筛选和定位含水稻端粒相关序列的BAC克隆

根据水稻的端粒重复序列 ,设计了 2个引物 :(TTTAGGG) ₃ 和 (CCC TAAA) ₃ CCC ,利用单引物在水稻总DNA中进行PCR扩增 ,分别得到Tas1和Tas2 .这 2个片段在定位亲本间均无多态性 .Tas1的原位杂交表明该序列位于 2对染色体端部 .以Tas1为探针在所构建的水稻基因组BAC文库中筛选到 1个克隆 ,South ern杂交证明此克隆也包含序列Tas2 ,取该克隆中的单拷贝序列利用ZYQ/JX1 7DH群体将其定位在第 6号染色体的端部 .并对Tas1和Tas2在此克隆中的排列进行了初步研究     

一个含端粒序列的水稻BAC克隆的分析和定位

对一个含 (TTTAGGG) _n 同源序列的水稻BAC克隆 (BAC2 )进行了分析 ,揭示出水稻近端区DNA的组成 .BAC2的插入片段中除含有大量的以串联形式存在的称之为TA35 2序列的卫星DNA外 ,还含有TTTAGGG或其变体组成的简单重复 .荧光原位杂交 (FISH)将含 (TTTAGGG) _n 序列的 0 .8kbPstⅠ片段定位在至少 5对染色体的端粒区 .通过对BAC2中低拷贝序列的RFLP分析 ,BAC2被定位在水稻第 6号染色体端部 .这些结果说明水稻的端粒序列可能也是TTTAGGG或其变体构成的简单重复 ,而与其相连的卫星DNATA35 2则属于端粒相关序列 .     

应用PCR进行水稻染色体末端区域作图

利用RAPD引物介寻的不对称复性温度PCR的方法（RM－PCR）,发展了一种基于端粒重复序列的新型分子标记。并在一个籼粳杂交来源（窄叶青8号×京系17）的水稻双单倍体群体中进行了端粒重复相关顺序的遗传定位。在23个定位位点中,有12个定位在水稻8个染色体臂的最远端,并将所在染色体分别向外延长了7．7～22．6cM。其中有些可能是定位在亚端粒区。有5个位点被定位在着丝粒区,另外6个位点定位于染色体内其他区域。     

水稻CPR5基因参与氧化胁迫响应

为探讨水稻(Oryza sativa L.)中CPR5 基因的功能,以其cDNA 文库为基础进行序列比对,并将1 个同源性较高的序列命名为OsCPR5.生物信息学分析表明,OsCPR5 的开放阅读框长度为1551 bp,编码516 个氨基酸.软件预测该编码蛋白可能是1 个具有5 个跨膜区的膜蛋白和核定位蛋白.组织表达和亚细胞定位分析表明,OsCPR5 在根中的表达水平较高,且广泛分布在细胞膜、细胞质和细胞核上.逆境胁迫分析实验表明,植物激素脱落酸(Abscisic acid, ABA)、过氧化氢(Hydrogen peroxide,H₂O₂)、氯化钠(NaCl)、甲基紫精(Methyl viologen, MV)等环境胁迫可诱导OsCPR5 的上调表达,其中氧化胁迫相关的MV 和H₂O₂ 处理效果最为明显.拟南芥(Arabidopsis thaliana)转基因株系atcpr5/OsCPR5 在浓度为0.5 μmol L^-1、 1.0 μmol L^-1 的MV以及6 mmol L^-1、 8 mmol L^-1 的H₂O₂ 处理下,种子萌发率明显高于atcpr5 突变体.这揭示了OsCPR5 基因在植物抗氧化胁迫响应中具有一定的作用.     

