发展中的mRNA差别显示技术

随着PCR技术的出现（1985）,在分子生物学界又相继出现了两个很有影响的新技术－PAPD技术（1990）和mRNA差示法（1992）,前者用于分子标记,后者用于基因分离。mRNA差示法的生物学基础是基因的差别表达,即：单个细胞中表达的基因仅占基因总数的15％,这种基因的差别表达决定了生命的所有过程,如：发育和经、对逆境的反应、细胞分裂、老化等。图一给出了该方法最初的技术路线。提取要比较的两种或两种以上样品的mRNAs,分别逆转录成cDNAs,经过PCR扩增后,直接进行测序胶电泳即可识别差别的mRNA。其中、关键是的PCR扩增时两个引物的设计。3′端引物Oligo(dT)MN很容易与具有N′M′－poly(A)-3′末端的大多数mRNA结合,进行cDNA的逆转录合成。M、N提供锚定位点,防止3′端引物在poly(A)序列不同位置上的随机结合。5′端为10个碱基的随机引物。这个经验上的碱基数较理论的6－7个碱基（表一）更能满足测序胶电泳要求的条件：分子大小在500bp左右,每条泳道上条带数在100条左右。该方法近年来又有如下改进：一、PCR退火温度由42℃改为40℃,可在保持特异性的同时,增加泳道上的条带数。cDNA合成的底物改用总RNA,可避免poly(dT）柱纯化mRNA时的污染,造成电泳抹带（smear）现象。二、第二代引物3′端的M位（3′端倒数第二位）碱基改用4个简单碱基,减少了引物的组合数,提高该法的效率和经济性。第三代引物在两种引物的5′端加HindIII酶切位点,3′端引物改为单随机碱基,既：5′－AAGCT11N－3′;5′端引物为5′－AAGCTT＋（AP）7。大大提高了克隆效率和克隆cDNA的可操作性。三、可能由于10个碱基随机引物的特异性还不够,泳道上出现的cDNA条带数多得超过了不可分辨的程度,造成了假阳性现象。有人尝试用不变性凝胶代替变性凝胶、或用Northern亲和层析加以解决。收效不大。也许,还是需要在引物设计上下功夫。四、经比较,^33P的半衰期和放射性强度介于^32P和^35S之间,价格最贵,但效果最好。通过对正常细胞与病变细胞、处理与未处理细胞、不同生理状态和不同发育时期的细胞,以及抗逆性强弱所作的mRNA差别显示分析,在动植物生理、病理以及抗性研究中取得了大量成果。但是,由于该技术要求底物有poly(A）尾,只能限于真核生物核基因组差异表达的研究。而且,所选择的研究材料除要求目的的基因有差异外,其它基因差异要尽可能小。GenHunter公司已推出了方便的专用试剂盒,但使用的是与人有害的、需要较长曝光时间的放射性同位素,这些都是需要进一步改进的,还包括向技术的自动化改进。     

海洋生态资本理论框架下海洋生物资源的存量评估

海洋生态资本是能够直接或间接作用于人类社会经济生产、提供有用的产品流或服务流的海洋生态资源。海洋生态资源包括海洋生物资源及其生境资源。海洋生态资源的存量价值由海洋生物资源存量价值和海洋生境资源存量价值构成。针对我国海洋生物资源的特征,在海洋生态资本理论框架下,提出了鱼类、贝类、甲壳类、头足类、大型海藻等主要海洋生物资源的存量价值评估技术方法,包括物质量评估和价值量评估。探讨了海洋生物资源单位价格确定、评估价值修正、评估方法的适用性、成本扣除等问题。     

泽兰实蝇雄性附腺高通量转录组测序数据组装和分析

泽兰实蝇Procecidochares utilis Stone是恶性杂草紫茎泽兰Eupatorium adenophorum Spreng重要的专食性天敌。为进一步开发泽兰实蝇的基因资源,深入了解其遗传信息,本研究采用Illumina HiSeq 2000高通量测序技术对泽兰实蝇的雄性附腺组织进行了转录组测序,构建了转录组数据库,获得62 684 346条Clean Reads数据;拼接组装后获得89 195条Unigene数据,平均长度为898 bp;与NR、NT、KO、SwissProt、PFAM、GO、KOG七大数据库进行Blast信息比对(E-value为10~(-5)),共获得52 743个注释基因;与NR数据库比对发现,泽兰实蝇雄性附腺转录组基因序列与瓜实蝇Bactrocera cucurbitae具有较高的同源性,为29.1%;将泽兰实蝇转录组的Unigene的功能通过与KOG数据库进行注释比对划分为25类;GO数据库注释可分为3类,即细胞组分、生物过程和分子功能,共包括65个分支;KEGG分析发现,泽兰实蝇转录组数据中按照代谢通路可分为92类,利用Blast蛋白库比对和Estscan软件进行CDS预测,获得长度大于300 nt的CDS共48 509个;通过SSR分析,共获得69 352个SSR标记,数量最高的SSR类型为单碱基重复,为47 139条,出现频率为67.97%,最少的是五碱基重复SSR,只有27条,出现频率仅为0.039%。本研究中获得的转录组信息可为今后进行泽兰实蝇分子标记的开发和关键基因的克隆及功能分析等研究提供基础数据。     

拟南芥纤维素合酶基因时空表达模式与功能预测

纤维素是细胞壁的主要组成成分, 研究纤维素合成可以从源头上解决关于高效降解纤维素的问题。该研究通过综合拟南芥(Arabidopsis thaliana)纤维素合酶基因(AtCESA)家族的进化和芯片表达分析及根据拟南芥全生育期GUS染色结果分析纤维素合酶基因的时空表达模式, 发现拟南芥纤维素合酶基因AtCESA1, 3, 6以及AtCESA4, 7, 8分别参与细胞壁初生壁和次生壁的合成并存在明显的共表达现象。其中, AtCESA1, 3, 6在全生育期表达, AtCESA4, 7, 8主要在根、茎和叶脉等次生壁细胞中表达。AtCESA5和AtCESA6、AtCESA2和AtCESA9以及AtCESA1和AtCESA10等基因对均有基因重复作用。根据AtCESA家族基因表达模式和分子演化关系可以推测, AtCESA5对AtCESA6以及AtCESA9对AtCESA2可能分别存在功能冗余。此外, AtCESA9的表达具明显的组织特异性。上述研究结果为深入认识拟南芥纤维素合酶基因的功能奠定了基础。     

茶树实时荧光定量PCR分析中内参基因的选择

选择合适的内参基因是提高实时荧光定量PCR分析(qRT-PCR)准确性的先决条件。该文以茶树(Camellia sinensis) 芽、叶、幼根、嫩茎、花瓣、种子和愈伤组织为材料, 应用实时荧光定量PCR技术, 分析了18S rRNA、GAPDH、β-actin和α-tubulin 4个常用内参基因在茶树不同器官组织中的表达情况。经GeNorm和NormFinder软件分析发现, 当利用荧光定量PCR分析比较茶树不同器官组织中的基因表达差异时, 可选择β-actin作为校正内参基因; 而比较不同成熟度的叶片和愈伤组织时, 可以选择GAPDH作为校正内参基因。