSR富集文库的具体设计原理和步骤,并提出食用菌中SSR分子标识的开发现状和展望。     

起始密码子区域相关序列多态性的开发及在苜蓿遗传多样性上的应用

目前广泛使用的基于PCR基础的分子标记多为扩增非编码区域,或是随机基因组中扩增,在QTL定位中得到的位点一般与目标性状基因距离较远,我们开发了一个新的基于启动子序列目的基因型分子标记技术——启动子区域相关序列多态性（SCRP）,试图使标记能够更为准确的反映不同品种的遗传基础。它利用启动子位置保守一致序列 （“Kozak”序列） 作为其上游引物,利用内含子富含“AATT”的特性,作为核心序列设计下游引物,上下游引物均为18bp,引物间通过组合配对的方式作为扩增引物对。设计了14条上游引物和10条下游引物,共140对引物组合,对34个苜蓿品种进行扩增,研究了34个苜蓿的遗传多样性。每个PCR反应产生3~16个50~2000bp的条带,结果表明该标记简单、可靠、具有较高多态性,并且扩增区域为一种目的基因型分子标记,在种质资源研究中具有重要价值。     

曼氏无针乌贼GT微卫星位点的筛选

采用链霉亲和素包被的磁珠富集法筛选曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)微卫星位点。试验样品来自舟山六横岛,提取4个样品的DNA混合成DNA pool,用限制性内切酶Sau 3A I酶切。接上接头后构建基因组PCR文库,用生物素标记的(GT)15探针筛选。将筛选获得目的片段进行PCR扩增,连接pMD18-T载体,转入DH5α感受态大肠杆菌里,扩大培养后PCR筛选阳性克隆。总共选取278个克隆,对120个经过检测含有插入片段的克隆进行测序,发现102个克隆含有微卫星序列,阳性克隆比率为85%。除去重复测序和侧翼链不足的序列,可以设计引物的微卫星序列有64条。     

通过PCR进行长片段DNA的合成

利用PCR合成DNA长片段(Synthesis Large Frament DNA using PCR,SLFD PCR)是一种有效的合成长片段DNA的方法。采用一段已知的500～600bp碱基的DNA片段为PCR模板,根据所要合成的DNA序列可以设计一系列的PCR引物,这些引物都位于模板DNA的5’端,长度为50～60bp,且从5’到3’方向顺序重叠,重叠碱基数目为12～15,全部引物叠加所得到的DNA正是自己所要合成的DNA。这组引物中最3’端的一条含有一个BamH Ⅰ酶切位点,在该位点后面有15碱基与模板DNA5’端一致的序列。另外还设计一条与该模板匹配的下游引物,引物内也含有一个BamH Ⅰ酶切位点。首先采用5’端最右侧的引物与下游引物进行PCR,在PCR进行10个循环后,以此次PCR的产物为下一轮PCR的模板,该轮PCR采用右侧倒数第二个引物为上游引物,下游引物保持不变。采用类似的方法,完成所有的PCR循环,就可以得到所需要合成的DNA长片段。该方法尤其适合100～200碱基左右的长片段DNA的快速合成与克隆。     

改进的多片段重叠延伸PCR制作基因多位点突变

为在研究工作中提高制作目标基因多位点突变体的效率,对常规重叠延伸PCR进行适当改进:对于相距较近的两个突变位点,只需设计一对突变引物各自涵盖其中一个位点即可一次突变;对于相距较远的两个位点,可以采用三片段重叠延伸PCR的办法解决;两者结合则可一次性突变多个位点。以制作RBCT的6位点突变体PSM6为例,利用上述策略,设计两对突变引物;采用OE-PCR法,第一轮PCR扩增出三个片段,第二轮PCR同时利用三片段重叠延伸产物作为模板扩增出目标基因突变体,再按常规分子克隆方法将其连入质粒载体。经测序检测,发现得到了预期的目标基因多位点突变体。因此,采用灵活的引物设计策略,结合多片段重叠延伸PCR即可一次性制作基因的多位点突变体,此方案可解决研究工作中大多数多位点突变问题。     

基于专化的反转录转座子序列开发鉴定簇毛麦染色质的PCR分子标记

通过克隆簇毛麦的专化序列,开发基于其序列的可用于鉴定簇毛麦染色质的PCR分子标记.用根据抗病基因保守域设计的XLS和A3简并引物进行PCR,检测到1条簇毛麦的特异PCR产物,酶切分析与测序结果表明:这条特异带由4类不同的片段组成,且都与反转录转座子具有同源性.以其中1个片段pHv29为探针进行Southern杂交,发现只有含有簇毛麦染色质的材料产生强的杂交信号,表明pHv29是一个对簇毛麦专化的反转录转座子序列.根据pHv29序列重新设计1对特异引物pHv29-F和pHv29-R,用一系列含有簇毛麦染色质的易位系或添加系的基因组DNA为模板进行PCR扩增,电泳结果表明pHv29433可以作为鉴定簇毛麦的染色质的分子标记.     

