口蹄疫病毒反向遗传学研究进展

反向遗传学操作技术在口蹄疫病毒(FMDV)病原学基础研究领域的应用, 使得人们能够在基因组整体水平上研究病毒基因的功能。得益于反向遗传学系统的不断完善和发展, 目前人们对FMDV分子病原学也有了更加深入的认识和理解。本文结合实验室在FMDV反向遗传学方向上所开展的探索性研究工作, 综述了国内外利用反向遗传学操作技术在研究FMDV分子致病机制、病毒毒力与变异的关系、病毒复制的影响因素、新型FMD基因疫苗的研制等领域所取得的进展, 展望FMDV反向遗传学研究新动向。     

口蹄疫病毒主要的抗原cDNA在大肠杆菌中的无性繁殖及其表达

口蹄疫病毒(FMDV)单键基因组RNA的双键DNA拷贝在大肠杆菌质粒pBR322中无性繁殖。确立了病毒基因组的限制性图谱,并与病毒的生化图谱作了相应的排列。病毒的主要抗原,结构蛋白VP1的编码序列作了鉴定,并把该序列插入质粒载体,于λ噬菌体P_L促进子的控制下这一序列得到了表达,通过放射免疫检测方法证明了抗原多肽在一种合适寄主中的合成。     

浙江省医学遗传学重点实验室

由浙江省科技厅、浙江省发展和改革委员会、浙江省财政厅等部门批准,依托温州医学院建设的浙江省医学遗传学重点实验室,于2005年12月和2006年7月通过验收和评估。温州医学院生命科学学院院长管敏鑫教授担任实验室学术委员会主任,温州医学院副校长吕建新教授担任实验室主任。实验室的主要研究方向有:①与线粒体基因组相关疾病(视神经病变、耳聋、糖尿病、肿瘤等)的分子遗传学研究;②多糖药物与基因表达调控研究;③靶向分子构建与基因治疗载体研究;④微生物基因组生物信息分析。     

中气门亚目线粒体基因组研究概述

中气门亚目(Mesostigmata)是寄螨总目(Parasitiformes)中物种多样性最为丰富的类群,全世界大约有11 424种。线粒体基因组是存在于真核生物中的重要遗传物质,因其具有分子量相对较小、突变率高、呈母系遗传及在细胞中拷贝数量多等特点,已成为研究系统发育关系最具价值的分子标记。本文对中气门亚目已测序物种的线粒体基因组结构、非编码区、碱基组成、基因重排、 tRNA基因和rRNA基因特征进行综述,发现中气门亚目物种的碱基组成呈明显的AT偏倚性,部分物种的线粒体基因组发生了不同程度的重排,有些物种具有截短的tRNA。进一步分析了中气门亚目物种线粒体基因组独特的结构特征和变异情况,总结了中气门亚目不同科属间线粒体基因组的差异。根据现有的线粒体基因组数据和分析方法阐明了中气门亚目物种的系统发育关系。研究结果有助于深入了解中气门亚目物种的具体进化历程,对推动中气门亚目物种线粒体基因组学、种群遗传学及分子系统学的研究具有重要意义。     

正链RNA病毒起始RNA合成分子机制的研究进展

正链RNA病毒大多是人类和动植物的重要病原体,如脊髓灰质炎病毒(PV)、口蹄疫病毒(FMDV)、丙型肝炎病毒(HCV)、登革热病毒(DEV)、西尼罗河病毒(WNV)以及严重急性呼吸综合症病毒(SARS)等,都给人类的健康以及动植物的生长带来严重危害,造成巨大的经济损失。病毒基因组RNA的复制是病毒生命周期中一个重要环节,目前在临床上应用的许多药物都是针对病毒基因组RNA的复制而设计的,     

