内参基因加标法定量土壤微生物目标基因绝对拷贝数

【目的】通过荧光定量PCR技术对土壤微生物目标基因进行绝对定量,其定量结果的准确性容易受到DNA提取得率以及腐殖酸抑制性的影响。【方法】采用内参基因加标法,利用构建的突变质粒DNA,对供试水稻土壤样品中的微生物16S r RNA目标基因的绝对拷贝数进行荧光定量PCR检测,用来表征该样品中细菌群落总体丰度。在定量前通过双向引物扩增方法验证突变质粒中的内参基因对供试土壤的特异性。【结果】不同水稻土壤样品的DNA提取量在样品间差异较大。通过内参基因加标法对DNA提取量进行校正,显著提高了16S r RNA基因绝对定量的精确度。不同水稻土壤样品间的变异系数为17.8,与未加标处理相比降低了66.7%。在此基础上,进一步通过内参基因加标法对土壤有机质和含水率均呈现典型空间特征差异的6处亚热带湿地土壤样品中的16S r RNA基因进行绝对定量。16S r RNA基因绝对拷贝数与土壤微生物生物量碳具有显著的线性相关性(R2=0.694,P0.001),表明内参校正后的16S r RNA基因绝对拷贝数可以准确反映单位质量土壤中微生物的丰度。【结论】内参基因加标法可以对DNA提取得率以及腐殖酸对PCR扩增的抑制性进行校正,从而提高绝对定量的准确性。基于内参基因加标法的目标基因绝对定量PCR检测,可作为土壤微生物生物量测量,以及微生物功能基因绝对丰度定量的一种核酸检测方法。     

基于电镜和免疫组化的线粒体数目标志物评估肝癌的初步研究

目的:研究线粒体数目与肝癌生长的相关性。方法:利用电子显微镜技术定量肝癌组织中线粒体数目,利用免疫组织化学技术评估肝癌组织中的线粒体标志物COX Ⅳ及HSP60表达水平,分析电镜肝癌线粒体定量结果与COX Ⅳ及HSP60表达量之间的相关性,并比较肝癌中线粒体数目、COX Ⅳ及HSP60表达量与肝癌直径之间的关系。结果:与癌旁相比,肝癌组织中线粒体数目(P0.001)、COX Ⅳ及HSP60的表达量显著降低(P=0.0417,P=0.0290)。COX Ⅳ及HSP60表达水平与线粒体数目无显著相关(r~2=0.009,P=0.5468;r~2=0.056,P=0.1396)。线粒体数目与肿瘤直径显著负相关(r~2=0.1086,P=0.0434),COX Ⅳ及HSP60表达量与肿瘤直径无显著相关(r~2=0.0251,P=0.3287;r~2=0.0461,P=0.1830)。结论:线粒体数目是潜在的肝癌生长标志物。但常用的线粒体定量分子HSP60与COX Ⅳ并不能准确定量肝癌线粒体。     

金鱼草中央细胞中线粒体DNA拷贝数的定量

为探究金鱼草(Antirrhinum majus)中央细胞的线粒体DNA拷贝数,采用竞争型定量PCR技术进行了测定。结果表明,金鱼草中央细胞的体积为(61570±732)μm~3,平均携带(783±25)个拷贝的线粒体DNA,并且中央细胞与卵细胞具有相似的体积/线粒体DNA拷贝数比值。推测金鱼草中央细胞包含如此高丰度线粒体DNA可能是为早期胚乳细胞的发育而储备的。     

