利用SSR分子标记解析遗传学三大规律

分离规律、自由组合规律和连锁规律被称为遗传学三大规律,是认识生物遗传和变异的基础。一般教学中,主要通过对分离世代性状的表型分离特性进行观察和统计分析,是一种基于表型的分析,而利用位于同一染色体和不同染色体上的微卫星(Simple sequence repeats,SSR)分子标记,在分离世代的基因型数据及PCR扩增产物带型的分析,可以从核酸水平上比较直观地解释遗传规律,提高教学效果,加深学生对遗传规律的认识。     

拟南芥突变体表型分析在本科实验教学中的应用

对突变体的表型分析和基因型鉴定是遗传学研究的基本实验方法。在该实验中,选用油菜素甾醇受体BRI1的突变体bri1-4进行表型分析。该突变体表型明显,表现出植株矮小、叶片圆、根短的表型,有利于学生将其与野生型植株进行区分。通过该实验的学习,不仅使学生掌握对拟南芥幼苗的表型进行分析的基本方法,而且能帮助学生学习无菌操作技术、掌握数据统计和分析的能力。该教学实验设计还为该项目在本科实验课程中的推广提供了有益建议。     

植物的表型可塑性、异速生长及其入侵能力

表型可塑性是指同一个基因型对不同环境响应产生不同表型的特性,特定性状的可塑性本身可以遗传,也可以接受选择而发生进化。植物个体的异速生长是指生物体某一特征的相对生长速率不等于第二种特征的相对生长速率的特性,该特性是由物种的遗传性决定的一种固定特征,植物往往朝着最佳的异速生长曲线进化。植物特定基因型在不同环境下,诸如生物量分配和种群几何学上的一些表型差异,既可由异速生长造成,也可由表型可塑性造成。植物本身的异速生长是一种"外观可塑性",而异速生长曲线的改变才是真正的可塑性。植物的表型可塑性、异速生长对于入侵植物的适应具有重要意义。干扰等异质性生境下表型可塑性成为物种生存扩散的有利性状,表型可塑性强的物种更有可能成为广布种。植物本身的异速生长特性或其异速生长曲线的改变都能影响其入侵能力。     

汉族和藏族的皮肤反射系数分析

人类的肤色是在遗传和环境因素的共同作用下形成的。最近在人类复杂性状基因定位中,统计学和遗传学研究方法的发展,使得肤色相关基因有可能利用这些方法来甄别。而且,有了Photovolt ColorWalk色度计等便携的新式光谱反射系数测量工具,研究者可以方便准确地测量大量人群的皮肤反射系数作为遗传学研究用的人类表型性状。我们衣物Photovolt ColorWark测试了372人的一个汉族群体和274人的一个藏族群体的上臂内侧不受阳光照射的皮肤反射系数,以建立反射系数测量的基准数据。我们调查了年龄、性别、居住地纬度、种族等不同因素对皮肤反射系数的影响,也调查了皮肤反射系数的正态分布。在这些研究结果的基础上我们设计了皮肤反射系数遗传学研究的策略。     

“假说-演绎法”在遗传学复习课中的实践——以“基因的自由组合定律”一节为例

"假说-演绎法"是遗传学重要的研究思想,设计探究活动驱动学生体会"假说-演绎法"的遗传学研究思路,遵循"假说-演绎法"的思路解释不同性状自由组合的遗传现象。基于小组合作,学生自主设计杂交实验,利用自行开发的《遗传杂交实验检索表》查找实验结果,提出假说,并引导学生利用探究活动获得的证据通过科学论证过程得出论点,从而实现科学概念的构建。     

数量遗传学理论框架下的进化生态学研究：以动物模型的运用为例

目前,生态学家越来越关注深入的生物学问题,例如,1)理解生态和进化过程的互作和关系;2)种群中一个重要的表型特征,受遗传基因影响多大?即其可遗传程度,表示该性状的进化潜能;3)基因是怎样影响表型性状,及其对应的个体适合度以及种群动态?4)决定多个重要表型性状的基因之间关系和互作如何?随着生物统计软件尤其是线性混合模型的发展,结合经典数量遗传学的理论,发展出了针对上述问题的动物模型(Animal Model),使得我们可以对野外种群进行上述研究。本文首先介绍了经典数量遗传学的重要概念,随后在其理论框架下,举例介绍了动物模型的操作和使用,最后探讨和展望了利用数量遗传学方法进行进化生态学研究的前景。     