珍稀濒危飘带兜兰叶绿体全基因组种内变异研究(附录)

飘带兜兰(Paphiopedilum parishii)分布范围狭窄,仅在中国、缅甸、泰国以及老挝有少量分布。近年来,因生境破坏和人为滥采而导致飘带兜兰野生种群极度缩减。为开发种内多态性的分子标记用于保护生物学研究,该研究对飘带兜兰4个野生个体经测序、组装、注释获得的叶绿体基因组序列,与已公布的飘带兜兰2个个体的叶绿体全基因组序列进行比对,分析飘带兜兰叶绿体基因组的种内差异。结果表明:(1)飘带兜兰叶绿体基因组具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构,基因组长度为154 403～154 809 bp,共编码129个基因,包括78个蛋白质编码基因、39个tRNA基因、8个rRNA基因,以及4个假基因。(2)在飘带兜兰6个个体叶绿体基因组中检测到103～107个SSRs(simple sequence repeats)位点,其中21个SSR位点具有多态性。此外,在6个个体叶绿体基因组中还检测到60个长序列重复,包括17～21个正向重复、18～29个反向重复、9～16个回文重复、4～9个互补重复。(3)通过比较6个个体叶绿体基因组序列的核苷酸多样性,共发现70处变异,包括10个SNPs(single nucleotide polymorphism)、60个插入缺失(InDels)。其中,有3个SNP位点发生了非同义替换,导致编码功能基因的氨基酸发生改变; 19个插入缺失多态性较高,具有开发为分子标记的潜力。(4)通过计算核苷酸多样性值(P_i)共发现8个有变异的区域,P_i值为0～0.006 32,其中变异度较大的是rps3-rpl22、trnL-UAC-rpl32、rpoB-trnC-GCA以及ycf4,这些高变区可开发为分子标记用于评估飘带兜兰遗传多样性。(5)系统发生分析结果表明,飘带兜兰6个个体叶绿体基因组序列聚在一起,与长瓣兜兰互为姐妹群。综上表明,飘带兜兰叶绿体基因组的SSRs、长序列重复、SNPs、InDels以及核苷酸序列呈现了足够的种内多样性,可开发成分子标记用于该种的系统演化及保护生物学研究。     

三氧化二砷诱导早幼粒细胞白血病细胞线粒体基因突变与细胞凋亡

提取用2 μmol/L As2O3对NB4细胞株和APL体外干预及用0.16 mg·kg^-1·天^-1 As2O3静脉输注治疗干预前后的白血病细胞线粒体基因, PCR扩增后直接测序, 干预前后的序列对比分析, 同时流式细胞仪对细胞凋亡率测定. 分析了As₂O₃在体内和体外作用对原代急性早幼粒细胞白血病细胞(APL)和NB4细胞株的线粒体基因(mtDNA)非编码区D-loop的基因突变与细胞凋亡的关系. 研究发现, As₂O₃处理后mtDNA的D-loop区基因突变位点数目较处理前显著增多, mtDNA的D-loop区基因突变率与细胞凋亡率呈正相关关系, 相关系数r_NB4-As2O3=0.973818,r_APL-As2O3 =0.934703. 突变类型包括转换、颠换、插入和缺失. 本实验仅是初步研究, 尚未发现As₂O₃对mtDNA的D-loop区稳定的突变位点和突变规律. 结果显示, As₂O₃体内外干预均能加剧急性早幼粒细胞白血病细胞mtDNA的D-loop区基因突变, 并与其促凋亡作用呈正相关, mtDNA的D-loop区可能是砷剂治疗白血病的一个靶点.     

陆地棉产量性状QTLs的分子标记及定位

用我国的高产栽培品种泗棉3号和美国栽培品种TM-1为材料,构建F₂和F_2∶3作图群体,应用301对SSR引物和1040个RAPD引物,对产量性状QTLs进行了分子标记筛选,结果共筛选出了37对SSR多态性引物和10个RAPD多态性引物的49个位点,鉴定出了控制产量性状变异的主效QTLs。定位于第9染色体的连锁群,分别具有控制铃重、衣分和籽指的主效QTLs,铃重的2个QTLs分别解释F_2∶3群体表型变异的18.2%和21.0%;在F₂群体检测到的1个衣分QTL解释表型变异的25%,另一个衣分QTL在F₂群体和F_2∶3群体都检测到,解释F₂群体衣分的24.9%的表型变异,解释F_2∶3群体衣分的5.9%的表型变异;在F_2∶3群体铃重的一个QTL的同一位置同时检测到一个籽指QTL,它解释15.6%的表型变异,是一因多效或是紧密连锁的两个QTLs,有待进一步研究。本研究标记的产量性状主效QTLs可用于棉花产量性状的标记辅助选择。     

