发育工程与家畜改良

二十世纪七十年代后胚胎移植几乎引起一场家畜繁殖技术的革命,并波及到胚胎学、发育生物学、免疫学、遗传学等基础学科。随之产生了一些新尖的技术与之相互配合,形成了熔各种知识和技术手段于一炉,瞄准应用的研究领域——发育工程。本文集中讨论胚胎移植、冷冻、性别鉴定、卵母细胞体外受精、受精卵核移植和嵌合体及转基因动物制作等发育工程技术的兴起及其对家畜遗传改良所产生的积极影响。     

发育异常机理的某些研究进展

阐明化学物致畸等发育毒性的作用机理,对建立人类畸或发育毒物的鉴定手段和防治工作都有重要意义。近年来随着发育基因或发育调控基因的发现和功能的阐明,发育异常的机理研究也取得一些突破。本文简要概述了几个主要进展。长期以来,一直认为哺乳动物发育的着床前胚胎阶段是诱发实验性先天畸形的不敏感期。因此,现行化学物致畸性测试均规定在胚胎着庆后的器官形成期给予受试物。然而,近年来的研究发现,在着床前期给予某些化学物可导致胎儿畸形、生长发育迟缓和出生后行为功能异常等发育毒性,这对传统的概念是一个大的冲击,即胚胎早期可能也是致畸等毒性的敏感期。如果确实如此,将意味着现行化学物致畸性测试方案需修改,而且以往常的机理现有两种假设,一种是甲基亚硝酸脲的研究认为,胚泡阶段发生了微小的非致死性突变;另一种是基于环氧乙烷等化学物对受精卵的损伤,原发性损害是非遗传性的,是由于干扰早期胚胎基因表达的原定程序。据估计,人类胚胎至少有60％在出生前死亡,其中大多发生在妊娠早期,只有约15％在着床后死亡,但长期以来对出生前死亡的原因所知甚少,仅知道流产儿中染色体畸变率高。近年来通过基因的插入突变和基因打靶使某一基因失效等方法,发现某些基因损伤可导致不同阶段胚胎发育异常和死亡。通过分析揭示：只有少数发育障碍可导致胚胎和胎儿死亡。着床前小鼠胚胎主要由于影响了胚胎完成着床前发育和形成能生成囊泡的能力而致死。器官形成早期胚胎由于中胚层不发育或不能发育成一个正常功能的心脏,或由于不能建立和维持胚胎血循环而致死。而早期或中期胎儿主要由于心脏发育缺陷不能形成心血管特环而致死;由于卵黄囊造血功能和卵黄囊过渡到肝脏作为造血器官的障碍也可使胎儿致死。很多胚胎器官或系统的发育异常不危及胚胎或胎儿的存活,这些结果对探讨人体出生前死亡的原因和发育异常的机理均有重要参考价值。以往研究发育异常时仅观察革一发育基因的改变,实际上先天缺陷是众多基因改变的结果。近期有人观察了致畸物苯妥因作用后一组与神经系统和颅面发育有关基因的变化,首次观察到转录模式中有多种基因的变化。认为基因表达的协调变化,无论是轻微或是显著地干扰正常形态发生程序,都与选择性先天缺陷的发生有关。这为今后的研究提供了一种新思路。     

水稻花药发育过程的石蜡连续切片制作

一、取材如何确定幼穗发育的时期,使取材更具目的性,是首先要考虑的问题。据资料介绍,有按“叶龄指数推断”。倒数“出穗前的天数”、计算“旗叶和下一片的叶耳间距”等方法,从而找出幼穗发育与外形的一定关系。我们在实验中测出穗长与幼穗发育关系的主要数据,列表如下:品种:协优2374(可育)光敏核不育水稻W6184(不育)     

Arabinan Metabolism during Seed Development and Germination in Arabidopsis

Arabinans are found in the pectic network of many cell walls, where, along with galactan, they are present as side chains of Rhamnogalacturonan I. Whilst arabinans have been reported to be abundant polymers in the cell walls of seeds from a range of plant species, their proposed role as a storage reserve has not been thoroughly investigated. In the cell walls of Arabidopsis seeds, arabinose accounts for approximately 40% of the monosaccharide composition of non- cellulosic polysaccharides of embryos. Arabinose levels decline to -15% during seedling establishment, indicating that cell wall arabinans may be mobilized during germination. Immunolocalization of arabinan in embryos, seeds, and seedlings reveals that arabinans accumulate in developing and mature embryos, but disappear during germination and seedling establishment. Experiments using 14C-arabinose show that it is readily incorporated and metabolized in growing seedlings, indicating an active catabolic pathway for this sugar. We found that depleting arabinans in seeds using a fungal arabinanase causes delayed seedling growth, lending support to the hypothesis that these polymers may help fuel early seedling growth.     

