Bt基因甜菜叶绿体转化载体构建及毒蛋白表达

利用植物叶绿体基因组在进化中高度保守的特点,根据烟草、菠菜、水稻叶绿体基因组全序列资料设计合成引物,PCR扩增并克隆了甜菜叶绿体两个重要功能基因rbcL和atpB(GenBank登录号分别为DQ067450和DQ067451),并以其作为定点整合外源基因的同源重组片段,构建了Bt基因CryIAc甜菜叶绿体定点转化载体pSKARBt,酶切鉴定表明:所构建载体符合预期设计。对克隆菌菌体总蛋白进行了生物杀虫试验,结果表明:Bt基因CryIAc能够在叶绿体特异性启动子及终止子的调控下表达,并对二龄末甘蓝夜蛾有很强的毒杀作用。该载体构建对培育甜菜高抗虫品种具有重要应用价值。叶绿体转化及后续工作正在进行中。     

miRNAs芯片数据的聚类分析与羽扇豆醇抗癌途径预测

羽扇豆醇是一种植物天然提取物,具有高效低毒的抗癌活性,对于药物开发领域有很高价值。目前对其抗癌机制还不是十分明确。使用TaqMan MicroRNA Assay芯片技术,从羽扇豆醇处理的hela细胞中miRNA的差异表达入手,探索扇豆醇抗癌分子途径。运用聚类分析等统计学方法和targetscan,RNAfold等序列分析工具进行信号组分的预测筛选,再结合对NC-BI,Gene Ontology等大型生物信息数据库的检索,最终在生物信息学层面上,分析得到hela细胞中羽扇豆醇抗癌的分子调控途径,即以受体酪氨酸激酶ERBB4介导的,hsa-miR-23b,hsa-miR-200b等几种miRNA参与的分子通路。     

Hela细胞的microRNA芯片分析及β-谷甾醇的抑癌路径预测

天然产物β-谷甾醇对子宫癌的治疗具有较显著的功效,目前已被应用到癌症的临床治疗中,它对人体的正常细胞的毒副作用要远小于顺铂这类传统药物。目前人们对β-谷甾醇的抗癌机理知之甚少。本研究主要利用TaqMan MicroRNA As-say芯片技术对β-谷甾醇和顺铂处理过的Hela细胞进行分子水平检测,分析两种药物处理前后Hela细胞中microRNA表达水平的差异,得到在β-谷甾醇和顺铂两种药物作用下同时差异表达的microRNA,并结合多种数据库的使用进行靶标预测,频数分析及功能富集分析得到与癌症相关的靶标STK4/MST1,从生物信息学角度上推测β-谷甾醇可能抑癌路径。     

利用SPSS与AFLP方法对双丰甜菜品种（系）间亲缘关系与系谱分析比较

作物育种必须调查植物学性状和生物学特征指标数据,来建立种质资源库,利用SPSS多元分析方法克服了传统植物学性状和生物学特征指标难以综合评价的缺陷,探讨利用SPSS统计分析软件对双丰系列甜菜品种（系）间亲缘关系与系谱进行准确性分析,除双丰2号品种块根产量、产糖量和株高三个主成分具有极值影响外,结果基本与亲本分析一致,可以作为亲缘关系与系谱分析的一种辅助工具;通过AFLP获得不同基因型品种的特征带和特征缺失带,表明AFLP技术在甜菜品种鉴定上的应用潜力。但AFLP也具有缺点,主要是标记是共显性的,不能完全区分某一位点是杂合体和纯合体,因而不能更好地估算种群遗传的变异,对种群遗传结构的分析不能提供更多的统计信息,相信随着AFLP分子标记技术的不断完善与发展,将与SPSS统计分析软件一起越来越广泛地利用在种群遗传和系谱分析中。     

甜菜ATP合酶β亚基基因atpB的克隆、序列分析及进化

atpB基因编码ATP合酶β亚基,是光合作用中的重要基因。ATP合酶是生物体内能量代谢的关键酶,参与氧化磷酸化和光合磷酸化反应。利用植物叶绿体基因组在进化过程中高度保守的特点,根据已知植物烟草、水稻和菠菜等的叶绿体基因组全序列,设计并合成了一对引物,以甜菜叶绿体DNA为模板,PCR扩增得到包含atpB 完整基因（GenBank登录号为 DQ067451）在内的一段序列,测序与序列分析表明：该克隆片段全长2 293 bp,其中包括有1 497 bp的编码区序列,推测编码498个氨基酸。同源性比较,该克隆基因与烟草、菠菜、油菜、水稻atpB基因的核苷酸序列同源性分别为90.92%、95.79%、87.71%和86.37%,推测的氨基酸序列同源性分别为94.58%、97.19%、92.17%和91.97%。同时,建立了几种植物的氨基酸序列系统进化树。     

甘蔗全长丙酮酸磷酸二激酶（PPDK）基因的克隆

和C3植物相比,C4植物具有明显的生长优势及水分和营养利用率,生物产量也较高。甘蔗是典型的C4作物之一。以甘蔗叶片提取的基因组DNA为模板,以GenBank公布的甘蔗PPDK基因cDNA序列设计引物,进行LA-PCR(Long Acute PCR)扩增。将PCR产物克隆到pMD18-T载体中,转化大肠杆菌JM109,测序,得到了13.5Kb的甘蔗全长PPDK基因序列。为方便后续实验,在引物中引入可利用的XhoI和NotI酶切位点,将全长PPDK基因分两段克隆到pMD18-T Simple载体中,转化大肠杆菌JM109,完成了甘蔗全长丙酮酸磷酸二激酶（PPDK）基因的完整克隆,为将其导入C3作物中奠定了研究基础,实验室保藏菌种。     

色拉油中转基因成分的PCR检测

本文介绍了色拉油中DNA的快速提取法和PCR检测的方法。通过针对转基因大豆不同目的基因序列设计的两对引物来检测DNA。结果显示PCR方法简捷有效、灵敏且专一性强。本研究采用了一种稳定有效、重复性好、操作简便的DNA提取方法,可以促进食用油脂检测工作的进一步开展。     

时间序列的相似性测度

时间序列（time series）是指按时间顺序排列的观测值集合,在生物信息学研究领域中,DNA序列和基因表达数据都可以视为时间序列数据。时间序列分析中很重要的环节就是刻划两个时间序列或者时间子序列的相似性,用于序列比对等。时间序列的相似性测度是时间序列研究中的基础和重点,直接影响查询、聚类等后续计算的效率和精度,在高通量基因芯片数据分析、基因网络构建等研究中,具有重要的应用,目前已引起了众多研究人员的关注,在欧氏距离的基础上进行了大量的研究,本文综述了基于欧式距离和时间弯曲的时间序列相似性测度及其相关领域的研究进展,可作为进一步研究的参考。     

合成生物学与iGEM

合成生物学是通过人工设计和构建自然界中不存在的生物系统来解决能源、材料、健康和环保等问题的新兴学科[1]。随着基因组技术的快速发展,合成生物学领域的进展很快,发表论文数快速攀升,我国对这个学科的贡献也在不断提高(见表1)。2010年完成的化学合成支原体基因组[2]的研究使合成生物学的研究成为新的国际科技前沿。但是,从事合成生物学的科学家们都是从各自的研究领域进行