DNA测序技术比较

自从1953年,J.D.Watson和F.H.C.Crick发现DNA的双螺旋模型之后,DNA测序技术随着科学的进步得到了迅猛发展.1977年Sanger[1]发明DNA双脱氧末端终止测序技术,Maxam与Gilbert[2]发明利用化学降解法进行测序的技术,2种测序技术被誉为DNA测序技术的始祖.随后,在第1代DNA测序技术的基础上,相继出现了第2代测序技术、基因芯片技术以及第3代测序技术.总结并展望了每一代测序技术及基因芯片技术的诞生、原理及应用前景,为利用测序技术研究基因表达提供理论基础和实验依据.     

DNA条形码技术及其在微生物资源鉴别保护中的应用研究

DNA条形码作为一种新型的物种鉴定、分类、鉴别和溯源方法,通过生物信息学分析将标准DNA片段进行分析比对实现。经过多年的发展,该技术现已成为物种鉴定和分类的研究热点。回顾十余年来DNA条形码技术的发展历程,介绍了这一技术的进展与成果,分析了该技术的优势及局限,并展望了DNA条形码的应用前景,为后续研究提供参考。     

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。     

DNA条形码及其在生物多样性研究中的应用

DNA条形码是利用生物体内标准的、有足够变异的、易扩增且相对较短的DNA片段对物种进行快速准确鉴定的技术。自2003年DNA条形码相关概念提出以来广受关注,国内外相继开展了DNA条形码及信息系统建设研究,为DNA条形码技术的发展提供了坚实的研究基础和生物信息学分析平台。DNA条形码技术弥补了传统分类学的不足,为生物多样性研究提供了新的思路和方法。本文介绍了DNA条形码的产生与发展过程,国内外DNA条形码技术与信息系统建设研究进展,重点阐述了DNA条形码技术在物种鉴定、濒危物种保护、隐存种发现、生物多样性评估等研究领域中的应用。最后结合DNA条形码技术目前存在的问题,对其在相关研究领域的应用前景进行了展望。     

DNA条形码分析方法研究进展

DNA条形码是一段短的、标准化的DNA序列,DNA条形码技术通过对DNA条形码序列分析实现物种的有效鉴定.随着生物DNA条形码序列的大量测定,DNA条形码分析方法得到迅速发展,推动了其在生物分子鉴定中的应用.2003年以来,DNA条形码技术已广泛应用于动物、植物和真菌等物种的鉴定,并有力地推动了生物分类学、生物多样性和生态学等学科的发展.本文在综述DNA条形码技术的基础上,总结了5类主要的DNA条形码分析方法,即基于遗传距离的分析、基于遗传相似度的分析、基于系统发育树的分析、基于序列特征的分析和基于统计分类法的分析,并进一步展望了DNA条形码技术的发展与应用.     

重组DNA技术是怎样产生的

从历史的角度回顾了重组DNA技术的产生过程;侧重介绍限制性内切酶、DNA连接酶、运载工具的发现,以及科学家运用这些发现进行重组DNA实验的过程,并以此阐述生物学发展与生物技术进步的相互关系。     

真菌DNA条形码技术研究进展

DNA条形码(DNA barcoding)技术作为一门新兴的物种鉴定方法以其灵敏、精确、方便和客观的优势,在动植物和微生物的分类鉴定中已经得到广泛应用.真菌鉴定中常用作标准条形码的是核核糖体DNA内转录间隔区(Internal transcribed spacer,ITS),如今也有一些新型条形码被发现和应用到实际操作中,如微条形码、ND6、EF3.本文对DNA条形码技术的产生和发展做出了总结,通过研究其在真菌中应用的实际案例分析了DNA条形码技术的优缺点及发展趋势,并指出DNA条形码技术将以全新的视角来弥补传统分类学的不足,最终实现生物自身的序列变异信息与现有形态分类学的结合.     

DNA指纹图谱技术在土壤微生物多样性研究中的应用

土壤中的微生物多样性是十分丰富的,传统培养方法对土壤微生物多样性的研究有很大局限性。近年来,各种基于16S rDNA基因的指纹图谱分析技术取得了长足的进步,并广泛应用于土壤微生物多样性的研究。这些技术主要有变性梯度凝胶电泳(DGGE)/温度梯度凝胶电泳(TGGE)、单链构象多态性(SSCP)、随机引物扩增多态性DNA(RAPD)、限制性片段长度多态性(RFLP)和扩增核糖体DNA限制性分析(ARDRA)等。对这些技术近年来在土壤微生物多样性研究领域的应用予以简短综述,并初步探讨未来几年土壤微生物分子生态学发展的方向。     

