基于表面等离子体共振和电化学联用的DNA传感器研究进展

表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)技术旨在检测物体表面附近折射率的变化,其特点是无标记、实时、灵敏和快速,该技术多用于研究分子的相互作用,包括动力学、效率常数和大分子构象变化等。电化学(electrochemical,EC)技术是一项用于定性定量研究电子转移、物质氧化还原、界面吸附等过程的成熟技术,具有简单、低成本和设备小型化的优点。现有的DNA杂交技术,例如光学、电化学或压电转导技术,主要关注于提高DNA杂交检测系统的选择性和灵敏度。传统的SPR在DNA分析方面,由于无法测量折射率的极小变化而在超灵敏检测中的应用受到限制。因此,随着纳米材料的研发和联用技术的飞速发展,SPR与EC联用的生物传感器研究越来越成为人们关注的热点。近年来,关于SPR和EC联用在DNA检测方面的综述鲜有报道。对SPR和EC检测DNA的技术原理、联用方法、应用进展等方面作出了简要的介绍,以期为表面等离子共振和电化学联用的DNA传感器相关研究提供参考。     

三种土壤微生物总DNA提取方法的比较

本文对3种常用的土壤微生物总DNA提取方法Martin法、高盐改进法及试剂盒法进行了比较,并通过DNA得率、纯度及16S rDNA V3可变区的PCR扩增结合DGGE法(denaturing gradient gel electrophoresis),分别对3种方法进行评价.结果表明,3种方法提取的DNA均能满足土壤微生物多样性分析的要求.其中试剂盒方法操作简单,提取的DNA质量较高,但DNA得率较低且成本昂贵.Martin法和高盐改进法用时较长,DNA得率较高,纯度较低,但对后续PCR扩增和DGGE分析没有明显影响,且成本低廉.     

基于PCR技术的DNA分析测试关键要素

大多数国家对转基因生物研究与产业化日趋积极,把发展生物技术作为支撑发展、引领未来的战略选择,力求抢占新一轮经济和科技革命的先机与制高点。随之而来的是公众对转基因产品安全性的关注。转基因生物成分分析作为安全性评价的重要内容,发挥着举足轻重的作用,而基于PCR技术的转基因产品核酸成分分析是最经典、最广泛使用的方法。虽然此方法已普遍应用,但国内外鲜有较为全面的阐述此类分析测试要素的报道。为此,本综述对国内外相关方法的文献资料进行了梳理、比对和研究,结合已有的分析测试实验室的经验,提出了PCR测试体系的关键要素主要是标准和指南、方法的确认、标准物质及能力验证等四个方面,且在文中简明扼要的论述了各个部分的要点,供转基因核酸成分分析及相关领域工作者参考。     

雄性可育与雄性不育籽粒苋小孢子发育研究

栽培种籽料苋（lmaranthus hypochondriacus L。）是一种很有潜力的新型作物。它营养价值高、蛋白质含量丰富、氨基酸平衡好、耐旱、耐盐碱和酸、抗逆性强、适应性广,被认为易极有潜力的、为全球提供粮食的替代作物之一。但是籽粒苋于粒重仅0．7－1．2g,种子易散落。于是,和许多其它植物一样,籽粒苋中也找到了雄性不育株。但是它的小孢子发育过程及其败育时期和不育特征尚不清楚,为它的杂交育种研究带来不便。本文通过电镜对雄性可育和不育的两种籽粒苋小孢子进行观察。发现不育小孢子败育起始于四分体释放以后的单核花粉期。在此之前小孢子的发育是一样的。花粉分化早期,孢原组织分化出初级造孢组织、绒毡层、中间层、药壁内层和表皮层（图1）;造孢组织继续分裂,细胞不断扩大,形成小孢子母细胞（图2）;小孢子母细胞不断增大,周围积累胼胝质并逐渐与绒毡层分离,出现大液泡（图3）;小孢子母细胞减数分裂,四分体形成,包埋于胼胝质中;绒毡层有丝分裂,有双核细胞;大液泡消失;细胞壁开始降解（图4）。胼胝质逐渐消失,小孢子从四分体中释放以后（单核花粉期）,在雄性可育籽粒苋里,小孢子有丝分裂、迅速膨大变圆,可见两个深色雄仁,花粉壁加厚（图5）;进入收缩期,绒毡层降解,突入花药腔,环绕小孢子周围（图6）;花粉壁不断加厚,小孢子更趋成熟（图7）,直直形成内含大量淀粉的完全成熟花粉粒（图8）。而在雄性不育籽粒苋里,出现如下不育特征：小孢子粉壁未能进一步加厚,小孢子形状变得怪异（图13）;花粉内含物溶解,空泡化,成为不育花粉（图14）。小孢子在花药中的发育完全依赖绒毡层细胞提供所需的营养物质和信息,绒毡层异常必然导致花粉败育,胼胝质降解不影响小孢子母细胞减数分裂,而是影响小孢子初生外壁的发育,从而导致小孢子发育退化。籽粒苋花粉败育过程中未见胼胝质降解,其原因有待进一步研究。有报道,正常花粉发育过程中常含有大量液泡,籽粒苋可育花粉的发育过程也证实液泡的发育与花粉粒的充实、花粉的形状有密切关系,而不育花粉中小液泡逐渐膨大,形成空泡后破裂。     

