两种方法制备模板DNA在PCR-SSCP中的应用研究

目的:比较两种方法(DNA试剂盒提取法和FTA卡法)提取的DNA在PCR-SSCP反中的可靠性.方法:用DNA试剂盒从全血中提取DNA和用NaOH方法从FTA卡中提取DNA后,用分光光度计检测两种方法提取DNA的浓度及纯度,进行PCR反应之后,用2％的琼脂糖凝胶电泳检测其质量,接着进行SSCP检测,观测其效果.两种方法提取的样品相同,进行PCR反应和SSCP检测的条件完全一致.结果:用DNA试剂盒提取法和FTA卡法提取的DNA纯度分别为OD260/280=1.817,OD260/280=1.806.48份贵州荷斯坦奶牛DNA后续PCR反应和SSCP的检测结果表明,两种方法提取的DNA用于PCR反应和SSCP检测其效果没有明显差别,成功率为100％.结论:FTA卡结合DNA较稳定,用NaOH法提取DNA效果可靠且比试剂盒方法简便、快捷、经济,值得推广.     

FTA卡和普通定性滤纸提取DNA方法研究

用FTA采样卡和普通定性滤纸采集藏绵羊血样,采用NaOH法提取血液基因组DNA,利用设计的一对引物对DRB1基因第三外显子进行扩增,通过PCR产物琼脂糖凝胶检测,对普通定性滤纸与FTA采样卡的两种提取DNA的方法进行比较,结果认为采用普通定性滤纸-NaOH法提取血液基因组DNA,NaOH的最佳洗涤浓度是25 mmol/L,采用FTA-NaOH法提取血液基因组DNA,NaOH的最佳洗涤浓度是20 mmol/L,但普通定性滤纸法提取血液基因组DNA平均成本远低于FTA采样卡,普通定性滤纸法提取血液基因组DNA具有快速、便捷、经济及高效的特点.     

拟南芥光周期开花突变体的筛选和基因的鉴定

以双子叶模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）突变体crylcry2为实验材料,用舍有激活标记质粒DSK1015的农杆菌浸花进行转化,构建了拟南芥T-DNA插入突变体库．通过筛选和观察分析,获得了一些开花时间比crylcry2明显延迟或明显提早的突变体．采用IPCR（inverse PCR）和TAIL-PCR（thermal asymmetric interlaced PCR）等方法,鉴定了这些突变体T-DNA插入位点的基因组旁邻序列,并采用半定量RT-PCR对插入位点两侧基因的mRNA水平进行了分析,初步鉴定了与开花相关的候选基因,为进一步研究其功能,深入研究隐花素调节光周期开花的作用机制奠定了基础．     

拟南芥与大豆疫霉菌的非寄主互作及一个感病突变体的遗传分析

非寄主抗病性是一种普遍的自然现象,该文通过建立拟南芥．大豆疫霉菌（Arabidopsis thaliana—Phytophthora sojae）非寄主互作系统,筛选对大豆疫霉菌感病的拟南芥突变体,为研究植物对卵菌的非寄主抗病性遗传机制奠定基础。以大豆疫霉菌游动孢子接种拟南芥T—DNA插入突变体离体叶片,从代表12000个独立转化株系的40000株T3代T。DNA插入拟南芥突变体中获得一系列对大豆疫霉菌感病的突变体。其中突变体581-51感病性状表现稳定,离体叶片接菌后3天内出现明显的水渍状病斑,4—5天后产生大量卵孢子和／或孢子囊。细胞学观察发现有典型的吸器形成。Southern杂交和遗传分析结果表明,581—51突变体含有4个T-DNA插入事件,其感病性状可能由隐性单基因控制。     

拟南芥角质层发育突变体中WBC11基因的分析与鉴定

从拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)突变体库中筛选到一个发育突变体ku7fy1,其突变表型为叶片狭长,生长缓慢。该研究利用图位克隆技术和候选基因测序鉴定出ku7fy1角质层发育基因(white-brown complex11,WBC11)有一个点突变。对该突变体cDNA测序结果显示,WBC11基因的突变导致其第7个内含子在形成成熟mRNA时无法被正常剪切,使该突变体内WBC11的mRNA大量降解并在翻译时提前引入终止密码子。甲苯胺蓝染色实验显示,突变体叶片表面角质层有缺陷;遗传互补实验进一步证明,突变体ku7fy1中的突变基因是WBC11,ku7fy1表型是由WBC11突变造成的。     