叶面喷施矮壮素对番茄嫁接愈合的调节作用

该研究选用番茄接穗品种‘硬粉8号’和砧木品种‘砧爱1号’为试材,分别在嫁接前6 d和12 d叶面喷施100 mg·L^-1 生长抑制剂矮壮素(CCC),测定番茄幼苗生长指标和嫁接接合部植物激素含量,监测CCC处理对嫁接愈合进程的影响。结果显示：(1)‘硬粉8号’和‘砧爱1号’幼苗生长受到CCC显著抑制,株高分别显著降低33.30%和33.96%,两幼苗地上部鲜重及‘砧爱1号’幼苗干重也均显著降低。(2)嫁接后12 h和48 h,CCC处理显著降低了嫁接接合部GA₁₅和GA₈含量,嫁接后48 h和72 h显著提高了嫁接接合部GA₃₄和GA₃含量;嫁接后12、48和72 h,CCC处理显著提高了嫁接接合部L 色氨酸、吲哚 3 乙酸甲酯、色胺、吲哚 3 乙酸、反式 玉米素 9 Β葡萄糖苷和异戊烯腺嘌呤 9 葡萄糖苷含量。(3)嫁接后48~168 h,CCC处理显著提高了嫁接接合部维管束品红吸收含量和平均荧光强度;嫁接后72 h,CCC处理的嫁接接合部已可见木质部导管分子连接;嫁接后96~120 h,CCC处理的嫁接接合部木质部与韧皮部基本完成连接,愈伤组织薄壁细胞填满接合部间隙,完成时间早于对照。(4)嫁接后20 d,CCC处理显著提高了接穗叶绿素(SPAD值)和砧木根系活力。研究发现,番茄幼苗嫁接前叶面喷施CCC可有效促进维管束重连和嫁接苗生长发育。     

水稻条斑病菌gacA基因的克隆及功能初析

根据黄单胞菌gacA基因的同源性设计简并引物,采用PCR方法从水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xooc)中克隆了gacA同源基因,命名为gacA_Xooc。序列比较显示,该基因在黄单胞菌中是相对保守的。通过同源重组的方法,构建了gacA_Xooc的插入突变株。对0.1% Tryptone的趋化应答能力检测发现,gacA突变株的趋化能力明显降低,证明gacA与Xooc的趋化性相关。     

免耕稻田氮肥运筹对土壤NH3挥发及氮肥利用率的影响

通过大田试验,设置5种不同的施肥比例(基肥:分蘖肥:拔节肥:穗肥-2:2:3:3(R1)、3:2:2:3(R2)、4:2:2:2(R3)、4:3:1:2(R4)与0:0:0:0(CK)),研究氮肥运筹对稻田NH₃挥发和氮肥利用率的影响。结果表明,(1)相对于不施肥,施肥显著提高了稻田NH₃挥发量。氮肥施用后,NH₃挥发损失量占施氮量的6.2%-8.5%,其中,以分蘖期NH₃挥发损失量最大,齐穗期次之,苗期和拔节期最小。施肥处理间,处理R1稻田累积NH₃挥发量最小,显著低于其它施肥处理,比处理R2、R3和R4分别低9.1%(P<0.05)、10.9%(P<0.05)和17.7%(P<0.05)。(2)相关分析表明,田面水NH₄⁺、pH值和土壤NH₄⁺和pH值均与稻田土壤NH₃挥发通量呈显著或者极显著相关;(3)处理R1水稻氮肥利用率相对于处理R2、R3和R4增加了28.4%(P<0.05)、55.4%(P<0.05)和74.9%(P<0.05)。研究表明,氮肥后移能有效降低免耕稻田NH₃挥发,提高水稻的氮肥利用率。     

