利用流式细胞仪测定鬼针草基因组大小

鬼针草(Bidens bipinnata L.)是国内一种重要的药用植物,同时也是镉超富集植物。本研究采用OTTOⅠ细胞核提取液配方和PI荧光染料,以鬼针草嫩叶为实验材料,以基因组DNA含量已知的番茄(Solanum lycopersicum)为对照,运用流式细胞术对鬼针草基因组大小进行了测定。结果表明,鬼针草基因组大小约为4 650.674 73 Mbp,按1 pg DNA=0.978×10~9 bp来计算,鬼针草的基因组DNA总量约为9.51 pg。本研究探索了用流式细胞仪分析鬼针草基因组大小的方法,所测得数据可为鬼针草的基因组学研究提供参考。     

毛竹基因组大小测定

毛竹(Phyllostachys edulis)属禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)刚竹属(Phyllostachys), 是我国分布和栽培面积最大的经济竹种, 有着广泛的开发前景。本实验以水稻(Oryza sativa)为内标, 用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定, 通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系, 计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试, 测得毛竹基因组大小为 2 075.025±13.08 Mb, 即2 C DNA含量为4.24 pg(以1 pg DNA = 0.978×109 bp计算)。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。     

毛竹基因组大小测定

毛竹（Phyllostachys edulis）属禾本科（Poaceae）竹亚科（Bambusoideae）刚竹属（Phyllostachys）,是我国分布和栽培面积最大的经济竹种,有着广泛的开发前景。本实验以水稻（Oryza sativa）为内标,用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定,通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系,计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试,测得毛竹基因组大小为2075.025±13.08Mb,即2C DNA含量为4.24pg（以1pg DNA=0.978×10^9bp计算）。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。     

长江江豚基因组大小测定

本研究采用流式细胞术,以公鸡(Gallusdomesticus)红血细胞DNA含量为标准,测定了23头长江江豚(Neophocaenaphocaenoidesasiaeorientali)的基因组大小(或称C值)。实验过程中采用了保存在3中不同条件下的长江江豚的全血样品,用3种不同的方法提取白细胞。为了获得本实验所用的公鸡红血细胞DNA含量的准确值,首先以人(Homosapiens)的C值为标准,对其进行了校正。然后其C值(2C=2.35pg)用于长江江豚的基因组大小测定。结果发现:长江江豚的单倍体DNA含量为3.27pg/C,由此得出其基因组大小为3.17×109bp;雌性和雄性的C值分别为3.25pg和3.29pg,野外长江江豚和豢养长江江豚的C值分别为3.30pg和3.05pg。对雌雄个体之间以及不同生长条件下长江江豚的C值应用独立样本t检验分析,发现:1)不同性别的长江江豚基因组大小之间没有明显的差异;2)豢养条件下的长江江豚和野生长江江豚之间的基因组大小有明显差异,豢养条件下的长江江豚的基因组明显小于野生条件下的长江江豚。据此推测必要环境因子的变化可能会对长江江豚的基因组DNA含量造成影响。     

基于流式细胞术的海菜花属植物基因组大小测定

利用改良的裂解液P1,以中国古代莲(Nelumbo nucifera Gaertn.Fruct.et Semin)为外标,采用流式细胞术(FCM)对海菜花属(Ottelia Pers.)6个代表性物种及3个存疑类群的基因组大小(C值)进行测定,并对海菜花属系统发育关系进行评估。结果显示:所测定的材料中,水菜花(Ottelia cordata(Wall.)Dandy)C值最小(6.759 pg),灌阳水车前(O.guanyangensis Z.Z.Li,S.Wu&Q.F.Wang)C值最大(12.929 pg);对基因组大小与该属系统发育树进行比较分析,结果发现该属植物基因组大小与系统发育关系具有一致性;对海菜花属3个存疑类群进行分子系统学研究,结果发现存疑类群与嵩明海菜花(Ottelia acuminata var.songmingensis Z.T.Jiang,H.Li&Z.L.Dao)及灌阳水车前的关系最近,而与水菜花的关系较远,这与基因组大小变异相一致。根据基因组大小进一步推测3个存疑类群很可能为二倍体。本研究结果可为海菜花属植物的系统学研究提供新资料,同时为该属植物基因组学研究提供基础数据。     

