利用栽培稻C0t-1 DNA和基因组DNA比较分析宽叶野生稻基因组

利用AA染色体组栽培稻的中高度重复序列C0t-1 DNA和基因组DNA作为探针,通过荧光原位杂交技术对宽叶野生稻（Oryza latifolia）（CCDD染色体组）进行了比较基因组分析。结果显示,在宽叶野生稻染色体上,C0t-1 DNA的杂交信号没有基因组DNA的杂交信号明显;杂交信号主要分布在着丝粒、近着丝粒及端粒区域;随着洗脱严谨度的不同,杂交信号呈现出较高的种特异性。本研究以不同洗脱严谨度下的荧光原位杂交结果为依据,对宽叶野生稻进行的核型分析,可进一步提高稻属染色体识别的准确性。     

利用药用野生稻C基因组C_0t-1 DNA比较分析宽叶野生稻CCDD基因组

以来源于C基因组的药用野生稻的中高度重复序列C0t-1DNA为探针,在不同的洗脱严谨度下,通过荧光原位杂交对宽叶野生稻(CCDD)基因组进行了分析。结果发现,随着洗脱严谨度的调整,杂交信号呈现出较高的特异性,主要分布在着丝粒、近着丝粒及端粒区域。本文以宽叶野生稻的核型分析为基础,比较其与二倍体药用野生稻基因组的异同,从而进一步探讨野生稻的进化起源机制。     

利用栽培稻C0t-1DNA和基因组DNA比较分析斑点野生稻和短药野生稻基因组

通过荧光原位杂交(FISH)利用来源于A基因组栽培稻的中高度重复序列C0t-1DNA和基因组DNA作为探针,对栽培稻、斑点野生稻和短药野生稻进行了比较基因组分析。结果发现C0t-1DNA杂交信号主要分布在这3种染色体的着丝粒、近着丝粒和端粒区域,在斑点野生稻染色体上的信号多于短药野生稻,与gDNA作为探针FISH的结果相一致,说明A和B基因组间的亲缘关系明显近于A和F基因组。确定了含有中高度重复序列的C0t-1DNA用于属内种间关系研究的可行性,并根据C0t-1DNA的FISH结果进行了染色体核型分析。     

自身基因组原位杂交揭示植物基因组重复DNA沿染色体的分布

重复DNA沿染色体的分布是认识植物基因组的组织和进化的要素之一。本研究采用一种改良的基因组原位杂交程序,对基因组大小和重复DNA数量不同的6种植物进行了自身基因组原位杂交(self-genomic in situ hybridization,self-GISH)。在所有供试物种的染色体都观察到荧光标记探针DNA的不均匀分布。杂交信号图型在物种间有明显的差异,并与基因组的大小相关。小基因组拟南芥的染色体几乎只有近着丝粒区和核仁组织区被标记。基因组相对较小的水稻、高粱、甘蓝的杂交信号分散分布在染色体的全长,但在近着丝粒区或近端区以及某些异染色质臂的分布明显占优势。大基因组的玉米和大麦的所有染色体都被密集地标记,并在染色体全长显示出强标记区与弱标记或不标记区的交替排列。此外,甘蓝染色体的所有近着丝粒区和核仁组织区、大麦染色体的所有近着丝粒区和某些臂中间区还显示了增强的信号带。大麦增强的信号带带型与其N-带带型一致。水稻自身基因组原位杂交图型与水稻Cot-1DNA在水稻染色体上的荧光原位杂交图型基本一致。研究结果表明,自身基因组原位杂交信号实际上反映了基因组重复DNA序列对染色体的杂交,因而自身基因组原位杂交技术是显示植物基因组中重复DNA聚集区在染色体上的分布以及与重复DNA相关联的染色质分化的有效方法。     