黄河上游灌区稻田N2O排放特征

黄河上游灌区稻田高产区过量施肥现象十分突出,氮肥过量施用引起土壤氮素盈余,导致N₂O排放量增大,由此引起的温室效应引起广泛关注。采用静态箱-气相色谱法研究黄河上游灌区稻田不同施肥处理下N₂O排放特征。试验设置5个施肥处理,包括常规氮肥300 kg/hm²下单施尿素和有机肥配施2个处理,分别用N300和N300-OM代表;优化氮肥240 kg/hm²下单施尿素和有机肥配施2个处理,分别用N240和N240-OM代表;对照不施氮肥用N0代表。试验结果得出,灌区水稻生长季稻田土壤N₂O排放主要集中在水稻分蘖前及水稻生长的中后期,稻田氮肥施用、灌水及土壤温度的变化对N₂O排放通量影响较大,不同处理水稻各生育阶段N₂O累积排放量与稻田土壤耕层NO^-₃-N含量动态变化显著相关。稻田N₂O排放不是黄河上游灌区稻田氮素损失的主要途径,但灌区稻田N₂O排放的增温潜势较大;稻田氮肥过量施用会显著增加N₂O排放量,在相同氮素水平下,有机肥配施会显著增加稻田土壤N₂O的排放量(P＜0.01)。优化施氮能有效减少灌区稻田水稻生长季N₂O排放量。稻田不同处理的水稻整个生长季土壤N₂O排放总量为2.69-3.87 kg/hm²,肥料氮通过N₂O排放损失的百分率仅为0.43%-0.64%。在灌区习惯灌水和高氮肥300 kg/hm²时,N300-OM处理的稻田N₂O排放量达3.87 kg/hm²,在100 a时间尺度上的全球增温潜势(GWPs)为20.76×10⁷ kg CO₂/hm²;优化施氮240 kg/hm²水平下,N240和N240-OM处理的N₂O累计排放量较N300-OM处理,分别降低了1.18 kg/hm²和0.57 kg/hm²,在100 a尺度上每年由稻田N₂O排放引起的GWPs分别降低了6.33×10⁷ kg CO₂/hm²和3.06×10⁷ kg CO₂/hm²。     

高分辨电泳分离短串联重复序列DNA片段

采用多相缓冲系统,在成层胶T＝5%,C＝2.6%, 分离胶T＝8%,C＝5%的条件下用聚丙烯酰胺凝胶电泳对人类短串联重复序列(STR)DNA片段进行分离.其中,成层胶内主要缓冲成分为2-二羟乙基亚胺-三羟甲基甲烷(Bistris)、H₂SO₄及N、N-2(羟乙基)甘氨酸(Bicine) ; 而分离胶以Tris、H₂SO₄及2-二羟乙基亚胺-三羟甲基甲烷(Bistris)为主,构成多相缓冲系统.DNA片段在成层胶中被有效地压缩, 在分离胶内又可完全解压缩,使其按片段大小分离;从而达到提高分辨率的目的.     