雌核发育草鱼及亲本倍性研究

应用流式细胞术(now cytometry, FCM)和红细胞(核)体积测量法对雌核发育草鱼、普通草鱼、湘江野鲤染色体倍性进行比较研究,检测获得的子代雌核发育草鱼倍性情况.结果表明雌核发育草鱼与普通草鱼红细胞及细胞核大小无显著差异,且DNA含量一致,湘江野鲤红细胞和细胞核体积是雌核发育草鱼、普通草鱼的两倍,DNA含量是草鱼的两倍.证实人工雌核发育草鱼具有与普通草鱼相同的染色体倍性.     

几种念珠菌DNA总含量的流式细胞分析

应用流式细胞术(FCM)对处于稳定生长阶段的念珠菌属(Candida)的7种8株念珠菌进行了DNA总含量的流式细胞(FCM)分析。这8株念珠菌是:白念珠菌(C.albicans)2株,热带念珠菌(C.tropicalis),克柔念珠菌(C.krusei),近平滑念珠菌(C.parapsiolosis),乳酒念珠菌(C.kefyr),白念珠菌星形变种(C.stellatoidea),即血清B型白念珠菌,季也蒙念珠菌(C.guilliermondii)各一株。应用EB一步插入法染色,用鸡红细胞(CRBC)作为内参标准进行DNA总含量测定。分析结果表明:稳定生长阶段的组方图上,大多数念珠菌细胞处于DNA合成周期的G_0/G_1期;DNA总含量有明显的种间和种内差异。     

黄喉拟水龟细胞核DNA含量的分析

以黄喉拟水龟 (Mauremysmutica)的红血细胞为材料 ,以鸡红血细胞为DNA标准 ( 2 5pg/2c) ,采用流式细胞仪测定了黄喉拟水龟及其两个种群的细胞核基因组DNA含量。黄喉拟水龟的细胞基因组DNA含量为 5 16± 0 2 9pg/2c (n =6 0 ) ;南方种群的细胞核DNA含量为 5 19± 0 30pg/2c (n =30 ) ,北方种群为 5 14±0 30pg/2c (n =30 ) ,两个种群的核DNA含量无显著差异 (t=0 6 84 7,df =5 8,P >0 0 5 )。     

流式细胞术的参考标准及其误差来源

本文介绍了流式细胞术的两类参考标准。外参考标准是作为仪器调整的标准,包括各种微球和戊二醛固定的鸡红细胞。内参考标准中着重介绍了DNA标准细胞包括国内常用的人淋巴细胞及国外常用的虹鳟鱼红细胞等。本文较详细地阐述了FCM测定细胞DNA或倍性的各种误差来源,包括仪器、染料及样品制备等。强调了标准与样品细胞在制备过程中应早期混合的必要性。     

34种秋海棠基因组大小比较与分析

以34种野生秋海棠(包括4个变种)为试材,水稻(Oryza sativa L.subsp.japonica Kato)为外标,采用流式细胞法测定其基因组大小,比较不同种、组之间基因组大小的差异,并分析与染色体数的相关性。结果表明:34种秋海棠基因组大小在0.292~2.554 pg之间,最大值约为最小值的9倍,平均基因组大小为0.863 pg,最小的为盾叶秋海棠(Begonia peltatifolia H.L.Li),最大的为水鸭脚秋海棠(B.formosana(Hayata)Masam.)。中国原产的30种秋海棠平均基因组大小(1C=0.925 pg)较南美洲原产的4种的(1C=0.398 pg)大,中国台湾原产的3种秋海棠基因组均比大陆原产的27种的大。中国原产秋海棠不同组间基因组的大小存在差异,同一组内基因组大小亦不相同,本研究所测材料以四室组的基因组最大,为1.285 pg,组内变化近3.2倍;秋海棠组和二室组次之,分别为0.895 pg和0.888 pg,组内变化近6.4、6.8倍;侧膜胎座组基因组最小,为0.721 pg,组内变化约1.2倍。相关性分析表明秋海棠基因组大小与染色体数无显著相关性。本结果可为秋海棠遗传多样性分析及基因组学研究提供一定的基础数据。     