拟南芥钾转运突变体atkup12鉴定及非生物胁迫的敏感性检测

[目的]鉴定获得拟南芥HAK/KUP/KT高亲和钾离子转运突变体atkup12,通过检测种萌期atkup12突变体在低钾、盐及氧化胁迫下的生长指标以初步明确拟南芥AtKUP12基因是否参与植物对非生物胁迫的响应。[方法]以拟南芥atkup12突变体基因组和总RNA反转后的cDNA为模板,通过PCR扩增确定AtKUP12基因T-DNA插入失活的纯合突变体。将野生型和atkup12突变体点种于0.5μmol/L低钾、不同NaCl浓度和1μmol/L甲基紫精的胁迫培养基,测定并比较突变体与野生型拟南芥在根长、种子萌发率及子叶绿化率间的差异。[结果]利用双引物法,结合反转录PCR,在DNA及RNA水平鉴定获得了AtKUP12基因的纯合突变体。低钾胁迫下,atkup12突变体种苗的根长比较野生型拟南芥短40%左右,较野生型受到了显著抑制;不同NaCl浓度胁迫下,atkup12突变体种子的萌发率较野生型显著降低;1μmol/L甲基紫精显著的抑制了突变体种苗的子叶绿化率。[结论]成功鉴定获得了AtKUP12基因T-DNA插入失活的纯合突变体,且AtKUP12基因的缺失会增加植物对盐、低钾及氧化等非生物胁迫的敏感性。     

拟南芥agl16突变体的创制及功能鉴定

AGL16是调控拟南芥气孔密度和ABA含量的重要负调控转录因子,在拟南芥抗旱反应过程中发挥重要的作用。为了获取拟南芥agl16突变体材料,采用棉花叶皱缩病毒(CLCrV)介导的VIGE系统筛选靶向敲除拟南芥AGL16的sgRNA,同时利用农杆菌介导的浸花法将完整编辑载体转化野生型拟南芥,创制了拟南芥agl16突变体并进行抗旱性鉴定。结果表明：(1)利用CLCrV介导的VIGE系统筛选获得2个能靶向敲除AGL16基因的sgRNA,同时构建AtU6 26∷AtAGL16 sgRNA1 35S∷Cas9 Ter p1300编辑载体转化野生型拟南芥Col 0,筛选获得靶位点缺失4 bp的agl16纯合突变体(AGL16: 4)。(2)抗旱表型性鉴定结果显示,干旱处理18 d后,大部分野生型植株干枯死亡,而突变体植株受胁迫的表型相对较轻;复水后,野生型和突变体植株的存活率分别为34.5%(10/29)和75%(27/36)。(3)与野生型相比,干旱胁迫下AGL16: 4纯合突变体植株叶片单位面积气孔数量减少、离体叶片失水率显著降低,但二者的单株种子量并没有发生明显的改变。研究认为,AGL16: 4纯合突变体的抗旱性较野生型明显增强,且种子量与野生型基本一致,表明AGL16基因可作为作物抗旱育种理想的候选靶基因;所获得的agl16突变体为后期从农作物中克隆的AGL16同源基因进行功能回补验证提供了有利的转基因受体材料。     

拟南芥T-DNA插入突变体atsuc3的PCR鉴定

应用两种植物T-DNA插入突变体PCR鉴定方法,即“三引物法”和“双引物法”对拟南芥T-DNA插入突变体atsuc3（目的基因两条染色体均发生T-DNA插入的纯合突变体）进行鉴定和比较的结果表明,“三引物法”由于易产生非特异性扩增而无法得到PCR鉴定结果,从而导致鉴定失败;“双引物法”则可避免此种现象,得到可靠、有效的鉴定结果。     

