线粒体基因组测序策略和方法

本文综述了线粒体基因组测序策略和方法,在传统测序方法中介绍了基于物理分离线粒体DNA的克隆文库测序方法和基于PCR扩增产物的直接测序方法,后者重点介绍了基于长PCR扩增产物的引物步移法和基于总DNA的引物步移法;应用新一代高通量测序方法有基于总DNA样品的方法,包括需要预扩增mtDNA的多物种平行高通量和无需预扩增mtDNA的高通量方法,基于总RNA样品的转录组测序方法等。在实际工作中,选择哪种方法取决于研究规模、样品大小和保存状态、经费情况等。总的来说,基于长PCR扩增产物的引物步移法尤其适合小规模昆虫线粒体基因组研究,而对于大规模线粒体基因组研究来说,NGS技术无疑是省时省力的最佳选择。     

基于新一代测序技术的mtDNA突变检测方法学的建立

目的:大量研究证实线粒体DNA(mtDNA)突变与肿瘤发生及进展密切相关,但使用传统测序方法难以高通量、高精确度的检测mtDNA突变,为此本研究建立了基于新一代测序技术的mtDNA突变检测方法.方法:提取肝癌患者癌、癌旁组织以及外周血细胞总DNA,利用PCR技术对线粒体基因组进行富集并对PCR产物进行平末端、粘性末端连接或对PCR引物进行氨基修饰,构建mtDNA测序文库.经Illumina HiSeq 2000平台测序后利用生物信息学方法与人类mtDNA参考序列进行比对,并进行测序数据分析.结果:通过对不同质量基因组DNA进行评估后,发现三对引物法适用于大部分DNA样本的mtDNA富集.进一步我们发现PCR引物的氨基修饰可显著提高测序数据覆盖均一性,降低测序成本.结论:本研究利用新一代测序技术通过对线粒体DNA富集方法以及测序覆盖度均一性进行优化,建立了一套灵敏、特异、高通量的mtDNA突变检测策略,为mtDNA突变与疾病研究提供了新方法.     

苔藓植物分子系统学研究概况

结合同工酶分析技术及随机扩增多态性DNA（RAPD）、限制性片段长度多态性（RFLP）和DNA序列测序3种分子生物学技术,对苔藓植物的分子系统学研究概况进行了介绍,并指出了在苔藓植物分子系统学研究中存在的一些问题。     

DNA指纹技术在污染土壤生态毒理诊断中的应用

生物标记物能在细咆或分子水平上指示暴露．效应关系,是进行污染土壤生态毒理诊断的主要技术手段之一。随着分子生物学技术的飞速发展,出现了一系列以聚合酶链式反应为基础的、在分子水平上检测污染物质导致的生物体DNA损伤的DNA指纹技术。DNA指纹技术的主要类型有：随机扩增多态性DNA（RAPD）、聚合酶链式反应．单链构象多态性（PCR-SSCP）、扩增片段长度多态性（AFLP）、任意引物聚合酶链式反应（AP—PCR）、差异显示反转录聚合酶链式反应（DDRT）、短DNA重复序列（SSR）及限制片段长度多态性（RFLP）等。这些技术与检测基因突变、染色体畸变和损伤为主的一系列经典研究方法如彗星分析、微核实验等相比具有简便、快速、灵敏等优点。本文着重介绍了随机扩增多态性DNA、聚合酶链式反应．单链构象多态性、扩增片段长度多态性3种重要的DNA指纹技术在污染土壤诊断中的应用。     

RAD-seq技术在基因组研究中的现状及展望

Restriction-site associated DNA sequencing(RAD-seq)技术是在二代测序基础上发展起来的一项基于全基因组酶切位点的简化基因组测序技术。该方法技术流程简单, 不受有无参考基因组的限制, 可大大简化基因组的复杂性, 减少实验费用, 通过一次测序就可以获得数以万计的多态性标记。目前, RAD-seq技术已成功应用于超高密度遗传图谱的构建、重要性状的精细定位、辅助基因组序列组装、群体基因组学以及系统发生学等基因组研究热点领域。文章主要介绍了RAD-seq的技术原理、技术发展及其在基因组研究中的广泛应用。鉴于RAD-seq方法的独特性, 该技术必将在复杂基因组研究领域具有广泛的应用前景。     

