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。     

黄瓜分子标记辅助育种研究进展

本文综述了不同分子标记技术在黄瓜遗传连锁图谱构建、重要性状相关基因的定位、种质资源遗传多样性分析和亲缘关系鉴定、分子标记辅助选择、种子纯度与活力鉴定及其在黄瓜遗传育种等方面的应用,讨论了目前黄瓜遗传育种中应用分子标记技术存在的问题和今后育种工作的重点,并对黄瓜分子标记辅助育种的前景作了展望。     

分子标记技术在烟草遗传育种中的应用

本文综述了几种分子标记技术（RFLP、RAPD、AFLP、SRAP和SSR）在烟草遗传育种中的应用,包括分子标记在烟草种质资源、抗病育种等方面的研究进展。最后,分析了分子标记技术在烟草遗传育种研究中存在的问题及今后发展的方向。     

我国枣生物技术研究进展

生物技术的发展为枣种质资源的研究、创新及新品种培育提供了更多的途径。本文综述了近年来我国枣生物技术的研究进展,主要包括离体培养、分子标记、基因工程3个方面的内容。目前,生物技术是枣传统育种的有效补充,已成为枣遗传改良、种质资源创新和科学研究的重要技术。     

大花三色堇育种研究进展

该文概括总结了目前国内外有关大花三色堇(Viola × wittrockiana Gams.)的种质资源、主要性状遗传改良和育种技术等方面的研究进展。大花三色堇品种丰富, 且近缘种众多; 国内外对大花三色堇的主要观赏性状、营养性状及抗性等的遗传与改良进行了较为细致的研究; 通过采用杂交育种、多倍体育种、诱变育种和组织培养等技术取得了众多研究成果。雄性不育、花色花斑遗传规律和生物技术成为大花三色堇育种研究的工作重点。我国今后应在保护和利用其种质资源的基础上, 加快对大花三色堇新品种的培育。     

水稻基因设计育种

本书系统地介绍了水稻转基因技术、花药培养、分子标记辅助育种和基因组辅助育种的基本原理和方法,阐述了水稻产量性状、抗病虫性、抗逆性状、营养品质和特异种质的遗传研究及分子育种的最新进展、水稻基因设计育种数据库建设和水稻基因设计育种的展望,反映了在水稻分子育种方面获得的成果。全书共分12章,各章节前后呼应,     

观赏植物分子标记研究进展

分子标记是继形态学标记、细胞学标记和生化标记之后发展起来的一种新的遗传标记。简要综述了分子标记技术在观赏植物种质资源遗传多样性评价、种质鉴定、亲缘关系的演化及分类、系谱分析、遗传图谱构建、基因定位、分子标记辅助选择育种等领域的研究进展,探讨了分子标记在观赏植物遗传育种上存在的问题。     

荞麦种质资源概况

荞麦是一种重要的药食饲多用的作物,中国是全球最大的苦荞生产国和世界荞麦多样性中心,中国西南地区是国际公认的荞麦起源中心。种质资源是农作物生产利用、品种创新和生物技术研究的物质基础,具有十分重要的价值和意义。自20世纪80年代以来,我国学者收集了约有3000余份栽培荞麦种质资源,其中2200余份保存于我国长期库中。这些栽培荞麦经过自然演变、人工培育和传播后,已在全世界范围广泛分布,兼具代表性和多样性。综述了我国甜荞和苦荞的产区分布现状、资源收集和保存概况,以及近40年来对我国荞麦资源的农艺性状和营养品质的鉴定评价情况;并简要介绍了世界上其他国家和组织对于荞麦种质资源的的收集和评价现状,以期为荞麦种质资源保护和合理利用提供参考。同时,对已报道的荞麦属野生种(含变种、亚种)及分布现状进行了归纳,对其主要性状的特征和变异情况进行了总结,并归纳了国内外对于野生荞麦资源的开发利用方面的研究进展,结果表明,我国西南地区野生荞麦资源尤为丰富,除个别种(如金荞麦)以外,均主要集中于滇黔川边界地区。最后,对我国荞麦种质资源利用的不足和展望进行了讨论,提出仍需推进以下工作:(1)全面、系统、量化地建立荞麦的种质资源农艺性状、营养组分、加工品质、食味品质等性状的评价体系,继续完善我国荞麦种质资源评价和品质鉴定工作;(2)大力挖掘荞麦在作物布局和特色经济作物价值潜力,加快推进我国荞麦优异种质的选育和合法引进,推进荞麦产业健康有序快速发展;(3)关注野生荞麦生存环境恶化的问题,特别是岩野野荞、抽葶野荞、皱叶野荞、海螺沟野荞等的生存环境急剧恶劣,其分布区域更加狭隘,急需加大对珍惜野生资源进行抢救性的考察、收集和保护工作;(4)持续推进荞麦全基因组测序和基因组结构注释工作,深入挖掘荞麦关键农艺性状和抗逆遗传位点,并开发系统的分子标记辅助育种平台,并从分子水平进一步解析荞麦品质性状形成遗传机制,如淀粉、氨基酸、维生素E以及黄酮类化合物特别是芦丁的生物合成途径关键基因的分子调控网络。     

