原位杂交技术在植物遗传育种上的应用

本文在简要介绍原位杂交技术的基础之上 ,重点介绍了该技术在植物遗传育种领域 ,即在 (1 )异源染色质及染色体畸变检测 ;(2 )植物基因工程及基因表达研究 ;(3)构建植物基因物理图谱 ;(4)染色体RNA研究等方面的应用现状 ,并对原位杂交技术在提高检出率 ,与染色体显带技术结合 ,PCR 原位杂交等方面提了一些见解。     

原位杂交技术在植物遗传育种上的应用

本文在简要介绍原位杂交技术的基础之上,重点介绍了该技术在植物遗传育种领域,即在(1)异源染色质及染色体畸变检测;(2)植物基因工程及基因表达研究;(3)构建植物基因物理图谱;(4)染色体RNA研究等方面的应用现状,并对原位杂交技术在提高检出率,与染色体显带技术结合,PCR-原位杂交等方面提了一些见解。     

程序性细胞死亡抑制基因Dad-1在水稻和玉米中的FISH定位(英文)

Dad-1是一种在动物和植物中都非常保守的细胞程序性死亡 (PCD) 抑制基因。作者利用 FISH (荧光原位杂交)首次把单拷贝水稻Dad-1基因物理定位在水稻第2号染色体短臂的端部(Fig.2 A,B&C)。我们还分析了它在玉米基因组中的同源序列。Southern 杂交结果显示在玉米基因组中确实存在水稻Dad-1 的同源序列(Fig.1)。FISH进一步展示了三个杂交信号分别在玉米4、5号染色体长臂和9号染色体短臂上(Fig.2 D,E&F),其信号距着丝粒的百分距离(FL值)分别为 91、98和96。其杂交位点的位置与水稻Dad-1所处的相对位置是相似的,它们都处于染色体臂的端部。这表明在一定的程度上,Dad-1基因不仅在序列同源性上而且在所处的染色体位置上具有保守性。 水稻Dad-1基因在水稻中的杂交信号检出率 (38%) 高于玉米中的。这表明与玉米相比,水稻Dad-1 基因的编码序列更容易与水稻染色体杂交;它与玉米中的相应序列可能只是部分同源。     

利用高灵敏的TSA-FISH在玉米中定位bz1、bz2基因(英文)

植物中 ,程序性细胞死亡 (PCD)发生在植物生殖和发育的许多方面 ,已有的研究表明 ,在玉米种子的发育过程中 ,胚乳组织经历了程序性细胞死亡的过程。bz1 (bronze)和bz2是与种子的糊粉层发育相关的花青素生物合成基因 ,在玉米基因组中 ,bz1基因所在区域是重组热点 ,bz2与类黄酮的酰化、糖基化、转运、沉积等有关 ,基因的物理定位有利于基因的分离和克隆。TSA FISH (Tyramidesignalamplificationfluorescenceinsituhybridization)是一种新颖的高灵敏度的荧光原位杂交技术 ,它的主要反应原理是辣根过氧化物酶催化过氧化氢和标记的酪胺分子 (tyramide)的苯环部分反应 ,使荧光标记的酪胺分子在直接带有或间接带有HRP报告分子的探针周围沉积 ,信号因此得以极大的放大 ,从而大大提高了荧光原位杂交技术的灵敏度 ,90年代中期开始引入动物和人类组织化学和细胞遗传学研究中 ,2 0 0 1年才应用于植物细胞遗传学的研究。利用这一技术 ,我们将bz1基因定位于玉米的第 9染色体的短臂和第 1染色体的长臂上 ,其信号点距着丝粒的百分距离分别为 40 .2 ,75 .4;bz2基因定位于玉米的第 1染色体的长臂和第 5染色体的短臂上 ,其信号点距着丝粒的百分距离分别为2 1 .6,1 5 .3。本文讨论了TSA FISH技术在植物中小的、低拷贝的DNA序     

萝卜全基因组中SPL基因家族成员的鉴定与分析

SQUAMOSA启动子结合类蛋白(SPL)基因家族,作为一类在植物中广泛存在的转录因子,在植物生长发育、信号转导及生理生化过程等方面具有重要作用.本研究通过生物信息学方法,从萝 卜基因组中鉴定出分布于8条染色体上的26个SPL基因,并将其按照所处染色体位置命名为RsSPL1～RsSPL26.其氨基酸数目在139～102...     