拟南芥DNA探针的比较基因组原位杂交揭示的拟南芥与远缘植物基因组间的同源性

采用生物素标记的拟南芥基因组DNA探针在75%杂交严谨度下对双子叶植物番茄、蚕豆和单子叶植物水稻、玉米、大麦的染色体进行了比较基因组荧光原位杂交（comparative genomic in situ hybridization,cGISH）分析,以揭示拟南芥与远缘植物基因组间的同源性.cGISH信号代表了拟南芥基因组DNA中的重复DNA与靶物种染色体上同源序列的杂交.探针DNA在所有靶物种的全部染色体上都产生了杂交信号.杂交信号为散在分布,并呈现随基因组增大,杂交信号增多,且分布更加分散的趋势.所有靶物种的核仁组织区（NOR）都显示了明显强于其他区域的杂交信号,表明拟南芥基因组DNA探针可用于植物NOR的物理定位.在所有的靶物种中,信号主要分布在染色体的臂中间区和末端,着丝粒或近着丝粒区有少数信号分布.大麦染色体显示了与C-和N-带不同的独特的cGISH信号带型,表明此探针可用于不同植物染色体的识别.这些结果表明,拟南芥基因组与远缘植物基因组之间,除rDNA和端粒重复序列外,还存在其它同源的重复DNA;一些重复DNA序列在被子植物分歧进化为单子叶和双子叶植物之前就已存在,虽经历了长期的进化过程,至今在远缘物种之间仍保持了较高的同源性.结果还提示,大基因组中古老而保守的重复DNA在进化过程中发生了明显的扩增.     

莲C_0t-1 DNA的荧光原位杂交分析

为分析中国莲C_0t-1 DNA在其中期染色体上的分布,从中国莲基因组DNA中分离出C_0t-1 DNA,将基因组和所分离的C_0t-1 DNA用生物素标记后作探针,对中国莲染色体进行原位杂交。杂交结果用耦联有荧光素Cy3的生物素抗体检测,发现在每对染色体上均显示出特定的荧光原位杂交带。同时分析了FISH和GISH信号分布的异同。基于C_0t-1 DNA荧光原位杂交带型及染色体型,构建了中国莲核型。     

白菜rDNA及C0t-1DNA的荧光原位杂交及其核型分析

以早熟白菜苔为实验材料,从其基因组DNA中分离出C0t-1DNA并用生物素标记作探针,25SrDNA用地高辛标记作探针,对有丝分裂中期相染色体进行双色荧光原位杂交。每对染色体上均显示出了特定的C0t-1DNA荧光原位杂交带型,5对染色体上显示出了25SrDNA荧光原位杂交带型。双色荧光原位杂交证实了C0t-1DNA与25SrDNA二者具有一致的染色体位置特征,表明基于rDNA及C0t-1 DNA的荧光原位杂交核型分析技术,优于目前普遍采用的只基于rDNA的荧光原位杂交核型分析方法。结合C0t-1 DNA与25SrDNA的荧光原位杂交带型和传统的染色体的形态学标记分析方法及白菜已公布的基于rDNA分布的核型分析结果,创建了一个精确的白菜核型。     

白菜rDNA及C-(0)t-1DNA的荧光原位杂交及其核型分析

以早熟白菜苔为实验材料,从其基因组DNA中分离出C0t-1 DNA并用生物素标记作探针,25S rDNA用地高辛标记作探针,对有丝分裂中期相染色体进行双色荧光原位杂交。每对染色体上均显示出了特定的C0t-1 DNA荧光原位杂交带型,5对染色体上显示出了25S rDNA荧光原位杂交带型。双色荧光原位杂交证实了C0t-1 DNA与25S rDNA二者具有一致的染色体位置特征,表明基于rDNA及C0t-1 DNA的荧光原位杂交核型分析技术,优于目前普遍采用的只基于rDNA的荧光原位杂交核型分析方法。结合C0t-1 DNA与25S rDNA的荧光原位杂交带型和传统的染色体的形态学标记分析方法及白菜已公布的基于rDNA分布的核型分析结果,创建了一个精确的白菜核型。     

