能源植物麻疯树的分子生物学最新研究进展

随着现代高通量测序技术的快速发展,在重要能源植物麻疯树中涌现出大量的序列信息,从而极大地促进了其分子生物学研究的进程。本研究从麻疯树分子生物学研究方法和研究结果比较分析的角度,回顾了近年来麻疯树种间与种内遗传多样性、遗传连锁图谱与QTL(quantitative trait loci)定位、基因组与转录组,以及遗传转化体系研究领域的最新研究进展,并对麻疯树分子生物学将来的发展进行了述评。     

羊草遗传多样性的研究

本文运用光镜和电镜技术,对不同土壤条件下７个羊草种群营养体形态结构进行了观察,在此基础上,运用ＲＡＰＤ技术,对７个羊草种群的遗传多样性进行了研究,分析了遗传多样性与环境因子的相关关系。结果表明：１）７个羊草种群根的结构与盐碱土型羊草结构相似;茎的结构与黑钙土型羊草结构相似;叶的结构呈现黑钙土型羊草结构和盐碱土型羊草结构之间的过渡类型。２）羊草种群的遗传多态性非常高,５３个引物在７个羊草种群中共检测到３６５条扩增片段,多态带３０３条,多态率达到８３．０１％。特有带１２１条,占３３．２１％。３）７个羊草种群之间的遗传距离变异范围为０．２３４９－０．６１６６,聚类分析表明这７个种群可分子为３组。４）多态位点百分数与土壤有机质、全氮含量呈现比较大的负相关;特有带百分数与土壤镁离子、钙离子呈现较大的负相关;遗传距离值与土壤的电导率、水溶性钠离子呈现较大的正相关。     

水稻品质遗传育种研究进展与发展趋势探讨

针对国内外水稻优质育种的现状 ;对香味、蒸煮、食味、营养、外观和碾磨品质 ,稻米理化特性、稻米质地特性和水稻淀粉粘滞谱特性等各项品质指标的遗传、基因效应、相互关系等进行了较为详细的比较分析 ;讨论了有关的分子生物学和基因的研究进展 ;介绍了近年来新的稻米品质研究技术及其理论发展。未来水稻育种将向着优质和具有营养保健功能的方向发展。需要重视新功能基因的克隆和利用、新基因资源的发掘和利用以及稻米评价技术体系的创新等研究工作。     

RFLP、RAPD及其遗传标记

遗传标记是研究物种进化不可缺少的工具,遗传学和育种学更离不开遗传标记;遗传标记的每次进步都会使这些相关学科有一个飞跃式发展。分子生物学发展的产物DNA标记技术为物种起源、进化、分类以及生物遗传育种等研究带来新的曙光。本文叙述了RFLP及RAPD技术作为遗传标记的原理及其在分子生物学研究领域中的应用,作为新一代遗传标记技术,它们都具有重大的使用价值和广泛的应用前景,对分子生物学研究必将产生革命性变化。     

牛全基因组高通量测序技术研究进展

现代科技迅速发展的今天,无疑是分子生物学的世界。基因组测序是对生物的遗传结构进行分析的一种技术。作为一项尤为重要的生物技术。在近几年来得到了迅猛的发展以及应用,并取得了跨越性的进展,在很多领域取得了革命性的成就。无论是在人类疾病的防治,还是在畜牧遗传育种发面都发挥着重要的作用。本综述主要介绍了第一代测序技术、第二代测序技术以及第三代测序技术的原理,并对三者的优缺点进行了比较说明,还分别阐述了全基因组高通量技术在肉牛的起源、遗传育种与优良性状的选育和奶牛的疾病防治、生产性能的提高等方面的研究进展,对当下的高通量测序技术存在的问题进行了讨论,并对其未来进行了展望。     

现代分子生物学研究方法综述

分子生物学是生命科学的重要分支学科,目前以生物大分子为研究对象的分子生物学已经成为现代生物学领域里最具活力的学科．对分子生物学的研究内容、特点及现代分子生物技术的一些进展进行了综述,并展望了现代分子生物学的发展趋势．     

环境对果蝇P转座因子的作用关系研究

转座因子,重组、整合、遗传效应等是目前遗传学领域的一个研究热题。转座因子对遗传变异、宗系进化、突变频率、物种形成、新基因的产生以及对分子生物学、遗传工程学、群体遗传学和数量遗传学等方面的研究都有着重要的意义,主要对果蝇的P转座因子以及环境对P转座因子遗传效应的作用关系进行了研究。     

