控制果蝇心脏早期发育的基因研究进展

果蝇心脏早期发育与脊椎动物乃至人具有相似的分子机理,自90年代以来,通过P转位子诱变方法已鉴定出20多个与果蝇早期发育相关基因,这为揭示人体心脏发育的基因调控机理提供了重要的依据。     

影响果蝇心脏发育的基因突变

最近的研究表明,果蝇与脊椎动物及人的心脏早期发育具有极为相似的基因控制机理,果蝇已成为研究人体心脏早期发育基因控制的理想模式动物。利用化学诱变剂甲磺酸乙酯大规模地诱变影响果蝇心脏发育的基因,利用心脏特异性抗体染色进行筛选,获得了112个有心脏突变表型的致死系,其中32个致死系的心脏畸变表型有别于目前已知心脏发育基因的突变表型。细胞遗传学定位研究表明在多线染色体的13个带纹区的某些隐性致死突变基因是目前未知的,其功能可能与发育有关的基因。     

一个新的水稻迟熟性基因的遗传分析和分子标记定位

中籼迟熟水稻品系８９８７含未知的长生育期基因,在杂交水稻育种中有重要的利用价值,应用该品系与４个不同生态类型的水稻品种杂交,对其Ｆ１和Ｆ２群体进行生育期调查和遗传分析,确认８９８７的长生育期受１对隐性主效基因控制。以（８９８７Ｘ地谷）Ｆ２群体为基础,应用ＲＦＬＰ和微卫星标记结合群分法,发现第７染色体的ＲＦＬＰ标记Ｃ２１３与该基因连锁;进一步应用Ｆ２分离群体将该基因定位于第７染色体上,暂定名为ｌｆ－３。此基因的发现和定位将有助于分子标记辅助选择和杂交水稻的改良。     

心脏特异表达绿色荧光斑马鱼模型的建立与评估

本课题组前期研究中, 利用斑马鱼cmlc2 (Cardiac myosin light chain 2)基因启动子构建了一个用于斑马鱼心脏组织特异表达外源基因的转基因表达载体pTol2-cmlc2-IRES-EGFP。文章利用该载体构建了一个稳定表达EGFP的转基因斑马鱼品系, 并初步分析了EGFP的表达对该转基因斑马鱼品系的心脏发育和功能的影响。结果表明, 在建立的转基因斑马鱼品系早期胚胎发育过程中, 绿色荧光信号在心脏中特异表达, 该表达模式与原位杂交分析的cmlc2的表达模式结果相同; 该转基因斑马鱼品系的心脏形态及发育生长正常; 进一步通过M-Mode分析心脏生理学功能的结果表明：该转基因品系心动周期、心率、收缩与舒张表面积及表面积缩短率等重要生理指标与正常野生型的斑马鱼对照组相比没有显著差别。以上结果表明该转基因品系中绿色荧光蛋白的表达对斑马鱼心脏的发育和功能没有影响。研究结果为进一步利用该载体建立外源目的基因转基因表达模型, 研究心脏表达基因的功能奠定了重要基础。     

小麦-冰草异源附加系的创建 IF_3、F_2BC_1、BC_4和BC_3F_1世代的细胞学

为了进一步研究冰草属的Ｐ染色体组在小麦背景下的遗传效应和试图建立一套小麦－冰草属异源附加系,对来自普通小麦品种Ｆｕｋｕｈｏ×冰草Ｚ５５９杂种的Ｆ３、Ｆ２ＢＣ１、ＢＣ４和ＢＣ３Ｆ１世代的２２２株进行了减数分裂行为观察。结果表明：（１）２ｎ染色体的分布范围为３９～５４;（２）冰草Ｚ５５９的Ｐ染色体组存在抑制小麦Ｐｈ效应的遗传系统,而且该系统可能只涉及不多于３条Ｐ染色体,但其对Ｐｈ基因的抑制效应是微弱的;（３）Ｐ染色体组存在控制染色体在减数分裂后期分离的基因,该基因可能只涉及不多于２条Ｐ染色体;（４）抑制小麦ｐｈ效应的基因和控制染色体在后期分离的基因可能位于不同的Ｐ染色体上;（５）已获得５个可能的小麦－冰草异源附加系。     