一种用于PCR的番茄DNA快速粗提方法

在对植物进行分子生物学研究时需要提取植物基因组DNA并对其进行PCR克隆,目前实验室常用CTAB法提取植物DNA,但其步骤相对繁琐,需要用有机溶剂反复抽提,在样本较多时,耗时较长。NaOH可以提取多种物种DNA,本研究优化了实验室条件下更加快速、经济、安全、高效的提取植物DNA的方式,主要包括以下步骤：利用液氮快速粉碎植物样品;采用碱裂解(0.5 mol/L NaOH)的方式一步提取DNA;提取的DNA利用TE缓冲液进行中和;以中和的粗提DNA作为模板进行PCR反应。本研究利用简单的DNA提取流程并结合PCR检测方式,完成了番茄转化子的快速初步鉴定。同时还证明了该NaOH法可用于番茄不同组织的DNA提取。本研究中整个操作过程步骤简单,耗时短,可在短时间内完成大量植物样品的DNA提取,无需使用氯仿、异丙醇等有毒物质,完成提取时间约为CTAB提取法的1/5,而且提取的不同组织DNA完整性较好,质量可观,满足常规的PCR检测,可用于基因克隆及转化子筛选鉴定,具有一定的利用价值和应用前景。     

FTA-DNA直接提取法在病原真菌分子鉴定中的应用

目的建立并评价FTA-DNA直接提取法在病原真菌分子鉴定中的应用。方法采用whatman FTA-DNA直接提取法从25个不同种属的45株培养的菌株和6例临床标本中提取病原真菌DNA,用于病原真菌的测序鉴定。配制不同浓度的孢子悬液探索该方法的检测限和安全性。结果 45株菌株扩增后均能得到1条清晰的DNA扩增片段,并成功测序。应用该方法亦成功从腹水、胸水、口腔拭子、宫颈拭子来源的临床标本中直接提取DNA并成功鉴定病原真菌。该DNA提取方法联合降落PCR能检测到1.0×103个cell/mL的孢子悬液,1.0×104个cell/mL及以下浓度的孢子悬液可以被FTA卡完全灭活。结论 FTA-DNA直接提取法可快速有效地从培养的菌株及部分临床标本中提取并保存病原真菌DNA,用于病原真菌的测序鉴定。     

Chelex-100快速提取放线菌DNA作为PCR扩增模板

旨在建立有效扩增16S rRNA基因序列的放线菌DNA快速提取的方法。采用Chelex-100法提取放线菌DNA,使用PCR扩增16S rRNA基因序列评价提取核酸的质量。结果显示,Chelex-100法能够在10 min之内从放线菌中快速提取DNA,所提取的DNA可以直接用于PCR扩增反应,PCR扩增产物电泳条带清晰,符合理论预期结果。因此,Chelex-100法提取放线菌DNA可以作为16S rRNA基因序列PCR扩增的模板,该方法具有经济、简便、快速的特点,适合于放线菌菌株大规模地筛选和分类鉴定。     

油梨基因组DNA提取、SSR-PCR反应体系优化及引物筛选

旨在建立稳定可靠的油梨(Persea americana Mill)叶片DNA的提取方法和SSR-PCR反应体系及筛选出稳定的油梨SSR多态性引物,为开展油梨种质SSR分子标记提供遗传研究的基础。以油梨叶片为试材,比较3种油梨叶片DNA提取方法 ;利用L16(45)正交实验设计对油梨SSR-PCR反应体系进行优化;利用优化的反应体系筛选引物;同时,选取5对多态性引物对45份油梨种质进行PCR扩增,进一步检测该优化体系的稳定性。结果表明,常规2×CTAB法、改良2×CTAB法和植物DNA提取试剂盒法等3种DNA提取方法中,改良2×CTAB法对油梨基因组DNA的提取效果最佳;获得最优反应体系为:20μL总反应体系中,含约40 ng DNA模板、1.5 mmol/L Mg~(2+)、0.15 mmol/L d NTPs、0.5 U Taq DNA聚合酶、0.5μmol/L引物;以此体系为基础进行引物筛选,从73对油梨SSR引物中筛选出了30对扩增条带清晰的多态性引物,说明该反应体系可用于油梨SSR标记的进一步研究;稳定性检测获得的谱带清晰,表明该优化反应体系是稳定可靠的。由此可见,改良的2×CTAB法可用于油梨叶片DNA的大量样本提取,优化后的SSR-PCR反应体系及筛选出的30对多态性引物可用于油梨SSR标记的进一步研究。     