藜科植物藜和灰绿藜实时荧光定量PCR内参基因的选择

选择合适的内参基因是实时荧光定量PCR(qRT-PCR)研究的关键,目前对藜科耐盐(盐生)植物胁迫相关基因的表达分析中所用内参基因的报道较为有限.该研究利用GeNorm、NormFinder和BestKeeper 3个内参基因分析软件,对已选择过的β-TUBULIN、β-ACTIN、GAPDH 3个常用候选内参基因进行了比较分析,筛选出在NaCl和PEG胁迫下藜和灰绿藜中表达相对稳定的内参基因.结果表明:GeNorm、NormFinder内参软件分析在NaCl和PEG胁迫下,GAPDH是藜和灰绿藜中均共同稳定表达的内参基因,同时在藜和灰绿藜中也有各自表达较稳定的内参基因,β-ACTIN在藜中稳定表达,β-TUBULIN则在灰绿藜中稳定表达.对相同科不同种的植物内参基因表达差异进行比较,内参基因在相同科中具有相同稳定表达的内参;对相同胁迫下两种不同植物内参基因表达稳定性进行分析,内参基因的选择需根据实际的实验材料和实验条件而定.基于3个分析软件对以上3个常用内参基因的分析结果,初步确定了在藜科植物藜和灰绿藜中相对稳定的内参基因,为藜和灰绿藜胁迫相关基因的定量表达分析提供了参考依据.     

数字聚合酶链反应及其在感染性疾病中的应用

数字聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)采用与定量PCR相同的荧光化学原理和不同的数学原理来实现对靶标核酸序列的绝对定量,其摒弃了对外部参照的依赖,同时具有更高的数据精密度,提高了重复性和再现性。数字PCR的应用涵盖生命科学众多领域,特别是在医学检验领域,其对疾病相关核酸分子标记的准确分析,为疾病的早期诊断、进展监测、疗效评估提供了动态量化指标。数字PCR的出现将推动基于核酸扩增技术的分子生物学检测迈入精准定量阶段。本文就数字PCR尤其是微滴式数字PCR在感染性疾病中的应用进展及前沿进行综述。     

胎盘特异性基因4 mRNA基因在孕妇外周血中的检测及临床价值

目的:应用实时荧光定量PCR(RT-PCR)技术对不同孕周孕妇外周血浆胎盘特异性基因4(PLAC4)m RNA基因进行检测,寻找唐氏综合征产前诊断的可靠生物学标志物,为无创性产前诊断提供新的突破口。方法:按入组标准随机选取健康育龄未妊娠女性5例,正常健康妊娠孕妇60例(早期妊娠20例、中期妊娠20例、晚期妊娠20例),唐氏筛查高危孕妇8例,正常分娩24 h女性5例。共收集外周血浆样本78例。应用RT-PCR技术,检测样本中的PLAC4 m RNA基因含量,并进行相对定量分析。结果:健康育龄未妊娠女性及正常分娩后24 h女性外周血浆中均无游离胎儿PLAC4 m RNA基因的存在;正常健康妊娠孕妇不同孕周标本均检测到PLAC4 m RNA基因,以早期妊娠作为对照,中期妊娠是早期妊娠的1.99倍,晚期妊娠是早期妊娠的3.73倍;唐氏筛查高危孕妇均检出PLAC4 m RNA基因,含量是早期妊娠的6.36倍。结论:PLAC4 m RNA基因有望成为唐氏综合征产前诊断的可靠性生物学标志物。     

基于质谱的蛋白质N末端乙酰化程度定量方法的研究

随着质谱技术及各种定量方法的不断完善和发展,定量蛋白质组学的方法不断地被应用到各类生物学研究中。蛋白质组学定性定量数据的处理主要通过一些多功能的商业化或者开源软件来进行,如常用的数据分析软件Proteome Discoverer和Maxquant。但是在通过化学标记对蛋白质N末端乙酰化程度进行定量这一方面,Proteome Discoverer和Maxquant在一定程度上存在准确性不高和完整度不够的问题。于是本研究针对自己的实验特点,通过Java算法编写了相应的定量程序Acequant来完成N末端乙酰化程度的相对定量。本研究将该程序在已有相关报道的He La cell上进行了验证,Acequant共定量到1 587个蛋白质N末端,而Proteome Discoverer和Maxquant分别只定量到42个和306个N末端。同时,手动验证原始图谱也证实了Acequant定量的准确性更好。于是,本研究将此方法进一步应用到秀丽隐杆线虫N末端乙酰化的研究中,并初步发现了线虫整体的N末端乙酰化状态,为进一步的N末端研究提供了支持。     