转OMT／PGH基因猪外源基因整合及遗传特性研究

实验以转ＯＭＴ／ＰＧＨ基因猪的Ｇ０,Ｇ１,Ｇ２和Ｇ３代共８头猪为材料,应用同位素和非同位素标记的染色体原位杂交技术,对外源ＯＭＴ／ＰＧＨ基因在猪染色体上整合位点进行研究,结果表明：（１）外源基因可以整合在染色体上,整合的位点是随机的。（２）整合在染色体上的外源基因可以遗传给子代;（３）整合在染色体上的外源基因在转基因动物世代过程中整合的位点是相对稳定的。     

几个水稻品种抽穗期主效基因与微效基因的定位研究

在构建２张ＲＦＬＰ图谱的基础上,定位分析了控制水稻抽穗期的主效基因和微效基因。在特三矮２号／Ｃ．Ｂ．群体中定位到２个主效基因和２个微效基因。该２个主基因分别位于第３、８染色体上,累加贡献率约达５０％,加性效应值分别为７天和６天,而分别位于第１、１２染色体的２个微效基因的贡献率仅分别为８．３％和９．６％,加性效应值仅为３天和４天。在外引２号／Ｃ．Ｂ．群体中定位了２个连锁于第６染色体的主效基因和１个位于第８染色体的微效基因,该２个主效基因的贡献率分别为３５．５％和２７．４％,来自外引２号的该２个基因其效应均为明显推迟抽穗,因而可推测它们为感光性基因,微效基因的贡献率仅为８．９％,基因效应值较小。     

乙型肝炎病毒3‘末端缺失的preS／S基因在转基因小鼠中的表达

从乙型肝炎病毒ａｄｒ亚型的基因组ＤＮＡ中分离３’末端缺失的ｐｒｅＳ／Ｓ基因的ＤＮＡ片段,构建了由ＣＭＶ启动子控制的真核表达载体。采用受精卵显微注射方法,获得了基因组整合有３’末端缺失的ｐｒｅＳ／Ｓ基因的２个转基因小鼠品系。在不同的时间点采取血清进行了ＥＬＩＳＡ分析,发现在这２个小鼠品系中３’末端缺失的ｐｒｅＳ／Ｓ基因可被表达,而且呈稳定状态。此小鼠品系的建立,对于探讨乙型肝炎病毒３’末端缺失的ｐｒ     

乙型肝炎病毒3’末端缺失的preS/S基因在转基因小鼠中的表达

从乙型肝炎病毒 ａｄｒ亚型的基因组 ＤＮＡ中分离 ３’末端缺失的ｐｒｅＳ／Ｓ基因的 ＤＮＡ片段,构建了由ＣＭＶ启动子控制的真核表达载体。采用受精卵显微注射方法,获得了基因组整合有３’末端缺失的ｐｒｅＳ／Ｓ基因的２个转基因小鼠品系。在不同的时间点采取血清进行了ＥＬＩＳＡ分析,发现在这２个小鼠品系中３’末端缺失的ｐｒｅＳ／Ｓ基因可被表达,而且呈稳定状态。此小鼠品系的建立,对于探讨乙型肝炎病毒３’末端缺失的ｐｒｅＳ／Ｓ基因的表达产物在体内的生物学作用及其与肝细胞内细胞癌基因的转录激活之间的关系有重要意义。     

小鼠巢蛋白基因结构及其转录调控元件的初步鉴定

通过筛选小鼠基因组ＢＡＣ文库,得到小鼠巢蛋白基因组２３．３ｋｂ ＤＮＡ序列,其中约１５．３ｋｂ已完成测序。与小鼠ｃＤＮＡ序列比较结果表明,小鼠巢蛋白基因包含３个内含子。与大鼠及人巢蛋白基因相比,小鼠巢蛋白基因中３个内含子的位置及大小均很保守。利用神经发育的体外实验模型,检测小鼠巢蛋白基因第２个内含子对荧光素酶报告基因的调控活性。系列缺失质粒转染细胞显示,小鼠巢蛋白基因第２个内含子对报告基因的转录具     

