重叠群物理图谱的构建及其应用

人类对各种生物的基因组结构和功能的研究都需要确定DNA序列在染色体上的位置.与遗传图相比,物理图反映了基因或DNA标记之间在染色体上的真实距离.依其作图方法分为三类,即限制性酶切图谱、重叠群图谱和DNA序列图谱.重叠群物理图是将获得的大片段克隆,如YAC、BAC克隆,依其在染色体上的真实顺序排列而成,主要应用于基因组测序、重要基因的图位克隆、靶分子标记开发及比较基因组学研究等,特别是为那些由于缺乏合适的作图群体而不能建立遗传图的物种提供了一个重要的从事基因组学研究的平台.本文综述了近年来重叠群物理图构建研究的主要进展,比较分析了不同重叠群物理图谱构建方法的特点,提出了改进物理作图质量的建议,认为应根据基因组不同区域的特点,综合特异性探针的杂交、PCR筛选、酶切指纹分析、BAC克隆STC延伸、BAC末端测序等多种方法才能完成重叠群的构建.此外,物理图的构建还应努力整合各种基因组的资源和数据,如遗传连锁图、分子细胞遗传图、DNA序列图、EST数据等,这将有助于提高其在基因组学研究中的使用价值及应用范围.文章最后对重叠群物理图的发展趋势进行了展望.     

基因组基因定位(基因DNA酶解图谱技术)的计算机方法研究

本文提出基于酶解图谱技术的基因组基因定位的计算机方法,用于连接定位从克隆分析得到的数据．我们选择了若干例子作为研究对象,尝试了该方法的有效性．结果表明,计算机方法性能良好,可望成为大基因组基因定位的有用工具．     

鹅源腺病毒基因组DNA物理图谱的构建

将鹅源腺病毒Ｙ８１Ｇ４株全基因组ＤＮＡ的ＨｉｎｄⅢ酶切片段分别插入质粒ｐＵＣ１８,成功构建了全基因组ＤＮＡ文库。在此基础上,将重组质粒携带的插入片段切出、回收并分别用地高辛标记后作为探针,与经限制酶ＢａｍＨⅠ、ＥｃｏＲⅠ、ＰｓｔⅠ、ＥｃｏＲⅤ消化的病毒基因组ＤＮＡ进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｂｌｏｔｔｉｎｇ,杂交结果经比较综合后获得了该病毒基因组ＤＮＡ的ＨｉｎｄⅢ、ＢａｍＨⅠ、ＥｃｏＲⅠ、ＰｓｔⅠ、Ｅｃ     

基于组学数据构建基因调控网络

在生命体内,基因以及其它分子间相互作用形成复杂调控网络,生命过程都是以调控网络的形式存在,如从代谢通路网络到转录调控网络,从信号转导网络到蛋白质相互作用网络等等。因此,网络现象是生命现象的复杂本质和主要特征。本文系统地介绍了基于表达谱数据构建基因调控网络的布尔网络模型,线性模型,微分方程模型和贝叶斯网络模型,并对各种网络构建模型进行了深入的分析和总结。同时,文章从基因组序列信息、蛋白质相互作用信息和生物医学文献信息等方面讨论了基因调控网络方面构建的研究,这对从系统生物学水平揭示生命复杂机制具有重要的参考价值。     

鹅源腺病毒基因组DNA物理图谱的构建

将鹅源腺病毒Y81G4株全基因组DNA的HindⅢ酶切片段分别插入质粒pUC18, 成功构建了全基因组DNA文库.在此基础上,将重组质粒携带的插入片段切出、回收并分别用地高辛标记后作为探针,与经限制酶BamHI、EcoRI、PstI、Eco RV消化的病毒基因组DNA进行Southern Blotting,杂交结果经比较综合后获得了该病毒基因组DNA的HindⅢ、Ba mH I、EcoR I、PstI、EcoR V限制性内切酶的物理图谱.利用已发表的含有鸡EDS76病毒AA-2 株基因组DNA右末端的重组质粒pBE42作为探针,与本病毒两末端重组质粒进行Southern Blo tting,根据同源性杂交结果确定了本病毒基因组DNA物理图谱与EDSVAA-2株相应的方向. 本病毒基础因组DNA物理图谱的精确构建,为进行基因组结构分析,筛选复制非必需区,构建禽腺病毒载体打下了基础.     