铁皮石斛GRAS转录因子家族基因SCL3克隆及表达分析

GRAS家族是一类植物特有的转录调控因子,参与调控植物生长发育及抵御逆境胁迫,并且在赤霉素(gibberellins, GAs)信号转导过程中具有重要作用。本研究采用RT-PCR结合RACE方法从铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)原球茎中克隆到了一个转录因子GRAS家族基因SCL3 (scarecrow-like 3)并对其进行了表达分析。该基因cDNA序列全长2 278 bp,命名为DoSCL3 (GenBank注册号:MG252261),其编码425个氨基酸,分子量为47.88 kD,等电点(PI)为6.21。DoSCL3基因编码的蛋白不含跨膜域和信号肽,具有GRAS转录因子家族特有的保守结构域(22~422);多序列比对表明,DoSCL3与小兰屿蝴蝶兰的SCL3蛋白高度同源(相似性达到83%),同时进化树分析结果显示其与小兰屿蝴蝶兰亲缘关系非常相近。qRT-PCR实验结果显示,DoSCL3基因在铁皮石斛种子共生萌发中随着萌发进程的变化(1~3级,萌发至原球茎阶段)其表达量逐渐升高,并且在种子萌发至2级时,共生萌发组表达量显著高于无菌萌发组(为无菌组2.2倍),表明DoSCL3在兰科药用植物铁皮石斛种子共生萌发中菌根共生关系的建立过程起到重要的调控作用。     

基因组步移技术克隆思茅松α-蒎烯合成酶基因及表达分析

蒎烯合成酶(α-pinene synthase, APS)是α-蒎烯生物合成的关键酶。本研究利用同源克隆及基因组步移法从思茅松中克隆得到一个α-蒎烯合成酶基因,命名为PkAPS (GenBank登录号为KX394684),基因全长3 523 bp,含有10个内含子,其c DNA全长1 956 bp,编码651个氨基酸残基。生物信息学分析显示PkAPS属于萜烯合成酶家族蛋白;系统进化树分析显示PkAPS与马尾松α-蒎烯合成酶亲缘关系最近。基因表达分析显示:PkAPS在高产脂思茅松个体各组织的表达量均高于低产产脂思茅松个体;而在高产脂思茅松不同组织中的表达比较中,PkAPS在小枝中的表达量最高。本研究将有利于进一步研究思茅松α-蒎烯合成酶调控机理及培育高产α-蒎烯思茅松新品种的研究。     

赤拟谷盗TRE基因家族特性及RNAi抑制表达效果分析

分析赤拟谷盗海藻糖酶基因(Trehalase,简称TRE)家族的特性及RNAi介导的TRE基因沉默后的相互作用效果。采用生物信息学和相关软件分析5个海藻糖酶基因序列特征以及二级结构等分子特性并推测其生理功能,用MEGA 6.0软件构建TRE与其它昆虫TRE的系统进化树;采用注射RNAi技术,分别干扰赤拟谷盗海藻糖酶基因mRNA的表达;采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术检测单个海藻糖酶基因表达抑制后对其它TRE基因mRNA表达的影响。赤拟谷盗4个可溶性海藻糖酶TRE1蛋白相似性高,具有类似的二级结构,即含有相似比例的α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲,膜结合型海藻糖酶TRE2与TRE1在蛋白质的二级结构上差异较大;系统进化树分析表明赤拟谷盗的可溶性海藻糖酶与其它昆虫的TRE1聚集在一起,膜结合型海藻糖酶与其它昆虫的TRE2聚集在一起;RNAi实验结果表明单独干扰某个TRE1基因的mRNA表达后,其它3个TRE1基因的表达有的上升,有的下降,而TRE2基因表达都为显著下降;单独干扰TRE2基因表达,则其它4个TRE1基因的表达一致显著下降。赤拟谷盗可溶性TRE1和膜结合型TRE2的二级结构差异较大,单个TRE基因表达被抑制后,其他TRE基因存在连锁抑制或者互补功能。