大花三色堇育种研究进展

该文概括总结了目前国内外有关大花三色堇（Viola × wittrockiana Gams.）的种质资源、主要性状遗传改良和育种技术等方面的研究进展。大花三色堇品种丰富, 且近缘种众多; 国内外对大花三色堇的主要观赏性状、营养性状及抗性等的遗传与改良进行了较为细致的研究; 通过采用杂交育种、多倍体育种、诱变育种和组织培养等技术取得了众多研究成果。雄性不育、花色花斑遗传规律和生物技术成为大花三色堇育种研究的工作重点。我国今后应在保护和利用其种质资源的基础上, 加快对大花三色堇新品种的培育。     

茄子果实相关农艺性状全基因组关联分析研究进展与展望

茄子是重要的园艺作物,也是茄科植物中种植最广泛的蔬菜之一。茄子果实相关农艺性状是一种复杂的数量性状,传统育种选育效率低、周期长。高通量测序技术与生物信息学技术的快速发展,使得全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)在解析茄子果实相关复杂农艺性状的遗传规律方面展现出巨大的应用前景。本文对全基因组关联分析在茄子的果形、果色等果实相关农艺性状中的研究进展进行了综述;针对茄子数量性状遗传研究中普遍存在的“丢失遗传力”(missing heritability)问题,从4个GWAS策略在茄子果实相关农艺性状研究中的应用热点出发,提出了未来茄子GWAS的发展对策;并结合当前茄子遗传改良的实践需求,展望了GWAS策略在茄子分子育种领域的广阔应用前景。本文为今后利用GWAS解析各种茄子果实相关性状的遗传基础以及选育符合消费者需求的果实材料提供了理论依据和参考。     

斑马鱼胚胎背腹轴建立的分子机制

脊椎动物胚胎发育起始于体轴的建立,是胚胎早期发育过程中最重要的事件之一。Wnt、BMP、Nodal和FGF等多个信号通路协同调控细胞分化和细胞运动,促进胚胎胚层的形成和空间上的分离,调控胚胎背腹轴、前后轴和左右轴线的分化,为胚胎进一步发育勾勒出蓝图。本文主要综述斑马鱼胚胎背腹轴建立的分子机制,包括背部组织中心简介;母源Wnt/β-catenin信号调控背部组织中心形成的分子机制;BMP信号调控背腹轴建立的分子机制。     

