水稻雄性不育恢复系明恢63的感光基因分析

水稻恢复系明恢63是中国应用面积最大、利用最广泛的恢复系。利用抽穗期感光性近等基因系EG0～EG7及ER～LR对明恢63进行的分析表明,明恢63在E1、E2、E3位点分别带有E1、e3、E3基因,在Se-1位点带无感光功能的Se-1^e基因。进一步用抽穗期QTL近等基因系NIL(Hd1)和NIL（Hd4)进行的研究表明,明恢63带有显性感光基因E1和无感光功能的Se-1^e基因,并推测明恢63带有能抑制E,基因表达的隐性抑制基因。认为籼型杂交稻抽穗期受不育系和恢复系感光基因及感光性抑制基因的共同作用。初步讨论了明恢63广适性的遗传基础。     

水稻雄性不育系珍汕97A抽穗期的基因型分析

水稻雄性不育系珍汕97A是我国应用最大,使用最广泛的不育系,利用抽穗期基因型明确的秋光（e1e1e2e2e3e3se-1^eSe-1^e),越光（E1E1E2E2e3e3Se-1^eSe-1^e),日本晴（E1E1e2e2e3e3Se-1Se-1)和日光（E1E1E2E2e3e3Se-1Se-1)作测验品种,分析了水稻珍汕97B的抽穗期基因型,结果表明,珍汕97B的抽穗期感光基因型为：e1e1e2e2E3E3Se-1Se-1,同时还存在1对隐性感光抑制基因i-Se-1,进一步用QTL近等基因系NIL（Hd1),HIL(Hd2),NIL(Hd3),NIL(Hd5)和NIL（Hd6)进行的实验也验证了珍汕]97B 在1个显性的主效感光基因Se-1,以及其他感光修饰基因,如E3,Hd3(En-Se-1),Hd5和Hd6的基因的作用。因此,推测珍汕97A带有主效感光基因是其配制的灿型杂交稻抽穗期超亲表现的内因。     

水稻品种USSR5早熟性的遗传分析

USSR5为极早熟的前苏联品种,以抽穗期近等基因系和抽穗期QTL近等基因系为测验品种,对USSR5的抽穗期基因型进行分析,表明USSR5携带了非感光基因e1、无感光功能的Se-1e基因、感光抑制基因i-Se-1和显性早熟基因Ef-1,从而使它表现极早熟的特性。此外,本研究调查了USSR5和N22的BC1F1和F2群体的抽穗期,利用WindowsQTLCartographer1.13a软件,采用复合区间作图法,在全基因组范围内,分析了南京夏季正常日照条件下2个群体的抽穗期QTL,在USSR5/N22//USSR5BC1F1群体,共检测到2个位点,分别位于第7、8染色体上,其LOD值分别是6.11和2.91,对表型总变异的解释率分别为27.38%和11.15%,2个位点上来自USSR5的等位基因均提早抽穗。在USSR5/N22F2群体,共检测到5个位点,分别位于第1、2、7、9、10染色体上。5个位点LOD值介于3.02～8.4,对表型总变异的解释率分别为4.07%和15.41%。除qHd-9外,其余控制抽穗期的4个基因位点上提早抽穗的等位基因均来源于USSR5。比较分析发现效应较大的qHd-7即是Hd4(E1),USSR5在该位点上携带非感光基因hd4(e1)。尽管本研究定位的其它抽穗期QTL和已知抽穗期基因之间尚不能一一对应,但在早熟性水稻品种选育中,USSR5将可作为良好的基因源加以利用。     

