水稻纯合胚致死突变研究

以ＥＭＳ的处理并结合组织培养技术成功地获得胚致死突变的纯合再生植株。该植株生长发育正常,除种子无发芽能力外,纯合突变体的一切性状均与亲本品种表现一致。观察到胚败育的各种表现：（１）仅具有一个球形胚。（２）完全没有胚器的分化。（３）仅具胚根的分化而无胚芽的分化。（４）胚芽分化不完全。（５）胚芽与胚根之间没有输导组织相连接或者输导组织发育不完全等等。（纯合突变体×正常品种）杂种当代的种子（Ｆ１）发芽正常,而由Ｆ１及Ｒ１植株上所产生的种子（Ｆ２及Ｒ２）约有３／４具发芽能力,而１／４无发芽能力。统计分析的结果表明胚致死突变受隐性单基因控制。据我们所知,获得胚致死突变纯合体的成熟植株,本研究乃是首例报告,至少在水稻上是如此。在以利用无融合生殖之固定杂种优势的“一系法”杂交水稻生产的设想中,胚致死突变可作为胚乳的提供者而加以利用。     

一个改进的PCR过程中聚合酶复制精确性测定系统的建立

在大肠杆菌中建立了一套用于测定ＤＮＡ聚合酶在ＰＣＲ过程中复制精确性的系统,并测定了耐热ＦＤＤＮＡ聚合酶在ＰＣＲ扩增过程中的复制精确性。这一系统主要包括以质粒ｐＵＣ１１８和ｐＵＣ１１９为出发质粒所构建的一套共６个突变质粒,分别为ｐＦＤＦＰ１１８和ｐＦＤＦＰ１１９（＋１移码突变）、ｐＦＤＦＭ１１８和ｐＦＤＦＭ１１９（－１移码突变）、ｐＦＤＦＵ１１８和ｐＦＤＦＵ１１９（碱基置换突变）。这些突变质粒均不能进行ｌａｃＺ－α互补反应,因此在含有Ｘ－Ｇａｌ和ＩＰＴＧ的培养基上菌落呈白色。同时还构建了ＰＣＲ产物克隆载体ｐＦＤＦＬ１１８和ｐＦＤＦＬ１１９。以上述突变质粒为模板进行ＰＣＲ反应,取反应产物和ｐＦＤＦＬ１１８或ｐＦＤＦＬ１１９连接后转化到大肠杆菌中。若在ＰＣＲ过程中发生回复突变,则转化子在含有Ｘ－Ｇａｌ和ＩＰＴＧ的培养基上呈蓝色。由转化子中蓝白菌落个数即可计算出ＤＮＡ聚合酶的复制差错率。用这一系统测得ＦＤＤＮＡ耐热聚合酶的复制差错率为１０－５～１０－６。     

生物进化论的发展

介绍了表型进化的达尔文学说,突变学说和综合进化学以及分子进中性学说的产生背景和主要内容,阐述了这两类进化相互关系的两假说,讨论了这两类进化学说间的共同点和主要分歧。     

乙型脑炎病毒NS2A-C60A位点突变对其生物学特性影响研究*

目的:旨在探索Ⅰ型日本乙型脑炎病毒传代致弱后基因组突变NS2A-C60A对乙脑病毒生物学特性的影响。方法:首先通过对传代致弱及原始乙脑毒株基因组序列进行测序比对、结构预测分析并利用Western blotting(WB)确定了目标研究位点NS2A-C60A;然后使用反向遗传定点突变技术构建拯救了包含NS2A-C60A单点突变的病毒株;最后利用噬斑形态观察、生长曲线、双萤光素酶分析,WB以及炎性因子检测和动物实验研究了该单点突变对于乙脑病毒生物学特性的影响。结果:首次研究发现Ⅰ型乙脑病毒传代致弱会导致NS1'蛋白表达的显著下降以及可能的相关位点NS2A-C60A,并成功拯救获得了NS2A-C60A单点突变毒株rJEV-C60A,研究发现NS2A-C60A突变对乙脑病毒的生长特性及噬斑形成没有显著影响,但是能够显著降低乙脑病毒NS1'蛋白的表达,并且该位点突变能够轻微阻碍乙脑病毒对细胞炎性因子表达的抑制,动物实验结果显示NS2A-C60A点突变病毒与原毒株具有相似的神经毒力,说明该位点突变不是影响乙脑病毒毒力致弱的关键位点。结论:新发现的NS2A-C60A位点突变能够显著减少乙脑病毒NS1'蛋白的表达,但是对其增殖、诱导炎症及神经毒力等生物学特性没有显著影响。     

色觉异常的数学模型

色盲是一种遗传性疾病,由于色觉机理尚未研究清楚,一向不能矫治。为了解除色盲患者的苦脑,增加他们在升学、就业和职业选择中的权利,我们通过色觉过程的拓扑学研究,建立了色觉异常的突变模型;论证了色盲矫治机理;研制了色盲电脑诊断矫正检测仪。为色盲眼镜的批量生产和患者的配镜提供准确的矫正曲线。     

