DNA分子标记技术在濒危物种保护中的应用

近20年来,随着分子生物学技术的迅猛发展,涌现出一批高效、可靠的DNA分子标记技术.本文论述了限制性片段长度多态性、微卫星DNA、随机扩增多态性DNA、扩增片段长度多态性等DNA分子标记技术的基本原理及技术特点;同时,介绍了DNA分子标记在濒危物种种群遗传学研究、致危因素分析及保护策略的制定等保护生物学方面的应用.     

DNA双链区的切割导致碱变性超螺旋质粒pBR322的分子内结节

为进一步研究碱变性超螺旋DNA(Ⅳ型DNA;DNA Ⅳ)的结构,对碱变性质粒pBR322进行了酶学分析并利用原子力显微镜(AFM)对新形成的DNA结构进行了观察和比较．在所有已检测的限制酶中只有PstⅠ可以切割质粒pBR322的Ⅳ型DNA分子,说明在这种变性的DNA分子中仍存在少数完整的限制酶识别位点．与碱变性DNA分子的闭合环状结构相反,AFM成像的结果显示PstⅠ处理后的DNA Ⅳ分子均为开放结构,同时这种分子包含明显的DNA结节．与DNA Ⅳ分子相比,这种DNA分子的表观长度缩短了大约11%．有意思的是,大肠杆菌拓扑异构酶Ⅳ(一种Ⅱ型拓扑异构酶)也可以在pBR322 DNA Ⅳ分子中引入分子内结节,而这种结节DNA分子仍然保持闭合状态．AFM的结果表明上述两种结节的DNA分子在表观长度及结节结构的尺寸上均比较相似．这些发现证实,在碱变性的超螺旋DNA分子中仍然保留着一些长度较短的、含有特异性碱基配对的DNA双链区,而在这些区域内的DNA双链断裂可以导致DNA结节．     

质体遗传的新进展——关于质体基因的易位和易位子

质体(plasmid)是染色体外的遗传因子,能自主性地进行复制,控制着寄主细胞一定的遗传特性。例如细菌的抗药质体控制着细菌的抗药性,直接影响药物对疾病的治疗效果。又如F因子控制着细菌致育性(fertility),直接与细菌杂交有关,质体由DNA组成,分子量比染色体小得多,它的长度为染色体DNA的百分之一至千分之一,它不仅是分子遗传学中研究基因复制及基因表现的好材料,而且是遗传工程(体外DNA分子重组)中重要的分子载体之一。     

琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶电泳技术检测小麦基因组DNA RAPD扩增产物的方法学比较

通过20%(wv)的琼脂糖凝胶和5%(wv)的聚丙烯酰胺凝胶电泳对小麦白粉病抗、感特性品种基因组DNA的RAPD检测结果表明:5%聚丙烯酰胺凝胶对线性DNA分子(01～20kb)和长度相差100bp以下的DNA分子的分离较20%的琼脂糖凝胶电泳效果好。因此,我们研究出了一项利用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测小麦白粉病抗、感特性的新技术,在工作中建立了一种适合于检测小麦基因组DNA结构差异的电泳方法。该方法主要包括:(1)丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺的新配比;(2)分离DNA片段的最佳凝胶浓度;(3)电泳条件;(4)脱色、漂洗、银染、显色过程。实验发现,该技术对于小麦白粉病抗、感特性检测中的小片段和长度相差100bp以下的线性DNAPCR扩增结果的分辨效果较好。应用该技术在抗感品种间已经发现了DNA水平上的差异。     

DNA多分子缩合理论模型

在多分子缩合的实验研究基础上,本文以Tanford的递次结合模型为基础,建立了DNA多分子缩合的理论模型.此模型描述了缩合粒子的多分子结合特性,并预测缩合粒子的聚合数分布.模型的理论分布与作者用电镜获得的统计实验分布符合一致.同时,由于一组参量可同时拟合两种不同DNA长度的复曲面分布曲线,因而从理论上阐明缩合粒子的尺度独立于DNA的分子量.此外,还以高斯分布对复曲面的聚合数分布进行了模拟与比较.     