植物B染色体的分子结构组成及遗传机制研究进展

B染色体(B chromosomes, Bs)是独立于常规染色体即A染色体(A chromosomes, As)的一类特殊染色体。长期以来,由于实验方法的限制和B染色体可有可无的性质,B染色体一直被认为是完全由异染色质组成且不携带任何功能基因。随着高通量测序技术的发展,很多物种的B染色体被分离,通过对其DNA组成进行全面分析,发现B染色体也携带蛋白质编码基因且对宿主的转录和蛋白表达有影响。本文以黑麦(Secale cereale L.)、玉米(Zea mays L.)和拟斯卑尔脱山羊草(Aegilops speltoides Tausch.)为例,主要介绍了B染色体对植物表型的影响、B染色体的分子结构及DNA重复序列组成、B染色体的功能基因研究,并讨论了植物B染色体领域的研究现状及潜在的应用前景,旨在为染色体工程和育种提供新思路。     

用激光微束法将外源基因导人水稻细胞的研究

将外源基因导入植物细胞是植物基因工程的关键步骤之一。用激光微束技术转化动物细胞已经取得了成功,并证明外源基因已整合到细胞染色体上。最近又证明激光微束可穿透植物细胞壁和细胞膜,将pBR322DNA导入植物细胞和细胞器。本实验在利用激光微束技术将外源基因导入水稻培养细胞上进行了探索。 所用外源DNA是pBI121质粒,该质粒带有CaMV35启动子和β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因,用     

BAC-FISH在植物基因组研究中的应用

细菌人工染色体与荧光原位杂交合成技术(BAC-FISH)是90年代开始发展起来的一种新的定位技术.由于该技术较常规荧光原位杂交(FISH)技术的信号检出率高得多,近年来在植物基因组研究中得到了越来越多的应用.运用该技术已将一些重要的功能基因定位到相应植物染色体上.     

BAC-FISH在植物基因组研究中的应用

细菌人工染色体荧光原位杂交(BAC-FISH)是将包含不同特性的BAC克隆直接定位到染色体上的技术,其在植物基因组学和分子细胞遗传学研究中具有不可替代的作用。综述其在各种植物染色体鉴定和核型分析、图谱构建、植物起源与进化分析、基因定位以及FISH的分辨率等植物基因组学研究的应用进展。     

蒺藜苜蓿全基因组中WRKY转录因子的鉴定与分析

WRKY基因家族是植物基因组内一类重要的转录因子, 参与植物许多生理生化过程, 如植物发育、代谢以及生物和非生物胁迫。目前, 已在多种植物中鉴定出WRKY基因家族, 但是关于蒺藜苜蓿(Medicago truncatula L.) WRKY基因家族的系统分析鲜有报道。文章利用生物信息学方法, 从蒺藜苜蓿全基因组中共鉴定出93个WRKY基因, 包括81个标准的WRKY基因(19个Ⅰ型基因, 49个Ⅱ型基因以及13个Ⅲ型基因)和12个非标准类型的WRKY基因。对这些WRKY基因进行了基因重复、染色体定位、基因结构、保守基序和系统进化等方面的分析。蒺藜苜蓿WRKY基因家族中最近共发生了11次基因重复事件, 共涉及24个基因, 占全部WRKY基因的26%。染色体物理定位分析表明, 蒺藜苜蓿WRKY基因在染色体上呈不均匀分布, 存在6个基因簇。对WRKY Ⅲ型基因的进化分析表明, 它们在长期的进化过程中受纯化选择压力。     

细菌人工染色体的修饰及其转基因应用研究

细菌人工染色体(Bacterial Artificial Chromosome,BAC)是一种新发展起来的DNA载体系统,它具有容量大、遗传特性稳定、易于操作等优点.广泛的应用于基因组文库构建、基因功能分析等方面.随着基因组测序工程的实施与完成,如何对包含完整基因信息的特定细菌人工染色体进行有目的修饰已成为功能基因组学研究的一个重要环节.BAC载体转基因技术可能成为避开基因打靶获得高效表达的转基因生物的另一途径.本文介绍了BAC作为转基因载体的几种修饰方法及其在转基因研究上的应用.     

