转座子插入宿主基因在稻属中的分布式样及其适应意义的初探

转座子在各类真核生物基因组中都占有很高的比例,它们对宿主基因组特别是关联的基因在结构、功能和进化上都起着重要的作用。基于生物信息学分析,本研究选择了水稻基因组中2个被转座子插入的宿主基因,通过PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳分析,获得了转座子在稻属16个代表物种94份材料中的插入式样。结果表明,这2个转座子在稻属中的分布式样与插入时间不同,基因三DG-＆02926349中的转座子在AA-基因组的物种中全部存在,基因LOC-Os02945130中的转座子则插入稻属AA-基因组的部分物种中,与AA-基因组的物种的系统发育关系相吻合。转座子在宿主基因组中不同的分布与保留式样以及插入后已经固定在不同地理来源的群体中,暗示了它们在物种进化过程中对宿主基因可能存在适应性意义。     

单核苷酸多态性及其在水稻中的应用(综述)

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)主要是指基因组的DNA由于单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。本文介绍SNP的检测方法及其在水稻中的研究进展和应用。     

稻属植物的基因组进化

水稻所在的稻属(Oryza)共有24个左右的物种。由于野生稻含有大量的优良农艺性状基因, 在水稻遗传学研究中日益受到重视。随着国际稻属基因组计划的开展, 越来越多的稻属基因组序列被测定, 稻属成为进行比较、功能和进化基因组学研究的模式系统。近期开展的一系列研究对稻属不同基因组区段以及全基因组序列的比较分析, 揭示了稻属在基因组大小、基因移动、多倍体进化、常染色质到异染色质的转化以及着丝粒区域的进化等方面的分子机制。转座子的活性以及转座子因非均等重组或非法重组而造成的删除, 对稻属基因组的扩增和收缩具有重要作用。DNA双链断裂修复介导的基因移动, 特别是非同源末端连接, 是稻属基因组非共线性基因形成的主要来源。稻属基因组从常染色质到异染色质的转换过程, 伴随着转座子的大量扩增、基因片段的区段性和串联重复以及从基因组其他位置不断捕获异染色质基因。对稻属不同物种间基因拷贝数、特异基因和重要农艺性状基因的进化等研究, 可揭示稻属不同物种间表型和适应性差异的分子基础, 将加速水稻的育种和改良。     

基于全基因组测序的法医单核苷酸多态性系谱推断研究

目的 通过全基因组测序（whole genome sequencing,WGS）获得高密度单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）分型数据,评估分型准确性,研究建立WGS数据用于法医SNP系谱推断的方法。方法 通过华大MGISEQ-200RS测序平台对样本进行深度为30×的WGS,从测序数据中提取Wegene GSA芯片中的645 199个常染色体SNP位点,质控过滤后运用IBS/IBD算法计算预测亲缘关系,并对样本的族群来源进行分析。结果 从测序数据中提取的SNP分型与Wegene GSA芯片分型的一致率大于99.62%。测序获得的SNP数据使用IBS算法可预测1~4级亲缘关系,4级亲缘预测置信区间准确性达100%,使用IBD算法可预测1~7级亲缘关系,7级亲缘预测为有亲缘关系的准确性达100%,通过高深度WGS数据获取的SNP系谱推断能力与芯片预测结果无显著差异。同时,WGS数据用于族群推断与调查结果一致。结论 WGS技术可应用于法医SNP系谱推断,为案件侦破提供线索。     

单核苷酸多态性研究进展及其在医学中的应用

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）是人类基因组中单个碱基的变异,其最低基因频率不低于1％,是被受关注的第三代多态性遗传标记,为医学、药学等研究提供了新的方向,其在复杂疾病、遗传病研究及法医中个体识别、亲权鉴定和药学研究方面都有重要作用,本文就其研究最新进展、应用及检测手段作一综述。     

