K型小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的RAPD和ISSR标记

利用RAPD和ISSR分子标记对K型小麦(Triticum aestivum L.)雄性不育恢复系LK783的主效恢复基因进行了标记定位.以K冀5418A//911289/LK783三交F1分离群体的极端不育株和极端可育株分别建立保持池和恢复池,利用418个RAPD和33个ISSR引物对两池间的多态性进行了研究.分析表明RAPD引物OPK18和ISSR引物UBC-845在两池间扩增出稳定的多态性差异,在分离群体上的验证结果表明LK783的育性恢复基因与两个引物的扩增位点有连锁关系,在染色体上位于两个引物的扩增位点之间,与OPK18450的遗传距离为(15.07±6.28)cM (centiMorgan),与UBC-845800的遗传距离为(8.20±4.85)cM.这两个引物可应用于对育性恢复基因的标记辅助选择.最后,利用中国春缺体-四体系和双端体系进一步将UBC-845800定位于1BS, 表明LK783的育性恢复基因也位于1BS.     

秦岭羚牛高度重复序列DNA片段的分子克隆和序列分析

羚牛（Budorcas taxicolor)属偶蹄目（Artiodactyla)、牛科（Bovidae),为我国一类大型珍贵保护动物。我们从其基因组中克隆得到若干约800bp的BamHI高度重复序列并对部分克隆进行了序列测定,发现它们显示了很高的同源性。利用其中一个单元为探针,对限制酶消化后的羚牛基因组DNA作杂交分析,发现其杂交谱带不具有个体及亚种间特异性,说明该重复序列在羚牛基因组中具有保守的分布和排列。在牛科动物中,羚牛BamHI片段与绵羊属和山羊属的相关序列具有高度同源性,而与水牛和家牛序列差异较大。这些结果为羚牛与羊亚科物种亲源关系较近的分类学观点提供了分子生物学证据。有证据表明,这些片段可能代表羚牛染色体着丝点的卫星DNA单体。     

小麦及其近缘种中基因组特异性DNA重复序列的研究进展

本文对小麦族植物中基因组特异性DNA重复序列的分类、基本特征、分离和鉴定方法、在小麦遗传改良中的应用以及未来研究的发展趋势进行了简述。综合已有的研究结果可以看出基因组特异性DNA重复序列是小麦族植物基因组特异性形成的重要构成部分。对基因组特异性DNA重复序列的研究是认识小麦族植物基因组的有效途径之一,基因组特异性DNA重复序列的应用将进一步促进小麦族植物分子细胞遗传学和普通小麦遗传改良研究的进展。 Advances in Studies of Genome-Specific Repetitive DNA Sequences in Wheat and Related Species BAI Jian-rong1,2,JIA Xu1,WANG Dao-wen1 1.The State Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering,Institute of Genetics and Developmental Biology,The Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China; 2.Crop Genetics Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Taiyuan 030031,China Abstract:In this paper we review recent advances in studies of several aspects of genome specific repetitive DNA sequences in wheat and related species.The available results demonstrate that genome specific repetitive DNA sequences are important components of genome specificity in wheat and related species.Research on genome specific repetitive DNA sequences is essential to the elucidation of genome function.The application of genome specific repetitive DNA sequences will aid molecular cytogenetic studies in wheat and related species and contributes to genetic improvement of common wheat. Key words：wheat;genome specific repetitive DNA sequence;chromosome     

富亮氨酸重复超家族新成员LRRC4的IgC2结构域蛋白的原核表达和纯化

富亮氨酸重复超家族新成员LRRC4基因是新克隆的脑瘤相关基因,采用多聚酶链式反应（PCR）方法获得长约500bp含IgC2结构域的DNA序列,扩增产物克隆至pGEX-4T-2质粒中,构建GST融合表达质粒,在大肠杆菌中诱导表达融合蛋白,经包涵体沉淀,溶解,Glutathione-Sepharose亲和层析纯化获得融合蛋白,并以Western blot鉴定证实,通过IgC2结构域蛋白的纯化分离该结构域,为进一步研究该结构域及LRRC4基因的结构和功能奠定了基础。     