不同基因型羊草数量性状的可塑性及遗传分化

为了深入探讨植物对环境变化的适应机制,该文以内蒙古草原区羊草(Leymus chinensis)不同基因型为对象,在人工控制条件下,研究了羊草基因型、刈割、干旱及其交互作用对羊草11个数量性状的影响。结果显示:(1)所观测的11个性状(光系统Ⅱ光化学效率、最大净光合速率、蒸腾速率、比叶面积、相对生长速率、分蘖增长数、地上及地下生物量、叶总酚浓度、根非结构性碳水化合物总量和根冠比)受环境因素(干旱、刈割或两者交互)影响显著,表明该物种具有较强的表型可塑性;且在4种环境条件(对照、刈割、干旱、刈割干旱)下,不同基因型羊草的反应规范并不一致,其中,最大净光合速率、蒸腾速率、比叶面积、相对生长速率、叶总酚浓度和根非结构性碳水化合物总量受环境和基因型交互作用影响显著,表明这些性状的表型可塑性具有一定的遗传基础。(2)对同一环境条件下,不同基因型间的性状进行分析显示,分蘖增长数、地下生物量和根非结构性碳水化合物含量在4种环境条件下均未检测到基因型间的差异;而其余8个性状在基因型间的差异显著,表明这些性状的差异具有一定的遗传基础,其中,与生长相关的6个性状的遗传力(H~2)较高,均大于0.5,而叶总酚浓度和根冠比仅在刈割干旱条件下检测出显著差异,H~2分别为0.145和0.202。这些实验结果为理解羊草这一重要物种在内蒙古草原区的广泛分布提供了适应机制方面的数据支持,为合理预测未来气候变化对该物种的影响提供了科学依据,为合理利用和保护该物种及其生态系统提供了理论依据。     

利用牛奶蛋白基因型改良奶品质

目前,瑞典农业科学大学动物遗传系研究人员同时对牛奶中的κ-和β-酪蛋白及β-乳球蛋白进行了基因型作图。 传统的育种工程是根据其表型或可见性状来筛选父母本进行杂交,但这些性状易受环境的影响,因而,其表型可能与基因型(或存在于生物体中的一套基因)间没有直接的相关性。了解基因型的价值主要     

鸟类对高海拔环境的适应性演化:从表型到基因组

解析鸟类对高海拔高寒、低氧与强紫外辐射等极端环境的适应性状与遗传基础一直是演化生物学和群体遗传学的重点研究内容.在表型上,比较形态与生理学等方法揭示了高海拔鸟类形态、飞行能力以及血液生理等特征发生了显著变化.在基因型上,与氧运输和氧利用相关基因(如血红蛋白基因、细胞色素C氧化酶基因等)在高海拔鸟类中发生了适应性演化,进而改变相应蛋白的功能以适应低氧生存.近年随着高通量测序技术的发展,大规模比较基因组与转录组分析正逐步揭示鸟类高海拔适应的遗传机制.尽管传统手段与测序技术从不同角度揭示了鸟类高海拔适应方式,但当前仍缺乏对高海拔适应性状与遗传机制的系统性分析,尤其是在解析高寒低氧环境鸟类能量代谢策略上更加滞后;同时对涉及表型可塑性的复杂性状遗传解析也是当前的一大难题.因此,整合传统与各种组学手段,引入功能实验与同质园实验将会更高效、彻底地破译鸟类高海拔适应性状的遗传基础,这也是未来解析鸟类高海拔适应的研究趋势.     

