人类基因组的研究进展

人类基因组的研究进展达来内蒙古大学生物学系,呼和浩特,０１００２１）人类基因组计划是１９９０年１０月正式实施的为期１５年耗资３０亿美元的宏伟工程。它的任务是完成高精度的人类基因组遗传学图谱和物理图谱,测定人和几个模式生物的基因组ＤＮＡ序列,是广泛的国...     

杂交水稻及其“三系”线粒体DNA的AP—PCR指纹图谱

为了研究水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）细胞质雄性不育（ＣＭＳ）与线粒体基因组的关系,应用ＡＰ－ＰＣＲ 分析,用７ 个任意单引物对６ 种水稻品系线粒体ＤＮＡ 进行了扩增。水稻线粒体ＤＮＡ 的ＡＰ－ＰＣＲ 产物可分为三种类型：（１）所有供试品系均能扩增的片段,它们代表了线粒体ＤＮＡ 在进化上的保守性序列。有４ 个引物检测到这类片段。（２）２ 个以上水稻品系共同出现而在全部供试材料间存在差异的扩增片段,这类片段是检测水稻线粒体ＤＮＡ多态性的主要来源。（３）一种细胞质类型所特有的扩增片段,从引物Ｒ２ 和Ｖ５ 的扩增产物中发现了这类片段,它们可能与ＣＭＳ有关联。另外,ＷＡ型不育系珍汕９７Ａ 与其杂种之间在６ 个引物的扩增图谱上均存在不同程度的差异,说明两者的线粒体ＤＮＡ序列结构可能存在某种差别     

印度木薯花叶病毒DNA在寄主植物中可能存在的形式

从印度木薯花叶病毒（ＩＣＭＶ）侵染的植物中纯化特异的核酸,经ＲＮＡａｓｅ,ＤＮＡａｓｃ,Ｎｕｃｌｅ－ａｓｅＳｌ,ＥｘｏｎｕｃｌｅａｓｅⅢ和ＥｃｏＲＩ酶切,Ｓｏｕｔｈｅｒｎ和Ｄｏｔｂｌｏｔｓ杂交证实,在感病的植株中,存在两种形式的病毒核酸：环状双链ＤＮＡ和环状单链ＤＮＡ,后者可能是病毒ＤＮＡ的（－）链,环状双链ＤＮＡ经限制性内切酶作用可得２．７ｋｂ的线性双链ＤＮＡ纯化的病毒核酸含ＤＮＡ１和ＤＮＡ２两个分子量相近的组份。     

青皮核桃采后病害生防菌贝莱斯芽胞杆菌XRD006全基因组分析及防治效果研究

【目的】探究生防菌贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis) XRD006对青皮核桃采后病害的生防能力及其贮藏保鲜效果,解析菌株的基因特性和次级代谢产物,了解菌株的抑菌机制。【方法】通过抑菌试验确定XRD006对青皮核桃采后病原菌的抑制能力。利用活体抑菌及贮藏试验探究生防菌对青皮核桃采后病原菌的抑制能力及对青皮核桃贮藏品质的影响。以全基因组测序了解菌株XRD006的基因组特征及潜在抑菌相关基因;利用antiSMASH软件预测XRD006的次级代谢产物;结合比较基因组学分析XRD006和贝莱斯芽胞杆菌标准株FZB42、SQR9之间的共线性关系和次级代谢产物基因簇差异。利用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)和质谱鉴定XRD006次级代谢产物并通过牛津杯法测定其抑菌能力。【结果】抑菌试验表明菌株XRD006对青皮核桃采后病原菌隐秘刺盘孢(Colletotrichum aenigma)、暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)、葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)和藤仓...     

鸡源暹罗芽孢杆菌CML548的益生特性及全基因组分析

【背景】芽孢杆菌是用于动物微生态制剂的重要菌株之一。暹罗芽孢杆菌因具有较强的抑菌活性,近年来受到广泛关注。【目的】对实验室前期分离的鸡源暹罗芽孢杆菌CML548的益生特性进行评价,通过全基因组测序及生物信息学分析,探究其抑菌及潜在的益生机制。【方法】通过牛津杯法、稀释涂布平板法分别对菌株CML548的抑菌和产酶特性、酸和胆盐的耐受性进行研究。使用IlluminaHiSeq2500测序平台进行全基因组测序,并通过多种生物信息学工具和数据库对基因组进行注释和分析。【结果】体外实验表明该菌株具有优良的益生性状：能够有效抑制致病性大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、产气荚膜梭菌的生长;能够同时产生蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶;具有较高的酸和胆盐耐受性。全基因组测序分析表明菌株CML548的基因组大小为4061741bp,GC含量为46.07%,预测到3 961个编码基因。分别有1 693、2 704、3 413、186、67、1、5个基因被GO、KEGG、COG、CAZy、DBAASP、CARD、VFDB数据库注释;通过antiSMASH预测到16个与次级代谢产物合成相关的基因簇。此外,还发现其含有抗菌活性...     

