馆藏陈旧蟹类标本(包含模式种)基因组DNA提取和PCR扩增方法改进及所获序列的初步分析

若能解决馆藏陈旧标本DNA提取及PCR扩增等问题,利用模式标本或地模标本解决分类学问题将更具有说服力.本研究通过改进实验方法、优化反应条件成功地从馆藏陈旧蟹类标本中获得了靶向目的序列,并对所获序列的变异特点作了初步分析,旨在为通过改进后的方法成功获得馆藏模式标本、地模标本的目的DNA序列,以解决目前蟹类分类系统中存在的问题提供一定实验基础.     

中国黑冠长臂猿的遗传多样性及其分子系统学研究——非损伤取样DNA序列分析

采用非损伤性 DNA基因分型技术(Noninvasive DNA genotyping),对我国珍稀灵长类动物黑冠长臂猿11个个体的线粒体DNA(mtDNA)控制区159bp的片段进行了序列分析.在所得到的159bp的DNA序列中,发现39个核苷酸位点存在变异(24. 5％). DNA一级序列数据显示,中国黑冠长臂猿拥有丰富的线粒体 DNA序列变异.采用PAUP3.1.1(简约法)和PHYLIP3.5la(最大似然法)数据分析软件对序列数据进行聚类分析后,得到了中国黑冠长臂猿的分子系统树,并且两种分析方法给出了同样的分支结构,由线粒体DNA得到的分子系统树证实了形态学研究报道的中国黑冠长臂猿3个新亚种,同时DNA序列数据揭示长期以来被作为亚种的海南黑长臂猿(H.?.hainanus)可能是一个独立的种.根据分子系统树,结合形态学方面的资料,提出对中国黑冠长臂猿新的分类观点,即现生的中国黑冠长臂猿应为3个种( H. concalor; H. leucogenys ; H. hainanus),其中 H. concolor含 3个亚种( H. c.concolor,H.c.jingdongensis,H.c.furvogaster).同时,针对该类珍稀动物保护,提出将上述黑冠长臂猿的种和亚种作为不同的进化显著性单元(EvolutionarillySingificant Units, ESU)进行保护和遗传管理,以保存各类群在进化历史中积累的遗传变异及其进化潜力.此外,通过将非损伤性DNA分型技术用于珍稀动物的遗传学分析,为我国保护遗传学的研究提供一种新的研究手段.     

用mtDNA序列鉴定一头小布氏鲸标本

测定了采自浙江省瑞安市的一头须鲸类标本的线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA)细胞色素b(cytochrome b,cyt b)基因369bp和控制区（control region)933bp的序列,通过与已发表的须鲸类同源序列比对,发现与西太平洋和日本水域的布氏鲸的cyt b基因和控制区分别有6.78%-7.05%和13.30%－14．40％的序列差异,而与来自所罗门群岛的布氏鲸之间cyt b基因的序列完全相同,控制区的序列也仅相差一个碱基（0.28%)。提示与邻近的西太平洋和日本海的普通布氏鲸在遗传上有显著区别,而可能与所罗门群岛的布氏鲸为同一种,即小布氏鲸（Balaenoptera edeni)。同时表明,应用分子生物学手段为进行鲸肉及其制品的种类鉴定是可行和有效的。     

应用DNA条形码对植物标本的核查

DNA条形码主要目的是物种鉴定和新物种或隐存种的发现,而DNA条形码参考数据库是物种快速鉴定的重要基础。目前中国维管植物DNA条形码参考数据库正在建设之中,借助于公共数据库（NCBI）和初步建立的中国植物DNA条形码参考数据库,运用DNA条形码数据开展了植物标本鉴定的核查工作：（1）比较DNA序列信息与标本鉴定信息,从科、属、种级水平查找鉴定错误的标本;（2）基于有较好研究基础的DNA条形码参考数据库,开展未知标本的鉴定;（3）通过对标本核查的总结,提出DNA条形码参考数据库建设过程中的几点建议。     

福尔马林保存鱼类标本中大片段DNA的提取

从福尔马林保存的鱼类标本中获得高质量DNA是比较困难的。我们对前人的方法进行了如下改进：1）在标本的前处理过程中,通过长时间的缓冲液浸泡、短暂的加温、真空干燥来消除福尔马林对样品的影响;2）在样品消化过程中,加入相对过量的蛋白酶K和还原剂;3）提取DNA后立即进行PCR反应,并增加反应的循环次数和提高退火温度。通过这些改进,我们成功地从福尔马林保存的鱼类标本中提取出了高质量DNA;通过对比不同方法（福尔马林、酒精及冰冻）处理过的标本的DNA测序结果,表明该方法是值得信赖的;标本从死亡到用福尔马林处理之间的时间延搁可能是影响所提取的DNA质量的重要因素。     