顶头孢霉遗传育种研究进展

顶头孢霉是一类重要的工业微生物,其发酵产物头孢菌素C可用来生产7-ACA,而后者是临床常用抗感染药物头孢类抗生素的重要中间体。头孢菌素C的发酵水平决定了其下游头孢类抗生素的生产水平、产品质量及价格,因此对顶头孢霉的菌种选育工作显得尤其迫切。随着分子生物学的发展,基因工程分子改造在遗传育种领域发挥着越来越重要的作用。文章综述了对头孢菌素C的生物合成以及调控的研究进展,并将国内外对顶头孢霉进行遗传育种的结果进行了归纳总结,提出了可以从提高头孢菌素C发酵水平、延伸代谢途径等不同方面对头孢菌素C生物合成及调控基因,包括外源基因的导入和表达进行改造优化,并对进一步的研究目标进行了展望,认为可以结合比较蛋白质组和基因组改组使遗传育种所获得的工程菌尽快进入产业化。     

核酸生物传感器及其研究进展

核酸生物传感器在涉及分子生物学的研究领域具有重要意义.为适应分子生物学及其相关学科的发展需要,其研究正成为90年代生物传感技术研究热点.文章对核酸生物传感器的工作原理、分类、研究现状以及发展趋势作了较详细的介绍.     

DNA甲基化的分子机制及其研究进展

DNA甲基化作为一种重要的非永久性但相对长期可遗传的基因修饰,在维持细胞正常的转录活性、DNA损伤修复能力以及在遗传印记、胚胎发育和肿瘤的发生发展中都有不可替代的作用,是分子生物学及医学领域的研究热点。近年来随着高通量测序、表观遗传编辑以及结构分析等技术的飞速发展,对DNA甲基化分子机制层面的研究进一步深入。本研究总结了近年来对DNA甲基化分子机制的相关研究,归纳了全球范围内对DNA甲基化的位点、序列背景与范围近年来的研究进展,也归纳了近年来对影响DNA甲基化的因素的研究,以期对DNA甲基化这一表观遗传学热点进行深入的学习探讨。     

羊草种质基因组DNA的AFLP多态性研究

羊草是禾本科牧草之王 ,在当前我国西部生态建设和草原畜牧业发展中发挥着重要作用。用AFLP方法对2 7份我国不同地区分布的羊草 (Leymuschinensis (Trin .)Tzvel)材料进行了基因组DNA多态性分析 ,8对AFLP引物组合在 2 7个不同羊草基因型中共扩增出 5 37条带 ,产生出的DNA片段大小分布在 75bp - 5 30bp之间。其中单态性带 89条 ,占 16 .6 % ,多态性带 32 9条 ,占 6 1.3%。平均每对引物组合扩增的DNA带数为 6 6 .13,总的多态性比率为 78.84%。AFLP多态信息含量PIC值分布于 0 .0 - 0 .5之间 ,平均PIC值为 0 .2 16 ,出现的PIC最大值 (0 .5 )约占AFLP标记的 8.5 % ,说明羊草基因组DNA的多态性比较丰富。以 5 37个AFLP标记为原始数据 ,根据Nei和Li的方法对 2 7份羊草材料进行遗传变异和聚类分析的结果表明 :羊草种内有高频率的遗传变异发生 ,且与地理分布和生态环境密切相关 ;2 7份羊草不同基因型被划分为四大类群 ,不同类群相互间的遗传距离相对较大 ,在树状图中表现为较远的亲缘关系。对羊草种内遗传变异发生的原因和品种的形成进行了初步讨论。     