家蚕二分浓核病毒在家蚕细胞中的体外拯救

家蚕二分浓核病毒(Bombyx mori bidensovirus,Bm BDV)是特异性感染家蚕中肠引起慢性浓核病症的致病原,基因组含有2套单链DNA分子(VD1和VD2),复制机制尚不清楚。为了能够在体外拯救出有感染性的病毒粒子,构建了Bm BDV的基因组全长的克隆质粒p MD18T-VD1和p UC-VD2,并通过酶切构建的克隆质粒来获得双链的基因组片段VD1和VD2,利用脂质体包埋的方法,线性化共转染Bm N细胞。提取转染后的Bm N细胞总DNA,经去甲基化处理后,通过PCR检测到病毒基因的复制;提取转染后的Bm N细胞和添食回感的家蚕中肠的总蛋白,分别进行蛋白质印记杂交检测,检测到病毒基因的表达。由此首次表明,该病毒线性化的基因组片段通过共转染Bm N细胞的方法,可以在体外条件下拯救出具有感染性的病毒粒子。     

FMDV OH99株基因组全序列的测定及其基因特征研究

采用RT-PCR方法对FMDV OH99株基因组全序列进行了分子克隆与测序。结果表明OH99株基因组全基因组序列长8040nt,其中5’NCR长1026nt,前导蛋白(L)编码区长603nt。该毒株结构蛋白与非结构蛋白编码区的核苷酸序列为6318nt,3’NCR长93nt,其后是poly(A)尾巴,测序结果表明该结构至少含有56个A。应用分子生物学软件,将OH99株与其它参考毒株进行了序列比较,并对其基因特征、推导的氨基酸序列进行了研究分析。结果显示,在分类地位上OH99株归属于O型FMDV,与OTY TW／97具有较高的同源性,而与其他参考毒株的差异性比较大,而且在基因组功能未知区域和3A编码区域具有两处明显的基因片段缺失现象,其中3A编码区缺失30nt,与OTY TW/97株相同,但功能未知区域的缺失状况与OTY TW／97稍有差异。根据VP1基因序列,对OH99株与参考毒株进行了系统发生树分析,分析结果表明OH99株与0TY TW／97株在同一基因型内,其遗传关系最近,而与其毒株遗传关系较远。     

蚯蚓基因组学的研究进展: 基于全基因组及线粒体基因组

蚯蚓被喻为土壤中的“生态系统工程师”, 具有高度的多样性且在全世界都有分布, 被用作土壤健康的指示生物。蚯蚓具有极强的环境适应能力, 在不断适应的过程中促进了自身基因组的进化。本文对近年来蚯蚓全基因组以及线粒体基因组的研究进展进行了综述。蚯蚓全基因组的测序、拼装和分析为研究蚯蚓生态学、污染物对蚯蚓致毒的分子机制、免疫防御的分子机制、蚯蚓再生的分子机制等奠定基础。而线粒体基因组多应用于蚯蚓分子系统发育方面的研究, 目前已有多种蚯蚓通过线粒体基因组测序完成了物种的鉴定。本文建议今后重点开展以下几方面的研究: (1)针对现有的4种蚯蚓全基因组测序结果, 进一步进行比较基因组学、进化基因组学和功能基因组学的研究。(2)完善不同种蚯蚓的基因文库和表达序列标签。(3)建立线粒体基因组、全基因组与蚯蚓物种多样性的关联分析。     

幽门螺杆菌感染的分子机制

幽门螺杆菌(Helicobacterpylori)是居留于人胃上皮组织并引起胃炎、消化性胃溃疡和胃癌的病原菌。近年来,随着幽门螺杆菌全基因组序列的报道和功能基因的研究深入,对幽门螺杆菌的感染的分子、免疫等机制逐渐阐明。现对幽门螺杆菌基因组特点和幽门螺杆菌黏附、毒性因子等对人体感染的分子机制等方面的研究进展做一综述。     