稻属不同染色体组着丝粒BAC克隆的分离和鉴定

着丝粒在真核生物有丝分裂和减数分裂染色体正常的分离和传递中起着重要的作用。通过构建5个稻属二倍体野生种的基因组BAC文库, 采用菌落杂交和FISH技术, 筛选和鉴定了各染色体组着丝粒克隆, 并且分析了这些克隆在不同基因组间的共杂交情况, 结果表明: (1) C染色体组的野生种O. officinalis 和F染色体组的野生种O. brachyantha具有各自着丝粒特异的卫星DNA序列, 并且O. brachyantha着丝粒还具有特异的逆转座子序列; (2) A、B和E染色体组的野生稻O. glaberrima、O. punctata和O. australiensis着丝粒区域都含有与栽培稻着丝粒重复序列CentO和CRR同源的序列; (3) C染色体组野生稻O. officinalis的2条体细胞染色体着丝粒具有CentO的同源序列, 同时也发现其所有着丝粒区域都包含栽培稻CRR的同源序列。这些结果对克隆稻属不同染色体组的着丝粒序列、研究不同染色体组间着丝粒的进化关系和稻属不同着丝粒DNA序列与功能之间的关系均具有重要意义。     

栽培稻与疣粒野生稻杂种F1代的基因组原位杂交鉴定

生物素标记的疣粒野生稻总DNA作探针,未标记的栽培稻总DNA封阻,对栽培稻与疣粒野生稻杂种F1体细胞染色体进行基因组原位杂交（Genomic in situ hybridization,简称GISH）分析。FITC检测表明,杂种细胞中来自瘛发粒野生稻的染色体有较多的黄色或黄绿色荧光信号,来自栽培稻的染色体只检出很少的信号。每条疣粒野生稻染色体上信号点所占的总的区域只是染色体的一小部分,表明疣粒野生稻染色体与栽培稻染色体的DNA序列大部分是同源的。     

花青素合成基因bz1和bz2在莲藕染色体上的定位

Bronze 1(bz1)是编码UDP葡萄糖类黄酮葡糖基转移酶(UFGT)的基因,UFGT是种子糊粉层中的花青素生物合成酶。Bronze2(bz2)是另一种花青素生物合成基因,与类黄酮的酰化、糖基化、转运、沉积等有关。以生物素标记的重组质粒pUC19中含有玉米bz1和bz2基因作为探针,与莲藕(Nelumbonucifera L. )的有丝分裂染色体标本进行荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)。结果显示,bz1和bz2基因分别位于莲藕的第2和第4号染色体长臂上,与着丝粒的相对距离分别为79%和67%。这是首次提供莲藕染色体上的FISH杂交信息,从而为增加莲藕染色体组中的遗传标记和建立遗传图谱奠定基础。     

金荞麦的抑菌活性研究

采用试管稀释法和管碟法分别研究了金荞麦(Fagopyrum dibotrys )根状茎和茎叶不同溶剂提取物对6种细菌和13种真菌的体外抑菌作用。结果显示,金荞麦对细菌和真菌均有一定的抑制作用。对细菌的抑菌效果表明:各种提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、苏云芽孢杆菌、卡拉双球菌都有明显的抑菌作用,但是对5406放线菌只有根乙醇提取物和茎叶水提取物有一定的抑制效果。对真菌的抑菌效果表明:各种提取物对鞭毛菌、白色念珠菌、松赤枯病菌、玉米纹枯病菌、油菜菌核病菌、玉米弯胞杆菌、小麦赤霉病菌、绿色木霉都有明显的抑菌作用。     

鱼腥藻PCC7120基因all5292和alr0647的初步研究

通过BLAST软件分别对藻胆蛋白裂合酶(biliprotein lyase)编码基因cpcS和cpcT进行同源搜索分析,在鱼腥藻(Anabaena)PCC7120中获取了同源基因all5292和alr0647。同源分析发现,这两个基因所编码氨基酸序列与其相对应的裂合酶氨基酸序列相似程度分别达到53.4%和61.4%。随后,对这两个基因进行了初步研究。结果显示:All5292和Alr0647无论单独还是共同表达均没有裂合酶催化藻蓝胆素PCB结合到藻蓝蛋白(phycocyanin)或藻红蓝蛋白(phycoerythrocyanin)β亚基上的功能。通过在不同生理条件下对鱼腥藻PCC7120的培养,还对这两个基因的调控表达进行了初步的探索。结果表明:all5292和alr0647的表达与氮源的缺乏与否有联系,在氮胁迫条件下两个基因均进行了转录而在氮源充足的情况下则没有表达。     