心脏钠离子通道α亚单位基因单核苷酸多态性及其在汉族人群中的分布

实验旨在研究中国汉族人群心脏钠离子通道α亚单位(voltage-gated sodium channel type Ⅴ,SCN5A)基因的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)及其分布。应用荧光标记自动测序法测定120名非亲缘关系中国南方汉族人群的SCN5A基因序列,确定其单核苷酸多态位点及基因型。结果如下,在中国南方汉族人群中共检测到5个SNPs:3个位于编码区,另2个分别位于3’侧翼区和intron23邻接供体剪接位点的区域。各个SNP在基因中呈不均匀分布,其基因频率分别为G87A(A29A)27.5％,A1673G(H588R)10.4％,4245+82A>G 32.8％,C5457T(D1819D)41.3％和G6174A44.9％。其中G87A(A29A),G6174A和4245+82A>G为新发现的SNP。A1673G(H588R)的基因频率在中国南方汉族人群、日本人群和美国人群之间无显著差异(P>0.05)。C5457T(D1819D)在中国南方汉族人群和日本人群中的分布非常接近(P>0.5),但都明显高于美国人群中的分布(均P<0.005)。各SNP在不同性别中的分布无显著差异(均P>0.05)。S1102Y及其余10个国外已经报道的多态位点在本研究中未检测到。各SNP等位基因频率在人群中的分布符合Hardy—Weinberg平衡。结果提示,SCN5A基因SNP具有较大的民族差异。     

补体系统基因单核苷酸多态性及其与疾病的关系

天然免疫系统在病原微生物入侵的初始阶段发挥着重要的防御作用,其中补体系统可快速识别、杀伤和清除病原微生物,对疾病的发生、发展和转归起着重要的作用。文章综述了补体系统各成份单核苷酸多态性与疾病的关联研究进展,在DNA水平上揭示了补体系统遗传多态性对疾病发生、发展和转归的影响,对疾病的预防和个体化治疗具有重要的意义。     

基因组原位杂交鉴定牛筋草AA基因组在穇子染色体上的分布及探针长度优化方法

采用基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization,GISH)方法研究了牛筋草(Eleusine indica)AA基因组在穇子(E.coracana)染色体上的分布,并探讨了AA、BB基因组的同源关系。用超声波破碎法进行预剪切,以缺口平移法标记的牛筋草总DNA为探针,BB基因组的E.floccifolia(Forssk.)Spreng.总DNA为封阻,与AABB基因组穇子的中期染色体进行杂交。结果表明,牛筋草AA基因组分布在穇子的18条染色体上。不加封阻或加过量封阻均不能鉴别AA基因组,说明AA和BB基因组间的分化程度不大,双方共享的重复序列较多。牛筋草与E.floccifolia总DNA分别用超声波破碎2 min和3 min后,可得到峰值为300-750 bp的DNA片段,这说明不同物种的超声波破碎时间需要调整,以获得合适长度的探针。     

MicroRNA基因及其靶位点的单核苷酸多态性与疾病易感性

微小RNAs(MicroRNAs)是一类内源性19～25个核苷酸大小的非编码RNA分子,能够通过碱基匹配原则识别并结合于靶基因3'非翻译区的靶位点,从而抑制靶基因的翻译和/或促进靶基因降解。近年许多研究表明,单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)可影响m icroRNA对靶基因的调控过程。SNPs可发生在m icroRNA基因(指在pri-,pre-and mature-miRNA序列中),也可发生在靶基因的3'非翻译区的靶位点。这些SNPs通过影响microRNA对靶基因的调控过程,参与许多疾病如肿瘤、神经系统疾病、肌肥大、心血管疾病以及2型糖尿病的发生发展过程。本文拟对MicroRNAs及其靶mRNA的结合位点SNPs与疾病的相关研究做一综述。     

单核苷酸多态性的检测及其在医药领域的应用

单核苷酸多态性 (ｓｉｎｇｌｅｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｐｏｌｙ ｍｏｒｐｈｉｓｍ ,ＳＮＰ)是人类基因组作图的第三代多态性标记 ,它是指ＤＮＡ序列中单个核苷酸的差异 ,与限制性片段长度多态 (ＲＦＬＰ)、短串联重复序列 (ＳＴＲ)相比 ,ＳＮＰ更丰富地存在于基因组中 ,据估计在人类基因组中每千个核苷酸就有一个以上的ＳＮＰ ,其中有 2 0万存在于编码区 ,称作ｃＳＮＰ(ｃｏｄｉｎｇＳＮＰ) [1] 。而ＳＮＰ之所以引起几乎整个生命科学领域的重视 ,不仅因为它是一种理想的做图标记 ,更在于它可以成为研究基因组多态性和识别、定位疾病相关基因…     