人工雌核发育草鱼染色体倍性的鉴定

运用经典的红细胞及细胞核体积大小测量方法以及流式细胞仪,检测了人工诱导雌核发育草鱼染色体倍性与DNA含量.雌核发育草鱼红细胞体积为(333.5±41.94)μm3,细胞核体积为(20.7±2.378)μm3;与所测普通草鱼红细胞体积(343.8±50.1)μm3,细胞核体积(21.2±1.98)μm3,没有显著差异.雌核发育草鱼DNA含量(2C)平均为2.23pg,普通草鱼DNA含量(2C)2.20pg,两者无显著差异.研究结果表明,人工雌核发育草鱼与普通草鱼具有相同的染色体倍性.     

五节芒基因组大小测定

五节芒(Miscanthus floridulus)属于禾本科(Poaceae)芒属(Miscanthus Andersson),被认为是一种开发潜力巨大的生物质能源植物。本研究以水稻日本晴(Oryza sativa L.var.Nipponbare)为内标,采用流式细胞仪测定6份采自中国不同地区的五节芒基因组大小。结果首次确定了五节芒的基因组大小平均为2596.59 Mb,即2 C DNA含量为5.31 pg(以1 pg=978 Mb计算)。     

黄藤染色体核型及基因组大小分析

为探究黄藤(Daemonoropsjenkinsiana)染色体核型和基因组的大小,采用体细胞染色体常规制片法与显微摄影技术相结合的方法,对黄藤染色体进行了核型分析,同时以番茄(Lycopersicon esculentum)为内标,应用流式细胞术对黄藤叶片基因组大小、DNA含量和DNA倍性进行了测定。结果表明,黄藤茎尖是理想的染色体制片材料;黄藤的染色体数为2n=24,核型公式为K(2n)=1M+17m+5sm+1st,核型类型为2C;核型不对称系数61.20%;黄藤的DNA含量为1.57 pg,基因组大小为1 539.53 Mb,黄藤的DNA倍性为二倍体(2n)。这是首次报道黄藤的核型和基因组大小,为深入开展黄藤属及其近缘属植物的核型和基因组比较分析提供了参考依据。     

玉兰亚属多倍体植物DNA C-值流式细胞术测定体系的建立

通过对不同解离液和内标组合的筛选,采用流式细胞仪对木兰科玉兰亚属(subgen. Yulania) 6种多倍体植物的DNA C-值进行测定与分析。结果显示:在解离液和标样的筛选中,WPB解离液为玉兰亚属植物的最佳选择;以星花玉兰(Magnolia stellata(SieboldZucc.) Maxim.)为内标时,混合样品的峰图效果最好,DNA峰的变异系数(CV)均小于5.0%。紫玉兰(M. liliiflora Desr.)、多瓣紫玉兰(M. polytepala Law,R. Z. ZhouR. J. Zhang)、黄山玉兰(M. cylindrica E. H. Wilson)、白玉兰(M. denudata Desr.)、二乔玉兰(M.×soulangeana Soul.-Bod.)和渐尖玉兰(M. acuminata (L.) L.)的C-值大小范围在(3.92±0.02) pg到(5.85±0.03) pg之间,基因组大小从(3832.13±24.67) Mbp到(5964.17±56.06) Mbp。研究结果表明该优化的流式细胞术测定体系可以精确测定玉兰亚属多倍体植物的DNA C-值。     

