细菌中基因组岛的转移与调控机制研究进展

基因水平转移可导致细菌不同种属间个体DNA的交换,从而使细菌对环境的适应性增强,是细菌进化的重要途径之一。基因组岛是基因水平转移的重要载体,可移动的基因组岛能够整合到宿主的染色体上,并在特定的条件下切除,进而通过转化、接合或转导等方式转移到新的宿主中。基因组岛具有多种生物学功能,如抗生素抗性、致病性、异源物质降解、重金属抗性等。基因组岛的转移造成可变基因在不同种属细菌间的广泛传播,例如毒力和耐药基因的传播导致了多重耐药细菌的产生,威胁人类健康。基因组岛由整合酶介导转移,同时在转移的过程受到多种不同转录因子的调控。本文对细菌中基因组岛的结构特点、转移和调控机制以及预测等方面进行了综述,并最终阐明基因组岛的转移及其调控机制是遏制基因组岛传播的重要策略。     

1株表现为鞭毛抗原3相的韦太夫雷登沙门氏菌的鉴定和基因组序列分析

利用高通量测序获取1株抗原式为3,10∶a,r,z6的沙门氏菌(Salmonella)GX150603的全基因组序列.根据鞭毛抗原序列、致病性和抗性基因预测GX150603的血清型,利用分子生物学软件分析基因组岛和前噬菌体,并与其他菌株进行全基因组系统发育分析.经鉴定GX150603为韦太夫雷登沙门氏菌(Salmonella enteric asubsp.enterica serovar Weltevreden),并推测由于鞭毛抗原的氨基酸变异导致该菌株与H∶a血清产生了交叉反应.GX150603基因组携带148个毒力相关基因,8个耐药相关基因,27个基因组岛和3个前噬菌体.基因组岛包括沙门氏菌毒力岛SPI-1/2/3/4/5/6/9/11/13/14/19,centisome 63,CS54和3个该血清型特有的基因组岛.与7个韦太夫雷登沙门氏菌欧洲分离株比较,GX150603有4个共线性片段重排,4个共线性片段缺失和1个共线性片段存在较大差异,进化分析显示,同一血清型仍然表现出最近的亲缘关系.     

植物逆境胁迫抗性的功能基因组研究策略

植物对逆境胁迫抗性的功能基因组研究主要是寻找胁迫抗性位点在相关物种基因组中的保守位置,发现胁迫反应中的高度保守序列,确定植物胁迫反应的调控机理,进而得到植物对逆境胁迫抗性的关键代谢途径和其中的关键调控因子,为进一步选择用于改良植物对逆境胁迫抗性的关键基因奠定基础。本文从主要模式植物(苔藓类植物、复苏植物、盐土植物和甜土植物)、主要技术策略(基因的差异表达分析、基因表达序列标签、cDNA芯片技术。基因表达序列分析和基因敲除和突变体筛选分析)和生物信息学方法(数据分析的生物信息学方法设计到序列比较、比较基因组学、电子克隆)等三个方面对国内外植物逆境胁迫抗性的功能基因组研究策略作了全面综述。     

定位转基因所在的小麦基因组的细胞遗传学方法

本文设计了一种利用细胞遗传学原理定位转基因小麦部转基因所在的基因组的系统方法,并对该方法的有效性和可靠性进行了验证。该方法利用分别含有AABB、AADD和BBDD基因组的小麦近缘四倍体与等测转基因小麦杂交,F1一倍体与同源非转化品种回交,根据回交群体中在抗性基因控制的性状上的分离比例以及各个体的染色体数目分析,从而对转基因小麦中转基因所在的基因组进行定位,该方法简单、可靠,实用性强,可供相关研究采用。     

定点整合抗虫基因到油菜叶绿体基因组并获得转基因植株

以基因枪法进行了油菜叶绿体基因组的定点转化,载体pNRAB携带抗壮观霉素的筛选标记基因aadA和抗虫基因cry1Aα10,基因的两侧被添加了可用于同源重组的叶绿体DNA序列,基因枪轰击过的油菜子叶柄经植株再生和壮观霉素筛选,获得了36株抗性植株,PCR检测和Southern杂交显示,其中4株的叶绿体基因组已被转化,外源基因已被定点整合进叶绿体基因组的rps7和ndhB基因之间。用转基因植株的叶片饲喂二龄小菜蛾,1周后幼虫死亡率达33%-47%,存活幼虫的生长明显减慢,转基因油菜的叶片受害较轻。     

