一种用于构建红色红曲霉基因组Cosmid文库的大片段DNA制备方法

摘要：【目的】制备用于构建红色红曲霉cosmid文库的大片段基因组DNA。【方法】采用优化的酚氯仿抽提法制备DNA,并利用Sau3AI切割至平均大小为40 kb,然后使用Stratagene包装蛋白构建cosmid文库。基于PCR法使用同源探针从该文库中进行了目的基因的筛选。【结果】制备了浓度为5 μg/μL,平均片段大小大于48 kb的红色红曲霉大片段基因组DNA。利用该DNA构建的cosmid文库基因组覆盖倍数为10,并筛选到了含有目的片段的cosmid。【结论】通过该方法制备红色红曲霉大片段基因组D     

库存DNA以诊断疾病

印第安纳波利斯的印第安纳大学的科研人员已为世界上第一座“DNA”库搜集了九十种首批样品.该库将充当遗传物质参考图书馆,一个供某些遗传疾病患者和研究这些疾病的科学家享用的资源.行将担任该DNA库负责人的遗传学家M.E.Hodes说,虽然在大约50,000种人体基因中,目前已按序入列的还不到50种,但已经辨认的基因数目正在一点一滴地增加.Hodes及其同事们希望通过把患有已知的3000     

东乡野生稻双元细菌人工染色体(BIBAC)文库的构建

双元细菌人工染色体(binarybacterialartificialchromosome,BIBAC)是能直接将大片段DNA转入植物的载体,是植物基因图位克隆和构建植物基因嵌入突变体库的重要工具。该研究以东乡野生稻为材料,构建其BIBAC文库。该文库由14592个克隆组成,平均插入片段大小为65kb,覆盖率为2倍基因组。稳定性检测结果表明,东乡野生稻基因组DNA能够在BIBAC载体中稳定存在。     

关于植物DNA条形码研究技术规范

DNA条形码是利用标准的基因片段对物种进行快速鉴定的技术,已经成功用于生物物种分类和鉴定、生态学调查和生物多样性评估等研究领域。尽管生命条形码数据（BOLD）系统提供了主要针对动物类群DNA条形码研究的技术规范,但由于植物本身的生物学特性与所使用的条形码不同,因此已有技术规范并不完全适用于植物DNA条形码的研究。本文根据植物DNA条形码研究的特点与我国的实际情况,编写了植物DNA条形码研究技术标准和规范指南,具体包括十个方面的内容,即植物DNA条形码研究的样品采集策略;植物标本和野外数据的采集规范;植物标本图像信息的采集规范;植物DNA材料的采集规范;植物DNA材料的干燥与保存规范;植物总DNA的质量标准及保存规范;植物标准DNA条形码的选择与通用引物;DNA条形码的扩增与测序;DNA条形码数据的命名、编辑和提交规范;以及DNA条形码数据分析。我们期望通过这些标准规范的实施和在实践中的不断修订和完善,能为我国学者开展植物DNA条形码和iFlora研究提供参考和借鉴。
关键词：植物DNA条形码;技术规范;物种鉴定;标准;新一代植物志     

植物DNA条形码研究进展

DNA条形码(DNA barcoding)已成为近5年来国际上生物多样性研究的热点,即通过使用短的标准DNA片段,对物种进行快速、准确的识别和鉴定.该技术在动物研究中已得到广泛的应用,所采用的标准片段是线粒体COI基因中约650 bp长的一段.然而在植物中DNA条形码的研究进展相对缓慢,目前尚处于对所提议的各片段比较和评价阶段,还未获得一致的标准片段.由于植物中线粒体基因组进化速率较慢,因此条形码片段主要在叶绿体基因组上进行选择,被提议的编码基因片段主要有rpoB,rpoCI,matK,rbcL,UPA,非编码区片段有tmH-psbA,atpF-atpH,psbK-psbI,此外还有核基因ITS.已有的研究表明以上任何一个单片段都不足以区分所有植物物种,因而不同的研究组相继提出了不同的片段组合方案,目前被广泛讨论的组合主要有5种.本文综述了DNA条形码序列的优点、标准、工作流程、分析方法和存在的争议,重点论述了植物条形码研究中被提议的各序列片段和组合的研究现状.     