毛竹基因组大小和序列构成的比较分析

毛竹(P. pubescens)是世界重要的竹类植物之一, 是中国分布范围最广、种植面积最大(占全国竹林总面积的2/3以上)、经济价值最高的竹种. 毛竹属于禾本科, 为四倍体(4x = 48), 是该科中特殊的草本植物. 禾本科中多个基因组已被或正在被测序, 但竹类植物基因组研究还未见报 道. 本研究以被测序的玉米(B73)和水稻(日本晴) 基因组作为内参, 利用流式细胞仪(FCM)获得大小约为2034 Mb毛竹基因组, 其与玉米基因组大小相仿, 远大于水稻基因组. 为了明确毛竹基因组是否与玉米基因组一样由大量重复序列组成, 进行了毛竹基因组随机测序, 获得近1000条基因组调查序列(GSS). 序列分析表明, 毛竹基因组的重复序列组成比例23.3%, 明显低于玉米(65.7%); 其重复序列主要由Ty1/Copia和Gypsy/DIRS1 2类LTR逆转座子(14.7%)构成, DNA转座子和其他重复序列比例均较低. 但由于测序数量等原因,该结果还有待今后更大规模的基因组测序分析. 本研究对毛竹和其他竹种的基因组学研究提供了一些有价值的基础数据, 同时该研究是第一次对竹类植物基因组的序列构成进行了初步描述.     

结构基因组学研究与核磁共振

各种生物的基因组DNA测序计划的完成,将结构生物学带入了结构基因组学时代.结构基因组学是对所有基因组产物结构的系统性测定,它运用高通量的选择、表达、纯化以及结构测定和计算分析手段,为基因组的每个蛋白质产物提供实验测定的结构或较好的理论模型,这将加速生命科学各个领域的研究.生物信息学、基因工程、结构测定技术等的发展为结构基因组学研究提供了保证.近年来核磁共振在技术方法上的进展,使其成为结构基因组学高通量结构分析中的一个关键方法.     

基于流式细胞术和K-mer分析的银缕梅属(Parrotia C.A.Mey.)植物基因组大小测定

金缕梅科(Hamamelidaceae)银缕梅属(Parrotia C.A.Mey.)仅包含银缕梅(Parrotia subaequalis(H.T.Chang)R.M.Hao&H.T.Wei)和波斯铁木(Parrotia persica(DC.)C.A.Mey.)两种落叶阔叶乔木,其中银缕梅是我国华东地区特有的Ⅰ级濒危珍稀保护植物,属东亚第三纪孑遗成分;其姊妹种波斯铁木则间断分布于伊朗北部,属北极第三纪孑遗植物类群。本研究首次利用流式细胞术和K-mer分析方法对银缕梅属两姊妹种的基因组大小进行了测定,建立和优化了以萝卜(Raphanus sativus L.‘Saxa’)为内标、WPB(Woody plant buffer)为细胞核解离液的两种植物单倍体基因组的DNA含量(DNA C值)流式测定的适宜体系,旨在为金缕梅科银缕梅属植物的全基因组测序、基因组学研究、种质资源开发和利用以及物种保育等提供前期基础数据参考;同时也可为金缕梅科其他属、种的基因组大小测定提供借鉴。主要研究结果如下:(1)通过流式测定银缕梅基因组大小约为971.45±13.91 Mb,波斯铁木基因组大小约为890.52±24.69 Mb;(2)K-mer分析估测银缕梅基因组大小为951.70 Mb,杂合率为1.740%,重复序列比例为77.50%;波斯铁木基因组大小为858.50 Mb,杂合率为0.695%,重复序列占74.30%;(3)银缕梅属于高杂合和高重复基因组,波斯铁木则属于微杂合和高重复基因组。本研究的结果为银缕梅属植物后续基于DNA三代高通量测序技术的全基因组测序、组装及去冗余处理等工作提供了重要的数据参考。     

