Cohesin结构及功能研究进展

Cohesin是一类在真核生物进化过程中保守的蛋白复合体,由4个重要亚基相互作用形成环状结构,在细胞分裂过程中参与维持染色体的有序排布。在动物中研究发现cohesin还可以作为分子间的连结器介导绝缘子/增强子–启动子间长距离交互,导致基因表达增强或者抑制,但在植物中关于cohesin在调控基因表达和维持染色体构象方面的研究却相对滞后。本文介绍了cohesin的结构特点和主要组成亚基,对调控cohesin在染色质上动态变化的相关因子进行了总结,并结合近年来植物中cohesin的功能研究和动物中cohesin在三维基因组及转录调控中的重要作用,展望了植物中cohesin在转录调控中的潜在功能。     

植物细胞与细胞间物质转运及其对生长发育的调控

细胞与细胞之间的物质运输和信号传递对于多细胞生物的生长发育非常重要．一些内源的大分子物质如蛋白质、核酸或核酸蛋白质复合体可以选择性地通过植物特有的亚细胞结构即胞间连丝（PD）在细胞之间运输．小分子物质主要以被动的形式在细胞间通过PD进行扩散．PD对蛋白质和核酸的运输具有选择性,这种运输受到严格调控．大分子物质在细胞间的运输对植物的生长和发育有极其重要的调控作用．KN1,STM,SHR,TRY和WER等转录因子在细胞之间的转运对于维持植物的茎尖分生组织、根尖分生组织和表皮细胞功能起重要作用．另外,某些小分子RNA也能够在植物细胞间进行选择性运输,并通过在不同细胞中降解或抑制靶mRNA的翻译来调节植物组织的生长发育．     

植物可转化基因组文库的发展和应用

在基因克隆时,如应用通常的一些基因组文库如ＹＡＣ、ＢＡＣ 和ＰＡＣ 等进行目的基因的筛选,在获得候选克隆后,通常进行亚克隆,然后对每个亚克隆逐一进行基因功能互补试验,不仅工作量大,而且有遗漏的可能。近年来,对一些通常的基因组文库载体进行改建,已发展了既可用于克隆,又能直接进行转化的载体,这将大大方便大片段ＤＮＡ的转移。     

小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系可转化人工染色体(TAC)文库的构建

可转化人工染色体(Transformation\|competent Artificial Chromosome,TAC)是具有克隆和转移大片段基因能力的新型载体,是植物基因克隆和转化的有效工具。为了克隆小麦抗白粉病基因和其它基因,本研究用TAC载体pYLTAC17构建了带有抗白粉病基因Pm21的小麦簇毛麦6VS/6AL易位系的基因组DNA文库。该文库包含210万个克隆,平均插入片段35kb,库容相当于普通小麦基因组的49倍。本文库以约1000个克隆组成1个混合池的方式保存在22块96孔平板,可用PCR方法进行文库的筛选。     

小麦—簇毛表6VS／6AL易位系可转化人工染色体（TAC）文库的构建

可转化人工染色体（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ,ＴＡＣ）是具有克隆和转移大片段基因能力的新型载体,是植被基因克隆和转化的有效工具。为了克隆泪科抗白粉病基因和其它基因,本研究用ＴＣＡ载体ｐＹＬＴＡＣ１７构建了带有抗白粉病基因Ｐｍ２１的小麦＝簇毛麦６ＶＳ／６ＡＬ易位系的基因组ＤＮＡ文库。该文库包含２１０万个克隆平均插入征段３５ｌｂ,相当于     

用克隆池PCR法筛选小麦-簇毛麦易位系6VS/6AL基因组TAC文库获得抗病基因候选克隆

用根据抗病基因保守区设计的一对简并性引物,从小麦－簇毛麦易位系6VS／6AL cDNA中PCR扩增获得一个具有抗病基因核苷酸结合位点（Nucleotide binding site,NBS）结构特点的DNA片段克隆N7。从小麦－簇毛麦易位系6VS／6AL基因组TAC（Transformation-competent artificial chromosome,TAC）文库的22块96孔板提取所有2112个克隆池（每个池含约1000个克隆）的质粒,再根据N7的核苷酸序列设计一对特异引物,用克隆池PCR（pooled PCR)法经分级筛选从文库中获得一个阳性克隆。以N7为探针,通过Southern杂交证实了该TAC克隆为真正含有抗病候选基因的克隆。研究结果表明克隆池PCR法对克隆数目巨大的基因组文库的筛选很有效。