植物荧光原位杂交技术的发展及其在植物基因组分析中的应用

荧光原位杂交(FISH)是在染色体、间期核和DNA纤维上定位特定DNA序列的一种有效而精确的分子细胞遗传学方法。20年来,植物荧光原位杂交技术发展迅速:以增加检测的靶位数为目的,发展了双色FISH、多色FISH和多探针FISH鸡尾酒技术;为增加很小染色体目标的检测灵敏度,发展了BAC-FISH和酪胺信号放大FISH(TSA-FISH)等技术;以提高相邻杂交信号的空间分辨力为主要目的,发展了高分辨的粗线期染色体FISH、间期核FISH、DNA纤维FISH和超伸展的流式分拣植物染色体FISH技术。在植物基因组分析中,FISH技术发挥了不可替代的重要作用,它可用于:物理定位DNA序列,并为染色体的识别提供有效的标记;对相同DNA序列进行比较物理定位,探讨植物基因组的进化;构建植物基因组的物理图谱;揭示特定染色体区域的DNA分子组织;分析间期核中染色质的组织和细胞周期中染色体的动态变化;鉴定植物转基因。     

山西瘦肉型猪(SD-Ⅲ系)基因组DNA的AFLP检测研究

用分子标记AFLP对山西瘦肉型猪(SDⅢ-系)进行纯度检测,旨在为评价该猪种的遗传特性提供相关参数。实验共用8条引物,对25头猪进行了基因组DNA的分析,共获得171个AFLP标记,单引物获得的标记数在3个~15个之间,群体相似系数为0.928(0.892~0.978);遗传距离为0.072(0.022~0.108)。结果表明:AFLP适宜于基因组DNA遗传结构检测;SDⅢ-系猪纯度较高。     

肌苷生产菌枯草芽孢杆菌ATCC 13952的全基因组测序及序列分析

摘要:【目的】枯草芽孢杆菌ATCC 13952是一株肌苷工业生产菌株。为深入研究ATCC 13952菌株积累肌苷的分子机制以及为进一步分子育种研究提供序列背景信息,有必要解析ATCC 13952菌株的基因组序列信息。【方法】本研究采用高通量测序和Sanger测序相结合对ATCC 13952菌株进行全基因组测序,然后使用相关软件对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、GO/COG 聚类分析、共线性分析等。【结果】枯草芽孢杆菌ATCC 13952整个基因组大小为3876276 bp,GC含量为45.8%,序列已提交至GenBank 数据库,登录号为CP009748。比较基因组及嘌呤代谢相关基因分析结果显示:枯草芽孢杆菌ATCC 13952与其他几株芽孢杆菌具有较好的基因组共线性关系,嘌呤代谢相关基因编码的蛋白与标准菌株比较发生了一些缺失和突变。【结论】本研究首次报道了一株肌苷生产菌枯草芽孢杆菌ATCC 13952的全基因组序列,分析了基因组基本特征,初步探讨了该菌株积累肌苷的分子机制,为后续的进一步分子育种提供了理论基础。     

美国启动大规模探索癌细胞基因组变化的研究

美国国立卫生研究院（NIH）旗下的国立癌症研究所（NCI）和国立人类基因组研究所（NHGRI）于2005年12月宣布，他们启动了一项应用基因组分析技术、特别是大规模基因组测序技术、旨在加速对癌细胞在分子水平上理解的综合性的研究计划。     

AFLP分子标记技术在中药研究中的应用进展

AFLP(扩增片段长度多态性)分子标记技术是一种结合了RFLP和PCR技术的新型分子标记技术,在药物研究领域的应用日趋广泛。简述了AFLP分子标记技术的基本原理、技术特点与优势,重点阐明其在中药研究中的应用进展,并对其前景进行了讨论与展望。     

第三代测序技术的主要特点及其在病毒基因组研究中的应用

随着基因测序技术的创新和应用,新的高通量测序技术不断涌现,以Pacific Biosciences(PacBio)公司的单分子实时测序(single molecule real time sequencing)为代表的第三代测序(third generation sequencing,TGS)技术开始逐渐应用于基因组研究,包括大型基因组拼装、基因结构变异和表观遗传研究等方面。本文主要对TGS技术的原理、特点和应用,特别是在病毒研究中的应用进行介绍,并与第二代测序(next generation sequencing,NGS)技术进行比较,为基因组测序技术的选择及其临床应用提供一定参考。     