线粒体DNA4977bp大片缺失突变与喉癌的相关性研究

目的:探讨线粒体DNA4977bp大片缺失突变与喉癌的相关性。方法:选择2016年1月～2017年6月我院收治的喉乳头状瘤、喉癌患者,分别纳入良性肿瘤组、恶性肿瘤组,每组各150例。取两组患者的病变组织标本,分离癌及癌旁组织,提取总DNA,采用PCR扩增测序技术检测两组标本中线粒体DNA4977bp大片缺失突变情况。结果:基因测序结果显示恶性肿瘤组患者的线粒体DNA4977bp缺失突变率为39.33%,高于良性肿瘤组患者的1.33%,差异具有统计学意义(P0.05)。不同肿瘤分期患者的线粒体DNA4977bp缺失突变率比较,差异具有统计学意义(P0.05),且III期患者的突变率II期 I期 IV期;淋巴结转移患者的线粒体DNA4977bp缺失突变率高于淋巴结未转移患者差异具有统计学意义(P0.05)。结论:线粒体DNA4977bp大片缺失突变与喉癌的发生有关,可能促进的发生和进展。     

鉴定单克隆抗体识别蛋白质抗原表位方法的建立

为了建立鉴定治疗性单克隆抗体识别蛋白质抗原表位的方法,选择程序死亡受体-1 (PD-1) 作为目的蛋白。基于丙氨酸扫描策略,建立了定点突变技术和哺乳动物细胞表达系统相结合的抗原突变体快速表达方法,确定了真核表达元件扩增和细胞转染表达的条件。共表达了150个PD-1蛋白突变体,鉴定了这些突变体与抗PD-1抗体帕博利珠单抗的结合能力。根据蛋白突变体与抗体的结合力并结合蛋白结构分析确定了帕博利珠单抗的抗原表位,与已报道的基于晶体结构的抗原表位高度一致,表明本方法操作简单、准确性高,可用于治疗性单克隆抗体的抗原表位作图。     

部分扩增与双片段连接相结合制作长基因定点突变

重叠延伸PCR是基因定点突变的主要方法,但是以该方法制作长基因定点突变时,往往遇到难以获得第二轮PCR产物或容易引入新的非预期突变等问题。此时,可先以重叠延伸PCR扩增含突变位点的部分基因片段,再将其连入适当载体获得重组质粒。若该扩增片段两侧的酶切位点在质粒载体上不单一,则可采用双片段连接法构建完整质粒。以制作视网膜母细胞瘤基因S780E定点突变为例,直接以重叠延伸PCR扩增全长基因时未能得到理想的目标产物。故先扩增含点突变的F3片段,再将其与源自原始质粒的F2片段一起连入含F1片段的质粒载体而构建完整质粒。两个筛选出的重组质粒经序列检测完全符合目标突变序列特征,验证了该方案的可行性。该方法作为重叠延伸PCR的补充,可为许多长基因定点突变提供解决方案。     

定点突变提高解淀粉芽孢杆菌JP-21脲酶应用特性

氨基甲酸乙酯(Ethylcarbamate,EC)是一种存在于发酵食品和酒精饮料中的可致癌物,过量摄入可能会影响人体健康。酶法降解是减少发酵食品中氨基甲酸乙酯及其前体尿素含量的有效方法之一。脲酶具有氨基甲酸乙酯水解酶和尿素酶两种活性,因此在减少发酵食品中氨基甲酸乙酯及其前体尿素方面具有良好的应用前景。目前脲酶降解发酵酒精饮料中氨基甲酸乙酯面临的主要问题是脲酶对氨基甲酸乙酯的催化活性及亲和力较低,因而其降解效果不理想。文中成功在大肠杆菌Escherichia coli中表达了来源于解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens JP-21的脲酶,表达水平为尿素酶3 291.74 U/L,氨基甲酸乙酯水解酶227.26 U/L。通过模拟脲酶中催化亚基UreC与氨基甲酸乙酯对接的结构,确定了M326和M374这两个影响酶与底物结合的位点。采用点饱和突变获得了3株氨基甲酸乙酯水解酶活性提高的突变体M374A、M374T和M326V,以EC为底物时的Km分别为101.84mmol/L、129.49 mmol/L和121.67 mmol/L,比野生型分别降低了37.47%–50.82%。突变体可以降解黄酒中97%的尿素,M374T对黄酒中EC的降解效果最好,可将黄酒中EC从513.90μg/L降至393.57μg/L,降解率是野生脲酶的1.97倍。研究结果对今后改造脲酶催化特性和改善其应用特性具有重要意义,可为开发减控发酵食品中的微生物代谢氨(胺)类危害物策略提供参考。