差减杂交技术在细菌学研究中的应用

差减杂交技术是一种用于寻找基因组之间差异的有效的方法。其通过去除被比较的两组基因组之间的共有序列,富集差异序列的方法来达到寻找差异基因的目的。其操作简便,价格低廉,且避免了已知细菌基因组信息匮乏对其应用的限制,从而在细菌学方面得到了广泛的应用,包括鉴定可能与毒力有关的致病基因岛/遗传岛、查找细菌的致弱机理、鉴定可移动的遗传成分、寻找毒力基因、寻找与导致宿主差异有关的基因、检测基因表达上的变化等多个方面。从而为病原的鉴定,疾病的诊断,预防,细菌的致病机理等方面的研究奠定了坚实的基础。     

抑制性差减杂交PCR：一种寻找有差别表达基因的方法

抑制性差减杂交ＰＣＲ：一种寻找有差别表达基因的方法蒋小陵＊鲁林荣＊＊陈诗书＊郑仲承＊＊（＊上海第二医科大学生物化学教研室,上海２０００２５;＊＊中国科学院上海生物化学研究所,上海２０００３１）测定高等生物（包括人类）基因组序列是一个现实和预期的目标。...     

用抑制性差减杂交构建新疆Kaposi肉瘤差异表达基因文库

目的:分离卡波氏肉瘤(Kaposi′s sarcoma,KS)差异表达基因,并建立相应的cDNA文库,为从分子水平揭示KS发病机制打下良好的基础。方法:采集KS肉瘤及来源于同一患者的正常皮肤组织,抽提总RNA,经逆转录酶合成dscDNA,并经RsaⅠ酶切,与2种不同的接头衔接,分别以正常组织和肿瘤组织作为tester和driver,进行双向抑制性差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH),初步筛选KS肉瘤与正常皮肤差异表达基因,将差异基因PCR扩增,产物与pGEM-Teasy克隆载体连接,转化DH5α大肠杆菌,采用蓝白斑筛选,获得白色阳性克隆菌落,并煮沸破菌,PCR扩增出未知基因片段。结果:差减得到差异基因片段多位于200~500bp,成功构建了2个分别代表在KS肿瘤组织中表达上调和下调的基因文库。结论:经双向抑制性差减杂交获得了KS差异表达基因文库。抑制性差减杂交是一种快速、方便、有效的建立差异基因文库的方法。     

差异表达基因的分离策略

生命活动的各个进程伴随着不同基因的选择性开启和关闭。如何有效地分离克隆各种差异表达的基因,成为分子生物学研究的一个努力方向,大量差异基因分离策略因之问世。本文扼要介绍了近年来发展的几种主要分离策略,并详细介绍一种新的差异基因分离方法－抑制差减杂交。     

差异表达基因的分离策略

生命活动的各个进程伴随着不同基因的选择性开启和关闭。如何有效地分离克隆各种差异表达的基因,成为分子生物学研究的一个努力方向,大量差异基因分离策略因之问世。本文扼要介绍了近年来发展的几种主要分离策略,并详细介绍一种新的差异基因分离方法--抑制差减杂交。     

小麦抗叶锈病近等基因系TcLr41 SSH文库构建与分析

以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr41和感病亲本Thatcher的叶片cDNA分别作为试验方和驱动方,利用抑制差减杂交技术,构建了一个包含2544个克隆的差减文库。随机提取阳性克隆质粒DNA后经PCR检测,插入片段大部分集中在200～1000bp之间,证明所构建的文库符合要求。在功能已知的基因中,推测过氧化氢酶（catalasc）基因、抗秆锈病基因（rust resistance gene）、铜蓝结合蛋白（blue copper—binding protein）基因、锌指蛋白（ring zinc finger protein）基因、胁迫反应蛋白（stress responsive protein）基因等可能是TcLr41中抗病相关差异表达基因。     

黄萎病菌诱导的海岛棉抗病反应的SSH文库构建及分析

在Pima90幼苗接种黄萎病病原菌后2、4、8、12、24、48、72和96h分批取幼根以抽提棉花总RNA。以未接种病原的棉花cDNA为驱动方,利用SSH法对接种病原后的棉花cDNA进行差减杂交。对杂交后的cDNA进行T／A克隆并转化到大肠杆菌中完成文库构建,共获得了534个克隆。以M13引物对扩增插入片段进行PCR扩增,电泳结果显示插入片段大小从0．2—1．2kb不等,平均大小为0．5kb。将克隆中的插入片段点种于尼龙膜上,分别以病原诱导前后的总cDNA为探针进行反向Northern杂交。对78个在海岛棉的抗病反应中呈上升表达的克隆进行了测序并对测序结果去载体后在NCBI上利用Blastn和Blastx进行序列相似性分析。结果表明,大部分阳性克隆与拟南芥等多个物种不同逆境条件下诱导的相关基因或表达序列相同或同源,如棉花病程相关蛋白家族10,拟南芥抗病反应家族蛋白等。SSH文库的构建和分析将有助于了解棉花抗黄萎病反应的分子机制。     