水稻抗衰老IPT基因与抗白叶枯病基因Xa23的聚合研究

以转抑制衰老有关的异戊烯基转移酶(IPT)基因株系GC-1、携带抗白叶枯病基因Xa23的“CBB23”和抗稻瘟病水稻品种“合系15号”为供体．采用分子标记辅助选择与生物学鉴定相结合的方法,将IPT基因与Xa23及抗稻瘟病基因进行聚合。在3个复交组合中获得了17株聚合IPT基因与Xa23基因的植株,用这些植株与两系杂交稻亲本9311、E32、培矮64S及W9834S进行杂交和回交,经PCR分子检测和抗白叶枯病、抗稻瘟病鉴定和细胞分裂素含量的测定,最终在4个BC,回交组合“(9311／／／合系15／CBB23／／GC-1)X9311”、“(E32／／／合系15／CBB23／／GC-1)XE32”、“(培矮64S／／／合系15／CBB23／／GC-1)X培矮64S”和“(GC-1／CBB23／／W9834S／合系15)XW9834S”中获得了17株携带IPT基因与Xa23基因的BC1F1植株,这些植株对来自北方稻区21个稻瘟病菌系全部表现为抗。携带IPT基因的抗病植株再与杂交稻亲本进行回交．在2个BC2回交组合“[(9311／／／合系15／CBB23／／GC-1)X9311]X9311’’和“[(E32／／／合系15／CBB23／／GC-1)XE32]XE32”中获得了7株携带IPT基因与Xa23基因的植株,这些植株再经过1—2代回交和自交,即可用于杂交稻育种。     

水稻株高和抽穗期基因的定位和分离

利用241个重组自交系构成的群体,对水稻（Oryza sativaL.)株高和抽穗期进行基因定位,三年共定位到4个抽穗期的数量性状基因（QTLs)和4个株高OTLs,其中位于第7染色体C1023-R1440区间的QTL3年均可检测到,且效应大,同时影响株高和抽穗期。为了区分这个区间的QTL是一因多效还是紧密连锁的两个QTLs,从自交系群体里选取QTL区间来自明恢63,其他遗传背景与珍汕97高度相似的自交系RⅡ50,与珍汕97回交,获得含有363个单株的近等基因系BC1F2群体。考察株高和抽穗期。两个性状在群体里表现为双峰分布,它们的分离比符合期望的单基因盂德尔遗传分离比,BC1E2群体单株的株高和抽穗期基本表现为矮秆早抽穗,高秆迟抽穗,但是,6个单株表现相反的情况,以上结果证明,QTL能够作为盂德尔因子进行研究,在BC1F2群体里,株高和抽穗期是由单个基因控制的,第7染色体上是两个紧密连锁的基因分别控制株高和抽穗期。     

超高产水稻组合‘培矮64S/E32’的耐光氧化特性及其机理

甲基紫精(MV)介导的光氧化导致两个水稻品种‘汕优63’(目前我国大面积推广的杂交水稻)和‘培矮64S/E32’(新培育的超高产杂交水稻)细胞电解质渗漏率都增加,前者增加的量大于后者,显示‘培矮64S／E32’的细胞膜系统受光氧化的伤害小。光氧化条件下,‘培矮64S／E32’仍能维持较高的光合放氧能力(Amax,φi)、PSⅡ活性(Fv/Fm、φPSⅡ)和叶绿素荧光猝灭系数(qP、MPQ),而且光氧化引起‘培矮64S／E32’这些参数的下降幅度也小。另外,光氧化导致了两个水稻品种抗氧化酶SOD和APX活性增加,‘培矮64S／E32’增加的幅度约为‘汕优63’的3倍。结果 表明超高产水稻具有更强的耐光氧化能力。     

温敏核不育系培矮64S及其eui突变体长选3S最上节间蛋白质组差异分析

为从蛋白质表达水平了解长穗颈温敏核不育水稻(Oryza sativa)最上节间伸长机理,采用双向凝胶电泳方法对温敏核不育系培矮64S及其eui突变体长选3S抽穗前2 d的最上节间蛋白质进行了分离,并获得了分辨率和重复性较好的双向凝胶电泳图谱。选取50个差异蛋白质点进行MALDI-TOF-TOF-MS肽质谱指纹图谱分析,从中鉴定出31个已知蛋白质,相对于培矮64S,在长选3S中上调表达的11个蛋白质和下调表达的20个蛋白质。这些差异蛋白质按照其功能可分为7类。这些差异蛋白质可能与长选3S抽穗期最上节间剧烈伸长生长有关,水稻eui基因可能是通过调节抽穗期最上节间这些蛋白质的表达,从而控制最上节间细胞分裂,尤其是细胞的伸长生长。     