整合进禽反转录病毒基因组片段的鸡马立克氏病病毒重组野毒株的发现

用对禽网状内皮组织增生病病毒(REV)的单抗从广东和广西分离到的二株马立克氏病病毒(MDV)野毒株做间接荧光抗体试验, 用MDV感染细胞的基因组DNA做斑点分子杂交及PCR显示, 这二株MDV基因组中已整合进REV的LTR序列. 根据MDV基因组上易插入REV的LTR的高频位点的序列合成7条引物, 根据REV的LTR合成4条引物, 由此交叉组成28对引物, 分别从这二个MDV野毒株扩增和克隆已整合进MDV的REV-LTR序列及其相连的MDV序列. 测序证明, 二株中的REV-LTR插入序列及在MDV基因组中短独特序列(US)上的插入位点完全相同. 表明这二个毒株很可能是一次重组事件在鸡群中形成的流行毒株.     

勒氏笛鲷微卫星位点的筛选及特征分析

采用PCR法快速筛选勒氏笛鲷(Lutjanus russelli)基因组文库, 以获得(CA)_n微卫星位点。勒氏笛鲷基因组DNA经限制性内切酶HaeⅢ+ DraⅠ双酶切后, 连接T-载体克隆, 构建基因组文库。以通用引物M13+/-与重复序列引物(CA)15对基因组文库进行筛选, 二次筛选后得到121个可能含有微卫星位点的阳性克隆。进行序列测定, 共获得53个CA(n≥7)重复序列, 重复次数主要分布于7~15(80.77%)。在所得微卫星序列中, 重复单元除CA外, 还观察到单碱基、三碱基、四碱基、五碱基重复单元。根据侧翼序列设计48对引物, 通过优化PCR反应条件, 可获得清晰可重复的目的条带。研究旨在为勒氏笛鲷遗传多样性研究及遗传图谱的构建等奠定基础, 为勒氏笛鲷资源的合理开发利用提供参考。     

星天牛转录组SSR位点特征分析

【目的】为了获得星天牛Anoplophora chinensis的SSR位点信息并开发其SSR分子标记技术,进一步为其遗传多样性以及综合治理提供理论依据。【方法】利用MISA软件,对星天牛转录组数据进行简单重复序列(SSR)位点筛选与分析;使用Primer3软件设计引物,采用PCR扩增以及电泳检测,筛选SSR引物,开发星天牛SSR分子标记技术。【结果】在9 325条unigene序列中共挖掘到2 360个SSR位点,出现频率为25.31%,涉及SSR位点序列1 758条,发生频率为18.85%。星天牛转录组中SSR的主要重复类型为单碱基重复,其次是三碱基重复,分别占总数的79.03%、12.54%。在核苷酸重复类型中,A/T基元种类数目最多,所占比例高达99.30%。SSR长度为10-11 bp的占比最高,为56.10%;重复次数为10次的数量最多,SSR位点数为1 188(50.34%)。重复次数和长度的分析结果对SSR位点的多态性获得了初步验证。在随机挑选序列设计的60对引物中,53对扩增产物达到预期大小,候选引物可用率高达88%,可在今后的研究中利用。【结论】本文对星天牛SSR位点的信息分析以及引物的设计与验证将有助于星天牛基因挖掘、种群遗传结构、遗传多样性、进化关系和综合治理的研究。     

Universal vectors for constructing artificial microRNAs in plants

Universal amiRNA vectors (pUAs) for constructing plant amiRNAs in Arabidopsis and rice have been developed. By using type IIg restriction enzyme, BaeI, a single amiRNA construct can be produced using only one PCR and one ligation reaction. Thus, only one pair of primers is required for each amiRNA vector and these can be designed to be compatible with existing or newly developed methods. Because the BaeI recognition sequence is completely digested, there is no modification to the miRNA backbone, therefore avoids the risk of sequence changes that may affect downstream analysis. Based on these vectors, specific amiRNA constructs were created and verified. With optimized parameters, 38–45 % colonies for each amiRNA construct contain insertions with the expected orientation, and approximately 80 % of these colonies have the correct sequences.     