微泡菌属菌株YPW1和YPW16多糖降解特性分析

【背景】海洋环境中分离到的微泡菌属菌株具有多糖降解能力,在环境中可以作为糖类代谢的重要执行者参与海洋碳循环过程。【目的】测定2株微泡菌属菌株的多糖降解活性,通过与微泡菌属其他菌株基因组比较分析2株菌的多糖降解基因特征。【方法】通过3,5-dinitrosalicylicacid(DNS)定糖法测定多糖降解活性,同时利用高通量测序技术对菌株基因组序列进行测定与组装,并与其他基因组注释结果进行比较分析。【结果】分离得到2株微泡菌属菌株YPW1和YPW16,二者均为潜在新种。结果表明,菌株YPW1能够降解琼胶、褐藻胶、果胶、几丁质、木聚糖、淀粉、普鲁兰等7种多糖,而菌株YPW16仅可降解淀粉和普鲁兰。基因组分析表明,YPW1具有上述7种多糖的降解酶基因,但菌株YPW16只具有淀粉酶与普鲁兰酶降解基因。相较于其他微泡菌属菌株,菌株YPW1多糖降解范围、多糖降解酶基因种类与丰度较高,但菌株YPW16多糖降解范围却较为狭窄。由此可知,多糖降解酶基因在微泡菌属基因组中的分布差异性较大。【结论】本研究为微泡菌属提供了2株潜在的新型菌株资源,为生物多糖降解提供了生化工具,也为研究微泡菌属菌株中多糖降解基...     

林麝源蜡样芽孢杆菌SCBCM001株的分离鉴定及全基因组序列分析

【背景】细菌性疾病是林麝规模化养殖的重要制约因素,蜡样芽孢杆菌曾在林麝化脓灶中检出,但是目前对林麝源蜡样芽孢杆菌的研究报道很少。【目的】对分离自病死林麝肝脏中的一株疑似蜡样芽孢杆菌进行分离鉴定和全基因组序列分析,为林麝相关疾病的防治奠定基础。【方法】将病原菌纯化培养后,对病原菌进行生化试验、药敏试验和小鼠致病性试验;并通过第3代单分子测序技术进行全基因组测序,根据测序结果进一步评估物种间的亲缘关系,并进行基因功能注释和遗传进化分析。【结果】该病原菌经平均核苷酸相似度分类和系统发育树分析属于蜡样芽孢杆菌群,生化结果符合蜡样芽孢杆菌的一般特征,将分离菌株命名为SCBCM001。该菌株对小鼠的半数致死量为8.3×107 CFU,对大多数β-内酰胺类、四环素和磺胺异噁唑耐药,对氨基糖苷类、头孢氨苄、头孢哌酮和亚胺培南等药物敏感;全基因组测序结果表明该菌株的染色体大小为5292570bp,GC含量为35.37%,多位点序列分型显示该菌株属于ST427序列类型。在菌株SCBCM001基因组内发现hblA、hblC、hblD、nheA、nheB、clo和cytK等多种毒力因子,同时菌株携带对β-内酰...     

绒山羊源大肠杆菌噬菌体φPTK的分子生物学特性及对小鼠大肠杆菌感染的防治效果

【背景】抗生素耐药问题是影响人类及养殖业健康的重要因素,噬菌体能特异性裂解细菌,成为抗生素替代品研究热点,是解决抗生素耐药难题、促进养殖业健康发展的新途径。【目的】通过研究绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体φPTK (phage target of K1)的分子生物学特性,同时利用小鼠感染模型研究φPTK对小鼠大肠杆菌感染的防治效果,为绒山羊大肠杆菌病的防控提供新策略。【方法】用聚乙二醇-氯化钠(PEG 8000-NaCl)浓缩φPTK后,采用透射电子显微镜观察其超微形态结构;运用苯酚-氯仿法提取φPTK核酸后通过Illumina HiSeq高通量测序分析其全基因组结构,使用Mauve比较基因组学分析,通过MEGA绘制噬菌体进化树;通过构建小鼠感染模型分析φPTK对小鼠感染大肠杆菌的防治效果。【结果】透射电镜显示φPTK头部为正多面体形,直径90 nm,有长约112 nm、直径约18 nm的可收缩长尾;φPTK基因组全长169 688 bp,GC含量37.72%,有264个开放阅读框,含穿孔素-裂解酶(holin-lysin)裂解系统,有抗穿孔素蛋白和裂解抑制辅助蛋白,未发现抗生素耐药基因和毒力基因;比较基因组分析表明,φPTK为一株新的绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体;小鼠大肠杆菌感染前和感染后分别使用φPTK进行预防和治疗的试验表明,未使用φPTK的阳性对照组小鼠全部死亡,预防组和治疗组小鼠存活率分别为80%和60%。【结论】噬菌体φPTK是一株能够在小鼠大肠杆菌感染中具有较好预防效果的有尾噬菌体目(Caudovirales)肌尾噬菌体科(Myoviridae)绒山羊源大肠杆菌烈性噬菌体,本研究为绒山羊噬菌体生物制剂的创制奠定了基础。     

植物质体基因工程调控元件研究进展

随着植物合成生物学的发展,质体逐渐成为许多具有商业价值的次生代谢产物和治疗性蛋白异源生产的理想平台。与核基因工程相比,质体基因工程在外源基因高效表达和生物安全性等方面具有其独特优势。然而,外源基因在质体系统中的组成型表达或对植物生长不利,因此需进一步挖掘、设计调控元件实现对外源基因的精准调控。本文概述了质体基因工程调控元件的研究进展,内容包括操纵子设计与优化思路、多基因共表达调控策略及新型表达调控元件的挖掘等,为植物合成生物学的发展提供参考。     

导读

得益于基因组测序技术的快速发展,生命科学已经进入后基因组时代.许多重要农作物的全基因组测序工作已经完成公布,如何快速高效地评估验证基因的生物学功能是将这些理论知识转化为生产应用的关键.自1943年德国植物学家Friedrich Laibach首次提出将十字花科拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为模式植物以来[1],全球科研团队先后对这一物种展开大量的基础性研究,并逐步积累建成了一个规模庞大、功能齐全的基因组数据库(The Arabidopsis Information Resource,TAIR).