外源基因在转基因油菜染色体上的定位及分析

原位杂交技术 ( in situ hybridization,ISH)是基因定位的主要技术之一。近来 ,随着植物细胞染色体制片技术的发展 ,以及酶联放大检测系统的采用 ,在植物中已有低拷贝和单拷贝甚至小于 1 kb的 DNA序列定位的成功报道 [1 ,2 ]。染色体原位杂交技术不仅可以用于基因的物理作图 ,而且可以用来对转基因植物中的外源基因进行染色体定位 [3 5] 。研究表明 ,外源目的基因在转基因植物中的表达与整合位点有关 [6] 。因而 ,进行外源基因在转基因植物染色体上的定位以及研究外源基因的整合位点与表达之间的关系 ,对于开发和利用转基因植物具有重要…     

可移动的基因

1928年摩尔根(T.H.Morgan)在《基因论》(The Theory of the Gene)一书中曾专门论述了基因在染色体上占有固定的位置,并呈直线排列。虽然基因之间有时也会发生有秩序的交换,但只限于在同源染色体的等位基因之间进行,所以通过交换一般仍不变更基因的位置(在杂合型中,只是显、隐性基因的互换,该基因在染色体上占有的位置不变),相反,却可通过交换值的计算推断同一染色体上基因和基因之间的相对距离。摩尔根把他所发现的这一规律,连同孟德尔的分离和自由组合规律合称基因学说.基因学说的建立大大推动了遗传学的发展,因此摩尔根曾在1933年获诺贝尔医学、生理学奖。基因学说为无数遗传学实验所证实,在遗传学中已被认为是最基本的原理。但是科学总是不断地发展的,今天已充分证明,摩尔根的基因学说带有一定的局限性。基因在染色体上是直线排列的,但有些基因在染色体上的位置却     

植物细胞遗传图及其应用

细胞遗传图（cytogenetic map）综合了来自遗传图（genetic map）和细胞学图（cytological map）两方面的信息,它既能反映基因或DNA标记之间在染色体上的真实距离,又能显示它们与染色体的细胞学结构间确切的位置关系。构建植物细胞遗传图的宗旨是将遗传图上的诸多标记与其在染色体的具体位置联系起来。目前主要有两种方法用于细胞遗传图的构建。较广泛使用的一种方法是借助染色体断点来确定遗传标记在染色体上的位置,另一种方法是利用荧光原位杂交（FISH）直接把DNA序列定位到染色体上。此外,利用RN-cM图也可以把遗传标记定位于粗线期染色体。从细胞遗传图可以看出,染色体两臂的远端有较高的基因密度和重组频率。细胞遗传图在比较近缘植物基因组的同线性、揭示植物的进化关系、研究基因定位克隆等方面都有重要意义.     

植物非整倍体研究进展

非整倍体(aneuploid)是指相对于正常个体(euploid)的染色体组增加、减少一条或若干条染色体的生物个体。由于非整倍体个体存在基因剂量效应的不平衡性(gene-dosage imbalance),非整倍体个体往往会表现严重的表型缺陷(aneuploid syndrom),如发育迟缓,个体矮小,难以繁殖后代等。在人类中,最为典型的例子为导致新生儿智力缺陷的唐氏综合症,由额外的一个21号染色体拷贝(部分拷贝)引起。此外,大多数癌细胞类型表型为严重的非整倍体。在大多情况下,非整倍体对于动物及人类是致命的,而植物对于非整倍体则往往表现出较强的耐受力,特别是在异源多倍体植物中。植物非整倍体对于植物的遗传、育种研究有重要意义,在基因及分子标记的物理位置确定,基因转移,连锁群与染色体的对应关系的确立上具有无可比拟的优势。该文综述了近些年来有关植物非整倍体研究的结果,介绍了非整倍体的几种重要成因和有关非整倍体鉴定手段的变迁,阐述了植物非整倍体对个体表型、基因表达以及表观遗传方面的影响,重点讨论了非整倍体在植物进化、基因组序列测定以及遗传改良方面的潜在作用。同时,探讨了植物非整倍体研究的新思路,以及利用非整倍体促进相关植物遗传改良、育种研究的新方法。     