牦牛Myf-5基因的克隆测序及其系统进化研究

本研究对牦牛(九龙牦牛)的生肌决定因子5(Myf-5)基因进行了T-A克隆测序和分析,并与多个物种的相应基因编码区核苷酸序列、氨基酸序列进行了比对分析,构建了物种间的系统进化树.结果 表明:①牦牛的Myf-5基因大小为3313 bp,由3个外显子和2个内含子组成,与普通牛等9个物种比较,在基因大小上有较大的差异,但外显子和内含子的组成一致.②牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛、人、恒河猴、黑猩猩、狗、家鼠、软体贝壳、鸡、斑马鱼等物种间Myf-5基因编码区的核苷酸序列同源性较高,其中,牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛间的同源性最高,达98.4%以上,说明Myf-5基因编码区核苷酸序列在动物物种间具有较高的保守性.③牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛、黑猩猩、恒河猴、人、狗、家鼠、软体贝壳、鸡、斑马鱼等物种间Myf-5基因编码蛋白的氨基酸序列具有较高的同源性,保守性强,这一结果与编码区核苷酸序列的比对结果基本一致.④根据核苷酸序列,用NJ法构建的牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛、人、恒河猴、黑猩猩、狗、家鼠、软体贝壳、鸡、斑马鱼等13个物种的分子系统进化树显示:牦牛、普通牛、瘤牛、水牛和大额牛在较近的亲缘关系下聚为一大类,人、黑猩猩和恒河猴聚为另一大类,然后这两类再和其他物种相聚.这一分类结果与各物种的动物学分类结果和血液蛋白、mtDNA水平上的聚类结果基本一致,支持牦牛、普通牛和瘤牛3个物种间不应该是属间或亚属间关系,而应是同一属下的不同种,将牦牛、普通牛和瘤牛划分在同一个属--牛属(Bos),而将水牛划分在另一个单独的属的观点.同时也显示该基因序列适合用于动物学分类.     

木兰科主要属种核DNA含量(2C-值)的检测

植物核DNA含量(2C-值)作为描述生物多样性的一个主要特征参量,对植物资源的研究具有重要意义。本文选取木兰科(Magnoliaceae)中10个代表性属,即木兰属(Magnolia)、含笑属(Michelia)、木莲属(Manglietia)、鹅掌楸属(Liriodendron)、盖裂木属(Talauma)、合果木属(Paramichelia)、观光木属(Tsoongiodendron)、华盖木属(Manglietiastrum)、单性木兰属(Kmeria)和拟单性木兰属(Parakmeria)下的23个种;以玉米(Zea mays)核DNA含量(5.45 pg/2C)为标准,通过流式细胞术测定各样品的核DNA含量(2C-值)。结果表明,23个种的核DNA含量从3.25 pg(3 178.50 Mbp)到13.61 pg(13 310.58 Mbp)不等;且CV值均5%。本研究结果可为木兰科中主要属下单元基因组大小的评估和其他植物核DNA含量的测定提供参考,同时也为木兰科植物资源的保护和利用研究奠定基础。     

斑鳢、乌鳢及其杂种细胞核DNA流式含量分析

以斑鳢(Channa maculata)、乌鳢(C.argus)及其正交杂种斑乌鳢(斑鳢♀×乌鳢♂)和反交杂种乌斑鳢(乌鳢♀×斑鳢♂)的红细胞为材料,以鸡(Gallus gallus)血细胞为DNA标准(2.5 pg/2c,2c指2倍体),采用流式细胞仪测定了这4种鱼的细胞核DNA含量。斑鳢、乌鳢、斑乌鳢及乌斑鳢这4种鱼血细胞DNA的绝对含量分别为(1.488±0.035)pg/2c、(1.489±0.034)pg/2c、(1.522±0.077)pg/2c和(1.520±0.033)pg/2c。斑鳢和乌鳢的细胞核DNA含量差异不显著(P0.05),斑鳢和乌鳢与两种杂交鳢的DNA含量差异显著(P0.05),两种杂交鳢之间的细胞核DNA含量差异不显著(P0.05)。杂交鳢细胞核DNA含量显著高于亲本,可以作为杂种鉴定的依据。