微生物基因组研究进展

微生物基因组研究近年来发展很快,借助基因测序技术已完成多种微生物基因组测序。原核细胞生物基因组与真核细胞基因组具有各自特点。许多由基因控制的细菌遗传性状与细菌毒力有关,选择合适的靶基因研究可用于发展疫苗和开发新的诊断工具。同时,加快基因组功能性研究迫在眉睫。     

基因组数据的处理

随着人类基因组计划、小鼠基因组计划、各种微生物基因组计划、水稻基因组计划以及各种动植物基因组计划的顺利实施 ,基因数据不断增加。 1995年第一条全基因组数据 (Ｈａｅｍｏｐｈｉｌｕｓｉｎｆｌｕｅｎｚａｅ ,流感嗜血杆菌全基因组序列 )公布。以ＧｅｎＢａｎｋ收录的基因组数据为例 ,1996年 ,ＧｅｎＢａｎｋ仅收录了 2条全基因组数据 ,1997年就增加到 6条全基因组数据 ,到目前为止 ,ＧｅｎＢａｎｋ已收录了包括大肠杆菌在内的 10条全基因组数据。此外 ,至少有 32条微生物全基因组即将测序完毕 ,不久将收录ＧｅｎＢａｎｋ中[1] 。基因…     

简单高效的根癌农杆菌介导的水稻基因转化方法

本文在研究影响农杆菌介导的水稻转化的主要因素基础上,建立了一套简单、高效的水稻转基因系统。将水稻成熟胚来源的愈伤组织用农杆菌EHA101／pHQ9,EHA101／pHQ10,EHA101／pHQT3感染后,筛选抗性愈伤,经分化获得转化株。抗性愈伤的平均得率为约100个愈伤／g愈伤外植体,抗性愈伤的分化频率平均高达85％。转基因植株的GUS染色、Southern杂交结果表明,T-DNA上的外源基因已整合进转基因植物的基因组中。转基因植株T1代对潮霉素的抗性表明,多数转基因株系符合孟德尔分离比3：1。该系统的建立将有助于应用T—DNA标签法和基因打靶法进行水稻功能基因组的研究。     

黄瓜花叶病毒基因组不同部分及卫星RNA介导的对植株的保护及其作用机理

根据病原物介导的对自身抗性的理论,大量开展了将CMV基因组的单个或多个片断转入植物体内的研究,从而使该植株能够抵抗或延迟受CMV的侵染,CP,RP,MP基因是CMV基因组的重要组成部分,用来转化植株取得了不同程度的抗性效果,另外有些CMV株中存在着起致弱作用的卫星RNA,直接对植株接种含卫星RNA的CMV弱毒或用卫星RNA的cDNA转化植株都会减轻CMV强毒对该植株的侵害,CMV基因组不同组分进入植物体内后,它们对植株产生保护作用的机理不同,文中分别加以阐述。     

面向大规模人群的基因组注释系统

基因组注释是识别出基因组序列中功能组件的过程,其可以直接对序列赋予生物学意义,由此方便研究者探究和分析基因组功能.基因组注释可以帮助研究从三个层次上理解基因组,一种是在核苷酸水平的注释,主要确定DNA序列中基因、RNA、重复序列等组件的物理位置,包括转录起始,翻译起始,外显子边界等具体位置信息.同时可以注释得到变异在不...     

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.     