Smad2/3a对斑马鱼神经嵴细胞标记基因crestin表达的影响

目的 探讨Smad2/3a对脊椎动物神经嵴细胞发育的影响。方法 通过在斑马鱼胚胎单细胞时期显微注射smad2/3吗啉环修饰的反义寡核苷酸的方法,特异性敲降smad2/3基因的表达,至胚胎发育至6体节,利用整胚原位杂交检测神经嵴细胞特异性标记基因snail1b,sox10,foxd3和crestin的表达情况;通过casmad2 mRNA和smad3a mRNA显微注射的方法过表达smad2和smad3a,同样利用整胚原位杂交检测神经嵴细胞特异性标记基因crestin的表达情况;通过过表达casmad2及smad3a对下调smad2和smad3a的胚胎进行挽救。结果 smad2/3a被敲低后,crestin的表达量显著降低,而snail1b,sox10和foxd3的表达量无明显变化。smad3b被敲低后,crestin,snail1b,sox10和foxd3的表达量均无明显变化;过表达casmad2和smad3a均可导致crestin的表达量增高;过表达casmad2和smad3a可挽救由于smad2/3a敲降所造成crestin的低表达量。结论 Smad2和Smad3a对神经嵴细胞标记基因crestin的表达具有重要作用。     

无线粒体DNA的人肺腺癌A549细胞系的构建

目的:建立无线粒体DNA(mtDNA)的人肺腺癌ρ~0A549细胞系。方法:在含50 ng/mL溴化乙锭(EB)、100μg/mL丙酮酸钠和50μg/mL尿嘧啶核苷的RPMI1640细胞培养基中传代培养A549细胞;用低剂量EB连续诱导培养35 d后,采用光镜观察、TaqMan探针法实时荧光定量PCR(qPCR)和Western印迹鉴定无mtDNA的ρ~0A549细胞系;采用MTT法测定ρ~0A549细胞增殖曲线。结果:倒置显微镜下野生型ρ^+A549细胞为多角形,ρ~0A549细胞形态呈拉长枝状;qPCR结果显示,低剂量EB诱导35 d的ρ~0A549细胞中无mtDNA的存在。Western印迹结果显示,ρ^+A549细胞中能表达核基因编码的线粒体蛋白SDHA和ATP5A,也能表达线粒体基因组编码的蛋白MT-COXI和MT-ATP6;ρ~0A549细胞中无MT-COXI和MT-ATP6蛋白表达,但核基因编码的SDHA和ATP5A蛋白能够正常表达。MTT结果显示,与ρ^+A549细胞相比,ρ~0A549细胞生长速度明显减慢,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:构建和鉴定了无mtDNA的人肺腺癌ρ~0A549细胞系,为后续探讨mtDNA缺失或突变与人肺腺癌发生之间的关系奠定了实验基础。     

斑马鱼TAK1正向调控IRF7介导的天然免疫反应

在鱼类中关于转化生长因子β-激活激酶1(TAK1)在天然免疫反应中的功能研究较少。为了探究TAK1在斑马鱼天然免疫中的功能,本文克隆并获得了一种斑马鱼tak1剪接异构体(Drtak1),其开放阅读框含有1737个核苷酸,编码578个氨基酸,其中包括N端的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶结构域和C端的卷曲螺旋结构部。通过免疫荧光试验,证实DrTAK1是一种胞质蛋白。双荧光素酶报告试验显现在EPC细胞中单转DrTAK1不能诱导IFN的产生,但与IRF7共转时能显著提高其诱导干扰素启动子表达的能力。本文研究结果首次在斑马鱼中发现TAK1能正向调控IRF7介导的天然免疫反应,为后续DrTAK1功能研究奠定了基础。     

基因编辑技术的发展及其在农业生产中的应用

对动植物和人类基因组的测序为功能基因组研究提供了基础数据。然而,核苷酸序列信息并不足以帮助我们了解特定的基因组元件的功能及其在表型形成中的作用。基因编辑技术能够在很大程度上解决这一问题,帮助人们快速获得新的基因组突变模式,从而以更便捷高效的方式进行功能基因组研究。对基因编辑的基本原理及常见的锌指核酸酶(ZFN)、转录激活因子样效应因子核酸酶(TALEN)和2013年出现的CRISPR/Cas9系统进行了回顾,讨论了基因编辑技术的应用历史,特别在农业应用方面,重点关注了CRISPR/Cas9系统在水稻基因编辑中的应用,阐述了CRISPR/Cas9在基因组编辑领域的问题和其他应用方面的困难,探讨了基因编辑工具在作物改良方面所面临的主要挑战和未来发展趋势。     

