"基因电脑克隆"软件SiClone的并行优化研究与实现

生物信息学中,发现、鉴别新基因是承上启下的一步,它既承接了过往如“基因组测序”的工作,又是未来“后基因时代”研究的基石．“基因电脑克隆”是利用计算手段发现、鉴别新基因的方法,SiClone软件实现了“基因电脑克隆”功能．本文对SiClone软件操作的数据库提出并行处理方案,并详述了基于MPI(message passing interface)平台实现的并行优化版本PSiClone．根据已得到的EST数据库,展示了软件并行版PSiClone的运行性能,试验数据库EST序列条数仅仅是NCBI(The National Center for Biotechnology Information)dbEST庞大数据库的很小部分,这也暗示我们软件的并行工作对于大数据库的比较和运算将更有应用前景．     

海参微卫星DNA的筛选与克隆的初步分析

微卫星DNA(microsatelliteDNA)广泛存在于真核生物的基因组中。由于其具有突变频率快、多态性丰富、呈共显性遗传、通用性等特点,已成为近年来被广泛应用的分子遗传标记。对刺参基因组DNA的提取及其微卫星的筛选与克隆进行了初步分析。     

大豆胞囊线虫抗性基因定位与克隆研究进展

大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode, SCN)是大豆生产上一种危害严重的世界性害虫, 能给大豆生产造成极大损失。大豆抗性品种选育是防治其措施中最经济、有效的方法。大豆SCN抗性的分子遗传学研究是开展大豆SCN抗性分子育种的理论基础, 本文针对SCN抗性基因定位和克隆两个方面的研究现状进行了综述, 并对当前研究中存在的问题及发展前景进行了讨论与展望。     

黄禹锡造假事件轰动全球

首尔大学调查委员会近日公布的“黄禹锡造假事件”最终调查报告,认定黄禹锡研究小组2004年发表在美国《科学》杂志上的论文同其2005年发表的论文一样属于造假。调查报告同时表示,黄禹锡研究小组克隆出的“斯纳皮”狗可能确实是体细胞克隆狗,但是否属实尚待最终确认。调查报告再次证实了黄禹锡研究小组2005年发表在《科学》杂志上的论文完全属于造假,将两个干细胞系夸大为11个干细胞系,并且这两个胚胎干细胞也并非体细胞克隆干细胞,而是受精卵胚胎干细胞。另外,对于黄禹锡申请宽限6个月时间为患者培养胚胎干细胞的要求,调查委员会予以回绝。报告称,涉嫌主导论文编造的黄禹锡科研组有关人员将不可避免地受到相应的惩处,检察机关也将全面调查黄禹锡科研组的研究工作。     

一种小肽的多顺反子串联表达方法

目的：构建蛇毒锯鳞蝰素(Echistatin,简写为Ecs) 多顺反子串联多拷贝基因。方法：以pMD18T-Ecs为模板,利用三对引物分别扩增Ecs基因,每个Ecs基因都有独立的起始和终止密码子,然后通过三个Ecs基因之间合适的酶切位点使之串联,再与表达载体pET30a连接后得到三拷贝重组质粒,在三个Ecs基因之间分别有SD序列和SD间隔序列。将质粒转化E.coli BL21(DE3)后IPTG诱导表达,18% SDS-PAGE和Western blot鉴定结果。结果：Ecs的表达量占全菌总蛋白的18%,实现了Ecs的串联表达。结论：Ecs多顺反子的串联表达为小分子蛋白的体外制备提供了一种全新的思路和方法。     