应用差减杂交筛选雪莲低温特异表达基因

目的:获得雪莲低温特异表达基因cDNA全长片段。方法:以低温诱导雪莲为目的材料,常温诱导为对照,采用抑制差减杂交(SSH)方法,构建了雪莲的差减cDNA文库,筛选文库并得到38个cDNA片段。结果:利用GenBank数据库Blastx进行同源性搜索发现有22个非冗余克隆,其中18个已知基因4个未知基因。结论:同源分析表明冷诱导基因和磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)也在其中。所取得的结果为日后进一步对新疆雪莲抗寒机理的研究和更好地分离低温特异表达基因奠定了基础。     

中华绒螯蟹卵巢差减cDNA文库的构建

应用抑制性差减杂交技术构建中华绒螯蟹卵巢两个发育时期的差减cDNA文库。正向差减杂交以Ⅲ期卵巢为试验方、Ⅱ期卵巢为驱动方,反向差减杂交以Ⅱ期卵巢为试验方、Ⅲ期卵巢为驱动方;将所获差减cDNA片段克隆入质粒表达载体,转化大肠杆菌JM109。最后获得的正、反向差减文库分别含863、360个重组子。PCR扩增鉴定正、反向差减cDNA文库的插入片段平均大小分别为360和160bp,表明所构建的差减言语库适合进一步研究中华绒螯蟹卵巢发育相关基因。     

抑制差减杂交分离赤霉病菌诱导的小麦特异表达基因

为了全面探索小麦赤霉病抗性机理,以抗赤霉病小麦品种‘苏麦3号’及其感病的近等基因系(Hwo4)为实验材料,构建了一个‘苏麦3号’受赤霉病菌诱导表达的正向差减杂交文库。随机选取了141个阳性克隆测序,共获得133条通读EST。将获得的EST去除载体及接头序列后,利用CAP3软件进行聚类分析,133条EST被聚成90个序列重叠群(contigs),片段大小介于106~643 bp间,平均长度为274 bp。利用NCBI的Blastx软件对序列进行蛋白序列同源性比对,结果显示76条序列在蛋白数据库中可以找到同源序列,功能涉及能量代谢、物质代谢、疾病/防御、转录及细胞结构等。其中以能量及物质代谢相关的基因数量最多,分别占总EST的21.1%及17.1%;其次是与抗病及防御反应有关的EST,数量占总EST的15.8%。进一步的分析表明与抗病及防御相关的EST功能主要涉及抗氧化、细胞解毒及相关物质的代谢。     

用改良消减杂交结合选择性PCR法构建老年性白内障消减cDNA文库

为构建含较多大片段的高质量的老年性白内障消减cDNA文库 ,利用生物素标记、磁珠分离的改良消减杂交法获得差异cDNA .利用选择性PCR法扩增其中大片段差异cDNA ,将其与T 载体进行T A连接并转化入大肠杆菌 ,成功构建老年性白内障消减cDNA文库 .共获得 4 0 0 0余个克隆 ,随机挑取的 2 2个克隆中 ,≥ 10 0 0bp的片段有 7个 ,占 31 8% ,≥ 75 0bp有 15个 ,占 6 8 2 % .将≥ 75 0bp的 15个克隆进行反向点杂交 ,排除其中假阳性克隆 ,阳性克隆经测序并与GenBank比较 ,得到 6个已知基因、1个新基因 ,6个已知基因中 4个为全长基因 ,说明所得cDNA片段较大 ,文库质量较高 .改良消减杂交法结合选择性PCR法可以快速有效地获得大片段高质量的消减cDNA文库 ,为进一步筛选、鉴定老年性白内障致病相关基因奠定了基础     

一种用少量标本快速构建老年性白内障消减cDNA文库的方法

为从少量标本中获得含较多大片段的、高质量的老年性白内障消减cDNA文库,利用磁珠分离、生物素标记的改良消减杂交法获得差异cDNA,利用选择性PCR法扩增其中大片段差异cDNA,从而成功构建老年性白内障消减cDNA文库.在文库中随机挑取的22个克隆中,1 000 bp以上的片段有7个,占31.8%,750 bp以上有15个,占68.2%.所得cDNA片段较大,可以满足下一步研究需要.改良消减杂交法结合选择性PCR法可以从少量标本中快速有效地获得大片段高质量的消减cDNA文库.     