A simplified method for constructing artificial microRNAs based on the osa-MIR528 precursor

Artificial miRNAs (amiRNAs) have been used successfully in various plants to silence endogenous genes or viral RNAs. The method of Schwab et al., widely used to construct amiRNAs, requires four PCRs. We describe a simplified method of constructing amiRNA based on the osa-MIR528 backbone using one PCR step by addition of prolonging sequence to the primers. The length of prolonging sequence needed in the osa-MIR528 precursor was determined. Using this method, we constructed amiRNA targeting the Nicotiana benthamiana UPF1 gene and showed that it functioned in silencing UPF1 expression in leaves when expressed transiently.     

用DREAM技术纠正人工合成基因中的突变

目的：介绍一种简便、有效的定点突变技术。方法：根据突变位点附近的DNA序列推导出氨基酸序列,再以此氨基酸序列进行逆翻译,这样在不改变氨基酸序列的前提下可以得到数目巨大的隐性突变体（silent mutants）,这些突变体中包含大量的限制性内切酶位点,选择合适的酶切位点设计引物用PCR技术扩增两侧DNA片段,然后以相应酶切融合这两个片段即可完成定点突变。结果：用该方法成功地在人工合成的含有缺失的可溶性组织因子基因的472位插入C,T两个碱基,校正了阅读框架,获得了预期的目的基因。结论：该方法简便、有效, 避免了多轮PCR和合成长引物导致突变的可能性,这种改进的PCR 定点诱变技术我们称之为“设计限制酶辅助突变”（Designed Restriction Enzyme Assisted Mutagenesis, DREAM）。此技术简单方便, 诱变的成功率高, 适于实验室常规应用。     

Restriction enzyme site-directed amplification PCR: a tool to identify regions flanking a marker DNA

An innovative combination of various recently described molecular methods was set up to efficiently identify regions flanking a marker DNA in insertional mutants of Chlamydomonas. The technique is named restriction enzyme site-directed amplification PCR (RESDA-PCR) and is based on the random distribution of frequent restriction sites in a genome and on a special design of primers. The primer design is based on the presence of a restriction site included in a low degenerated sequence at the 3' end and of a specific adapter sequence at the 5' end, with the two ends being linked by a polyinosine bridge. Specific primers of the marker DNA combined with the degenerated primers allow amplification of DNA fragments adjacent to the marker insertion by using two rounds of either short or long cycling procedures. Amplified fragments from 0.3 to 2 kb or more are routinely obtained at sufficient purity and quantity for direct sequencing. This method is fast, is reliable (87% success rate), and can be easily extrapolated to any organism and marker DNA by designing the appropriate primers. A procedure involving the PCR over enzyme digest fragments is also proposed for when, exceptionally, positive results are not obtained.     

Improved method for constructing plant amiRNA vectors with blue-white screening and MAGIC

Artificial microRNA (amiRNA) technology is a novel tool in reverse genetic research for discovering or validating gene functions in plants. A convenient cloning strategy has been developed to construct plant amiRNA vectors based on lacO reconstruction and mating-assisted, genetically-integrated cloning (MAGIC). The amiRNA precursor fragment was generated by PCR and inserted into a small donor plasmid through reconstruction of integrated lacO sequence. Blue recombinants were selected on plates containing X-gal and the efficiency of successful clones was 100%. The amiRNA expression cassette was transferred from the donor plasmid to the recipient plasmid p1301-gfp through MAGIC and an amiRNA expression plasmid was created. More than 40 plant amiRNA vectors were generated through this method, one of which was transformed into Arabidopsis thaliana and the target gene was silenced efficiently. The approach will be useful for amiRNA expression vectors construction in plants.     