灰杨克隆繁殖、自身养分与土壤养分季节变化及其耦合关系的林缘——林内差异

阐明灰杨(Populus pruinosa Schrenk)克隆特征变化及受外界环境影响,是增强灰杨林生态服务功能的基础。本研究在中国新疆塔里木河上游灰杨河岸林,沿垂直河道方向在林缘(距河道200 m)、林内(距河道400 m)生境设置样方,于2014年4～10月,每隔20天调查两生境不定芽、未出土和出土克隆分株数量,测定横走侧根及土壤养分含量。结果表明:(1)横走侧根全氮、全磷、全钾、有机碳含量的变化趋势与不定芽和未出土分株数在4～6月逐渐增加、7～10月逐渐减少变化趋势基本一致,与土壤有机质、碱解氮、速效磷及速效钾含量在4～6月逐渐升高或保持最高水平,在7～10月逐渐降低的变化趋势同步;横走侧根碳氮比在4～6月初逐渐降低,随后呈现增大又减小的趋势;氮磷比在4～6月逐渐减小,7月显著减小后逐渐增大(林缘)或基本保持不变(林内)。(2)不论是林缘还是林内,不定芽数量受到横走侧根全氮和氮磷比的影响,未出土分株数受到横走侧根全氮、有机碳含量、碳氮比的影响;林缘不定芽数量与土壤有机质、碱解氮及速效钾含量相关紧密,未出土分株数与土壤碱解氮和速效磷显著相关,土壤养分也与横走侧根全氮、碳氮比、氮磷比紧密相关,而在林内受到土壤养分影响的主要是横走侧根全氮和氮磷比。(3)林内的不定芽、未出土及出土克隆分株数量显著低于林缘,土壤养分含量通过影响横走侧根养分含量而影响不定芽、未出土分株、出土分株数量。灰杨是杨属为数不多的国家保护植物,具有重要的生态服务功能,我们的结果对基于克隆繁殖的灰杨林保护策略提供基础数据支持。     

异质性水分环境中克隆整合对活血丹生物量分配及叶片结构特征的影响

喀斯特石漠化环境有着高度的生境异质性,异质性生境中土被不连续,土壤瘠薄,岩溶漏斗上的土壤保水性差,严重制约着喀斯特植被的生长及分布。为探究克隆植物在喀斯特地区的适应策略,本研究以喀斯特黄色石灰土为基质,选用克隆植物活血丹（Glechoma longituba）,以一个节间连接的两个分株为材料,保持节间连接或切断,种植于相邻花盆中,并施以不同浇水量,以明确不同水分可用性水平下克隆整合对活血丹生物量积累、生物量分配、叶片气孔及叶片组织特征的影响。结果显示,克隆整合显著促进活血丹生物量的积累及对根、叶的生物量分配;增加了活血丹叶气孔导度,降低了气孔指数;叶海绵组织受克隆整合影响较小,但栅栏组织及栅海比（栅栏组织/海绵组织）表现为非整合分株高于整合分株。本研究表明,克隆整合可增加活血丹胁迫分株对根、叶的投资,并以更佳的叶气孔、组织适应策略提高其在喀斯特生境中的生存与适应。     

水稻稻瘟病抗性基因的克隆、育种利用及稻瘟菌无毒基因研究进展

稻瘟病是世界上影响水稻(Oryza sativa)粮食生产的主要病害之一, 抗病基因的发掘与利用是抗病育种的基础和核心。随着寄主水稻和病原菌稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)基因组测序和基因注释的完成, 水稻和稻瘟病菌的互作体系成为研究植物与真菌互作的模式系统。该文对稻瘟病抗病基因的遗传、定位、克隆及育种利用进行概述, 并通过生物信息学分析方法, 探讨了水稻全基因组中NBS-LRR类抗病基因在水稻12条染色体上的分布情况, 同时对稻瘟病菌无毒基因的鉴定及无毒蛋白与抗病蛋白的互作进行初步分析。最后对稻瘟病抗病基因研究存在的问题进行分析并展望了未来的研究方向, 以期为水稻抗稻瘟病育种发展和抗病机制的深入理解提供参考。     

广西红壤土壤微生物溶磷基因的克隆与表达

本研究对广西红壤土壤微生物溶磷基因进行克隆,并在大肠杆菌中诱导表达。从广西红壤中提取宏基因组DNA,克隆了GabY基因,构建大肠杆菌原核表达载体p ETDuet-1,转化大肠杆菌DH5α得到重组工程菌。通过酶切验证重组体。重组体在诱导条件下24 h对难溶矿物质磷Ca_3(PO_4)_2的溶磷量为(40.73±1.32)μg/mL,而对照组仅为(5.11±0.08)μg/mL。重组体和对照随着诱导时间的增加,培养基pH值均有下降趋势,但重组体培养基pH值变化显著大于对照组,产酸能力显著优于对照组。证明成功克隆得到土壤微生物溶磷基因,并在大肠杆菌中得到表达。     

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。