拟南芥ERD15基因缺失突变体的分子鉴定和表型分析

为探究ERD15基因功能,利用反向遗传学,通过PCR及半定量PCR筛选鉴定出拟南芥(Arabidopsis thaliana) ERD15基因的T-DNA插入纯合突变体,并对其表型进行观察分析。结果表明,erd15突变体莲座叶数目显著增多,提前3～4 d开花,突变体比野生型更早从营养生长转向生殖生长。拟南芥野生型植株主茎为圆柱体,平均直径1.29 mm,而erd15突变体主茎扁平,平均直径达到2.27mm,具极显著差异。与野生型相比,erd15突变体果实心皮发育受到影响,隔膜上排列有多排种子,果荚顶端膨大,长度缩短37.67%,但角果平均结籽数升高。因此,ERD15基因参与了调控拟南芥植株的生殖生长过程。     

快速筛选拟南芥受精和早期胚胎发生相关基因的方法

阐明拟南芥受精和早期胚胎发生过程对理解被子植物生殖发育有着重要的指导意义,而利用正向遗传学方法研究拟南芥突变体的表型及其分子机理是探究植物基因功能最常用的一种方法。基于常规的插入突变(包括T-DNA和转座子)、化学诱变(如ethylmethane sulfonate,EMS)和高能射线方法构建的突变体库中假阳性突变体多,难以高效筛选到受精和早期胚胎发生相关基因的突变体。为解决这一难题,本研究建立了一种构建T-DNA插入突变体文库的新方法。即在载体p CAMBIA1302的T-DNA元件上增加花粉特异荧光标记基因(p LAT52∷EGFP),并遗传转化具有四分体花粉的Columbia野生型拟南芥突变体qrt1-2;对获得的突变体库可利用花粉荧光快速排除假阳性突变体,并采用反向PCR(inverse-PCR)扩增技术确定突变位点。此方法在筛选拟南芥受精和早期胚胎发生相关基因突变体上的成功应用表明,其是一种效率高、针对性强、操作相对快捷方便的拟南芥突变体筛选方法。     

ECS1参与调节CO2诱导的拟南芥气孔关闭和H2O2积累

CO₂浓度升高可以诱导植物叶片气孔关闭, 提高植物对高浓度CO₂的适应性。但植物如何感知CO₂浓度变化并启动气孔关闭反应的分子机制至今仍不十分清楚。利用高通量、非侵入的远红外成像技术, 建立了拟南芥(Arabidopsis thaliana)气孔对CO₂浓度变化反应相关的突变体筛选技术, 筛选出对环境CO₂浓度敏感的拟南芥突变体ecs1。遗传学分析表明, ecs1为单基因隐性突变体, 突变基因ECS1编码一个跨膜钙离子转运蛋白。与野生型拟南芥相比, 360 μL·L^–1CO₂可引起ecs1突变体叶片温度上升和气孔关闭, ecs1突变体对900 μL·L^–1CO₂长时间处理具有较强的适应性。进一步的实验表明, 360μL·L^–1CO₂即可诱导ecs1突变体叶片积累较高浓度的H₂O₂, 而900 μL·L^–1CO₂才能够诱导野生型拟南芥叶片积累H₂O₂。因此, ECS1可能参与调节高浓度CO₂诱导的拟南芥气孔关闭和H₂O₂产生, H₂O₂可能作为第二信号分子介导CO₂诱导拟南芥气孔关闭的反应。     

聚乙二醇模拟水分胁迫筛选拟南芥突变体的新方法

在以聚乙二醇（PEG）模拟水分胁迫的条件下,分别在拟南芥种子萌发期和幼苗期以25％和30％为选择浓度,根据一种子是否萌发和幼苗能否存活为指标,筛选拟南芥抗水分胁迫突变体。此法操作简单,方便快捷,特别适合实验室进行大规模筛选。我们用这种方法筛选了T—DNA插入的拟南芥突变体库,得到78株可能是拟南芥抗水分胁迫的突变体。     