一个RNAi载体上反向重复片段的测序策略

相邻的反向重复DNA片段有形成单链内二级结构的倾向,属于一种测序困难的DNA模板。解决RNAi载体插入的反向重复片段的测序问题,为该类载体正确性的测序验证奠定基础。采用常规分子克隆方法构建表达小麦TaATG2串联反向重复片段的RNAi载体,设计2种策略对经菌落PCR初步鉴定的载体进行测序验证:一种是以完整的载体质粒为模板进行测序;另一种是先对载体进行酶切处理,切除反向重复片段中的一个后对保留另一个片段的线性载体进行测序。结果表明,第一种测序策略受到串联反向重复片段形成的单链内部二级结构的影响,测序信号在反向重复片段处出现衰减或乱峰,无法读取序列。第二种测序策略排除了2个反向重复片段之间的干扰,保留在载体上的片段测序信号清晰,序列准确。采用酶切切除一个片段后进行测序的方法,经过2次酶切和2次测序可以有效地对载体上的2个反向重复片段分别进行序列测定,进而确认构建载体的正确性。     

用全基因组测序评价VNTR分型在泛耐药结核分枝杆菌传播中的应用

近年来,随着技术的进步、测序成本的降低,全基因组测序(whole-genome sequencing,WGS)技术开始应用于结核分枝杆菌传播的研究。本研究采用基于单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)的分型方法评价多位点数目可变串联重复序列(variable-number tandem-repeat,VNTR)分型判断泛耐药结核分枝杆菌(extensively drug-resistant Mycobacterium tuberculosis,XDR-TB)传播及成簇特征的准确性。对2003-2009年重庆市肺科医院诊断的55例XDR-TB菌株分别进行9＋3个位点的VNTR分型和WGS分析,分别构建系统进化树,并比较两种方法判断成簇的一致性与差异。VNTR分型方法鉴定出45个基因型,其中39株为单一基因型,16株(29.1%)分别归入6个基因簇。规定菌株间差异不超过12个SNP即为成簇,WGS将20株(36.4%)分为5个簇。两种方法判断成簇的一致性为 63.6%。与WGS相比,VNTR分型的灵敏度为 40.0%,特异度为 77.1%。相比于WGS,VNTR分型特异度较高,但仅凭其结果可能会错误估计XDR-TB的传播性。因此,规定菌株间相差不超过12个SNP即有近期传播关系是否适用于XDR-TB,有待进一步研究。     

基因组编辑脱靶研究进展

近年各种基因组编辑技术的成功研发为人类疾病的治疗与预防谱写了新的篇章,这些技术对应的基因组编辑工具主要包括锌指核酸酶(ZFNs)、转录激活子样效应因子核酸酶(TALENs)和最近发现的规律成簇间隔短回文重复(CRISPR)/Cas系统。这些工具相应的脱靶问题目前是制约基因组编辑技术介导人类疾病治疗的重要瓶颈。本文将分别从基因组编辑工具的介绍、脱靶的现状、解决优化的方案和检测方法进行总结与探讨,通过比较,进一步了解基因组编辑工具的优缺点及相关脱靶检测方法的适用性。     

花生幼苗对重复干旱胁迫的生理响应

防雨棚内设盆栽试验,设置对照(Control,75%田间持水量)、干旱胁迫(D,35%)、重复干旱胁迫(D_D,35%)3个处理,探讨花生幼苗对预干旱胁迫的适应和记忆响应,分析预干旱对缓解重复干旱胁迫危害的生理作用。结果表明,与干旱胁迫处理相比,重复干旱胁迫提高了叶片的相对含水量,减少脯氨酸的积累,降低MDA和O·_2~-含量;抗氧化酶SOD、CAT活性降低,其中POD活性降低最为明显,并在复水后恢复到与对照相同水平或低于对照。与正常水分的对照相比,干旱胁迫显著降低叶片光合速率(P_N)、最大光合势能(P_C)、最大光量子产量(Y_Q),但重复干旱处理在重复干旱胁迫时期和复水后P_N、P_C和Y_Q均高于干旱处理。预干旱胁迫导致光合和气孔导度滞后面积、滞后率(H_P和H_g)增加,经过预干旱胁迫后,重复干旱显著降低光合和气孔导度滞后面积和滞后率。预干旱胁迫提高植株在重复干旱胁迫下叶片含水量,减轻重复干旱对植株造成的生理伤害,在光合作用上提高对重复干旱的抵御能力,并在复水后快速恢复到正常水分条件下植株生长水平,减少干旱对植株的不利影响。因此,预干旱胁迫促使花生幼苗具备适应或可记忆初始胁迫的能力,重复干旱胁迫时表现更为迅速和强烈的生理防御和快速的生理恢复机制。     