拟南芥根系发育的分子机制研究进展

拟南芥初生根和次生根的发育受不同遗传通路所调控,其中内源激素途径尤其是生长素途径在拟南芥主根、侧根以及根毛的发育过程中均发挥着重要作用.同时也存在一些不依赖于激素通路的遗传途径,如UPB1能通过调节根尖分生区和伸长区活性氧种类的平衡来调控根系顶端分生组织活性,进而影响根系的生长.本文对近年来国内外有关模式植物拟南芥根系发育的分子机制研究进展分别从初生根发育、侧根发育和根毛发育3个方面进行综述.     

谈谈植物中的几丁质酶

几丁质酶及其底物几丁质均广泛存在于自然界.由于几丁质酶及其降解产物在生物学、医学、化学、农业及环境科学等方面的潜在价值而越来越受到重视.着重介绍了几丁质酶的作用原理,植物的几丁质酶基因,植物中几丁质酶的特性以及几丁质酶在植物中的作用和在转基因植物中的应用.     

脑血管发育与相关疾病研究进展

脑血管网络拥有独特的解剖结构、生理功能和稳态维持机制,有序并高效地维持着大脑正常发育和运转.脑血管网络的形成受到多种分子的调控,如VEGF, NRP-1, TGF-β等.脑血管发育异常或受损将导致多种脑血管疾病和神经退行性病变,如脑动静脉畸形、阿尔茨海默症.尽管多年来大家对各类脑血管疾病的了解日渐完善,但仍有很多疾病的发病机制尚未被完全揭示,因此亟待开发针对这些疾病的更加安全高效的治疗策略.此外,目前聚焦脑血管发育与疾病研究的多种动物模型已成为探索中枢神经系统疾病发病机制与病理、生理特点的重要工具.本文主要综述脑血管发育及其分子调控机制、脑血管疾病以及脑血管疾病研究模型的最新进展,为涉及脑血管的基础和临床研究提供重要参考.     

水稻淀粉胚乳程序性细胞死亡中的去核化

对水稻品种中籼8836淀粉胚乳细胞的去核化发育阶段的细胞超微结构变化和同期籽粒灌浆速率及相关酶活性的动态进行了观察和分析。开花受精后约在第3天胚乳完成细胞化,花后第5天少数淀粉胚乳细胞启动去核发育过程。核消亡是淀粉胚乳细胞程序性细胞死亡(PCD)的第一步。同一籽粒淀粉胚乳细胞的去核进程是不同步的。花后第13天所有淀粉胚乳细胞都已完成去核过程。在去核过程中,胚乳核的形态变化特征既有动植物PCD的共性又有其特殊性。伴随核降解过程,一部分线粒体解体,表明去核化与线粒体解体有一定联系。在去核化发育阶段,与PCD有关的酶类,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性非常高;与淀粉合成有关的酶类,如ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶(SSS酶)、淀粉分支酶(或Q酶)也表现出很高的活性。去核化发育阶段籽粒灌浆速率最高,籽粒增重亦最快。淀粉胚乳细胞去核之后,细胞并未立即死亡,这些无核的细胞仍维持正常有序的代谢活动,继续进行淀粉和贮藏蛋白的合成与积累,但上述酶类的活性明显降低,灌浆速率也明显趋缓。淀粉胚乳细胞最终被贮藏物质充满时成为死细胞,完成其程序性死亡过程。Evan‘s blue染色鉴定表明淀粉胚乳细胞死亡不同步,细胞死亡在淀粉胚乳组织中是随机发生的。     

牛源隐孢子虫分离株的分子鉴定

目的对安徽4个牛源隐孢子虫分离株进行鉴定,旨在阐明感染牛隐孢子虫主要虫种。方法采用PCR和Nested-PCR方法分别对4个分离株18S rRNA、HSP70基因进行扩增和测序,所测定的序列经生物信息学分析它们同源性和构建种系发育进化树,以确定各分离株与其他隐孢子虫虫种之间的亲缘关系。结果 （1）它们的18S rRNA基因和HSP70基因与安氏隐孢子虫（C.andersoni）AY954887相似性可达88.3%和98.3%;（2）在遗传进化树方面,它们与AY954892（河南株）亲缘关系接近。结论此次分离的4个牛源隐孢子虫分离株均为安氏隐孢子虫（Cryptosporidium andersoni）。