2011年第2期《遗传》封面说明

空间诱变育种是指利用返回式卫星或高空气球将作物种子带到太空,利用太空特殊的环境使生物体产生变化,引起生物体DNA序列结构变化和染色体畸变,进而导致生物体性状发生改变,培育作物新品种的诱变育种新技术。它具有诱变效率高、变异幅度大、育种周期短、无环境污染等特点,在当今作物育种中发挥着重要的作用。空间诱变育种开辟了玉米育种的新途径,丰富了玉米育种学的内容。     

4C-克隆筛选过程中的质量控制

环形染色体构象俘获(Circular chromosome conformation capture,4C)是一种高通量研究细胞染色体相互作用、空间构象的技术。文章通过模拟的4C样品,优化反向PCR条件,建立了高效、特异的扩增方法,对4C克隆筛选等后续步骤进行严格的质量控制并对该方法的可行性进行了实例验证。该4C-克隆筛选方法作为4C方法的质量控制标准,具有重要的指导和监测作用。     

氟康唑对热带念珠菌活性氧和线粒体膜电位的影响

为了探讨氟康唑作用机制,观察它对热带念珠菌作用后存活率、活性氧(Reactive oxygen species,ROS)、线粒体膜电位(Mitochondrial membrane potential,△Ψm)和细胞周期的变化。参照NCCLS M27-A方案的微量稀释法测定氟康唑对热带念珠菌的最低抑菌浓度(MIC);热带念珠菌与不同浓度氟康唑共同培养后用流式细胞术(Flow cytometry,FCM)分析热带念珠菌存活率、ROS、线粒体膜电位△Ψm和细胞周期的变化。结果表明,氟康唑作用后,热带念珠菌氟康唑耐药株的存活率、ROS、线粒体膜电位△Ψm和细胞周期各期比例均没有明显变化;而热带念珠菌氟康唑敏感株的存活率和线粒体膜电位△Ψm明显下降,ROS明显升高,而且大部分热带念珠菌阻滞于G2/M期,并出现明显凋亡峰,呈一定的时间剂量依赖关系。自由基清除剂谷胱甘肽抑制热带念珠菌ROS的产生,阻止细胞周期G2/M期阻滞和降低凋亡。由此可见,氟康唑可能通过刺激热带念珠菌产生过多ROS,并使线粒体膜电位△Ψm下降,从而诱导热带念珠菌凋亡。     

绵羊皮肤源EST-SSR标记的功能注释及染色体电子定位

为了深入研究绵羊皮肤源EST-SSR分子标记的潜在基因功能,文章采用比较基因组学和生物信息学方法对本实验室前期开发的9个绵羊皮肤源EST-SSR多态位点原始EST进行了功能注释和电子定位。研究结果表明,6个位点的原始EST与已知基因高度同源,其中3个基因可能对毛性状具有重要调控作用。通过与牛全基因组cDNA文库的比对,将8个位点初步定位于牛染色体上,并基于牛、绵羊已定位的共用标记计算了染色体间相似系数,分析构建了牛羊染色体NJ聚类图,以此为参考最终将绵羊皮肤源EST-SSR标记电子定位于绵羊染色体上。研究结果不仅可为后期标记的连锁定位及毛性状关键基因的电子克隆提供参考,同时有助于动物染色体的进化研究。     

苏云金芽胞杆菌大质粒pBMB28的克隆

苏云金芽胞杆菌幕虫亚种YBT-020具有典型的晶胞粘连表型。在前期的研究中,通过质粒消除实验,推测晶胞粘连现象与YBT-020内生质粒pBMB28有关。为了定位质粒pBMB28上控制晶胞粘连表型的基因,首先对质粒pBMB28进行克隆。利用穿梭载体pEMB0557,成功构建了苏云金芽胞杆菌YBT-020的基因组人工染色体(BAC)文库。前期的研究表明晶体蛋白基因cry28Aa定位在质粒pBMB28上,根据cry28Aa基因序列设计引物,从文库中筛选到含有cry28Aa的重组质粒pBMB231。镜检和SDS-PAGE证明质粒pBMB231转化无晶体突变株BMB171形成的重组子BMB231可以产生Cry28Aa晶体蛋白,但不能恢复晶胞粘连表型。对重组质粒pBMB231的插入片段末端序列测定并设计引物筛选文库,通过染色体步移方式得到4个可以重叠覆盖质粒pBMB28不同区域的克隆子,从而克隆了该质粒。对这4个克隆子末端测序和酶切分析,测算出该质粒的大小约为140 kb。进一步确定应用基因组BAC文库以及重叠片段筛选的方法,可以快速有效的克隆苏云金芽胞杆菌大质粒。     