DNA甲基化介导的植物逆境应答和胁迫记忆

DNA甲基化是表观遗传修饰的重要形式,它不仅对植物生长发育具有重要的调控作用,而且参与了植物对各种逆境胁迫的应答过程。逆境通过改变植物DNA基化水平和模式对胁迫应答基因网络进行调控,从而增强当代或后代对逆境的适应性。本文主要对DNA甲基化介导的生物和非生物逆境应答及植物胁迫记忆的最新研究进展进行综述,同时对该领域研究中存在的问题和未来研究的方向进行讨论与展望。     

被子植物DNA去甲基化酶基因的进化分析

DNA甲基化模式和水平取决于DNA甲基转移酶和去甲基化酶的作用,而DNA去甲基化酶在DNA主动去甲基化过程中起到关键作用。文章以已知的10个DNA去甲基化酶基因为参照,鉴定出两种单子叶植物(水稻和高粱)、两种双子叶植物(拟南芥和毛果杨)中所有的DNA去甲基化酶同源基因,其中新鉴定出两类DNA去甲基化酶类似基因DML4和DML5。基于保守的糖苷酶结构域序列的系统进化分析以及基因在染色体上的位置分析表明,植物中DNA去甲基化酶基因存在串联复制、染色体区段复制和全基因组复制而导致基因的新功能化和亚功能化。文章还进一步分析了DNA去甲基化酶基因在不同组织中的表达情况,旨在理解DNA去甲基化酶基因的功能与进化的关系,以期为DNA去甲基化酶基因在植物中的利用提供参考。     

藻类DNA条形码研究进展

DNA barcode,又称为DNA条形码,是指利用短的标准DNA序列的核苷酸多样性进行物种的鉴定和快速识别.目前该方法在动物分类研究中应用广泛,其中线粒体的细胞色素c氧化酶亚基1(cytochrome c oxidase subunit 1,COI或cox 1)基因中的约700bp长度的一段被用来作为标准DNA片段.在陆地植物条形码研究中,生命-植物条形码联盟会(Consortium for the Barcode of Life-Plant Working Group,CBOL-Plant Working Group)近期推荐将植物叶绿体中的两个基因片段rbcL+ matK作为初步的陆生植物条形码,此组合能在70％的程度上进行植物物种的鉴别.在海藻的分类研究中,DNA条形码的应用较少,已有的研究主要集中在硅藻、红藻和褐藻,尚没有学者明确提出适合藻类的DNA条形码.总结了能够作为藻类DNA条形码的序列特点、应用流程及分析方法,综述了DNA条形码在藻类中的研究现状和存在的问题,展望了藻类DNA条形码的应用前景.     

T—DNA介导的基因诱捕技术及其在植物功能基因组学研究中的应用

T-DNA介导的基因诱捕技术是近年来发展起来的鉴定和分离基因的方法。在拟南芥和水稻基因组测序已经完成的今天,该技术将在两者基因功能的研究中扮演举足轻重的角色。本文就T—DNA介导的基因诱捕系统、基因克隆和突变体库构建的研究进展及其在植物功能基因组学上的应用等内容进行了综述,并讨论了该技术应用中的一些问题。     

植物DNA甲基化

DNA甲基化是造成植物转录水平基因沉默的主要原因。从DNA甲基化的发生机理,DNA甲基化抑制基因转录以及调控基因转录的方式简要地介绍了真核生物中DNA甲基化的功能和调控机制方面的一些研究进展。     

植物中DNA甲基化模式及其相关机制

DNA甲基化是表观遗传修饰的重要形式之一,是植物中较早发现的DNA共价修饰方式。在植物的正常生长发育中,DNA甲基化与植物基因组维持、体细胞无性系变异、外来基因防御、内源基因的表达、转基因沉默以及基因印迹之间有着极大的关系,因此,植物DNA甲基化的研究对植物基因工程的发展有着举足轻重的作用。本文介绍了参与DNA甲基化的各种酶和蛋白质,阐述了DNA甲基化相关机制的最新研究进展。     