大豆GeBP转录因子基因家族的生物信息学分析

GeBP转录因子调控植物表皮毛的生长发育,并且参与控制植物叶片的发育。该文利用生物信息学方法,在大豆全基因组范围内搜索GeBP基因家族,并从氨基酸理化性质、基因结构、染色体的物理分布、系统进化、序列比对、功能结构域、组织表达情况等基本特征方面对GmGeBP基因家族进行分析。结果表明:(1)共获得9个GmGeBP转录因子基因家族成员,其中仅2个基因含有内含子,且都只有1个内含子,表明该家族成员基因构造比较简单但稳定。(2)GmGeBP编码的蛋白分子量为39.65~49.24 kD,理论等电点为4.65~9.08;这些成员基本上都是酸性氨基酸,属于亲水性、不稳定蛋白。(3)这9个基因不均匀的分布于7条染色体上,10和20号染色体上分别分布2个GeBP基因,3、5、13、15、19号染色体上各分布1个基因。(4)系统进化分析表明,大豆与拟南芥对应的GeBP成员亲缘关系较近,分别聚类到4个分支,而与水稻的距离较远。(5)结构域分析表明,9个GmGeBP成员都包含DUF573结构域,推测该部分在GeBP转录因子中很可能是与靶标基因顺式作用元件互作的结构域。(6)通过分析大豆GmGeBP转录因子基因家族的组织表达,发现不同基因在大豆不同组织的表达量不同,具有一定的特异性。该文对大豆GeBP转录因子基因家族的分析和鉴定为进一步研究大豆表皮毛发育的分子作用提供了理论基础。     

中国植物学会召开细胞组织培养学术讨论会

讨论会于1989年5月14～17日在石家庄市举行。会上11篇报告的内容包括植物基因工程、植物染色体工程在育种上的应用、原生质体培养与融合、突变体的诱变和筛选、试管苗快速繁殖与脱毒及其应用、植物生殖工程、药用植物的生物工程等。     

植物性染色体进化及性别决定基因研究进展

植物性染色体起源于1对常染色体, 其在不同雌雄异株植物中多次起源并独立演变, 是研究性染色体起源和进化机制的理想材料。过去的研究在一定程度上阐明了植物性染色体的起源和演化动力; 且性染色体遗传退化、性别决定基因以及剂量补偿效应正逐渐成为研究的热点。近年来, 关于植物性染色体进化及性别决定基因的研究取得了一些重要进展。该文综述了植物性染色体的起源、进化、遗传退化、剂量补偿效应以及性别决定基因等, 并对植物性染色体进化研究发展趋势进行了展望。     

植物抗病基因工程的研究进展及前景展望

近年来,随着植物抗病基因(尤其是抗病毒基因)的分离,植物抗病机制的分子生物学和植物抗病基因工程的研究轰轰烈烈地展开并取得重大突破。本文针对植物抗病基因工程的原理、抗病基因、转化方法等方面的进展进行了综述,并对抗病基因工程的应用前景做了展望。     

绿豆VrWOX基因家族鉴定及表达分析北大核心CSCD

WOX(WUSCHEL-related homebox)基因家族是植物特有的一类转录因子,是同源盒(homeobox,HB)转录因子超家族中的重要成员。WOX基因在植物干细胞调节及生殖发育过程中具有重要作用,其功能已在多个植物物种中鉴定。然而绿豆(Vigna radiate)VrWOX基因家族信息尚不清楚。本研究通过同源比对和聚类分析,在绿豆基因组中鉴定了42个VrWOX基因。VrWOX基因在绿豆染色体中分布不均,其中7号染色体含有的VrWOX数量最多。VrWOX基因分为古老进化支(19个VrWOX)、中等进化支(12个VrWOX)和年轻进化支(WUSCHEL进化支,11个VrWOX)3个亚类。种内和种间共线性分析发现,VrWOX基因共有12个重复事件,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtWOX有15个同源基因对,与菜豆(Phaseolus vulgaris)PvWOX有22个同源基因对。VrWOX基因在基因结构、保守基序等方面存在很大差异,因而可能存在功能差异。VrWOX基因启动子区域含有不同种类和不同数量的顺式作用元件,导致VrWOX基因在不同组织中表现出不同的基因表达模式。本研究对VrWOX基因家族信息和表达模式进行了分析,为绿豆VrWOX基因功能和调控网络的解析奠定了一定的理论依据。