叶用芥菜细胞质雄性不育相关基因orf 220的分子特性

采用榨菜细胞质雄性系为不育源,通过变种间杂交和回交的方法,转育叶用芥菜细胞质雄性不育种质。根据Brassica nap型细胞质雄性不育相关基因off222设计兼并引物,利用特异引物PCR方法,分别在不育源、F1、BC2以及BC3世代中扩增出一条600～700bp大小的特异条带,而在叶用芥菜保持系中无此条带,具细胞质基因遗传特性。进一步序列分析表明,此特异条带大小为663bp,具有起始密码子和终止密码子,编码220个氨基酸,定名为off220。同时,off220推导的氨基酸序列存在两个跨膜区,氨基端与Oenothera berteriana中的COXⅢ(线粒体细胞色素氧化酶复合体亚基)、萝卜中的ATP8(线粒体ATP酶复合体亚基)以及向日葵中的ORFB(ATP酶复合体α亚基相关)蛋白氨基端高度同源。RT-PCR方法分析表明,off220基因的表达为组成性表达,无器官特异性。     

胞质雄性不育相关基因的克隆及其表达分析

根据GenBank中orf224和atp6基因的保守序列设计特异引物,对不结球白菜Pol胞质雄性不育系的基因组DNA进行特异扩增,获得了Pol胞质雄性不育的特异基因orf224和atp6的DNA序列.用Blastn在GenBank中进行同源性比对分析,发现不结球白菜orf224c和atp6c基因与已报道的orf224和atp6基因的同源性高达100%,在GenBank中的登录号依次为DQ400846、DQ412559.运用半定量RT-PCR对orf224c基因在不同器官中的表达水平进行分析,结果表明:不育系花期叶片中该基因的表达量比长度小于0.5 mm蕾和雄蕊中的明显低,在后2个器官中的表达量无明显差异;而在保持系的上述3个器官中的表达量无明显差异.该结果显示orf224基因表达上调与孢原细胞分化受阻相关.     

Sex‐specific fitness variation in gynodioecious Beta vulgaris ssp. maritima: do empirical observations fit theoretical predictions?

In gynodioecious species, in which hermaphroditic and female plants co-occur, the maintenance of sexual polymorphism relies on the genetic determination of sex and on the relative fitness of the different phenotypes. Flower production, components of male fitness (pollen quantity and pollen quality) and female fitness (fruit and seed set) were measured in gynodioecious Beta vulgaris spp. maritima, in which sex is determined by interactions between cytoplasmic male sterility (CMS) genes and nuclear restorers of male fertility. The results suggested that (i) female had a marginal advantage over hermaphrodites in terms of flower production only, (ii) restored CMS hermaphrodites (carrying both CMS genes and nuclear restorers) suffered a slight decrease in fruit production compared to non-CMS hermaphrodites and (iii) restored CMS hermaphrodites were poor pollen producers compared to non-CMS hermaphrodites, probably as a consequence of complex determination of restoration. These observations potentially have important consequences for the conditions of maintenance of sexual polymorphism in B. vulgaris and are discussed in the light of existing theory on evolutionary dynamics of gynodioecy.     

单引物方法克隆盐角草orf25基因

采用单引物RT-PCR扩增的方法,从新疆野生植物盐角草（Salicornia europaea）中克隆获得了1.7kb的cDNA片段,经过测序和序列分析,发现基因片段包含了orf25基因完整的读码框架。采用序列同源性分析方法,结果显示新疆盐角草orf25基因与甜菜线粒体同源性高达98%,与烟草线粒体同源性达到95%,与小麦同源性为92%,与玉米同源性为88%,表明orf25基因在植物中是高度保守的一种基因,同时说明野生植物盐角草中也存在与农作物相似的雄性不育相关基因,orf25基因编码的功能性蛋白可能在影响植物雄性不育改良作物品种方面具有重要的意义。     