一种改良的植物基因组DNA通用提取方法

高质量的基因组DNA是分子生物学研究的基础,而从富含糖类和次生代谢物且异质性强的植物材料中分离DNA相对困难。本方法在CTAB法和商业DNA提取试剂盒的基础上,在裂解细胞之前,对植物材料进行预处理．去除干扰DNA提取的代谢物,并在后续步骤中进行了一些优化。该方法适于多种不同的植物种类,所提取的基因组DNA质量较好,能满足下一步基因操作的要求,是一种通用的植物基因组DNA提取方法。     

植物DNA条形码研究领域文献计量学及可视化分析

为全面了解植物DNA条形码研究领域的发展和最新动态,探讨中国DNA条形码发展的状态和前景,该文利用Web of Science数据库对该研究领域进行文献计量学统计,并对引用频次、研究热点和研究前沿进行了可视化分析。结果表明:(1)中国、美国、加拿大学者在该领域文献贡献率最大,中国研究机构发文量领先,但美国、加拿大科研机构论文质量较高,影响力较大。(2) 2009年是该领域研究的高峰期,该研究领域的前沿和研究热点主要集中在物种的识别和生物多样性应用、DNA条形码候选序列筛选和鉴定技术的规范化。(3)中国学者在植物DNA条形码领域研究具有领军作用和很高的影响力,国家提倡中药产业的发展也推动了我国DNA条形码蓬勃发展,但论文的质量和影响力与美国、英国、加拿大等发达国家研究还有一定差距,应加大与发达国家科研机构合作,提高研究能力,DNA条形码技术在植物的鉴定、分类和生物多样性的保护起到非常重要的作用。这表明建立一个更全面、通用的全球植物DNA条码库以及开发新的标记并采用新的测序技术是植物DNA条形码研究的未来前景。     

植物DNA甲基化研究进展

DNA基化是一种重要的表观遗传修饰方式,强烈地影响植物染色质结构和基因的表达,因此植物DNA基化的研究对植物生长发育及进化过程的研究发展起着重要作用。本文概述了植物DNA基化的特征,并对植物DNA基化的发生机制、生物学功能、检测分析方法等方面进行了综述,旨在深入了解DNA基化对植物的影响。     

蚕豆叶绿体DNA BamH I克隆库的构建及含16S-25S rRNA基因克隆的分析

蚕豆叶绿体DNA(ct—DNA)经BamH I酶切产生26个片段,最大的为14．00kb,最小的为0．42kb。本文以pBR322为载体,E．Coli HB101为受体菌,采用标准分子克隆法构建了蚕豆ct—DNA BamH I克隆库,并从库中分离得到含叶绿体rRNA基因的克隆。32P标记的E．Coil 16S、23S rRNA能和蚕豆ct—DNA BamH I第6(B₆,5．65kb)和第9(B₉,4．70kb)个片段杂交,含有这二个片段的克隆分别命名为pVFB32和pVFBl6。利用几种限制性内切酶酶切和Southern印迹法构建了pVFBl6的物理图谱。pVFBl6电镜下观察到有一变性环(A—T丰富区),经Hind I酶切,电镜观察定位此A—T丰富区位于16S和23S rRNA基因的间隔顺序内,推测该环可能与DNA复制有关。     

枯草杆菌蛋白酶E基因多位点定点突变库的构建及其筛选

利用化学合成的15个寡聚核苷酸片段作为诱变引物,同时对枯草杆菌蛋白酶E(Subtilisin E或Apr E)基因进行体外突变,获得了合全部突变位点各种随机组合突变的突变库,通过点杂交法和DNA序列分析肯定了该突变库的可靠性.从突变库中选择一单点突变(Met222Ala)和3点突变(Asn76Asp/Asn109Ser/Ile205Cys)的基因进行克隆、表达和产物的酶学性质研究,发现其抗氧化性和热稳定性分别比野生型的有显著提高,与文献报道的一致.表明了该突变库在枯草杆菌蛋白酶工程研究中的应用价值.     