中国5种珍稀绢蝶非损伤性取样的mtDNA序列及系统进化

应用非损伤性取样DNA测序技术测定了4种来自云南白马雪山和1种来自新疆天山的5种珍稀绢蝶的线粒体DNA细胞色素b基因部分DNA序列。在获得的433bp的序列中,A＋T约占754％,其中40个核苷酸位点存在变异（约924％）。DNA一级序列数据显示,该5种绢蝶间DNA序列变异丰富。PAUP3.1.1（简约法）数据分析软件构建该5个种绢蝶的分子系统树显示,爱珂绢蝶（Parnassiusacco）和巴裔绢蝶（Parnassiusbaileyi）的亲缘关系比较接近,阿波罗绢蝶（Parnassiusapollo）、珍珠绢蝶（Parnassiusorlears）和西猴绢蝶（Parnassiussimo）3种绢蝶均为相对独立的一支,其中西猴绢蝶分化较早,与形态学研究结果相吻合。     

鼠疫耶尔森氏菌LcrV基因的克隆及序列分析

为了研究鼠疫耶尔森氏菌（Y.pestis）保护性抗原V蛋白,从基因库中查得Y.pestis LcrV基因DNA序列,针对序列设计合成了一对PCR扩增引物,以本所保存的Y.pestis菌种为模板进行基因扩增,结果获得长约980bp的DNA片段。将扩增产物回收纯化,克隆至pGEM-T载体,构建重组载体pGEN-T/ypV,经过PCR,酶切鉴定,并对pGEM-T/ypV中的V基因片段进行测序,分析测序结果与己知序列相同,表明获得了LcrV基因。     

福尔马林固定白暨豚标本DNA提取及其遗传多样性的初步研究

福尔马林固定标本是宝贵的遗传资源,但是如何有效利用其中的遗传信息一直存在问题。本文尝试从标本预处理、消化、PCR扩增各方面综合考虑和优化改进,成功提取并扩增21头福尔马林固定白暨豚标本线粒体DNA控制区410bp片段。采用了3种预处理方法尽量去除固定标本中残存的甲醛,从试验结果来看,从酒精梯度 临界点干燥处理的标本中提取的DNA在扩增时具有明显优势。通过蛋白酶K消化过程中对于酶的浓度、温浴时间的比较试验,发现随着采用大幅提高酶浓度、延长消化时间等高强度的蛋白酶消化操作后,DNA的质量和产量均得到显著提高。针对标本DNA降解严重的特点,设计特异性好且长度合适的引物以及使用巢式引物扩增,均提高了标本DNA扩增的特异性和灵敏度。通过对所测得的2l头白暨豚线粒体DNA控制区部分序列的对比,发现全部个体在该片段上的序列完全一致,说明白暨豚遗传多样性极低。     

环境样品中DNA的分离纯化和文库构建

采用研磨 /冻融和SDS/蛋白酶K热处理等理化方法 ,直接从性质不同的环境样品中提取和纯化混合基因组DNA。所获得纯品DNA的产量为每克样品 2～ 1 6μg。对纯品DNA进行限制性内切酶处理后 ,构建了以pUC1 8为载体的DNA文库。建库效率为从每克环境样品获得约 1 0 3～ 1 0 4 个含 3～ 8kb外源随机插入片段的克隆。通过DNA序列测定和基因注释 ,对从文库中随机选取的克隆进行了分析 ,发现外源插入片段均含序列未见报道的新基因。本文所做的尝试对于保存、研究和开发未培养微生物基因资源具有意义     

毛囊蠕形螨与皮脂蠕形螨基因组DNA的RAPD分析和序列比对

【目的】分析毛囊蠕形螨Demodex folliculorum（D.f.）和皮脂蠕形螨D. brevis（D.b.）基因组DNA的多态性, 对相关条带进行测序分析。【方法】采用改良小昆虫DNA提取法提取两种人体蠕形螨基因组DNA, 选择RAPD技术对其进行多态性分析, 将相关条带分别与pMD18-T载体连接, 克隆、测序后进行酶切鉴定和分析。【结果】毛囊蠕形螨共扩增15条带, 皮脂蠕形螨共扩增12条带;两种蠕形螨既有共有条带, 又有特异性条带;根据条带差异计算得到两种间的遗传距离为0.5556. 毛囊蠕形螨约800 bp处特异性条带测序结果显示, 序列片段长度为855 bp（GenBank登录号为FI277970）;特异性引物扩增和酶切鉴定均为毛囊蠕形螨所特有. 序列比对显示与阿糖胞苷DNA区域结合蛋白有46%的序列相似度。两种人体蠕形螨约300 bp处共有条带序列分析显示, 碱基序列均为341 bp（GenBank登录号分别为D.f. FI520176;D.b. FI520175）, 在第84和第165位点有2个碱基不同, 分别是A/G和C/T互换, 同源性高达99.4%. 但未发现有开放阅读框和相似度高的序列。 【结论】序列片段为855 bp的特异性条带为毛囊蠕形螨所特有;341 bp碱基序列为毛囊蠕形螨和皮脂蠕形螨所共有, 同源性高达99.4%. RAPD技术可用于两种人体蠕形螨基因组DNA的多态性分析和物种鉴定。     