溴化乙锭诱导无线粒体DNA宫颈癌HeLa细胞系的构建和鉴定

[目的]构建和鉴定由溴化乙锭(EB)诱导的无线粒体DNA(mtDNA)宫颈癌ρ~0HeLa细胞系,探讨mtDNA与宫颈癌发生的关系。[方法]采用含50ng/ml溴化乙锭、100μg/ml丙酮酸钠和50μg/ml尿嘧啶核苷的高糖DMEM完全培养基中传代培养HeLa细胞。低剂量EB连续诱导60d后,采用营养缺陷鉴定、PCR和WesternBlot鉴定无mtDNA的ρ~0HeLa细胞系;采用透射电子显微镜观察ρ~0HeLa细胞内线粒体形态变化;采用CCK8法测定ρ~0HeLa细胞增殖曲线。[结果]经溴化乙锭诱导60d,可以培养出具有尿嘧啶核苷依赖性的无mtDNA宫颈癌HeLa细胞系。普通PCR和qPCR结果均显示,低剂量EB诱导60d的ρ~0HeLa细胞中mtDNA完全缺失。WesternBlot结果显示,HeLa细胞中能表达核编码的NDUFA9蛋白,也能表达线粒体编码MT-ND1蛋白。而ρ~0HeLa细胞中已无MT-ND1蛋白表达,但核编码的NDUFA9蛋白能够正常表达。透射电子显微镜观察显示,ρ~0HeLa细胞内部分出现空泡改变,线粒体嵴被破坏。CCK8细胞增殖实验结果显示,ρ~0HeLa细胞系生长速度显著低于正常HeLa细胞系,且差异有统计学意义(P<0.05)。[结论]无mtDNA的宫颈癌HeLa细胞系的建立,为后续研究mtDNA突变和线粒体功能在宫颈癌发生发展中的作用及机制奠定了基础。     

ISSR分子标记在棉花遗传育种上的应用

ISSR是一种近些年发展起来的基于微卫星序列的新型分子标记。阐述了ISSR的基本原理、特点及其在棉花遗传多样性与亲缘关系分析、种质鉴定、遗传图谱构建、基因定位及标记辅助选择育种等方面的应用和进展。     

1株产多糖芽胞杆菌的分子鉴定和诱变选育

以中国农业科学院北京畜牧兽医研究所鸡舍附近土壤为材料,采用稀释平板法对其中的菌株进行分离与纯化培养,并对其进行形态学鉴定和粗多糖提取量的检测,同时对分离得到的菌株进行紫外线和亚硝基胍的诱变。从土壤中分离得到1株产多糖的芽胞杆菌(编号P-30),结合形态学鉴定、16S rRNA序列分析和系统发育树分析结果,确定该菌株为短短芽胞杆菌(Bacillus brevis)。其16S rRNA GenBank登录号为HM185814。经过诱变选育后,获得3株(N-05、N-11、U-01)多糖产量为P-30的1.44、1.44和1.29倍的诱变菌株,具有良好的开发前景。     

猪圆环病毒3型感染BALB/c小鼠的实验观察

目的研究猪圆环病毒3型(porcine circovirus3,PCV3)对BALB/c小鼠的感染情况。方法将雌性BALB/c小鼠分为两组,实验组感染PCV3组织毒,对照组接种同样剂量的PBS。感染后每天观察小鼠状态,并在第0,3,7,11和14天采血进行荧光定量PCR检测和ELISA检测。实验结束后,对所有动物进行安乐死和剖检,对心脏、肝、脾、肺、肾、脑和淋巴结取样进行荧光定量PCR检测,并制片进行组织病理学检查。选择PCR检测阳性组织进行PCV3CAP基因测序分析。结果PCV3组织毒感染小鼠不引起明显的临床症状和病理变化。病毒可在感染早期的血清中检测到,病毒含量最高的器官是肝脏和脾脏,PCV3感染小鼠后核酸序列未发生变化。随着感染时间的增加血清中抗体水平逐渐升高。结论PCV3可以感染BALB/c小鼠,并在小鼠体内增殖。本研究结果为猪圆环病毒3型致病性的研究以及防控提供了参考。