分子标记在烟粉虱蚜小蜂分类中的应用

本对分子标记技术在烟粉虱寄生蜂——蚜小蜂分类中的应用进行了概述,包括利用随机扩增多态性DNA、限制性片段长度多态性和DNA测序等技术对蚜小蜂进行分子鉴定;利用核糖体28s rDNA D2与D3扩展区、线粒体细胞色素氧化酶、核糖体内转录间隔区等DNA序列分析研究蚜小蜂的系统进化等。对分子标记在蚜小蜂分子鉴定和系统进化研究中取得的进展进行了简述。     

分子标记技术的发展及应用

介绍了几种应用前景较广的分子标记,如基于DNA杂交技术的分子标记:限制性片段长度多态性(RFLP)和DNA可变串联重复数标记(VNRT);基于PCR技术的分子标记:随机扩增多态性 DNA(RAPD)、酶切扩增多态性(CAPS)、扩增片段长度多态性(AFLP)、微卫星DNA(SSR)和DNA单链构象多态性(SSCP);以及新兴的第3代分子标记,即基于DNA芯片技术的分子标记:单核苷酸多态性(SNP)等。分别阐述了它们的原理、方法步骤与优缺点、应用注意事项和适用范围,同时概述了它们在生物学研究中的应用和进展。     

~λDNA与其EcoR1酶切片段的同源双链以及与~λplac 5 DNA的异源双链

用硷性蛋白膜甲酰胺铺展开法对DNA分子进行电镜制样,拍摄了线状双链λDNA和其ECOR 1酶切片段的电镜照片,并测得它们的长度。λDNA与其三个EcoR 1酶切片段的同源双链分子是以1:22克分子比例制得的,三个同源双链分子的双链长度分别与F_1、F_3、F_4片段的长度相同,两端均为单链。λDNA与λplac5 DNA的异源双链分子总长度与λDNA大致相同,单链环位于分子的41.5—47.2%之间。     

鸡的遗传多样性的研究方法及研究进展

遗传多样性是生物学研究中的一个重要领域,研究鸡的遗传多样性,不仅能加强生物多样性的保护。同时对起源进化、分类鉴定及遗传育种等都有重要的意义。本文对目前DNA水平鸡的遗传多样性的研究方法和研究进展进行了详细的阐述。重点介绍了DNA分子标记的特征;概括了在鸡遗传多样性分子标记的方法,包括微卫星分子标记(SSR)、扩增片段长度多态性(AFLP)、随机扩增多态性标记(RAPD)、限制性片段长度多态性标记(RFLP)和单核苷酸多态性标记(SNP)。本文综述了最近有关鸡DNA水平的遗传多样性的研究方法在系统学、遗传结构、生物地理等研究中的应用情况;提出在研究鸡遗传多样性时,可根据研究的目的,选择合适的方法。     

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。     

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.     

中国东北第四纪晚期哺乳动物化石样品的古DNA损伤分析

二代测序技术的进步推动了古DNA研究的发展,古DNA研究在人类起源、动物演化等领域已经做出突出贡献。如何针对特定地点的古DNA样品特征,有效提取挖掘其中蕴含的古生物遗传信息,是发挥古代生物样品在诸多研究领域重要作用的前提。本研究将DNA损伤的两个主要指标(末端碱基替换率、平均片段长度)与样品的埋藏时间、所属地质时期、样品材料类型和建库方法相联系,分析不同因素对古DNA损伤的影响。结果表明:中国东北古脊椎动物样品中的古DNA分子的末端碱基替换率与埋藏点的含水量、样品埋藏时间呈正相关;不同地质时期的样品之间古DNA末端碱基替换率有显著差异;不同样品材料类型对于古DNA的末端碱基替换率未见明显影响;样品古DNA的平均片段长度与以上所研究的因素均无明显关系。研究结果为探明中国东北古脊椎动物样品的古DNA特征提供了分子依据,为有效选取不同地区的古脊椎动物样品及样品发掘后的合理保存提供了借鉴和参考。     

短状杆菌的DNA分子杂交与分类学研究

利用非放射性光敏生物素标记DNA分子与固定在微稀释板上的热变性单链DNA杂交的方法,对短状杆菌(Brachybacterium)15个菌株的染色体DNA进行分子杂交．通过测定荧光强度,确定DNA间的同源值．根据其遗传相关性,对难以从形态特征、生理生化特性等进一步分类的细菌在种的水平上定论,确定其应有的分类位置．光敏生物素标记DNA,在微稀释板上进行分子杂交是一种准确、快速的杂交技术,在短状杆菌的分类学研究中起着决定性的作用．     