海萝藻中MAAs吸湿保湿效果分析

类菌胞素氨基酸(MAAs)是一类具有强紫外吸收能力的水溶性氨基酸类物质。本文为研究海萝藻中MAAs的吸湿、保湿性能,采用体外环境保湿测试方法对海萝藻MAAs、丙三醇、透明质酸进行吸湿保湿率测定,对添加不同浓度的海萝藻MAAs浓缩液的爽肤水与乳液进行保湿率测试与吸光度测试。结果表明,海萝藻MAAs的总体吸湿与保湿能力比透明质酸强,但略低于丙三醇;保湿时间长,海萝藻MAAs经过72 h的检测仍表现出比丙三醇和透明质酸高的保湿率;皮肤测试证明添加了60%海萝藻MAAs浓缩液的爽肤水具有最优的保湿效果,经过3 h测试,皮肤含水量较空白区域可提高23.29 c.u.,添加了5%~20%的海萝藻MAAs浓缩液的乳液能显著提高乳液的吸光度值,且添加量越大,吸光值越大。     

鸡快慢羽性状遗传学基础分析综合实验探索与实践

随着全国“卓越农林人才教育培养计划”的开展,我校动物科学专业设置了“卓越班”,以突出培养学生的系统思维和创新创业能力为目标开展了系列教育教学管理和课程改革。为此,我们以“鸡快、慢羽性状”为实验对象,设计了“鸡快慢羽性状遗传学基础分析”综合实验,突出培养学生用理论知识解决生产实践问题的思维和能力。本文重点介绍了该实验作为动物遗传学实验教学案例的实施过程及效果,首先从鸡的表型观察逐步深入到遗传学基础分析,利用遗传学理论指导鸡快、慢羽品系培育的育种实践。实验内容涉及伴性遗传规律和性别决定机制等遗传学理论知识,同时还涉及基因组DNA提取、基因扩增、酶切及电泳分析等一系列分子遗传学的技术方法。不仅有利于学生综合分析能力和专业技能的掌握,还有助于培养学生对动物科学专业的科研兴趣和创新意识。此综合性实验还展现了用遗传学理论指导动物品种培育实践过程,符合动物科学专业复合应用型人才培养目标的要求,其中的教学理念和方法可推广应用于其他生物学实验教学。     

水稻QTL分析的研究进展

水稻许多重要的性状是由多基因控制的数量性状,经典的数量遗传学只能把数量性状作为一个整体进行研究。近年来．高密度分子标记连锁图的构建和有效的生物统计学方法的发展使人们对数量性状遗传基础的研究出现了革命性的变化。通过对不同群体内的个体或品系的分子标记基因型和表型数据的共分离分析,能对QTL进行检测和定位。本文对QTL定位的原理和方法进行了介绍,从QTL的数目和效应、上位性效应、QTL基因型与环境的互作、相关性状的QTL以及个体发育不同阶段的QTL等方面对水稻QTL分析的研究进展进行了综述。水稻基因组测序计划已经完成,本文还对基因组时代水稻QTL精细定位和克隆的方法进行了探讨,对QTL分析在水稻育种中的应用前景进行了展望。     

大疱性表皮松解症的遗传学和治疗方法研究进展

大疱性表皮松解症(epidermolysis bullosa, EB)是一种罕见的遗传性皮肤疾病,其特征主要表现为皮肤易发生水疱和溃疡。近年来,有关EB的遗传学和临床表型的研究取得了显著进展。EB的致病基因主要编码与皮肤结构、功能密切相关的蛋白质,这些基因突变会影响角质形成和皮肤结构稳定性。EB的临床表型有很大的异质性,从轻度的水疱和溃疡到严重的皮肤剥离。临床上将EB分为4个主要类型,不同类型的EB存在不同的临床特征和病程。目前,EB的治疗主要是支持性疗法,基因治疗、干细胞治疗和蛋白质替代疗法还需进一步研究。本文从EB的遗传学、临床表型和治疗方法入手进行综述,以深入理解EB的发病机制和寻找更有效的治疗策略,以期改善患者的预后。     