RNA3’-末端~(32)P标记及其核苷酸简易测定

近几年来,遗传的物质基础,即脱氧核糖核酸(DNA)序列分析技术,有了重大突破。对核酸的结构与功能、基因表达、调控等研究起了巨大的推动作用。核糖核酸(RNA)序列分析工作,在经典方法的基础上,借鉴于DNA序列分析方法,也得到了迅速的发展。简易直读技术也广泛应用于RNA序列研究中。DNA或RNA序列分析,多采用体外放射性同位素     

昆虫分类学主要技术手段的研究进展

随着科学技术的进步,昆虫分类学由过去传统的形态分类学逐步向综合性学科发展,特别是现代生物技术是对传统昆虫分类方法的一个补充与完善。本文介绍了传统的昆虫分类方法,重点对一些常用的分子标记技术如同工酶电泳技术、核酸序列分析、Randomly Amplified Polymorphic DNA（RAPD）技术、Simple Sequence Repeat（SSR）技术和Single Strand Conformational Polymorphism（SSCP)技术的特点和它们在昆虫系统进化及昆虫分类等研究中的应用作了相关介绍。     

环境DNA技术在地下生态学中的应用

地下生态过程是生态系统结构、功能和过程研究中最不确定的因素。由于技术和方法的限制,作为"黑箱"的地下生态系统已经成为限制生态学发展的瓶颈,也是未来生态学发展的主要方向。环境DNA技术,是指从土壤等环境样品中直接提取DNA片段,然后通过DNA测序技术来定性或定量化目标生物,以确定目标生物在生态系统中的分布及功能特征。环境DNA技术已成功用于地下生态过程的研究。目前,环境DNA技术在土壤微生物多样性及其功能方面的研究相对成熟,克服了土壤微生物研究中不能培养的问题,可以有效地分析土壤微生物的群落组成、多样性及空间分布,尤其是宏基因组学技术的发展,使得微生物生态功能方面的研究成为可能;而且,环境DNA技术已经在土壤动物生态学的研究中得到了初步应用,可快速分析土壤动物的多样性及其分布特征,更有效地鉴定出未知的或稀少的物种,鉴定土壤动物类群的幅度较宽;部分研究者通过提取分析土壤中DNA片段信息对生态系统植物多样性及植物分类进行了研究,其结果比传统的植物分类及物种多样性测定更精确,改变了以往对植物群落物种多样性模式的理解。同时,环境DNA技术克服传统根系研究方法中需要洗根、分根、只能测定单物种根系的局限,降低根系研究中细根区分的误差,并探索性地用于细根生物量的研究。主要综述了基于环境DNA技术的分子生物学方法在土壤微生物多样性及功能、土壤动物多样性、地下植物多样性及根系生态等地下生态过程研究中的应用进展。环境DNA技术对于以土壤微生物、土壤动物及地下植物根系为主体的地下生态学过程的研究具有革命性意义,并展现出良好的应用前景。可以预期,分子生物学技术与传统的生态学研究相结合将成为未来地下生态学研究的一个发展趋势。     

DNA条形编码技术在动物分类中的研究进展

DNA条形编码(DNA Barcoding)技术是一种新的生物分类方法,它是分子生物学和生物信息学相结合的产物。这一概念认为,就像在商店里扫描仪读取条形码那样,对地球上每一种生物也能通过快速分析其DNA中的一小段(线粒体细胞色素C氧化酶Ⅰ亚基,mt COI)加以识别。在最近3年里,该技术已成为生物分类学中研究的热点。理论上,DNA条形编码在生物分类鉴定中具有重要作用,但目前国际上对其的争论也不少。综述了DNA条形编码技术的产生、发展概况、原理与操作及其在动物分类中的应用,突出了该技术在寄生虫分类中应用的意义与可行性,并讨论了DNA条形编码在生物分类应用中可能存在的问题。     

关于核糖体DNA序列分析在昆虫系统学中的作用浅析

在昆虫系统学中,传统分类学作为昆虫分类的主要方法,在昆虫形态分类中发挥着重要的作用,但是对于近缘种分类上却没有明确的界限。生物学技术的发展,在昆虫系统学中应用核糖体DNA序列分析的方法,有效的解决了传统分类学的局限性,在昆虫种、属和种群水平的研究中发挥了重要作用。本文对核糖体DNA序列分析的方法进行分析,探讨其在昆虫系统学中的应用。     

遗传学:生命科学领域的引领学科

正随着科技的进步和时代的发展,遗传学已成为生命科学研究领域中重要的基础核心学科。1866年,孟德尔发表《植物杂交实验》,开启了经典遗传学研究的大门,其提出的遗传分离定律和自由组合定律迄今仍是不断被证明的经典定律。1953年,沃森和克里克提出DNA双螺旋模型,开启了分子遗传学研究的大门。以PCR技术、DNA重组技术、测序技     