水稻雄性不育系珍汕97A小孢子发育过程中的微管骨架

水稻(Oryza sativa L.)雄性不育系珍汕97A、保持系珍汕97B和恢复系测64三系小孢子发生过程的研究表明:恢复系测64小孢子母细胞细胞质浓,有明显的微管荧光围绕着细胞核.小孢子母细胞经两次减数分裂形成四分体.四分体和小孢子的微管从细胞核表面向胞质周缘延伸,形成放射性排列格局,花粉发育正常.细胞质中有少量点状微管荧光.保持系珍汕97B小孢子发生过程的细胞形态和微管结构与恢复系测64相似,但细胞质中的点状微管荧光多一些.雄性不育系珍汕97A小孢子发生早期,小孢子母细胞内出现液泡,核中染色质凝集,微管荧光很弱,没有清晰的微管丝结构,细胞质中有许多点状微管荧光等不正常现象.小孢子母细胞经过减数分裂形成的四分体也没有清晰的丝状微管结构.随后,所有的小孢子迅速败育.雄性不育系珍汕97A在小孢子母细胞发生的很早时期,微管结构就明显不正常.     

洋葱细胞质雄性不育系101A的分子鉴定

根据文献报道设计引物序列,对洋葱细胞质雄性不育系101A进行PCR扩增,结果表明:洋葱细胞质雄性不育系101A属于S型细胞质雄性不育类型,其特异片段位于叶绿体基因组。     

Microanalysis of plant mitochondrial protein synthesis products:

Summary A mitochondrial fraction obtained from 0.5 g of leaves was purified on a 0.75 ml Percoll gradient and used for an in vitro mitochondrial protein synthesis assay in the presence of [³⁵S] methionine. A set of 15 to 20 labeled polypeptides were revealed by autoradiography after sodium dodecylsulfate polyacrylamide gel electrophoresis. This could be applied at an early growth stage by using a few leaves from individual seedlings. It revealed the presence of variant mitochondrially translated polypeptides in green leaves of cytoplasmic male sterile lines from various cultivated plants of large economic importance: maize, wheat, sugar beet, tobacco and faba bean. This non-destructive microanalysis is thus of general use and opens new possibilities for rapid and large mass screening of mitochondrial parameters such as male sterility.     

粘类小麦细胞质雄性不育系的RAPD分析

利用250条10-聚寡核苷酸随机引物对具粘果山羊草(Aegilops kotschyi)、易变山羊草(Ae.variabilis)、偏凸山羊草(Ae.ventricosa)和二角山羊草(Ae．bicornis)细胞质不育系及其保持系5-1的总DNA进行了RAPD多态性分析,其中31条引物对4种不育系及其保持系总DNA均无扩增,217条引物扩增条带完全相同。有2条随机引物在2种不育系之间有特异的扩增片段,其中引物S22在偏凸山羊草细胞质雄性不育系基因组DNA中扩增出分子量约为1600bp的特异带,引物S202在粘果山羊草细胞质雄性不育系基因组DNA中扩增出约1300bp特异带。线粒体基因组DNA的RAPD分析表明,4种不育系及其保持系mtDNA存在明显的差异。证明了S22—1600为偏凸山羊草细胞质不育系及其mtDNA基因组DNA的RAPD特异片段．S202—1300可能为粘果山羊草细胞质不育系及其ctDNA基因组DNA的RAPD特异片段。     

红莲型细胞质雄性不育水稻线粒体DNA的RFLP分析

应用RFLP技术,研究了红莲型不育系、保持系、杂种一代及野败型、马协型不育系的线粒体基因组。结果表明,红莲型不育系与保持系线粒体基因组之间在多个基因区域存在明显差异,为红莲型细胞质雄性不育分子机理研究提供了线索;红莲型不育系与野败型不育系的线粒体基因组之间存在显著差异,马协型不育系与野败型不育系的线粒体基因组之间存在一定差异,在分子水平揭示了不育胞质的多样性。Abstract:Restriction fragment length polymorphism (RFLP) was used to analyze rice mitochondrial genome.The results indicated obvious differences between mt genome of rice cytoplasmic male sterile line and its maintain line of Honglian type,which further clued CMS mechanism research.Mitochondrial genome difference between sterile line of Honglian type and Wild Abortive type was obvious,some difference between sterile Maxie and Wild Abortive was also detected,it offered molecular evidence for cytoplasmic heterogeneity.