人基因组的STS图谱分析

人基因组分析是现代生物学研究的前沿之一,其目标是分析人基因组3×10~9bp的全核苷酸序列,识别所有基因的位置和功能,基因组分析的第一步是要进行物理图谱分析,然后才能分段进行序列分析,最后将全部序列连成人基因组的全序列。由于人基因组之巨大,传统的图谱分析如cosmid,由于其克隆容量只有40Kb;而经典的分析方法如遗传连锁(geneticlinkage)分析的分辩力太低(1cM,相当于1Mb,megabase,百万碱基对),不宜于作为人基因组分析的第一克隆工具。1987年,美国华盛顿大学的M.Olson小组首次在成功地将长达数百Kb的人染色体片段以YAC(Yeast Artificial Chromosome)形式克隆到酵母细胞中,     

分子标记在绿豆遗传连锁图谱构建和基因定位研究中的应用

绿豆(Vigna radiata(L.)Wilczek)作为一种医食两用作物,不仅是重要的食物资源,在改善土壤环境、提高农民收入等方面也发挥着重要作用。然而,相对于大宗作物而言,绿豆基础研究薄弱,基因组研究更是落后。近年来,分子标记技术迅速发展,在绿豆基因组学研究中发挥了重要的作用。国内外利用分子标记技术已构建了超过20张绿豆遗传连锁图谱。一些优良基因尤其是与抗性相关的基因被鉴定或精细定位,为绿豆分子标记辅助选择打下基础,加快了抗性新品种的培育进程。本研究通过对分子标记技术在绿豆遗传连锁图谱构建、重要功能基因的定位等方面的应用进行综述,以期为绿豆遗传育种研究及功能基因组学分析提供参考。     

单细胞转录组技术及其在人类细胞图谱构建中的应用

单细胞转录组技术在单细胞水平上进行转录组测序,提供了单个细胞的基因表达差异信息,使在单细胞尺度下研究个体细胞、相关环境细胞及其相互作用的机理成为可能.近年来,单细胞转录组技术在c DNA扩增原理上经历了从末端加尾、体外逆转录到模板置换的方法发展,大大提高了基因检测的数量、基因表达的准确性等.同时,在单细胞选取方式上进行了从96/384孔板到油包水液滴以及纳米微孔的创新,在提高通量和重复性的同时降低了整体实验成本.单细胞转录组技术广泛应用于细胞群体分类和异质性研究,推动了从发育生物学到正常、病态组织细胞图谱的构建.本文对单细胞转录组技术近年的技术进展以及在人类细胞图谱构建中的应用进行了综述.     

一种新的无标度网络构建方法及其在基因表达谱模拟上的应用

本文提出一种新的基于重连接方法的无标度网络构建算法．根据重连接方法新节点的调控节点会被重选,重连接概率取决于幂率分布模型参数gamma．用本文算法构建的网络通过微分方程模型来模拟基因表达谱数据,所用的优化算法为GA与PSO．候选节点的选择可以根据已有节点的连接数决定．实验的网络可以用log-log图,模拟的基因表达谱也用微分方程模型来验证效果．每个连接的正确性将会通过实验验证,完整的程序可以通过我们的官方网站获得：http://ccst.jlu.edu.cn/CSBG/ourown/.     

植物类胡萝卜素生物合成及其相关基因在基因工程中的应用

近年来类胡萝卜素生物合成基因的分离与功能鉴定,为应用基因工程技术改变植物体内类胡萝卜素成份和提高类胡萝卜素含量提供了新的基因资源.有关类胡萝卜素合成的生物化学及其在体内调控研究的新进展,使通过遗传操作调控植物体内类胡萝卜素生物合成途径成为可能.该文综述了类胡萝卜素生物合成途径及其相关基因的研究现状,并结合作者的工作介绍了应用转基因技术改变植物体内类胡萝卜素成份与含量的最新成功的事例.     

cDNA-AFLP技术及其在植物基因表达研究中的应用

cDNA-AFLP技术是一种新的研究基因表达的技术,具有重复性好、稳定、可靠的特点,可对生物体转录组进行全面、系统的分析,广泛应用于基因表达特性研究、植物遗传标记分析和分离植物基因等方面.近年来随着技术的不断进步,设备的不断改进,许多新的研究方法不断的产生,该技术取得了迅速的发展.本文就cDNA-AFLP技术的原理、技术特点及其在植物基因表达研究中的应用进行了综述.     