胸部肿瘤放射治疗的研究进展

随着物理学、计算机技术、影像学的发展,放射治疗方法在最近几十年也有了显著的进步与发展,而放疗技术是治疗癌症行之有效的方法。本文主要综述了胸部肿瘤的放射治疗最新的进展,其中包括乳腺癌、肺癌、食道癌和纵膈肿瘤的放射治疗。细胞对放射线的敏感性在分裂期最高,在DNA合成期其敏感性最低。放射疗法既不损伤周围正常组织,仅仅对异常增殖的癌肿给予大量的杀伤,同时机体又再次尽可能发挥最大的调节功能。伴随胸部肿瘤放疗技术的进步,对治疗这些肿瘤有非常重要的临床意义。     

动物食性分析在生态学中的应用研究进展——基于DNA宏条形码技术

动物食性分析是动物营养生态学的重要研究手段,可用于解析动物与环境因素的关联性、捕食者与猎物之间的关系,以及动物物种多样性等科学问题。近年来,基于新一代测序技术的DNA宏条形码技术被广泛应用到生态学多个研究领域,极大地促进了生命科学交叉学科的发展。其中,DNA宏条形码技术在动物食性分析中具有高分辨、高效率、低样本量等优势,具有重要的应用前景。综述了基于DNA宏条形码技术的动物食性分析在生态学中的应用研究进展,并进一步总结了DNA宏条形码技术原理和食性分析方法,着重探讨了基于DNA宏条形码技术的动物食性分析在珍稀濒危动物保护、生物多样性监测、农业害虫防治等生态学研究领域中的应用,并对DNA宏条形码技术在动物食性分析中存在的问题及应用前景进行小结与展望。     

食品微生物检验技术研究进展

在食品微生物检验工作中,微生物检验分析技术以传统方法为主。传统方法存在检验操作繁琐、检验周期长、检验工作效率不高等问题。而近年来,微生物检验分析技术已经有了突飞猛进的发展。各种核酸扩增技术、高通量并行检测技术、DNA指纹分析技术、飞行时间质谱分析技术等新技术的发展层出不穷。这些技术对于推动微生物检验技术向着更加简便、快速、灵敏、高效和准确的方向发展具有非常重要的意义。     

基因合成与基因组编辑

合成生物学被认为是继"发现DNA双螺旋"和"人类基因组测序计划"之后的又一次生物技术革命,有望在工业制造、医药、农业、环境和能源等诸多领域带来变革。DNA合成和基因编辑是合成生物学的基石,其技术进步也是推动合成生物学快速发展的主要动力。该文重点介绍了DNA合成和基因编辑领域的主要技术及其研究进展,包括利用芯片oligo池的高通量基因合成技术和CRISPR介导的第三代基因组编辑系统等。     

人类基因组DNA甲基化数据分析的研究现状

作为人类基因组最为典型的表观遗传现象,DNA甲基化在多种关键生理活动中扮演重要角色.系统分析基因组尺度的DNA甲基化概况意义重大.从Cp G岛等基本定义出发,阐述了高通量DNA甲基化的检测技术以及针对芯片技术与下一代测序技术的低水平数据处理方法;重点对比了基于机器学习理论对Cp G位点及Cp G岛甲基化水平的预测算法,以及所利用的特征对预测效果的影响与发展趋势;并对DNA差异甲基化在组织特异性、癌症等多种疾病中的计算分析进行了全面的综述.     

癌症液体活检新思路：数字PCR检测DNA甲基化

癌症的早期诊断可提高患者生存率.微创采集人体体液的液体活检方法可避免传统肿瘤组织活检方法侵入性和异质性的问题,逐渐成为癌症诊断的新方式.另外,DNA甲基化作为预测癌症发生发展的标志物,引起了越来越多研究者的关注.但传统DNA甲基化的检测方法灵敏度不高,且容易出现假阳性.近年来,数字PCR技术因其超高的检测灵敏度和精确度、无需标准曲线即可进行核酸绝对定量检测的优势,被用于DNA甲基化的定量检测中.本文首先介绍了DNA甲基化与癌症发生发展的关系,总结了传统DNA甲基化检测方法及其在癌症临床诊断中的应用,阐述了基于不同核酸样本分散方法的数字PCR技术及其在微量DNA甲基化检测中的优势,总结了采用数字PCR技术检测癌症患者体液中DNA甲基化的具体步骤,列举了数字PCR技术在癌症DNA甲基化检测中的研究成果及应用进展,最后提出了数字PCR技术检测癌症DNA甲基化未来可能面临的挑战,并对数字PCR技术在癌症液体活检方面的应用前景进行了展望.