Fe3+对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)生长及荧光特性的影响

为探求适宜雨生红球藻CG-06株生长的Fe³⁺浓度和Fe³⁺对藻细胞荧光特性的影响,以BBM为基础培养基,选用EDTA-FeNa(Ⅲ)为Fe³⁺源,设置0、1.79、8.95、17.9、35.8、71.6μmol·L^-16种Fe³⁺浓度梯度,实验测定藻的生长并分析不同Fe³⁺对藻细胞叶绿素荧光和77 K低温荧光等的影响。结果表明:适合雨生红球藻CG-06株生长的Fe³⁺浓度为8.95μmol·L^-1,Fe³⁺浓度较高时,雨生红球藻的生长受到抑制,Fe³⁺浓度低于1·79μmol.L^-1将产生低铁限制。W alz-PAM测定数据显示,在铁不足或高铁抑制条件下,雨生红球藻光系统Ⅱ活性明显下降,开放态的反应中心数目减少,光合作用受到抑制。77 K低温荧光光谱显示,在铁不足或高铁抑制条件下,710 nm荧光峰降低,684 nm和694 nm荧光峰相对增强,说明能量在两个光系统分配上发生变化,能量更多的分配给光系统Ⅱ,限制了光系统Ⅰ的活性。在高铁抑制条件下,CP₄₇蛋白荧光峰降低,CP₄₃蛋白荧光峰增强,推测存在D₁蛋白降解。     

Cu2+对菱叶片生理指标及超微结构的毒理学效应分析

研究了不同Cu²⁺处理浓度(0、0.002、0.004、0.006、0.008 mmol.L^-1)对菱叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数、膜脂过氧化和抗氧化系统等的影响,并用透射电镜观察了其叶细胞超微结构的变化。试验结果表明:随着Cu²⁺浓度的增加:(1)叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm显著下降,Fo显著上升;(2)活性氧(AOS)产生速率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性逐渐升高;超氧化物歧化酶(SOD)、游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量显著下降;抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽还原酶(GR)含量呈先升后降趋势,且始终高于对照;(3)电镜观察发现,Cu²⁺对叶片细胞器的超微结构特别是叶绿体、线粒体和细胞核造成严重损伤。以上结果表明,本试验过量Cu²⁺的胁迫破坏了菱正常生理生化活动,并造成功能紊乱,最终导致菱的死亡。     

柚子(Citrus grandis Osbeck)S-like核酸酶基因CgSL1的分离与特征分析

从柚子(CitrusgrandisOsbeck)2个自交不亲和品种溪蜜柚和度尾蜜柚的花柱中克隆出一个类似S核酸酶基因CgSL1(C.grandisS-likeRNase),它的cDNA序列全长1074bp,编码297个氨基酸。通过与其它植物S-like核酸酶和S核酸酶氨基酸序列进行比较,发现CgSL1类似于S-like核酸酶,与拟南芥中的RNS2一致性为62.5%。对CgSL1的表达分析表明该基因在花柱、花药、叶片不同器官以及花柱的不同发育阶段均有表达,且在花柱中的表达随衰老增强,由此推测它可能与衰老有关。     

拟南芥网状突变体E-210基因精细定位

通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变与遗传分析,从拟南芥(Arabidopsis thaliana)中筛选到一株隐性单基因控制的网状突变体E-210。该突变体植株生长缓慢,叶脉呈绿色,叶肉呈黄色。通过透射电镜观察,发现野生型植株和突变植株在叶绿体结构上差异不大,猜测该突变体E-210基因与叶绿体的发育可能没有直接关系,而很可能同叶绿素或叶绿体的生物合成有关。通过图位克隆的方法,将该突变体的突变基因定位在第5条染色体上的MRB17和MBG8-5的分子标记之间,精确到87.130kb。对MRB17和MBG8-5的分子标记之间的22个基因进行了分析,预测突变体E-210基因可能是At5g54770,编码THI1,即噻唑合成酶。