水稻黄单胞细菌Harpin蛋白的遗传多样性及其诱导烟草过敏反应和抗病性功能

利用PCR方法从水稻黄单胞细菌(Xanthomonas oryzae)两个致病变种(pv. oryzae和pv. oryzicola)的12个菌株中, 扩增出了编码诱导植物过敏反应蛋白激发子Harpin的3类hrfA (hypersensitive response functioning factor A)同源基因hrf1, hrf2和hrf3. 同源性分析表明, 这些同源基因推测的编码产物均富含甘氨酸, 缺乏酪氨酸, 在序列的第45位附近的氨基酸都有一个半胱氨酸. Harpin_Xoo由来源于水稻白叶枯病菌的hrfA基因编码, 产物包括两类, 一类代表菌株为JxoⅢ, 其中GGG-GG基序的重复数为3个, 分子量为15.6 kD; 另一类代表菌株为Pxo112, 产物中GGG-GG基序的重复数为4个, 分子量为15.9 kD, 这两个基因分别命名为hrf1和hrf3. Harpin_Xooc由来源于水稻条斑病细菌的hrfA基因编码, 代表菌株为RS105, 其中GGG-GG重复数为2个, 分子量为15.3 kD, 水稻黄单胞菌Harpin分子中的一个半胱氨酸残基是其特有的. 将这3类基因与已报道的hpa1和xop1基因编码的氨基酸序列进行聚类分析, 结果可以将其分为4类, 来源于水稻黄单胞菌的Harpin_Xoo和Harpin_Xooc被分在相邻的两类中. 对3种产物进行比较研究结果, 在相同条件下3个代表菌株JxoⅢ, RS105和Pxo112的hrfA基因(hrf1, hrf2和hrf3)表达蛋白的相对浓度分别为: 0.389, 0.530, 0.083 mg/mL. hrf1, hrf2和hrf3在大肠杆菌(Bl21)中的表达产物(Harpins)在烟草上均能激发过敏反应和诱导抗病性, 其生物活性依次为Hrf2, Hrf1和Hrf3.     

上位性效应是水稻杂种优势的重要遗传基础

利用生产上广泛应用的优良杂交组合汕优 6 3的分离群体 ,对 1 5 1个分子标记位点构建覆盖整个水稻基因组的遗传连锁图谱 .在此基础上 ,用 2 40个F_2∶3 家系的 2年田间试验数据定位分析了影响产量及其构成因子的数量性状位点 (QTLs)和上位性效应 . 2年共定位了 32个QTLs控制产量及其构成性状 ,其中 1 2个QTLs在2年均被检测到 .同时 ,发现大量显著上位性效应广泛存在于基因组中影响着这些性状 .分析表明 ,上位性效应是影响产量性状表现和杂种优势形成的重要遗传基础     

籽粒镉低积累水稻地上部镉高积累遗传特性分析

农田土壤镉（Cd）污染日益严重,导致稻米Cd含量超标事件频繁出现,使粮食安全问题备受关注。因此,合理利用Cd污染农田、降低水稻籽粒Cd含量成为亟待解决的问题。籽粒Cd低积累水稻雅恢2816的地上部具有较强的Cd积累能力,研究旨在弄清其地上部Cd积累能力的遗传稳定性,进一步揭示控制该性状的遗传基础,为利用分子标记辅助选育地上部Cd富集能力强、籽粒Cd安全的水稻提供途径。以水稻雅恢2816和3个不同品种水稻分别组配获得的F₁为研究对象,分析地上部Cd积累相关性状的杂种优势。进一步以优势组合C268A/雅恢2816构建F₂作图群体,对地上部Cd积累相关性状进行QTL定位分析。结果表明：（1） F₁地上部Cd积累相关性状杂种优势明显,遗传稳定性强。地上部Cd积累相关性状属数量性状,F₂中/超亲分离现象明显。（2）在第4、6号染色体上共挖掘到1个控制水稻地上部生物量和3个控制地上部Cd积累量的QTL位点,分别为qSB-6、qSCdA-4、qSCdA-6-1和qSCdA-6-2,表型贡献率为10.6%—14.4%,且增效等位基因均来自雅恢2816。（3）地上部Cd积累量与地上部生物量、Cd含量,根、糙米的生物量、Cd积累量,根-地上部转移系数均呈极显著正相关,与地上部-籽粒转移系数呈极显著负相关,存在4个QTL集簇区Cl-4-1、Cl-6-1、Cl-6-2和Cl-6-3。（4）区间marker 04171-marker 04197控制着地上部生物量和Cd积累量,与控制糙米Cd含量的QTL不重叠。研究表明：籽粒Cd低积累水稻雅恢2816携带控制地上部Cd高积累的等位基因,可在世代间稳定遗传,QTL位点qSCdA-4、qSCdA-6-1、qSCdA-6-2是控制该性状的重要遗传基础,可为分子标记辅助选育地上部Cd高积累、籽粒Cd低积累水稻提供理论依据。     