申克孢子丝菌酵母相和菌丝相cDNA消减文库的构建

目的 筛选与申克孢子丝菌酵母相与菌丝相双相转换相关的差异表达基因,为探讨其双相转换的分子的机制奠定基础.方法 应用抑制性消减杂交技术,构建高特异性的申克孢子丝菌菌丝相（mycelium,M）和酵母相（yeast,Y）的正反cDNA消减文库,并对其差异表达的基因进行生物信息学分析.结果 M＋Y文库获得751条表达序列标签,平均长度为690.98 bp,经拼接后获得101条非冗余序列.Y＋M文库获得875条表达序列标签,平均长度为575.9 bp,拼接获得249条非冗余序列.经BLASTN比对,这些差异表达基因中,某些结构基因和功能不明的细胞分子类基因可能与双相转换有关.结论 成功构建了高特异性的申克孢子丝菌菌丝相和酵母相的正反cDNA 消减文库,为进一步筛选申克孢子丝菌的双相转换基因奠定了基础.     

柔嫩艾美耳球虫孢子发育阶段虫体抑制性消减文库的构建

为了分离鉴定柔嫩艾美耳球虫(Eimeria tenella)孢子发育阶段虫体的差异表达基因,分别以柔嫩艾美耳球虫未孢子化卵囊和孢子化卵囊为驱动组、子孢子为实验组,或未孢子化卵囊为驱动组、孢子化卵囊为实验组,利用抑制性消减杂交(SSH)技术,构建了2个子孢子cDNA消减文库和1个孢子化卵囊cDNA消减文库。随机从3个cDNA消减文库中分别挑取50个克隆,经PCR鉴定2个子孢子cDNA消减文库的重组率都为96%,孢子化卵囊cDNA消减文库的重组率为98%。从每个文库中随机挑取50个克隆测序,并进行同源性比较分析,结果显示:从孢子化卵囊cDNA消减文库中获得了13个单一有效序列,其中8个EST与已知蛋白同源性很高;从2个子孢子cDNA消减文库中共获得了40个单一有效序列,其中9个EST与已知蛋白同源,其余可能为柔嫩艾美耳球虫的新基因。这些结果为分离柔嫩艾美耳球虫新功能基因和进一步探索防治球虫病的方法提供了理论基础。     

人细胞差异表达基因cDNA消减杂交体系的建立

为克隆肺腺癌分化相关基因, 采用诱导分化与消减杂交相结合的策略, 建立了全反式维甲酸(RA)诱导前后人肺腺癌细胞系的cDNA消减文库, 得到124个cDNA消减克隆. 经加减法杂交差异筛选、DNA和RNA印迹、cDNA全序列测定和生物学功能分析, 分离到3个在人肺腺癌细胞系分化过程中由RA激活而特异表达的新的cDNA序列这一策略和技术路线适用于分离细胞中呈过量表达或表达抑制基因的cDNA克隆, 并具有反映细胞分化过程中基因表达动态变化特征和相对简便适用的特点.     

用少量样本进行抑制性消减杂交

利用根据cap-finder方法建立的全长cDNA合成技术,扩增获得了恒河猴着床点子宫内膜组织表达mRNA的双链cDNA,通过抑制性消减杂交,成功地构建了恒河猴着床点消减文库.随机挑选文库中的阳性克隆,经点杂交证明27％为着床点差异表达的克隆.由此表明抑制性消减杂交结合cap-finder扩增全长cDNA的方法,可以有效地从少量而珍贵的样本中获得高质量的消减文库.     

利用抑制性差减杂交技术筛选草原龙胆花器官发育特性基因

目的:探讨草原龙胆花发育的分子机制,为进一步阐述花器官同源异型、属于MADS-box基因家族的一系列基因在调节开花植物花瓣和雄蕊的发育中的作用奠定基础。方法:以草原龙胆不同发育时期的花器官(萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊)原基的cDNA作为试验方(tester),以茎叶组织的cDNA作为驱动方(driver),利用抑制性消减杂交技术构建了一个富集花器官发育特性基因的抑制性差减cDNA文库。对抑制性差减cDNA文库进行筛选、测序及Blast同源性比较。结果:获得了与花器官发育相关的特异性基因。结论:构建了抑制性差减cDNA文库,为克隆草原龙胆花器官发育特异性基因全长序列奠定了基础。     

红曲菌cDNA消减文库的构建

应用抑制性消减杂交技术,构建红曲菌产桔霉素和不产桔霉素差异表达的cDNA消减文库.分别从产桔霉素和不产桔霉素的红曲菌丝体中提取mRNA,依次合成单链和双链cDNA,经酶切成大小为250～750bp的片断,将产桔霉素的cDNA分为两组,分别与两种不同的接头连接,再与不产桔霉素的红曲菌的cDNA进行两次消减杂交及两次抑制性PCR后,将产物与T/A载体连接构建成功cDNA消减文库,并转染大肠杆菌进行文库扩增,文库扩增后得到283个克隆,经PCR法快速测定,均得到250～750bp的插入片断.所构建的红曲菌cDNA消减文库为进一步筛选红曲菌中与产桔霉素性状相关的基因奠定了基础.