表达血管内皮生长因子-siRNA及双自杀基因yCDglyTK的联合基因载体构建及其应用研究

构建了新型联合基因载体pcDNA3.1(-)VEGF-siRNA/yCDglyTK,研究其在人胃癌细胞系SGC7901细胞中的表达和杀伤作用.构建靶向血管内皮生长因子(VEGF)的干扰质粒pGenesil-VEGF-siRNA,采用PCR法从中扩增siRNA表达框(含U6启动子),亚克隆至双自杀基因载体pcDNA3.1(-)CV-yCDglyTK,构建联合基因质粒pcDNA3.1(-)VEGF-siRNA/yCDglyTK;通过酶切、测序等鉴定重组质粒;以磷酸钙纳米颗粒为载体,将干扰质粒、双自杀基因质粒及联合基因质粒转染SGC7901细胞,RT-PCR、Western-blot验证目的基因表达;MTT法检测转染细胞对5-氟胞嘧啶(5-FC)的敏感性.结果表明:酶切及测序证实联合基因载体pcDNA3.1(-)VEGF-siRNA/yCDglyTK构建成功;SGC7901细胞转染联合基因质粒后,RT-PCR、Western-blot证实融合自杀基因表达,而VEGF基因表达下调;在前体药物5-FC作用下,转染联合基因组细胞存活率最低,与其他组比较有统计学差异.成功构建联合基因载体pcDNA3.1(-)VEGF-si...     

DNA指纹图谱技术在土壤微生物多样性研究中的应用

土壤中的微生物多样性是十分丰富的,传统培养方法对土壤微生物多样性的研究有很大局限性。近年来,各种基于16S rDNA基因的指纹图谱分析技术取得了长足的进步,并广泛应用于土壤微生物多样性的研究。这些技术主要有变性梯度凝胶电泳(DGGE)/温度梯度凝胶电泳(TGGE)、单链构象多态性(SSCP)、随机引物扩增多态性DNA(RAPD)、限制性片段长度多态性(RFLP)和扩增核糖体DNA限制性分析(ARDRA)等。对这些技术近年来在土壤微生物多样性研究领域的应用予以简短综述,并初步探讨未来几年土壤微生物分子生态学发展的方向。     

基因打靶及其应用

用活细胞染色体DNA可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质,达到定点修饰改造染色体某基因的目的,此法称基因打靶．基因的同源重组是较普遍的生物现象,其分子机理尚未阐明,但活细胞内确有一酶系可使DNA的同源序列在细胞内发生重组,这一事实已无可争辨．此事实为基因打靶的理论基础．基因打靶技术操作的关键是建立一含筛选基因的重组载体,并有效地把它转入细胞核内．基因打靶命中的细胞可稳定遗传．基因打靶在改造生物品种,一些复杂生命现象（如发育的分子机制等）及临床理论研究均有广阔的前景．     

哺乳动物早期胚胎的基因表达及其调控

哺乳动物的早期发育包括合子的形成、胚胎基因组的活化和细胞开始分化等。在这段时期,精蛋白被组蛋白取代;二倍体形成后甲基化的单倍体亲本基因组经历了脱甲基作用;母本控制的发育被合子控制所取代。此外,在染色体调节的转录抑制状态形成之后,胚胎基因组活化,但基因的有效表达需要有增强子。这种转录抑制状态的产生很可能发生在染色质结构水平,因为诱导组蛋白过乙酰化可免除对增强子的需求。早期胚胎的mRNA表达模式与在体内或体外成功发育的关系,对确定最佳培养条件和核移植程序是必不可少的。     

用线粒体tRNA基因探讨现存两栖动物三个目间系统发生关系

现存两栖类3个目的系统发生关系仍然没有统一意见,最广泛被接受的假说是单系起源,并且无尾类和有尾类为姐妹群关系而排斥蚓螈类(蛙类假说)。然而,这一假说一直存在争议。我们在测定了泽蛙线粒体基因组全序列的基础上,与已知其他的6种两栖类进行详细的比较分析,同时选择了11种高等脊椎动物的线粒体全基因序列,以硬骨鱼类作外群,用22个tRNA基因合并数据进行系统发生重建分析,结果表明MP、ML树都强力地支持现生两栖类动物为单系群,并且有尾目和蚓螈目为姐妹群关系。这个结果与蛙类假说是相矛盾的,与Bolt(1991)在形态学基础上提出的有尾类和蚓螈类为姐妹群关系的假说相一致,并得到建立在线粒体和核rRNA基因数据基础上的许多分子研究的支持。另外还探讨了本结果与前人的研究不一致的原因,以及利用线粒体全基因序列进行系统发生分析可能存在的偏差。     

水稻蜡质基因及其利用研究进展

简要介绍了水稻蜡质基因的等位基因位点及其表达特性。并从蜡质基因第1内含子核苷酸和蜡质基因剪切方式以及蜡质基因相关的顺式作用元件与反式作用因子等方面阐述了水稻蜡质基因表达调控,还概述了水稻蜡质基因的分子标记辅助选育方面的研究。从近年来的报道显示,利用反义RNA技术抑制水稻内源蜡质蛋白的表达是目前蜡质基因应用研究的主要方向。关于蜡质基因的研究,在其它作物中也都有报道。