三个矮杆小麦的矮生性遗传研究

通过与事国春杂交,利用杂交后代Ｆ２和回交后代ＢＣ１Ｐ１及ＢＣ２Ｐ２,研究了三个小麦新矮杆品系和矮生性遗传特性。结果表明,０００４的矮生性受一对部分显性矮杆基因控制,５７４６和７５３９－各受两对部分显性矮杆基因控制。     

荧光转基因斑马鱼Tg(ttn.2:EGFP)的构建

为了建立一种用于研究肌肉和心脏发育及其相关疾病的绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)转基因斑马鱼品系,本研究使用斑马鱼ttn.2基因编码区上游启动子序列和绿色荧光蛋白基因编码序列构建了重组表达载体,并将该载体和Tol2转座酶的加帽mRNA显微共注射入斑马鱼1-细胞期胚胎,通过荧光检测、遗传杂交筛选和分子鉴定等方法,成功建立了能稳定遗传的Tg(ttn.2:EGFP)转基因斑马鱼品系。荧光表达分析及原位杂交分析结果表明,绿色荧光信号在斑马鱼肌肉和心脏组织中特异表达模式与ttn.2基因的mRNA表达一致。通过反向PCR鉴定转基因表达载体在F1代斑马鱼品系中的随机整合位点,结果表明:No.33转基因品系的EGFP基因整合在斑马鱼的4号和11号染色体上,No.34转基因品系则整合在1号染色体上。该荧光转基因斑马鱼品系Tg(ttn.2:EGFP)的成功构建为肌肉和心脏发育以及相关疾病研究提供了一个新的理想实验模型。此外,绿色荧光强烈表达的斑马鱼品系还可以作为一种新的观赏鱼。     

中国大麦矮秆种质资源的基因分析——Ⅱ.矮秆基因的染色体定位

根据连锁遗传原理,利用全套染色体形态性状标记系,对２０份中国大麦矮秆种质资源的矮秆基因,进行了染色体定位。结果表明：１５份单基因矮秆中,有１份其矮秆基因与宽护颖基因Ｚ连锁,位于２（２Ｈ）染色体短臂上;１０份的矮秆基因与ｕｚ基因等位,由３（３Ｈ）长臂携带;４份的矮秆基因与钩芒基因Ｋ连锁,位于４（４Ｈ）长臂上。５份双基因矮秆中,有３份的矮秆基因分别位于２（２Ｈ）短臂和４（４Ｈ）长臂上;１份的矮秆基因各由其３（３Ｈ）和４（４Ｈ）长臂携带;其余１份的两对矮秆基因,１对与ｕｚ基因等位,由３（３Ｈ）长臂携带,另１对则与宽护颖基因ｗ连锁,位于２（２Ｈ）短臂之上。     

水稻光敏素基因(phyA)和-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶小亚基基因(rbcS)的染色体定位

以生物素标记的水稻单拷贝光敏素基因（ｐｈｙＡ） 和１ ,５二磷酸核酮糖羧化酶／ 加氧酶小亚基基因（ｒｂｃＳ） 的基因组克隆为探针,其大小分别为６ ．６ 和１ ．１ ｋｂ ,通过原位杂交技术将它们分别定位到水稻染色体上。ｐｈｙＡ 和ｒｂｃＳ基因的检出率分别为２９ ．７９ ％ 和２１ ．５６ ％ 。ｐｈｙＡ在第３ 染色体上有３ 个座位：长臂近着丝粒、短臂末端、长臂中部。ｒｂｃＳ分别定位于第７ 染色体长臂近着丝粒（８ ．６２ ％ ） 、第５ 染色体长臂末端、第６ 染色体长臂距着丝粒近２／３ 处。此外,对信号转导相关基因定位的意义,水稻染色体的准确识别、功能基因在染色体上的分布及位置意义等也进行了讨论。     