小立碗藓LysM型类受体激酶基因家族生物信息学分析

植物LysM型类受体激酶(lysin motif receptor-like kinase,LYKs)是植物中发现的一类重要的RLK,在植物生长发育、抵御逆境胁迫等方面具有不可忽视的作用,是植物中基因功能的研究热点。为更好地了解小立碗藓中的LYK基因,该文利用生物信息学的方法对小立碗藓(Physcomitrella patens) LysM型类受体激酶基因家族成员进行鉴定及分析。通过分析小立碗藓LYK家族成员的基本物理信息、基因结构、染色体定位及系统发生关系,初步探讨了其LYK基因结构、进化与功能间的联系。结果表明:(1)小立碗藓中共有21个LYK基因,其氨基酸序列大小在625～755 aa之间,分子量为69.54～82.02 kDa,等电点在5.98～7.78之间。(2)将小立碗藓所有LYK蛋白与3种典型模式植物(水稻、拟南芥和蒺藜苜蓿)的LYK蛋白共同构建系统进化树,所有LYK蛋白被分为4个亚组(LYK-I、LYK-Ⅱ、LYR-I和LYR-Ⅱ)。小立碗藓各亚组内成员的基因结构、保守域特征显示出较为相似的特征,由此推测其可能具有相同或相似的功能。(3)染色体定位发现21个LYK基因集中分布于4条染色体上并出现小型基因簇,这可能与基因功能相联系。该文分析了小立碗藓LysM型类受体蛋白激酶基因家族的基本信息,可为后续深入研究其LYK基因家族成员的生理生化功能奠定基础。     

琉璃苣染色体核型分析

以琉璃苣根尖为材料,采用常规压片法制备琉璃苣染色体标本,并对其进行染色体核型分析。结果表明,琉璃苣染色体数目为2n=18,核型公式为K(2n)=2sm+16t,核型不对称系数(AS.K%)为87.69%,核型类型为"3B"型。     

不同宿主来源的重组酿酒酵母混合糖代谢比较

【目的】研究不同工业酿酒酵母宿主背景对重组酵母木糖利用效率的影响。【方法】将木糖利用途径的木糖还原酶(XR)、木糖醇脱氢酶(XDH)和木酮糖激酶(XK)编码基因串联后分别转入3株不同的工业酿酒酵母中,得到重组酵母ZQ1、ZQ5和ZQ7。分别对3个木糖途径代谢基因的表达水平、酶活和重组菌株的木糖发酵效率进行比较。【结果】重组菌株在木糖代谢基因转录、酶活性和木糖利用性能方面有很大差异,其中ZQ5木糖代谢能力最强,ZQ7其次,ZQ1木糖利用能力最弱。ZQ7在初始木糖浓度为20 g/L时木糖利用速率快于ZQ5,表明木糖浓度对重组菌发酵性能评价具有影响。【结论】不同菌株的遗传背景和木糖浓度对重组菌木糖利用的影响很大,评价重组酵母的木糖利用需考虑宿主的遗传背景和底物浓度的影响。     

肝癌细胞系差异性表达的糖结合蛋白研究

糖结合蛋白(glycan-binding protein,GBP)在细胞生命周期中扮演着重要角色,如细胞识别、运输、免疫、代谢、增殖分化及细胞间的相互作用等.目前,对GBP的改变对细胞生物过程产生影响的研究甚少.本研究用糖芯片技术对肝癌细胞系Hep G2和正常肝细胞系L02表达的GBP进行研究;糖细胞化学验证确定差异表达GBP在肝癌细胞系中的变化和分布.结果显示,8种糖探针(如SL、LNT和Gal NAc等)和5种糖探针(如Man、Man-9-Glycan,Xyl等)分别对应的GBP在Hep G2细胞中表达上调或下调.糖细胞化学结果显示:Gal NAc识别的GBPs主要表达在Hep G2的胞膜、中央胞质、核周胞质区域,而在L02的相同区域表达减弱;Neu Ac识别的GBPs主要表达在L02的胞膜区及核周胞质区,而在Hep G2细胞的相同区域表达减弱.这些数据为寻找新的肝癌发病机制和抗肿瘤策略提供了有用信息.     

长白山西坡小叶章侵入苔原带过程及影响

长白山西坡岳桦林带的草本植物(以小叶章为代表)侵入了苔原带,形成了独特的植物入侵现象。在光谱及影像分析的基础上,结合GPS(Global Positional System)定位技术,并依据小叶章与牛皮杜鹃的光谱差异及其反演的NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)植被指数,揭示小叶章侵入苔原带的过程;通过对不同侵入时间、强度的斑块进行群落调查及土壤测试,探究小叶章侵入苔原带的生态后果。结果显示小叶章侵入苔原带始于20世纪80年代后期,由低海拔向高海拔推进,进入21世纪后逐渐形成了稳定的以小叶章为优势物种的植物群落结构。目前,低海拔处的小叶章斑块经过多年扩张已连接成片,而高海拔处的斑块正处于扩张的初期阶段。从生物多样性变化可以看出,小叶章侵入苔原带导致植物群落多样性升高和物种数量的增加,苔原带原有的灌木数量明显减少,草本植物逐渐增多。植被的改变影响了土壤的理化性质,C/N比下降,土壤腐殖质含量和全氮含量下降,但速效氮和土壤持水能力上升,土壤养分的高效利用又进一步推动了小叶章的侵入。小叶章侵入苔原带已经造成了严重的生态后果。