人β2-微球蛋白基因克隆及其在大肠杆菌中的高效表达

β₂-微球蛋白(β₂m)是主要组织相容性复合体(MHC)Ⅰ类分子的轻链部分, 为制备MHC-Ⅰ类分子四聚体的必要成分。 根据已报道的序列设计特异引物, 利用RT-PCR方法从人白细胞中克隆了β₂m基因, 并构建了成熟β₂m的原核表达载体, 在大肠杆菌中得到高效表达。 表达的β₂m大部分在包涵体中,经洗涤、变性和复性,并以强阴离子交换柱层析纯化,获得SDS-PAGE纯的人重组β₂m,Western印迹法分析表明该蛋白具有与抗人天然β₂m抗体反应的特性。此工作为制备MHC-Ⅰ类分子四聚体奠定基础。     

家蚕浓核病毒Bm DNV-3（中国株）VD 1基因组结构与转录分析

为了进一步认识家蚕浓核病毒_BmDNV-3（中国株）VD₁基因组的结构和功能,VD1被分离、纯化、克隆到pUC119载体上,完成了基因组全序列的测定。序列分析显示VD₁基因组全长为6543个核苷酸,末端拥有224个核苷酸反向重复序列（ITRs）。VD₁基因组正链含有3个大的开放阅读框（ORF1-3）,负链含有1个大的开放阅读框（ORF4）。比较BmDNV-3的 VD₁和BmDNV2 (Yamanashi isolate) 的VD₁基因组全序列,两者同源性为98.4%,并且有107个碱基的替代和1个碱基插入,氨基酸突变集中在VD₁ ORF3和VD₁ORF4。Northern杂交结果显示：VD₁的左边正链上有1.1kb和1.5kb两个转录本,右边的负链上有一个3.3kb转录本。3′和5′-RACE结果显示：1.1kb转录本开始于nt 290,结束于nt 1437;1.5kb转录本开始于nt 1423,结束于nt 2931;3.3kb转录本开始于nt 6287,结束于nt 2922。 正链上15kb转录本和负链上3.3kb转录本拥有10个核苷酸的3′端的共同序列。研究结果显示该病毒基因转录与已报道的其它浓核病毒存在较大的差异性。     

人端粒结合蛋白TRF1的克隆、表达和抗体制备

利用RT-PCR技术,从HeLa细胞的cDNA文库中扩增到人端粒结合蛋白1(hTRF1)基因编码区序列,克隆至pUCm-T载体,测序正确后,构建带His₆-tag原核表达载体pET-28c-TRF1,经IPTG诱导表达的His₆-TRF1融合蛋白分子量约为65kD,Western-blot证实表达产物可特异地与TRF1抗体sc-6165结合。用Ni^2＋NTA胶亲和层析纯化可得到电泳均一的融合蛋白,免疫新西兰纯种大白兔,获得特异性好的多克隆抗体,该抗体可用于免疫荧光染色和Western-blot方法检测哺乳动物细胞内源性的TRF1分子。     

SNP标记对角膜混浊小鼠 突变相关基因的精细定位

为深入研究前期工作中以ENU诱变技术建立的遗传性角膜混浊突变系小鼠(B6-Co)的遗传机制, 利用 SNP标记对其突变基因进行精细定位, 将该品系中具有角膜混浊表型的小鼠(B6-CoP)与DBA/2小鼠(简称D2)配种得到F₁代, 再回交D2亲本品系得到F₂代, 提取F₂代角膜混浊小鼠鼠尾DNA。在MGI数据库中选取小鼠13号染色体已定位区间附近5个在C57BL/6(简称B6)和D2两个品系之间有差异的SNP, 应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术及连锁分析方法对B6-Co小鼠突变基因进行精细定位。结果表明: B6-Co小鼠突变基因定位于13号染色体上112 546 283~113 397 654 bp之间, 因该区间内有5个已知基因, 其中Map3k1基因与小鼠眼睛形态生成和眼睑闭合密切相关, 提示Map3k1是B6-Co小鼠突变的强力候选基因。