蒙古柳金属硫蛋白的拟南芥遗传转化及抗性分析

本文研究在NaC l胁迫下筛选抗性pY ES2-蒙古柳c DNA-酵母菌,通过克隆得到蒙古柳c DNA序列,生物信息学分析该序列编码区为240 bp,编码79个氨基酸,在NCBI数据库中BLASTp分析表明和旱柳和毛果杨金属硫蛋白MT2序列有较高相似性。把克隆得到的cD NA与pB I121质粒通过Bam HI和XhoI进行酶切连接,通过农杆菌的介导法转入拟南芥。用Kana筛选的抗性苗提取基因组DNA,PCR鉴定得到6株转基因株系。将转基因拟南芥和野生型拟南芥在不同逆境下进行抗性分析,结果表明转基因拟南芥在NaC l、NaH CO3、H2O2、CuC l2、ZnC l2、CdC l2和Sorbitol胁迫培养基中表现出比对照强的抗性,其中在CdC l2培养基中比野生型植株表现出强的抗性。     

ECS1参与调节CO2诱导的拟南芥气孔关闭和H2O2积累

CO2浓度升高可以诱导植物叶片气孔关闭,提高植物对高浓度CO2的适应性.但植物如何感知CO2浓度变化并启动气孔关闭反应的分子机制至今仍不十分清楚.利用高通量、非侵入的远红外成像技术,建立了拟南芥(Arabidopsis thaliana)气孔对CO2浓度变化反应相关的突变体筛选技术,筛选出对环境CO2浓度敏感的拟南芥突变体ecs1.遗传学分析表明,ecs1 为单基因隐性突变体,突变基因ECS1编码一个跨膜钙离子转运蛋白.与野生型拟南芥相比,360 μL·L-1CO2可引起ecs1突变体叶片温度上升和气孔关闭,ecs1突变体对900 μL·L-1CO2长时间处理具有较强的适应性.进一步的实验表明,360 μL·L-1CO2即可诱导ecs1突变体叶片积累较高浓度的H2O2,而900 μL·L-1CO2才能够诱导野生型拟南芥叶片积累H2O2.因此,ECS1可能参与调节高浓度CO2诱导的拟南芥气孔关闭和H2O2产生,H2O2可能作为第二信号分子介导CO2诱导拟南芥气孔关闭的反应.     

利用双向电泳技术分离大豆矮秆突变体相关蛋白

矮秆是大豆育种的重要目标性状之一。本实验以大豆野生型东农42和矮秆突变体东泽11为材料,利用近年来发展起来的双向电泳技术,在蛋白质水平对两个材料的差异蛋白质进行筛选,目的是鉴定与矮秆突变体相关的蛋白,为基因克隆提供依据。通过对酚(Phenol)法与TCA／丙酮沉淀法二种提取方法、100μg和200μg两种加样量、考马斯亮蓝染色和银染两种染色方法的比较,发现用丙酮沉淀法提取叶片可溶性总蛋白、加样量为200μg进行电泳,用考马斯亮蓝染色的效果较好,从而建立了大豆叶片总蛋白双向电泳技术优化体系。用该体系对野生型与突变体叶片全蛋白的差异分析,鉴定出９个蛋白差异点,其中６个上调表达,３个下调表达。     

利用荧光标记高通量鉴定减数分裂重组抑制突变体

正向遗传学突变体筛选被广泛用于揭示减数分裂中涉及的遗传基因, 如调控减数分裂II型交叉形成途径的重组抑制基因。该研究利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)花粉荧光标记系进行EMS突变体的正向遗传学筛选, 鉴定拟南芥野生型Col遗传背景下的重组抑制突变体, 共获得18个重组率显著提高3倍以上的重组抑制突变体, 其中包括显性和隐性遗传突变。研究表明, 基于荧光标记高通量鉴定重组抑制突变体是可行的, 可为植物减数分裂重组调控分子机制研究提供新方法和突变材料。