稻瘿蚊种群DNA指纹及水稻抗稻瘿蚊分子标记育种技术研究

文章综述经10年(1996~2005)研究建立的亚洲稻瘿蚊Orseolia oryzae Wood-Mason种群DNA指纹检测技术和水稻抗稻瘿蚊分子育种技术的研究成果。其核心技术包括5点:(1)在国际和国内首先用AFLP方法研究亚洲5国(中国,印度,斯里兰卡,尼泊尔和老挝)及广东省7个地点亚洲稻瘿蚊种群DNA指纹及其生物多样性;(2)分别用RAPD和微卫星SSR技术对来源于我国的水稻资源大秋其的抗亚洲稻瘿蚊基因Gm6进行精细定位;(3)分别用与Gm6基因紧密连锁的STS分子标记和SSR标记,建立了分子标记辅助选择(MAS)方法选育抗稻瘿蚊新品种的技术体系;(4)应用建立的分子标记辅助选育新技术选育出一批抗亚洲稻瘿蚊中国种群的新品系,创造出一批新种质,包括抗蚊18号、抗蚊软占等达国优3级的抗稻瘿蚊新品系6个;(5)将Gm6基因导入杂交稻恢复系,选育出4个抗稻瘿蚊两系杂交稻新组合培矮64S/KG18,培矮64S/KI41,培矮64S/AK7,培矮64S/03W16(国优2级)和1个三系杂交稻新组合抗蚊博优。其中江西省宁都市名林水稻研究所应用本研究鉴定出的带有Gm6基因的品系抗蚊青占作为抗性亲本,培育出的2个抗稻瘿蚊的两系杂交稻组合安两优青占和培两优抗占通过省级品种审定,率先选育出抗稻瘿蚊种群的杂交稻。该项研究成果为控制华南稻瘿蚊的灾害发生提供新的技术措施,选育的抗稻瘿蚊品种和新种质,在华南广为应用,取得显著的经济效益。     

利用两种方法构建的近等基因系对水稻两个多效区段遗传效应进行评价

水稻每穗颖花数是水稻产量的重要构成因子之一。适当的抽穗期和株高对水稻高产是非常必要的。依据珍汕97和HR5衍生的重组自交系初步定位的结果, 利用高世代回交的方法构建了第7染色体同时控制抽穗期、株高和每穗颖花数的靶区段近等基因系(BC4F2); 利用基于重组自交系群体的杂合区段自交的方法构建了第8染色体同时控制抽穗期、株高和每穗颖花数的靶区段近等基因系, 并利用两个近等基因系对这两个多效区段的遗传效应进行了准确的评价。两个近等基因系的QTL分析结果表明, 3个性状都是由一个QTL或紧密连锁的QTL控制, 而且加性效应和显性效应的方向均相同; 同时3个性状在各自的近等基因系中呈现典型的双峰分布或不连续分布,这些结果暗示3个性状可能是一因多效的结果。文章还对抽穗期和株高与水稻产量的关系、3个性状显著正相关在育种中的应用及两种构建近等基因系方法的优缺点也进行了讨论。     

超高产杂交稻剑叶中C4途径酶活性和稳定碳同位素分异作用的变化

以超高产杂交水稻(Oryza sativa L．)“培矮64S／E32”和多年来大面积推广的杂交稻“汕优63”为材料,研究孕穗后剑叶中C4途径酶和对稳定碳同位素分异作用的变化。结果表明,籽粒灌浆期(移栽后68～75d)的两个品种剑叶中NADP—MDH活性最高,随后下降;超高产杂交水稻“培矮64S／E32”的NADP-MDH的活性明显高于“汕优63”;PEPcase和NADP—ME活性在黄熟期之前的叶片中持续上升。不同生育期的叶片与籽粒的△^13C值相近(19．49‰～19．82‰),在成熟期时较高。超高产水稻“培矮64S／E32”叶片的平均△^13C值比“汕优63”高0．43‰。     

真核基因的快速克隆及表达

以细胞间隙连接蛋白基因Cx26作为目的基因,通过T-A载体介导,构建真核表达重组载体pcDNA3.1( ) /Cx26,重组表达载体转染人鼻咽癌细胞株HNE1,表达Cx26间隙连接蛋白。     