使用边扩增边连接技术以两步PCR反应制备两个癌症候选基因的重测序DNA文库

近年来应大规模基因组学和遗传学研究发展的需要,能够提供“高通量、低成本、低劳动量”测序服务的新一代大规模并行测序技术应运而生.辅助其应用的生物信息分析软件和实验方法也层出不穷.而在关联研究如癌症研究中有广泛应用的基于PCR的基因组学和遗传学研究方法,却因其研究的目标区域较短,而较少地受益于采用“鸟枪法测序”策略的新一代测序技术.尽管已提出诸如“芯片捕获法”、“目标选择法”等技术克服这一难题,但这些方法对仪器和实验室操作的额外要求限制了它们的应用和推广.本实验提出一种能简便克服这一难题的“边扩增边连接方法”（Ligation by Amplification,LBA）：使用一对“公用接头”和两步PCR反应将多个目标区域随机连接起来,其随机连接而成的长链产物可被简易地随机片段化并在新一代测序仪上测序.使用专门设计的、包含公用接头的LBA引物,将人类基因组保守编码序列中两个癌症相关基因：BRCA1和BRCA2的外显子进行扩增,并将所得到的70个扩增产物在一步PCR过程中进行边扩增边连接.所得的长链LBA产物经随机片段化后制备成可被传统Sanger测序法和新一代边合成边测序技术测序的DNA文库,分别在ABI3730xl测序仪和Illumina/Solexa Genome Analyzer测序仪上进行测序.对目标序列的覆盖度、覆盖深度和单核苷酸多态性检测的有效性的生物信息学分析证明：运用本方法可高效地在新一代测序仪上进行基于PCR的重测序和遗传多态性研究,推动各种基于PCR的基因组学和遗传学研究的发展.     

BAC克隆及复杂基因组文库技术

BAC（细菌人工染色体）克隆技术是复杂基因组研究中不可缺少的工具,有关基因组研究的许多技术都是由BAC为基础发展起来的,包括大片段基因组文库的构建、重叠群的构建、全基因测序及图位基因克隆等,后又产生植物转基因的BAC克隆载体,这在人类、动物、植物等基因组研究中已广泛应用,取得令人瞩目的成就,该文将就这些研究技术及进展作一综述。     

焦磷酸测序技术及应用

焦磷酸测序（pyrosequencing）技术是一种新的DNA序列分析技术,其特点是操作简便、大通量、自动化,适合大量样本的快速检测,无须进行电泳、DNA序列无须荧光标记等,是一个理想的遗传分析技术平台.文章对焦磷酸测序技术原理及近年来在单核苷酸多态性研究、微生物鉴定分型和DNA甲基化等方面的应用作一简要综述.     

长PCR技术及其在动物学研究中的应用

长PCR(1ongPCR)技术自194年发明以来,在生命科学发展中发挥了巨大的作用。长PCR技术与常规PCR有较大的区别。本文从长PCR技术的由来、长PCR技术对模板、引物和聚合酶的特殊要求及长PCR技术反应条件等方面进行了较全面的介绍。最后介绍了近期发展的LR-IPCR(long range-inverse PCR,长反向PCR)、内切酶介导性长PCR(endonuclease-mediated long PCR)、long RT-PCR以及LDD-PCR。目前此技术在动物学研究中的应用主要在基因组测序和线粒体基因组研究、病理诊断、基因差异表达、病原微生物的研究、遗传多态性分析等领域。     

提高PCR扩增大DNA片段的特异性和产量

IncreasingSpecifityandYieldofPCRAmplificatingLongDNAFragmentLuYifan;DengJixian;XiaoChengzhu;MaQingjun(InstituteofBiotechnology,AcademyofMilitaryMedicalScience,Beijing100071)聚合酶链式反应（PCR）技术虽仅产生数年,却以惊人的速度广泛应用于分子生物学各个领域。它能快速、特异地扩增出任何所希望的目的基因或DNA片段,用于基因克隆、测序、突变体和重组体构建、基因表达调控的研究、基因多态性分析、遗传病和传染病诊断、肿瘤机制的探查、法医鉴定等诸多方面．目觎PCR扩增DNA片段长度可达到近50kb。这在生…     