小麦的比较基因组学和功能基因组学

小麦是异源多倍体植物,具有大的染色体组,并且基因组中重复序列所占比例较高,这些特征限制了小麦基因组研究的进展。比较基因组学方法为运用模式植物进行小麦基因组学研究提供了一个操作平台。功能基因组学的研究集中于基因组中转录表达的部分,基因功能的确定是功能基因组学研究的主要内容。对比较基因组学在小麦基因组研究中的应用和小麦功能基因组学的研究内容和方法进行了综述。     

林木基因组学研究进展

林木基因组学研究进展迅速。结构基因组学方面,已构建了近40个主要造林树种的遗传连锁图谱,在不同树种中定位了30余个重要的数量性状位点,在部分树种中开展了基因组比较和综合图谱构建研究,杨树的全基因组测序已经完成,桉树的全基因组测序正在进行。功能基因组学方面,已分析了主要造林树种多种组织的转录组EST序列,对林木次生生长与木材形成、开花和抗寒性的形成等过程开展了功能基因组学研究。另外,探讨了林木基因组学研究的发展趋势,以期为我国林木基因组学研究提供有益的参考。     

功能基因组研究进展

基因组研究已经进入了以功能基因组研究为标志的后基因组时代,功能基因组研究不仅是21世纪整体细胞生物学最重要的内容,而且将为医药,农业和工业的革新提供崭新的思路。主要探讨功能基因组的研究方法和模式生物的功能基因组研究进展。     

功能基因组学的研究方法

基因组学的研究已从结构基因组学转向功能基因组学,功能基因组学时代对于基因功能的研究也由单一基因转向大规模,批量分析,本综述了功能基因组学的研究内容与方法,主要包括：差异显示反转录PCR,基因表达序列分析（SAGE）,微点阵,遗传足迹法,反求遗传学,蛋白质组学和生物信息学等新方法。     

乳酸菌基因组学研究进展

乳酸菌广泛应用于食品发酵工业中，其中有些菌种是重要的益生菌。目前，对乳酸菌的研究已从最初的形态学研究进入到了分子水平的研究。乳酸菌全基因组测序研究已在全球展开。乳酸菌基因组研究有助于揭示乳酸菌的遗传和代谢机制，加速重要益生功能基因的挖掘，同时为乳酸菌的应用提供众多可能性。本文就乳酸菌基因组研究的概况、重要乳酸菌基因组、乳酸菌的功能基因组以及比较基因组进行了综述。     

燕麦基因组学研究进展

燕麦具有较高的营养价值和保健功能,是一种可用于均衡营养、科学饮食的健康食品,正逐渐受到人们的青睐和认可。基因组学研究有助于燕麦重要农艺性状的定位和克隆,对开发利用燕麦优质种质资源具有重要意义。本文从以下几个方面对燕麦基因组学研究进展进行综述:(1)燕麦属基因组类型、大小及染色体倍性研究;(2)基于多种分子标记手段构建燕麦基因组遗传图谱进展;(3)二倍体、六倍体燕麦基因组测序进展;(4)基于数量性状基因座定位和全基因组关联性分析手段对燕麦基因组功能基因的注释研究;(5)燕麦群体基因组/泛基因组学研究。同时对燕麦基因组学研究方向进行了探讨,以期为今后燕麦遗传育种提供参考信息。     

细菌比较基因组学和进化基因组学

通过比较不同细菌基因组间差异性与相似性,进而深入研究其分子机理,最终与其表型特征联系起来,是为比较基因组学;不同细菌经过长期进化,其基因组在结构与功能上存在着明显的分化,并构成表型进化的遗传基础,大量细菌全基因组测序的完成,细菌进化基因组学应运而生;以比较基因组学为研究手段,细菌进化基因组学可从基因组水平深入认识物种分化、生境适应、毒力进化、耐药性产生蔓延等表型进化过程。     

生理学与基因组学:走向系统生物学

近十年来,生理学与基因组学达到了空前的融合。尽管生理基因组学还是一个非常年轻的研究领域,系统生物学概念的引入必将推进生理基因组学达到全新的水平。本文概要地叙述了这个令人振奋的生理科学的新时代给生理学家带来的机遇和挑战,并以我们自己近十年来的经验为例,讨论了怎样通过扩展和延伸生理学与基因组学的结合,从而对生物学得到系统的理解。     

系统生物学在工业微生物研究中的应用

功能基因组学以揭示基因组的功能及调控机制为目标,是21世纪最热门的研究领域之一。近来功能基因组学领域的研究被用于工业微生物的研究中,该文对功能基因组学在工业微生物中的应用做了简单综述。