利用套叠PCR技术进行基因突变和拼接

利用套叠PCR技术（又称重叠区扩增基因拼接法）对hGM-CSF基因内第28位氨基酸处的糖基化位点进行突变和进行人促性腺激素基因,腺苷酸激酶短肽与胰岛素样生长因子－基因三者之间的拼接,结果表明采用该技术能在体外实行有效的基因重组和定点突变,其成功率为100％,这一技术不需要内切酶消化和连接酶处理,技术操作员简单易行,在基因拼接,基因内部突变方面具有良好的应用价值。     

The life and death of gene families

One of the unique insights provided by the growing number of fully sequenced genomes is the pervasiveness of gene duplication and gene loss. Indeed, several metrics now suggest that rates of gene birth and death per gene are only 10–40% lower than nucleotide substitutions per site, and that per nucleotide, the consequent lineage‐specific expansion and contraction of gene families may play at least as large a role in adaptation as changes in orthologous sequences. While gene family evolution is pervasive, it may be especially important in our own evolution since it appears that the “revolving door” of gene duplication and loss has undergone multiple accelerations in the lineage leading to humans. In this paper, we review current understanding of gene family evolution including: methods for inferring copy number change, evidence for adaptive expansion and adaptive contraction of gene families, the origins of new families and deaths of previously established ones, and finally we conclude with a perspective on challenges and promising directions for future research.     

成簇基因的时空表达调控

成簇基因具有不同单个基因的特性,同一簇内基因大多有类似的结构,功能以及表达模式,基因之间时空表达模式及表达量高度协调,提示同一簇基因是作为统一整体进行调节的,具有共同的调节机制。基因成簇排列是实现基因时空协调表表达的基础,是遗传信息的一种高级组织形式,具有强大的进化优势,要揭示成簇基因表达调控的基本规律,应从顺式作用元件,反式作用因子,染色质等层次,进行整体的以及多基因相互作用的研究,这些机制的阐     

GFP-pl6融合基因表达载体的构建

本文报道了以ＧＦＰ（绿色荧光蛋白）基因为报告基因,ｐｌ６基因为目的基因,将ｐｌ６基因分别插入ＧＦＰ基因的上游和下游,构建成ＧＦＰ－ｐｌ６融合基因表达载体ｐＣｐｌ６Ｇ和ｐＣＧｐ１６,并通过酶切、电泳技术对重组体进行了鉴定。该表达载体的构建成功为开展ｐｌ６转基因动物模型的建立及其特性研究奠定了基础     

运动能力相关基因的先天遗传与后天转移

对人体生理特性的研究结果显示,部分运动相关基因如α-肌动蛋白-3、血管紧张素I转换酶、Ⅱ型活化素受体B的基因多态性会明显影响运动员的运动天赋和体能。建立优秀运动员基因库,发现和鉴定可影响运动能力的基因变异体,使得在儿童中开展DNA测试,挑选适合某种特殊体育项目的运动天才和优化训练方法具有一定现实操作意义。另一方面,随着滥用基因技术以提高运动能力的可能性不断提高,部分基因有可能作为基因兴奋剂,通过基因转移的方法导入人体,其所涉及的伦理问题、对人类健康及社会的潜在危害等,已经引起了来自自然科学和社会科学不同领域的广泛关注。     

基因功能研究方法浅介

随着人类基因组计划的进展,数据库中积累了越来越多未知功能的基因序列,分析这些基因的功能将成为基因组计划的主要任务。本介绍了几种研究特定基因功能的方法及程序。     

性别决定基因SRY的研究进展

SRY基因是哺乳动物性别决定过程中的主宰基因,其表达产物SRY蛋白是一种DNA结合蛋白,该蛋白含有一个HMG盒,能够以序列特异性结合到DNA双螺旋链的一侧,起到转录因子的作用。调节或协同下游基因如SOX9、AMH等基因的表达,使胚胎发育向雄性方向发展。     

非病毒基因治疗的研究进展

非病毒基因治疗是相对于病毒性基因治疗而言,指采用非病毒的载体进行的基因治疗。非病毒的基因载体比病毒性基因载体具有高安全性、低免疫原性及易于生产的特点。本文就非病毒基因治疗所采用的主要方法、面蜂的主要问题及发展方向作一概括的介绍。随着人类对疾病发病分子机制的深入研究及人类基因组计划的实施,非病毒基因治疗将在人类疾病的治疗中发挥重要作用。