基于mtCOI基因序列的中国葱斑潜蝇不同地理种群遗传多样性分析

【目的】葱斑潜蝇Liriomyza chinensis是葱蒜类蔬菜上的重要经济害虫,在我国广泛分布。本研究旨在阐析中国葱斑潜蝇的地理种群遗传分化。【方法】以中国8省12个不同地理种群的253头葱斑潜蝇为样本,测定其mtCOI基因序列;依据获得的mtCOI基因序列,利用MEGA7.0, DnaSP 6.1和Arlequin 3.5等软件对葱斑潜蝇地理种群的遗传多样性、基因流水平和遗传变异等进行分析。【结果】在253头个体的759 bp mtCOI基因片段中,获得13个单倍型,各单倍型间K2P遗传距离均小于0.02;其中单倍型Hap1为12个地理种群所共享,总发生频率高达81.82%。总群体单倍型多样性较低(H_d=0.327),核苷酸多样性(Pi)为0.00159,核苷酸平均差异数(K)为1.21011;葱斑潜蝇总群体遗传分化程度中等(F_ST=0.06971),基因交流较充分(Nm=3.33629)。分子方差分析(AMOVA)结果表明,遗传变异来源为群体内;总群体Tajima’s D检验值为显著负值;Mantel检测结果说明种群间的遗传距离与地理距离没有相关性。【结论】中国葱斑潜蝇地理种群的遗传多样性较低,基因交流较充分,遗传分化程度中等,且地理距离并不影响其遗传分化程度;葱斑潜蝇总群体在较近的历史时期未经历明显的种群扩张和种群增长。     

Environmental conditions and genetic differentiation: what drives the divergence of coexisting Leymus chinensis ecotypes in a large-scale longitudinal gradient?

Aims The two coexisting Leymus chinensis ecotypes exhibit remarkable divergences in adaptive strategies under drought and salinity in semi-humid meadows and semi-arid steppes. In order to detect the major genetic and environmental factors dominating the intraspecific phenotype variations and ecotype formation, the questions regarding the two distinct phenotypic forms (ecotypes) in L. chinensis were addressed: (i) did environments drive the L. chinensis ecotype formation? (ii) was there a molecular basis for the morphological divergence between the two ecotypes? (iii) which driving force dominated the intraspecies divergence, divergent natural selection, genetic drift or stabilizing selection?Methods We applied a series experiments on demographical, morphological and physiological traits of two Leymus chinensis ecotypes with gray green (GG) and yellow green (YG) leaf color in nine wild sites along a longitudinal gradient from 114° to 124°E in northeast China. The environmental data including mean annual precipitation, mean annual temperature, elevation and soil properties were collected. We compared the differences of morphological, physiological and genetic differentiations between the two ecotypes.Important findings The GG type exhibited stronger fitness than YG type from the population densities, morphological traits (e.g. shoot height, leaf area, leaf and seed weights et al.), leaf mass per area (LMA) and physiological traits [relative water content (RWC), proline, soluble sugar contents]. Most of above phenotypes (e.g. total shoot densities, spike length et al.) were significantly correlated with mean annual precipitation, mean annual temperature and soil water content (SWC), rarely a correlated with soil pH and soil nutrient. Transplanted populations showed convergence trend by their leaf chlorophyll contents and osmotic adjustments (proline and soluble sugar contents) in the greenhouse, but still exhibited their divergences between two ecotypes in the outdoor transplantation, suggesting that whether L. chinensis ecotype differentiated could be largely affected by the environmental conditions. Furthermore, by the comparison result of quantitative genetic variation (Q ST) values from phenotypes with theoretical neutral genetic differentiation (F ST), differentiation in phenotypic traits greatly surpassed neutral predictions, implying that directional natural selection played a crucial role in L. chinensis ecotype differentiation. In addition, microsatellite analysis from Neighbor-joining tree and Bayesian assignment generated into two groups according to ecotypes, indicating molecular genetic differentiation also propelled the two ecotypes divergence. We conclude that L. chinensis population variations were driven by combing divergent natural selection (precipitation, temperature and SWCs) along the large-scale gradient and significantly intrinsic genetic differentiation.     

西藏蟾蜍线粒体COI和Cyt b基因序列的分析研究

采用聚合酶链式反应克隆西藏蟾蜍Bufo tibetanus线粒体COI和cyt b基因,首次报道该物种这两个基因的全序列,利用分子生物学软件结合比较与其他7种两栖动物的同源序列.结果显示:西藏蟾蜍两个基因序列中碱基G含量明显低于其它三种碱基,密码子第三位碱基G含量在4种蟾蜍中是最低的;碱基替换主要发生在第三位,属内转换率大于颠换率;相比核苷酸数据,氨基酸序列显示的遗传距离表明氨基酸序列更加保守,遗传距离显示西藏蟾蜍与中华大蟾蜍B.gargarizans的遗传距离最小;构建系统进化树,显示西藏蟾蜍和中华大蟾蜍的亲缘关系最近.     