转人工miRNA抗玉米粗缩病毒载体玉米的培育及其抗病能力

玉米是重要的粮食作物,水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)是玉米粗缩病的病原,由其引起的玉米粗缩病给玉米生产造成重大损失。利用人工mi RNA构建抗病毒植物的技术已经在多种植物中被证明有效,但是在玉米中的尝试未见报道。实验根据玉米zea-mi R159a的前体序列和RBSDV基因组中编码功能蛋白的基因和基因沉默抑制子的序列信息设计引物,构建了用于沉默RBSDV编码基因和基因沉默抑制子的ami RNA(Artificial mi RNA)基因。构建p CAMBIA3301-121-ami RNA植物表达载体,利用农杆菌介导法转化玉米自交系综31(Z31)。对转基因玉米进行分子检测,选择mi RNA表达量高的纯合体株系进行自然发病实验,按0-4的分级标准调查玉米粗缩病的严重度。结果表明,转抗粗缩病毒人工mi RNA载体玉米纯合体株系的抗病表现好于野生型玉米,其中针对基因组6的S6-mi R159转基因玉米抗病情况较好。研究表明利用人工mi RNA技术构建抗病毒病玉米新品种是可行的。     

SeqState

Choosing and designing primers based on available DNA sequence data and statistical contrasting of domains or structural features is a common routine among molecular biologists. Currently available, free software tools were found to lack desirable features related to these tasks. This was the motivation for developing a new program, SeqState. SeqState locates regions that remain to be sequenced in phylogenetic DNA datasets, evaluates user-provided primers and selects primers best suited to fill gaps in the sequences. If the primers provided by the user are unsuitable, new primers are designed. Primers can be loaded from a primer database, be supplied as part of the alignment or be entered manually. The position of internal primers is automatically localised in the loaded data file. Primers can be edited, and changes and new primers can be saved to the database. Primer sheets allow the user to view internal dimers, complements to a second primer, mismatches to all loaded sequences, and other primer characteristics. Calculation of various sequence statistics can be requested for the whole dataset or parts thereof (character sets), with standard errors estimated by bootstrapping. Insertion-deletion events can be evaluated statistically and encoded for subsequent phylogenetic analysis according to several published coding principles.     

基于烟草瞬时表达体系对amiRNA沉默效果快速有效的预验证

amiRNA(artificial microRNA)作为一种诱导基因发生特异性沉默的技术已在多种植物中应用,但设计出的不同amiRNAs在所转化株系中的沉默效率难以预测,因此对amiRNA载体的沉默效率进行预验证是非常必要的。本实验以丹参(Salvia miltiorrhiza)的1个MYB类转录因子基因SmPAP1的mRNA序列为amiRNA作用对象,并挑选2个经在线软件WMD3(Web MicroRNA Designer)设计的amiRNAs,分别命名为amiRNA1-SmPAP1和amiRNA2-SmPAP1,然后通过农杆菌介导将构建的2个amiRNA载体和SmPAP1过表达植物载体在烟草叶片细胞中进行瞬时共表达。结果显示,amiRNA2的表达丰度约是amiRNA1的2倍;amiRNA2对靶标SmPAP1的沉默效率约是amiRNA1的2.5倍;SmPAP1在mRNA和蛋白水平上均与相应amiRNA的表达水平呈显著负相关。因此,amiRNA在烟草细胞中的瞬时表达可快速、有效地对不同amiRNA沉默效果进行预验证,从而为后续的植物遗传转化研究提供重要参考。     

软件预测和MAST技术筛选mRNA反义核酸靶点的比较

基因mRNA的结构靶点筛选是反义核酸药物研发的一个难题 .兔 (Oryctolaguscuniculus) β珠蛋白基因mRNA的结构靶位点通过运用MAST技术筛选获得 ,和计算机软件RNAstructure3 71模拟分析的位点进行了比较 ,也和寡核苷酸微阵列杂交技术筛选获得的靶点结果 (M .Natalie ,1 997)进行了比较 ,显示 :据MAST技术获得的兔 β珠蛋白基因 2个反义核酸结合靶位点 ,和用RNAstructure3 71软件给出的模拟分析的 2个靶位点相同 ,且它们与寡核苷酸微阵列杂交技术的结果完全一致 .运用MAST技术筛选获得绿色荧光蛋白 (GFP)mRNA有 4个结构靶位点 ,体外分析表明这 4个靶位点均有效 ,其中有 3个与RNAstructure3 71软件分析的靶点相同 ,但计算机模拟推荐的结构靶位点较多 ,而且随着基因长度增加确认靶位点的难度增大 ,获得的靶位点还需要实验验证 ,计算机软件模拟分析对实验筛选靶点、设计反义核酸有辅助价值 .MAST方法能筛选各种长度基因mRNA的全部可及位点和准确给定核苷酸的起止位置以供设计反义核酸 ,具有简单快捷的优点 ,将能为反义核酸设计起重要作用 .