新一代基因组技术从农业向畜产水产业发展 全基因组DNA标记育种

利用植物和动物的基因组信息推进品种改良的DNA标记育种技术。新一代DNA测序和单核苷酸多态性（SNP）分析等新技术的实用化正在加速进行。     

微卫星(TATG)n基序在香菇菌种中的验证

以（TATG）4重复序列为引物对香菇属的3个种13个菌株的微卫星区DNA进行PCR扩增,15%的琼脂糖凝胶电泳,获得了25个条带,并且在供试菌株上表现出多态性,可以实现遗传分类研究。为了验证微卫星分子标记实验准确性,又用RAPD技术对13个供试菌株进行了实验。7个引物在13个菌株上共获得了102条多态性条带。通过聚类分析,RAPD获得的分类结果与微卫星分子标记获得的结果一致。此外,为了证明微卫星分子标记获得的条带不是假阳性,在实验中回收了No.10菌株的PCR扩增产物,进行克隆测序。测序结果显示有（TATG）n基序存在,并且达到了微卫星基序重复数量的最低限度。通过本实验可知,香菇中是存在微卫星（TATG）n基序的, 且基序的多态性可以用于香菇的遗传分类研究。     

DNA分子标记在实验动物遗传分析中的应用

DNA分子标记技术很多,基本都是建立在RFLP、PCR和重复顺序的基础上的。本文重点介绍了限制性片段长度多态性（RFLP）标记、随机扩增多态性DNA（RAPD）标记、微卫星DNA（STR）标记、DNA指纹（DFP）标记、扩增片段长度多态性（AFLP）标记等几种重要的DNA分子标记技术的定义、结构、分布、组成、保守性、优点及丰富的多态性等。并重点介绍了微卫星DNA（STR）标记在分子遗传监测、遗传多样性分析和遗传血缘关系及个体识别等领域的应用。     

念珠菌DNA同源性研究的方法及应用

念珠菌感染在临床的患病率和致死率都很高,研究念珠菌同源性有利于了解念珠菌的流行病学特点,为临床诊断和治疗提供帮助,本文就研究念珠菌同源性常用的方法：随机扩增多态性DNA（random amplified polymorphic DNA,RAPD）,脉冲场凝胶电泳（pulsed-field gel electrophoresis,PFGE）,聚合酶链反应-单链构象多态性（PCR single—strand conformational polymorphism,PCR—SSCP）,聚合酶链反应-限制性片段长度多态性（PCR restriction fragment length polymorphism,PCR—RFLP）的原理、应用作一综述。     

PCR产物末端性质的分析研究

利用PCR、UT-PCR、克隆及测序等技术,对强直性肌营养不良基因（MT-PK）3′-非翻译区分别用Taq,Taq＋Pwo DNA聚合酶进行了扩增、克隆和测序,研究了PCR产物末端组成情况,并比较了上述两种DNA聚合酶对PCR产物末端的影响.结果在用Taq DNA聚合酶扩增的PCR产物主要得到3′端突出1个A（占67.3％,35/52）;在Taq＋Pwo DNA聚合酶扩增的PCR产物末端中得到3′端+A的仅占17.4％,而－1的占34.8％,与前者显著不同.表明PCR扩增产物的末端是复杂多样的.     