数字PCR技术在核酸标准物质研制中的应用

在标准物质研制领域,生物标准物质的研制逐渐成为了研究热点,同时基于核酸的检测技术的开发与应用又推动了核酸标准物质的进程。核酸标准物质需要高级别、精准的定值方法,数字PCR作为单分子定量技术得到了广泛的应用。数字PCR是一种测定核酸分子的绝对定量方法,如微滴式数字PCR是采用油包水形成的微滴作为反应室,将含有DNA模板的反应溶液分配到大量独立的反应室中进行扩增反应,再通过统计反应室中的阳性信号来定量DNA的拷贝数,从而达到精确定量核酸拷贝数的目的。综述了近年来关于数字PCR及其在核酸标准物质研究领域的最新应用进展,重点综述了其在转基因检测、医疗诊断等领域的应用进展,以期为核酸标准物质的研制提供参考。     

MDA技术在转基因检测中的研究与应用

PCR技术是转基因植物及其产品检测的主要方法,但是因为其对模板纯度和质量有较高要求,对于低质量模板难以获得稳定的检测结果。本研究利用MDA技术可将低至10 copies的微量DNA样品扩增至可用PCR方法稳定检出;进一步利用MDA技术对转基因玉米有证标准物质Bt11粉末的单颗粒痕量样品释出DNA进行扩增,结合PCR扩增检测,玉米粉末颗粒中内源参照基因的检出率达到70%以上,转基因特异性序列检出与内源参照基因检出的比值,与标准物质标称值基本相符,为建立基于MDA技术转基因植物及其产品粉末颗粒等痕量样品检测方法奠定了基础,同时也为加工产品中复合性状转基因作物的检测提供了潜在的解决方案。     

中国转基因水稻的研究进展及产业化问题分析

水稻在我国粮食生产和消费中占有重要地位,也是世界上最重要的粮食作物之一。水稻转基因研究已成为当前国内外植物分子生物学和作物育种研究的热点。目前我国转基因水稻研究处于国际领先水平,有望成为转基因抗虫棉之后又一个进入产业化的转基因粮食作物,这可能将在确保我国粮食安全中发挥重要贡献。从国内外转基因水稻研发概况、我国Bt抗虫水稻生物安全评价两方面综述了我国转基因水稻产业化的前景,并在此基础上对产业化提出相关建议与对策。     

欧盟转基因生物安全检测技术现状及启示北大核心CSCD

为了了解欧盟转基因生物安全检测技术发展现状,提高我国转基因安全监管水平。本研究根据对欧盟8家转基因检测相关机构现状的调查和分析结果,阐述了转基因检测过程中的关键技术要点及欧盟的实施情况,具体包括抽样与制样方法,转基因检测方法的循环验证与参数要求,样品的检测策略与实验室环境要求,以及检测结果的表述与不确定度评估。并结合我国转基因生物安全检测发展现状,提出了开展检测方法的实验室联合验证和加强转基因定量PCR检测技术的研发和应用的建议。     

蜂蜜中转基因成分的PCR检测

我国是蜂蜜生产大国,棉花是主要蜜源植物之一。近些年来,我国种植的棉花大多为转基因抗虫棉,棉花蜜中是否含有转基因成分,引起国内外广大消费者的密切关注。本文以抗虫棉种植地采取的棉花蜜为原料,采用改良CTAB法,在DNA提取过程中,用PBS缓冲液除去其中大部分的可溶性多糖,并提高CTAB提取缓冲液中NaCl浓度以去除残余多糖,从蜂蜜中成功提取出片段完整、纯度较高的DNA,DNA得率为486ng/mL,OD260/OD280为2.01,能够满足后续PCR定性检测的需求。从以转基因棉花为蜜源的蜂蜜中检测出外源DNA片段,建立了蜂蜜中转基因成分的PCR检测技术。本研究对转基因食品标识制度的完善、转基因食品监管、减少贸易摩擦以及保证消费者权益等具有重要意义。     

雄性可育与雄性不育籽粒苋小孢子发育研究

栽培种籽粒苋（ＡｍａｒａｎｔｈｕｓｈｙｐｏｃｈｏｎｄｒｉａｃｕｓＬ。）是一种很有潜力的新型作物。它营养价值高、蛋白质含量丰富、氨基酸平衡好、耐旱、耐盐碱和酸、抗逆性强、适应性广,被认为是极有潜力的、为全球提供粮食的替代作物之一。但是籽粒苋千粒重仅０．７～１．２ｇ,种子易散落、植株易倒伏。而且,籽粒苋花冠微小、花期无限,难于采用人工去雄授粉进行杂交育种。于是,和许多其它植物一样,籽粒苋中也找到了雄性不育株。但是它的小孢子发育过程及其败育时期和不育特征尚不清楚,为它的杂交育种研究带来不便。本文通过电镜对雄性可育和不育的两种籽粒苋小孢子分别进行了观察。发现不育小孢子败育起始于四分体释放以后的单核花粉期。在此之前小孢子的发育是一样的。花粉分化早期,孢原组织分化出初级造孢组织、绒毡层、中间层、药壁内层和表皮层（图１）;造孢组织继续分裂,细胞不断扩大,形成小孢子母细胞（图２）;小孢子母细胞不断增大,周围积累胼胝质并逐渐与绒毡层分离,出现大液泡（图３）,小孢子母细胞减数分裂,四分体形成,包埋于胼胝质中;绒毡层有丝分裂,有双核细胞;大液泡消失;细胞壁开始降解（图４）。胼胝质逐渐消失,小孢子从四分体中释放以后（单核花粉期）,