上位性及其在遗传育种研究中的应用

上位性引入遗传学已有一个多世纪,直到近些年才受到广泛关注,成为复杂性状遗传研究体系的一个重要组成部分。上位性可分为统计上位性和功能上位性两类,前者具有群体特性,后者属于基因型现象。分子标记技术是研究上位性的一个有力工具,理论与实验研究证实上位性在动植物数量性状的表现中具有重要作用。上位性在作物育种中的应用因作物的繁殖方式,育种方法等不同而异,上位性是杂种优势形成的重要遗传基础。     

作物数量性状的遗传距离及其测定

在杂交育种过程中,亲本的选配是杂种后代出现理想的性状组合的关键环节。遗传学研究指出,双亲的基因型差异越大,其后代的分离幅度也就越大。因此许多育种工作者总是把基因型差异的大小作为杂交育种中选配亲本的重要依据之一。但是,由于育种过程中所遇到的主要性状多数是数量性状,在表现型上呈连续分布。另外,不同性状值之间彼此常有不同程度的相关。因而给按照遗传差异来选配亲本增加了困难。     

江西省地方冬瓜种质资源表型性状遗传多样性分析

为深入了解江西省地方冬瓜种质资源的变异特点和多样性,采用主成分分析、聚类分析和表型性状综合评价方法,对"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"中收集到的95份江西省地方冬瓜种质资源的12个表型性状进行了遗传多样性分析及综合评价.结果表明,不同环境条件下,95份冬瓜种质表型性状具有丰富的变异,遗传多样性指数的变幅为0....     

流感病毒的反向遗传学研究进展

反向遗传学是指对病原微生物的cDNA进行目的性修饰,以对其进行功能和表型的分析[1]。它是相对于经典遗传学而言的,后者是从生物的性状、表型到遗传物质来研究生命的发生与发展规律。反向遗传学则是在获得生物体基因组全部序列的基础上,通过对靶基因进行必要的加工和修饰,如定点     

转基因动物的基础与应用研究

转基因动物研究的基础：１．经典遗传学：揭示了遗传基因的染色体几何位点与生物表型性状的形式对应关系。生物个体体现为物种内全套基因不同等位基因的组合。２．分子遗传学：阐明了基因到性状是核酸到蛋白的信息流调控过程,即操作结构模型和中心法则的研究范畴。３．结构遗传学：基因组结构（遗传语法）、功能（发育调控）与演变（物种进化）过程构成物种进化与发育自组织的结构遗传学基础。进化是基因组的信息化增长结构化分层、     

后基因组时代微生物遗传学教学的探讨

对后基因组时代"微生物遗传学"课程教学进行探讨。提出以故事化课堂和形象化讲解增加学生的学习乐趣。为了更好地帮助学生理解后基因组学方法,将后基因组学与微生物遗传学融合教学(包括正向遗传学方法与快速正向遗传学方法、单基因敲除和表型分析与全基因组规模基因敲除和表型分析、传统的遗传相互作用与全基因组的遗传相互作用融合讲授)。此外,生物信息学网络资源的介绍延伸了课堂教学并提高了课堂教学质量。     

皂荚种子发酵工艺优化及其保湿功效探究

目的：通过微生物发酵法提取皂荚种子多糖，得到一种提取简单、成本低、安全性高，同时具有良好保湿效果的皂荚种子多糖发酵产物滤液。方法：筛选纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto）进行生物发酵，通过单因素分别优化皂荚种子发酵过程中的料液比、发酵温度、发酵时间以及发酵菌接种量，以多糖提取率为评价指标探究最优结果。同时选择符合要求的志愿者分别进行人体斑贴实验和皮肤含水量测试，探究皂荚种子发酵产物的安全性及其保湿功效。结果：皂荚种子发酵工艺设定为料液比1∶40 (g/mL)，发酵温度40℃，发酵时间60 h，发酵菌接种量1.0%，所得的多糖提取率为31.8%，斑贴实验48 h内未出现不良反应，皮肤含水量测试结果显示，多糖含量在3.18%和6.36%的皂荚种子发酵产物滤液可显著提高皮肤含水量。结论：纳豆芽孢杆菌发酵所得的皂荚种子发酵产物滤液多糖含量显著提高，且无刺激性，具有良好的保湿功效，在日化领域原料开发中有较高的开发应用价值。