中国大麦矮秆种质资源的基因分析Ⅱ．矮秆基因的染色体定位

根据连锁遗传原理,利用全套染色体形态性状状标记系,对２０份中国大麦筹秆南资源的矮秆基因,进行了染色体定位,结果表明,１５份单基因矮杆中,有１份其矮秆基因与宽护颖基因w连锁,位于２（２Ｈ）染色体短臂上;１０份的矮秆基因与uz基因等等位,由３（３Ｈ）长臂携带;４份的矮秆基因与钩芒K ,锁位于４（４Ｈ）长臂上,５份双基因矮秆中,有３份的筹秆基因分别位于２（２Ｈ）短臂和４（４Ｈ）长 臂上;１份的筹秆基因各由其３（３Ｈ）和４（４Ｈ）长臂携带;其余１份的两对矮秆基因,１对与uz基因等位,由于３（３Ｈ）长臂携带,另１对则与宽护颖基因w连锁,位于２（２Ｈ）短臂之上。     

空间诱变对露地栽培菊矮化性状的影响

经卫星搭载处理的露地栽培菊四品种：Ａ,Ｃ,Ｅ,Ｈ与对照比较,ＳＰ１代株高变化除Ｈ品种外均差异不显。诱变后的矮化变异主要出现在ＳＰ２代和ＳＰ３代。在ＳＰ２和ＳＰ３代,诱变植株还出现了１０ｃｍ的超矮现象。     

与小麦抗白粉病基因Pm6紧密连锁的分子标记筛选

以Ｐｒｉｎｓ＊ＰＩ１７０９１４／７＊ＰｉｎｓＦ２分离群体对在Ｐｒｉｎｓ与其Ｐｍ６近等基因系ＰＩ１７０９１４／７＊Ｐｒｉｎｓ之间呈现多态性的ＲＦＬＰ标记进行遗传和图,发现８个多态性标中有３个与转称到普通小麦２Ｂ染色体长臂上的来源于。     

水稻光敏素基因（phyA）和1,5—二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶小亚基？…

以生物素标记的水稻单拷贝光敏素基因和１,５－二磷酸核酮糖羧化酶／加氧酶小亚基基因的基因组克隆为探针,其大小分别为６．６和１．１ｋｂ,通过原位杂交技术将它们分别定位到水稻染色体上。ｐｈｙＡ和ｒｂｃＳ基因的检出率分别为２９．７９％５ ２１．５６％,ｐｈｙＡ在第３染色体上有３个座位：长臂近着丝粒,短臂末端,长臂中部。ｒｂｃＳ分别定位于第７染色体长臂近着丝粒,第５染色体长臂末端,第６染色体长臂距着丝粒近２     

斑马鱼charon基因的克隆、抗体制备及分析

斑马鱼charon基因位于1号染色体上,其成熟肽编码区含有731 bp,编码243个氨基酸.charon基因编码Cerberus/Dan家族的一种分泌因子,它与心脏的左右不对称发育有关.为进一步研究charon在心脏左右不对称发育中的功能,以斑马鱼为动物模型,利用RT-PCR的方法成功克隆了斑马鱼charon基因片段,...     

利用果蝇模型研究人类心脏早期发育的分子机理

近年来,果蝇心脏转化的遗传机制已初步研究清楚,但控制人类心脏早期发育的基因尚待鉴定。因为调控果蝇和脊椎动物早期心脏细胞命运定型的途径具有保守性,果蝇是一种探讨人类心脏早期发育的分子机理的理想动物模型。为此目的,我们采用P转座子和EMS诱变技术建立了约3000个隐性致死基因平衡系。通过心脏前体细胞特异性抗体免疫组化筛选,我们选出200余个表现心脏突变表型的平衡致死系。我们进一步利用RNAi技术对一些基因的功能进行了初步的研究,证明这些基因表现RNAi的突变表型,该类突变表型与基因突变时表现的表型相似,即心管呈缺陷型或无心脏前体细胞形成。利用果蝇和人类基因组计划获得的成果,我们从果蝇心脏侯选基因中初步克隆和鉴定了50个人类同源基因,其中20个是新基因。Northen印迹分析表明,一部分人类基因在心脏组织中有表达,从而为研究这些基因在人类心脏早期发育中的作用提供了信息。目前,我们正在建立转基因果蝇,以此为模型研究这些基因是否对心肌细胞发生或心肌功能起调控作用。产生心肌细胞突变类型的基因如果类似于人类心脏病综合症,则可以作为人类心脏疾病侯选基因作进一步的分析。