用基因组DNA剪接技术克隆SIgA相关基因

目的：克隆分泌型IgA（SIgA）相关基因--J链基因(IgJ)、多聚免疫球蛋白受体基因（pIgR）和IgA重链恒定区基因（IGHA）,为进一步构建SIgA真核表达质粒奠定基础。方法：采用本室建立的"基因组DNA剪接"技术,根据已发表的IgJ、pIgR和IGHA的核苷酸序列,通过计算机软件分别设计各个基因片段外显子的优化引物,从人外周血基因组DNA中直接扩增各基因的外显子序列;然后人工设计融合相邻外显子的融合引物,采用重叠PCR技术,把各基因片段的外显子串联起来形成全长编码序列,完成基因组DNA的体外剪接。扩增的PCR产物纯化后克隆到pGEM-T Easy Vector中,通过DNA测序对阳性克隆进行分析鉴定。结果：PCR扩增的IgJ、pIgR和IGHA基因与预期大小一致;测序结果表明本实验获得的上述基因与GenBank中的目标基因序列完全一致。结论：本文通过基因组DNA剪接技术成功克隆人类SIgA三个相关基因,提示此技术是合成多外显子cDNA的有效手段。     

利用末龄幼虫蜕和蛹壳对苹果蠹蛾基因的无创伤检测方法

苹果蠹蛾Cydia pomonella（L.）是我国重大农业入侵害虫,对我国果业健康发展造成严重威胁。在利用基因编辑等技术对相关基因进行功能研究时,通常采用单对交配策略对纯合突变体进行筛选。因此,在配对前明确个体基因型,避免对虫体造成损伤尤为重要。本研究分别收集末龄幼虫蜕（10个蜕）和蛹壳（1个、5个、10个、15个蛹壳）,通过基因组DNA提取、目的基因PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳检测和PCR产物测序,以评估该方法作为苹果蠹蛾基因检测的可行性。结果显示,以苹果蠹蛾末龄幼虫10个蜕及5个以上蛹壳提取的基因组DNA作为模板,扩增精巢特异性丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Testis specific serine/threonine protein kinase,TSSK1）基因,PCR产物经琼脂糖凝胶电泳检测得到单一、明亮的条带,经测序证实该产物是目的基因序列。基于高效及节约成本的原则,拟推荐利用10个末龄幼虫蜕或10个蛹壳提取基因组DNA、通过PCR扩增和测序进行苹果蠹蛾的无损伤基因型检测。本研究建立了一种利用幼虫蜕和蛹壳进行苹果蠹蛾无损伤、高效的基因检测方法,为提高苹果蠹蛾基因功能研究的效率奠定了基础。     

TGF-β1基因SNPs与长沙汉族人群 脑卒中的相关性研究

目的:通过对长沙汉族人群TGFB1的多态分布规律的研究,从遗传流行病学的角度探讨TGFB1SNPs（单核甘酸多态性）与长沙汉族人群脑卒中的关系.方法:应用PCR、RFLP及DNA直接测序等方法对研究人群进行-509C＞T及+869T＞C基因分型.研究对象包括:脑梗死(CI)患者186例,脑出血(CH)患者202例,正常...     

RAPD技术及其在动物遗传育种中的应用

RAPD技术是在PCR基础上发展起来的一种DNA多态性检测技术,已广泛应用于基因组研究的各个领域。本文概述了RAPD反应的原理、特点,总结了其在遗传多样性检测、亲缘关系鉴定、遗传连锁分析和数量性状的辅助标记选择等方面的应用,并肯定了RAPD在动物遗传育种领域的应用前景。     

高分辨率熔解曲线法检测CYP4A118590T＞C单核苷酸多态性

目的 建立CYP4A11 8590T＞C单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）的高分辨率熔解曲线（high resolution melting,HRM）检测方法.方法先采用温度梯度PCR,确定适宜的退火温度;再利用正交试验,优化引物、DNA模板量和Mg2＋量,最终确定PCR反应体系和反应条件.通过对607例无血缘关系的受试者基因组DNA进行HRM分析,并随机选择50例产物测序.结果 引物最适退火温度为57.8 ℃;PCR最佳反应体系为20 μl,包括2×conc dNTP mix 10 μl,上下游引物（10 μmol/L）各0.5 μl,DNA溶液（30 ng/μl）1.0 μl,Mg2＋（2.5 mmol/L）1.5 μl和灭菌水6.5 μl.607例受试者中CYP4A11 8590TT、TC和CC基因型频率分别为54.7 %、37.6 %和7.7 %.结论该正交试验优化的HRM技术可用于检测CYP4A11 8590T＞C单核苷酸多态性,且其分析结果和测序结果一致.