Cell:特殊遗传突变阐明对抗糖尿病药物的反应

<正>发表于国际著名杂志Cell上的一项研究报告中,来自宾夕法尼亚大学的研究人员通过研究揭示了,为何抗糖尿病药物会因不同个体机体DNA序列的较小的自然差异而表现出可变的效应。文章中研究者重点对重要的脂肪细胞分子PPAR-γ进行了研究,该分子是治疗2型糖尿病的噻唑烷二酮(TZD)类药物的作用靶点;PPAR-γ可以结合到DNA开关上从而开启基因的表达或关     

大肠杆菌RecQ解旋酶的表达纯化和生物学活性研究

RecQ家族解旋酶是DNA解旋酶中高度保守的一个重要家族,在维持染色体的稳定性中起着重要的作用.人类RecQ家族解旋酶突变会导致几种与癌症有关的疾病.本研究旨在诱导大肠杆菌RecQ解旋酶体外表达,并应用生物化学和生物物理学技术研究大肠杆菌RecQ解旋酶的生物学活性. 体外诱导表达获得纯度达90% 以上并具有高活性的大肠杆菌重组RecQ解旋酶,其可溶性好;经生物学活性分析显示具有DNA结合活性、ATP依赖的DNA解链活性、DNA依赖的ATP酶活性. 较之双链DNA（dsDNA）,大肠杆菌RecQ解旋酶更容易与单链DNA(ssDNA)结合( P<0.01 ),但与长度不同的dsDNA的结合特性有差异(P<0.01)而与ssDNA没有差异(P>0.05);大肠杆菌RecQ解旋酶对3种dsDNA的解链速率不同(P<0.05);大肠杆菌RecQ解旋酶的ATP酶活性与辅助因子ssDNA长度也呈正相关(P<0.01). 这些研究结果将有助于阐明大肠杆菌RecQ解旋酶的分子作用机制,并为研究RecQ解旋酶家族其它成员的结构与功能提供帮助.     

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。     

电场驱动微悬臂生物传感器及对DNA 的快速、高灵敏度检测

微悬臂列阵传感器在生物检测方面具有快速、痕量和非标记的特性. 我们以镀金并在其上固定了 DNA 探针的微悬臂为正极,在靶杂交液槽内引入另一电极作为负极,构成电场驱动微悬臂 DNA 生物传感器. 对该传感器系统施加静电场,驱动 DNA 分子朝正极迁移,使溶液中的 DNA 分子富集在微悬臂上,促进 DNA 分子的杂交. 结果表明： a. DNA 在微悬臂上的杂交时间仅需 3 min,加快了微悬臂生物传感器对 DNA 分子的检测速度; b. 提高了微悬臂生物传感器的灵敏度,可以检测到皮克级的 DNA 分子.     

海参微卫星DNA的多态性

微卫星DNA(microsatellite DNA)广泛存在于真核生物的基因组中。由于其具有突变频率快、多态性丰富、呈共显性遗传、通用性等特点,已成为近年来被广泛应用的分子遗传标记。本研究对10个海参微卫星DNA进行了克隆与测序。结果表明:90%的微卫星DNA序列存在长度多态性,这为进一步研究海参的分子标记辅助育种奠定了基础。     

大肠杆菌基因组图谱研究进展

大肠杆菌分布广泛,是微生物遗传学和分子遗传学重要的研究对象,对大肠杆菌遗传学研究的许多重要发现,加学了我们在分子水平上对生物遗传机制的理解;同时由于我们对大肠杆菌遗传背景有较深的了解,大肠杆菌在基因工程研究中占据着不可替代的重要地位。本文拟将大肠杆菌基因组图谱研究方向的进展作一简要综述。 大肠杆菌基因组是由超螺旋的环状DNA分子所组成,其长度为4710.4千碱基对(kb)。大肠杆菌基因组图谱有下列三种表现形式。     

高频激光-DNA分子相互作用体系相空间的局域特征

利用激光与DNA分子相互作用的动力学模型,借助适当的数值方法,讨论了系统动力学演化及相空间特性。结果表明：高频激光可使DNA分子的运动状态发生变化;特别地,相空间分析表明,高频激光的作用会使DNA分子运动在一些特定状态之间转变。从而可说明高频激光作用下DNA分子呈现新的有序运动现象。