High yield DNA extraction from the snake cast-off skin or bird feathers using collagenase

A simple method to extract DNA in high yield from the snake cast-off skin or bird feathers was developed. The molecular weight of the extracted DNA was higher by this than the conventional method and the yield of DNA was increased by more than one hundred fold. The DNA extracted by this method could be used for PCR and other analyses. This method could be applied to various samples, for instance, extracting DNA from bird feather in general.     

工业化废水处理反应器污泥总DNA提取方法

根据工业化废水处理反应器污泥特性,对常规的溶菌酶-SDS-酚/氯仿环境样品总DNA提取方法进行改进,增强样品预处理,强化细胞裂解,提高杂质去除效率,获得了一种工业化污泥总DNA提取的通用方法,并采用该方法对石家庄若干实际运行的工业化厌氧、好氧反应器的污泥样品进行了总DNA提取研究.结果表明,该方法对所选污泥样品均有效,具有普适性.提取的污泥总DNA杂质含量少,纯度高,A260/A280在1.8左右;提取效率较高.总DNA产率都在0.7 mg/g以上,最大产率可达0.85 mg/g.所提取的污泥总DNA可以直接作为模板进行PCR反应,PCR产物直接进行变性梯度凝胶电泳(DGGE),能够得到较好的DGGE谱图,表明该方法提取的污泥总DNA样品可满足后续分析研究的要求.     

Comparison of rapid methods for the extraction of bacterial DNA from colonic and caecal lumen contents of the pig

AIMS: The increasing uses of DNA methodologies to study the micro flora of the pig gastrointestinal tract requires an efficient recovery of bacterial DNA from the intestinal sample. Thus, the objective of this study was to determine which DNA extraction methods are most effective for luminal samples from pigs. Several routinely used nucleic acid extraction procedures were compared based upon quantity and purity of extracted DNA. METHODS AND RESULTS: DNA was extracted from pig colonic and caecal lumen samples using 19 methods for bacterial DNA extraction. The quantity of total DNA recovered by each extraction method was determined and compared. Two methods using extraction with polyvinylpolypyrrolidone (PVPP) or phenol and two methods involving bead mill homogenization were found to provide the greatest quantity of extracted DNA for both colonic and caecal lumen. Extracted DNA from these four methods was further analysed for purity based upon the presence of PCR inhibitors, which was ascertained by determining the efficiency of amplification of a segment of the 16S rDNA. PCR amplification could be readily achieved with DNA extracted by each of these four methods, but efficiency of amplification tended to be higher with DNA from two of the methods (one extracted with PVPP and one with bead mill homogenization). CONCLUSIONS: Four extraction methods proved to be significantly superior in quantity of DNA extracted from luminal samples. Of these four, no strong inhibitors of PCR amplification were detected in any of the extracted DNA. However, the efficiency of amplification tended to be lower in DNA samples from two of the methods, suggesting the presence of low levels of PCR inhibitors. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: Results of this study provide a basis for choosing which DNA extraction procedures are most effective for use with samples of pig lumen.     

适用于微卫星标记的湿地松、加勒比松DNA快速提取法

以湿地松(Pinuselliottii,PEE),包括古巴加勒比松(P.caribaea var.caribaea,PCC)、洪都拉斯加勒比松(P.caribaea var.hondurensis,PCH)、巴哈马加勒比松(P.caribaeavar.bahmaensis,PCB)3个变种在内的加勒比松,侧枝顶芽为试验材料,使用RETSCHMM400混合球磨仪破碎植物组织,然后利用改良CTAB法提取基因组DNA,完成48个样品仅用1h,1个工作日可提取300个样品以上,DNA分子量大于20kb,0.3g样品可提取DNA20-60μg,能够满足几百次PCR反应;利用所提DNA进行SSR分析,条带清晰,多态性好,说明该方法提取的DNA完全可以满足SSR反应的需要。本研究为SSR标记用于湿地松、加勒比松分子标记辅助选择育种提供了经济、高效、可靠的DNA提取方法。     