麻疯树分子生物学研究进展

麻疯树Jatropha curcas L.作为一种新兴的生物柴油型能源树种已经得到广泛的认可,关于它的各项研究持续升温。文中综述了近年来国内外关于麻疯树分子生物学方面的研究进展,一是揭示麻疯树遗传多样性和系统分类的分子标记研究;二是全面解析麻疯树分子网络的基因组、转录组和蛋白质组研究;三是以培育优质高抗品系为目标的代谢和发育调控相关基因的分离、克隆和功能研究;最后讨论了目前研究的不足和麻疯树未来分子生物学研究的方向。     

Analysis of Genetic Diversity and Population Differentiation of Larix potaninii var. chinensis Using Microsatellite DNA

Larix potaninii var. chinensis is endemic to China and is found only on several peaks of the Qinling Mountains in Shaanxi Province. In China, it is classified in the second class of national protected rare plants. To estimate genetic diversity and to analyze population genetic structure of L. potaninii var. chinensis, 120 individual samples from six natural populations were assessed using seven Larix SSR primer pairs. The results indicate that the level of genetic diversity of L. potaninii var. chinensis is very high, with a mean number of alleles per locus of 4.71. On the other hand, correspondingly low genetic differentiation was found between populations, with an F (ST) value of 0.116, suggesting that more than four-fifths of the genetic variation resides within populations. Besides the influence of habitat heterogeneity and historical distribution, the high level of genetic diversity of L. potaninii var. chinensis is also attributed to its biological characteristics. The definite genetic differentiation among populations, however, is attributed to the effects of genetic drift and natural selection, which are most likely due to the spatial isolation and inclement climate of the species' habitat. This study also revealed evidence that L. potaninii var. chinensis could be endangered, and some conservation strategies are suggested.     

红豆杉分子生物学研究进展

红豆杉作为抗癌药物紫杉醇的药源植物得到了国际上的广泛关注。本文综述了近年来国内外关于红豆杉分子生物学方面的研究进展,主要包括编码紫杉醇生物合成的紫杉二烯合成酶、羟基化酶、酰基转移酶等功能基因以及相关转录因子编码基因的分离克隆、表达转化的研究,红豆杉遗传多样性、紫杉醇含量相关的分子标记研究,红豆杉谱系地理学的研究以及解析紫杉醇合成分子机理的红豆杉转录组和代谢组研究等;最后对当前研究的不足和对今后利用分子手段研究红豆杉的发展前景进行了展望。     

中国水仙生物技术研究进展

中国水仙是我国传统名花,其栽培中一直存在三个问题:品种单一、繁殖速度有限、病毒积累严重。生物技术的发展为解决中国水仙目前存在的问题提供了新的途径,将成为中国水仙遗传改良、种质资源创新的重要手段。该文从四个方面综述了近年来中国水仙生物技术的研究进展:(1)离体培养;(2)基因工程;(3)离体突变体筛选;(4)分子标记。     

中国红豆杉细胞悬浮体系营养条件的优化

采用均匀设计的试验方法,对中国红豆杉细胞悬浮体系培养条件进行优化,获得了关于细胞生长与培养基内碳源,氮源,磷浓度的回归方程,表明碳氮是影响细胞生长的关键因素。采用中心组合实验设计对培养基成分继续优化,并通过回归分析,结果表明,较优的培养基为碳源33．9g/L,氮源58．2mmol/L,磷浓度为5mmol/L,此工艺在15L反应器中,也取得了良好效果。     

机械振荡对猕猴桃愈伤组织ATP含量的影响

采用不同频率的往复机械振荡,以木质藤本植物中华猕猴桃(Actinidia chinensis)茎段的愈伤组织为实验材料,测定．ATP含量的变化,并通过与对照组(CK)相应值的比较,研究振荡刺激对植物能量代谢的影响。结果表明,机械振荡对猕猴桃愈伤组织ATP的含量有着比较明显的增强或抑制的双重效应,适度的振荡刺激将有利于提高植物的能量代谢水平,促进植物的生长发育,其中最适的振荡频率为3Hz左右。还从细胞和分子生物学的角度对环境应力影响植物能量代谢的可能机理进行了探讨。