大麦基因组和分子育种研究进展

大麦(Hordeum vulgare L.)是世界上重要的谷类作物之一,其二倍体特性使其成为麦类作物基因组研究的重要材料。随着大量分子标记图谱、BACs文库、突变集合和DNA阵列技术的应用,大麦基因组测序工作已不断深入,越来越多的大麦基因组信息使综合分析大麦基因组结构和功能,了解基因表达网络同重要农艺性状之间的关系成为可能。就大麦基因组研究内容,如ESTs系统、物理图谱的构建、功能基因组学研究和大麦分子育种研究作简要综述,为进一步阐述大麦基因组结构和功能特性,提高大麦分子育种能力提供理论依据。     

燕麦分子育种研究进展

燕麦是一种主要生长在温带冷凉地区的粮饲兼用作物,近年来燕麦的营养价值和降低胆固醇特性的发现使人们认识到燕麦及其制品是一种健康食品,促进了燕麦产业发展,对燕麦品种培育提出了更高要求。在此背景下,现代生物技术与常规育种技术结合是满足这一需求的重要途经。本文综述了国内外燕麦分子育种方面的研究进展:(1)我国燕麦种质资源的收集与遗传多样性研究。我国的燕麦种质资源收集工作起始于20世纪50年代,迄今收集并保存了5282份燕麦种质资源。对这些资源的遗传多样性分析研究表明,国内的燕麦种质资源中内蒙古和山西的资源多样性最高;(2)利用各种分子标记构建燕麦遗传连锁图谱研究;(3)一些重要农艺性状的QTL定位研究以及全基因组关联分析研究。包括产量、含油量、β-葡聚糖含量、蛋白质含量、抽穗期、抗病基因、抗冻性等重要农艺性状;(4)标记辅助基因组选择技术在燕麦中的应用;(5)燕麦遗传工程育种研究进展。同时,本文将国内的主要研究进展与国外相关的最新研究成果进行了比较,并对当前分子育种中存在的问题及今后的研究方向进行了探讨,希望能为今后通过生物技术手段培育燕麦新品种提供一定的参考。     

鞘翅目昆虫线粒体基因组研究进展

鞘翅目（Coleoptera）是世界上最具多样性的类群,具有很高的生态和形态多样性,这些多样性吸引了很多进化生物学家和分类学家的关注。随着分子生物学的发展,分子生物学技术广泛应用于鞘翅目系统学的研究,但随着研究的深入,简单的分子片段已经不能满足研究的需求,需要发掘更新的分子标记。近年来,线粒体全基因组已经成为鞘翅目分子系统学研究中很重要的分子标记之一,并广泛地应用于鞘翅目昆虫各个阶元的研究中。本文就鞘翅目线粒体全基因组的概况、研究进展及存在问题进行了总结和讨论。目前,鞘翅目线粒体基因组的研究主要包括物种线粒体基因组组成与结构、分子系统学和分子进化等方面。线粒体基因组在解决系统发育和进化方面表现出了很多的优越性,然而也存在着一些缺点,如序列难获得、基因类型单一、各基因进化速率不同、应用较局限等。     

燕麦基因组学与分子育种研究进展

燕麦(Avenasativa)是粮饲兼用的一年生禾本科燕麦属植物。燕麦的营养价值和优良牧草品质使其市场需求量逐年增加,这对燕麦新品种的创新培育提出了新要求。分子育种精准且高效,是燕麦育种技术革新的必由之路。而基因组学研究是燕麦重要农艺性状解析、优异种质资源精准利用和分子设计育种的重要基础。该文重点从国内外燕麦种质资源搜集整理情况、燕麦属基因组构成和染色体倍性,以及燕麦遗传连锁图谱构建、基因组测序和分子育种方面对燕麦基因组学与分子育种研究进行综述,并对后基因组时代相关研究的发展趋势进行了展望。     

DNA序列在苔藓分子系统学研究中的应用

DNA是遗传信息的载体,直接对DNA核苷酸排列顺序的分析和比较是研究苔藓分子系统学的最彻底和最理想的方法。本文综述了DNA序列(叶绿体基因组、核基因组和线粒体基因组)在苔藓分子系统学中的应用,探讨了基因片段的选择策略。并提出只有将分子数据和传统分类学取得的研究成果结合起来,构建最合理的系统树,才能更好地推动苔藓分子系统学的发展。