High-quality genomic DNA extraction from formalin-fixed and paraffin-embedded samples deparaffinized using mineral oil

Extracting DNA from formalin-fixed and paraffin-embedded (FFPE) tissue remains a challenge, despite numerous attempts to develop a more effective method. Polymerase chain reaction (PCR) success rates with DNA extracted using current methods remain low. We extracted DNA from 140 long-term archived FFPE samples using a simple but effective deparaffinization method, removing the wax with mineral oil, and a commercially available DNA extraction kit. DNA quality was subsequently tested in a genotyping experiment with 14 microsatellite markers. High-quality DNA was obtained with a mean PCR success rate of 97% (range: 88–100%) across markers. The results suggested that DNA extracted using this novel method is likely to be suitable for genetic studies involving DNA fragments <200 bp.     

一种基于PCR分析多样性的小鼠肠道微生物宏基因组提取方法

目的建立一种基于PCR分析分子多样性的小鼠肠道菌群宏基因组提取方法。方法比较、综合国内外小鼠肠道菌群宏基因组的提取方法后建立一种新方法,小鼠肠道内容物经丙酮洗涤,差速离心,溶菌酶、SDS裂解,CTAB处理,酚／氯仿抽提后可得到高质量的DNA,通过紫外分光光度计、琼脂糖凝胶电泳、细菌通用引物PCR和扩增核糖体限制性酶切片段分析（ARDRA）等检测该方法的实用性。结果该方法获得的小鼠肠道菌群宏基因组DNA大小在23kb左右,A260／A280在1．8—2．0,经细菌通用引物PCR后能得到适用于ARDRA的目的产物。结论该方法经济适用性较强,具备一定的应用价值。     

高温环境样品总DNA直接和间接提取方法的比较

分别采用两种环境总DNA直接提取法和一种间接提取法从6种温泉菌席样品中提取总DNA,以DNA粗产物的纯度、能否用于后续PCR扩增及PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)所反映的微生物多样性为评价指标对两类方法进行比较和评价。研究发现,虽然间接提取法效率低下,但对于高温极端环境中生物量较小的样品,间接法能得到有研究价值的、纯度较高的环境样品总DNA,而直接法得到的DNA量小且不适于PCR扩增操作。在使用这2类方法都能得到可用于研究操作的DNA的情况下,间接提取法能更好的体现环境样品中微生物的多样性。     

一种适于PCR扩增的小麦基因组DNA快速提取法

许多小麦分子生物学研究需要对大量的小麦样品进行PCR检测,因此,建立一种快速提取小麦基因组DNA的方法十分必要。根据国外报道的一种快速提取水稻和玉米基因组DNA的方法,我们对部分提取步骤进行变动后,在小麦上进行了尝试,长度为1．5kb的片段能得到稳定的扩增。该方法样品研磨在1.5ml的离心管内进行,后续操作不用酚、氯仿、CTAB、SDS和巯基乙醇,整个提取过程不需要使用通风橱,操作步骤简单,花费时间少,而且提取的小麦基因组DNA完整性好,量也较可观。一个DNA样品可供50～100次PCR反应使用,适用于小麦遗传多样性、分子标记辅助选择、转基因后代检测以及引物筛选、分子标记定位等多种研究。     

An improved protocol and a new grinding device for extraction of genomic DNA from microorganisms by a two-step extraction procedure

Current protocols to extract genomic DNA from microorganisms are still laborious, tedious and costly, especially for the species with thick cell walls. In order to improve the effectiveness of extracting DNA from microbial samples, a novel protocol, defined as two-step extraction method, along with an improved tissue-grinding device, was developed. The protocol included two steps, disruption of microbial cells or spores by grinding the sample together with silica sand in a new device and extraction of DNA with an effective buffer containing cell lysis chemicals. The device was prepared by using a commercial electric mini-grinder, adapted with a grinding stone, and a sample cup processed by lathing from a polytetrafluoroethylene rod. We tested the method with vegetative cells of four microbial species and two microbial spores that have thick cell walls and are therefore hard to process; these included Escherichia coli JM109, Bacillus subtilis WB600, Sacchromyces cerevisiae INVSc1, Trichoderma viride AS3.3711, and the spores of S. cerevisiae and T. viride, respectively, representing Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria, yeast, filamentous fungi. We found that this new method and device extracted usable quantities of genomic DNA from the samples. The DNA fragments that were extracted exceeded 23 kb. The target sequences up to about 5 kb were successfully and exclusively amplified by PCR using extracted DNA as the template. In addition, the DNA extraction was finalized within 1.5 h. Thus, we conclude that this two-step extraction method is an effective and improved protocol for extraction of genomic DNA from microbial samples.