人副流感病毒3型HN蛋白十一肽重复序列保守氨基酸突变分析

为确定人副流感病毒3型(Human parainfluenza virus type 3,hPIV3)病毒包膜表面血凝素神经氨酸酶(Hemagglutinin-neuraminidase,HN)糖蛋白茎部区十一肽重复序列中保守氨基酸中具有关键性作用的位点,进一步探讨HN蛋白茎部区在融合机制中的重要作用。结合定点突变和同源重组技术将HN蛋白茎部区十一肽重复序列中5个保守氨基酸位点(I102、P111、L114、S119、I125)突变为丙氨酸(Alanine,A),通过痘苗病毒-T7聚合酶系统在BHK-21细胞中表达突变蛋白,定性定量检测各突变体蛋白的促细胞融合活性、受体结合活性、神经氨酸酶活性和半融合活性。突变体蛋白I102A、P111A、L114A、S119A、I125A的促细胞融合活性均有不同程度下降,依次为野生型的6%、16%、14%、87%和4%,除S119A外其余4个突变型与野生型相比差别均具有统计学意义(P0.01);突变体蛋白I102A、P111A、L114A、S119A、I125A的受体结合活性也出现不同程度下降,依次分别为野生型的32.2%、77.4%、74.2%、83.9%和38.7%,其中I102A和I125A的受体结合活性与野生型相比差别具有统计学意义(P0.01);突变体蛋白I102A、P111A、L114A、S119A、I125A的神经氨酸酶活性分别为野生型的66.5%、73.1%、69.1%、76.1%和72.8%,与野生型相比差别无统计学意义(P0.05)。结果表明:茎部区十一肽重复序列对hPIV3HN蛋白的促细胞融合活性和受体结合活性具有重要意义。该区域氨基酸I102、P111、L114、I125具有关键作用,推测其能通过影响头部区受体结合活性或是与融合蛋白的相互作用等不同方式导致HN蛋白结构功能发生改变。     

美洲大蠊基因组重复序列分析

重复序列是真核生物基因组的重要组成部分。一些重复序列,如自主型的逆转录转座子LINE,在昆虫的系统进化和遗传多样性研究方面得到了广泛的应用。de novo从头预测和基于同源比对预测相结合的方法被用来搜索美洲大蠊Periplaneta americana基因组,共鉴定出大约占全基因组62%的重复序列。研究发现,散在重复序列中,DNA转座子占美洲大蠊基因组的16.18%;逆转座元件中LINE最多,占基因组的13.64%,SINE和LTR分别占基因组的3.52%和1.32%。LINEs中的Bov Bs亚家族在所有转座子亚家族中比例最高(约6.73%)。美洲大蠊与德国小蠊Blattella germanica相比,除LTR外,其他类型的转座子占基因组的比例均高于德国小蠊。通过分析逆转录转座子反转录酶完整度、氨基酸序列相似度及遗传距离,从美洲大蠊基因组中鉴定出一类BovBs:RTE-1_PAm。BovBs的反转录酶氨基酸序列的系统树表明,美洲大蠊与内华达古白蚁Zootermopsis nevadensis的进化关系比与其同属蜚蠊科Blattidae的德国小蠊的关系更近。昆虫中BovBs的进化关系与传统核基因进化关系的不同,表明转座子的进化相对宿主基因的进化具有一定的独立性。