麦冬基因组DNA提取方法研究

为了从富含多糖、多酚的顽拗植物麦冬中分离出高质量基因组DNA,分别建立了改良CTAB法和改良SDS法。通过使用核分离液和CTAB/NaCl溶液、提取液中加入0.35倍体积无水乙醇等最大限度地除去杂质。将两种方法提取的8种麦冬DNA与两种离心柱式试剂盒提取的DNA在纯度、产率等方面进行对比,并进行双酶切和SRAP分析。麦冬类植物SRAP反应体系的建立尚属首次。结果表明,改良CTAB法和改良SDS法均能从8种麦冬叶片中提取到高质量的基因组DNA,改良CTAB法提取纯度更高,提取幼叶DNA纯度可以与离心柱式试剂盒媲美,能够满足多种分子生物学试验要求。在后续试验中,用改良CTAB法从20多种沿阶草族植物中提取到了高纯度DNA。该方法通用性好,提取的DNA纯度高,对其他顽拗类植物基因组DNA的提取具有借鉴意义。     

耐热DNA聚合酶基因双元载体的初步构建

Taq DNA聚合酶是PCR反应中的重要试剂,它具有结构性稳定和耐高温的特性,有能在90℃以上合成DNA的能力,因此被广泛使用于DNA扩增技术当中,但是国内尚未报道有关Taq DNA聚合酶基因用于转基因的研究.若将此耐热基因转入某些经济作物中培育耐热新品种,将会有很好的前景和实用价值.本试验将初步构建Taq DNA聚合酶的基因表达双元载体.通过引物设计,用PCR法从含有Thermus aquaticus DNA polymerase克隆基因的散装Taq DNA 聚合酶中扩增耐热DNA 聚合酶基因,得到约2.5 kb的DNA片段.扩增片段连接到质粒pUC19中测序证实是Taq DNA聚合酶基因,再将该片段重组到双元载体pBin19中,通过蓝白筛选选择重组子,构建耐热DNA聚合酶的基因双元载体pBin19-Taq.对其作进一步的加工,即插入植物启动子和增强子等后,可通过土壤农癌杆菌的介导作用,用作植物转基因之用.     

地黄属植物的DNA条形码研究

地黄属(Rehmannia)为玄参科(Scrophulariaceae)药用植物,广泛分布于中国中东部及北部地区。由于地黄属植物经历了快速成种,导致其属内物种间形态性状差异较小,运用传统的形态学分类方法已难以准确地鉴定物种,近年来迅速发展起来的DNA条形码技术为快速、准确地鉴别物种提供了新思路。本研究选用3个叶绿体DNA非编码区片段(trn L-trn F、trn M-trn V和trn S-trn G)及核基因ITS片段,运用PWG-distance和TreeBuilding两种方法对地黄属5个物种75个个体进行了DNA条形码分析。结果表明:单个叶绿体DNA片段或核基因ITS片段对地黄属物种的鉴别率较低(0%~20%),组合的叶绿体DNA片段分辨能力虽然高于单个DNA片段,但并不能将地黄属5个物种完全区分开;trn S-trn G+ITS片段组合的分辨率可达100%,能够将地黄属5个物种准确区分,与所有叶绿体DNA片段和核基因ITS片段组合(trn L-trn F+trn M-trn V+trn S-trn G+ITS)的辨别率相同,因此推荐trn S-trn G+ITS作为地黄属植物的标准条形码。此外,利用DNA条形码鉴别物种时,可采用叶绿体DNA片段和核DNA片段组合的方法来提高物种鉴定的成功率。     

DNA条形码技术在植物中的研究现状

DNA条形码技术（DNA barcoding）是用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的分子生物学技术。在动物研究中该技术已经成功应用于利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I（COI）进行物种鉴定和发现隐种或新物种。相对于动物, COI基因在高等植物中进化速率较慢, 因此植物条形码研究以叶绿体基因组作为重点, 但目前还处于寻找合适的基因片段阶段。许多学者对此进行了积极的探索, 报道了多种植物条形码的候选片段或组合, 但还没有获得满足所有标准的特征位点片段。该文介绍了DNA条形码的标准、优点、工作流程及数据分析方法, 总结了DNA条形码在植物中的研究现状。