AFLP标记在研究家蚕遗传多态性方面的应用

AFLP是一种多态检出效率很高的分子标记技术,在构建遗传图谱,遗传多态性研究,重建分子系统演化树,品种鉴定,基因克隆等众多研究领域有着其它分子标记技术不可比拟的优势。本文在前人用AFLP技术对植物多态性研究的基础上,将AFLP用于家蚕的遗传多态性研究,结果发现在家蚕中同样具有丰富的AFLP标记的多态性。由此暗示AFLP技术亦适合研究家蚕等昆虫类动物的遗传多态性,构建遗传图谱,或用于其分子生态学,分子进化和分类等方面的研究。此外本文还探讨了适合于家蚕等昆虫的AFLP分析的实验条件。     

分子标记技术在蚕学研究中的应用

介绍了近年来DNA分子标记技术在绢丝昆虫的进化及亲缘关系分析、家蚕品种真实性鉴定、家蚕分子连锁图的构建、基因标记和定位等方面应用的重要进展 ,并展望了家蚕分子标记辅助育种的前景     

转录因子ZnF-706在鳞翅目昆虫中的进化格局及在家蚕中的功能

【目的】探讨家蚕Bombyx mori的潜在驯化基因——转录因子ZnF-706在鳞翅目(Lepidoptera)昆虫进化过程及家蚕驯化过程中的分子进化格局;并基于CRISPR/Cas9家蚕基因组编辑平台,探讨ZnF-706基因在家蚕中的功能。【方法】首先分析了家蚕ZnF-706序列特征,并利用已发表芯片数据调研该基因在家蚕幼虫组织中的表达格局;利用Phylogenetic Analysis byMaximum Likelihood (PAML)分支检验方法,分析该基因在鳞翅目不同类群中的分子进化格局。基于已发表的家蚕-野桑蚕Bombyx mandarina群体基因组多态性数据,对ZnF-706进行基因区域人工选择信号分析;对ZnF-706基因上游2 kb的调控区域进行单核苷酸多态性位点频率检测,发掘在家蚕群体中固定下来的突变位点;针对突变位点所在区域进行转录因子结合活性预测。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除ZnF-706基因,获得纯和突变体;以野生型家蚕为对照,检测突变体的茧重及蛹重变化。【结果】家蚕ZnF-706的编码蛋白具有典型的锌指蛋白结构域。ZnF-706在家蚕5龄第3天幼虫各组织中广泛表达,尤其表皮、脂肪体和生殖腺中有很高的表达量;该基因在鳞翅目、蚕蛾总科(Bombycoidea)及天蚕Antherea yamamai 3个分支中均呈现快速进化信号,在家蚕中有强烈的人工选择信号。该基因所在基因组区域的家蚕-野桑蚕种群分歧度参数Fst明显升高,家蚕群体中的群体多样性π明显降低,表明它位于一个选择扫荡区域内;该基因在家蚕-野桑蚕中的9个SNP位点存在于上游调控区,并位于转录因子结合活性区域内。该基因的纯合家蚕突变体ΔZn F-706生存力减弱,并且茧重以及蛹重与野生型家蚕相比都显著降低。但与黑腹果蝇Drosophila melanogaster中不同的是,家蚕中该基因的突变并不致死。【结论】ZnF-706可能在鳞翅目尤其是泌丝昆虫中进化,并在家蚕驯化过程中受到选择压力,提示其对于特征性状茧丝的变异可能发挥作用。该基因可能通过对丝蛋白基因的直接调控,或通过影响家蚕的生长发育而间接地影响茧丝性状。本研究不仅为探究家养动物人工选择机制提供了来自昆虫类材料的独有证据,也为后续深入开展家蚕重要经济性状的转录调控研究提供线索。     

家蚕瘫痪肽结合蛋白基因克隆与分析

ENF肽家族具有保守的N末端结构（Glu—Asn—Phe-）。该家族成员肽大多具有重叠功能活性,在鳞翅目昆虫的免疫反应,生长调控和自体调节等方面都发挥着重要的作用。在昆虫的免疫反应中,血细胞尤其是淋巴液的黏附性是针对外来侵入物的免疫应答过程中的重要因素。家蚕瘫痪肽（paralytic peptide）是ENF肽家族的一种,其具有多种的生物学活性,包括致瘫痪性及在家蚕血细胞免疫反应中的促吞噬细胞扩散活性。ENF肽家族的另一成员,粘虫（Pseudaletia separata）的生长阻抑肽（Growth-blocking peptide）,同家蚕瘫痪肽一样能够在粘虫的血细胞免疫反应中起到调节吞噬细胞的功能。目前,关于昆虫细胞免疫应答的终端调控分子机制的研究还比较少,有文献报道粘虫的生长阻抑肽结合蛋白（GBP—BP）能够起到沉默生长阻抑肽活性的功能,从而可能参与调节细胞免疫应答的终端调控。在本研究中,利用荧光差异显示技术（FDD）分析了家蚕感染BmNPV病毒后基因表达差异情况,在血淋巴中获得了一条差异条带G12782＊通过5＇-RACE技术,首次在家蚕中克隆得到了该基因的全长cDNA序列。通过同源性分析得知,该基因所编码的蛋白质与粘虫的生长阻抑肽结合蛋白具有很大的同源性,并被命名为家蚕瘫痪肽结合蛋白（Bmori paralytic peptide binding protein,PP-BP）。通过RT-PCR研究发现,该蛋白基因在血淋巴中大量表达。同时,利用实时荧光定量PCR（Real-time quantitative PCR）技术分析了该基因在正常饲养家蚕与添食BmNPV病毒的家蚕中的表达差异,结果显示该基因在家蚕添食BmNPV病毒后的表达量大大增强,这就暗示该基因可能与BmNPV病毒刺激后所引起的家蚕血液细胞免疫反应相关。利用生物信息学方法对该基因的结构进行了分析,发现该基因具有两个外显子和一个内含子。这个基因已经登入GenBank数据库,收入号为DQ306881。     

SSR分子标记在烟草研究中的应用进展

SSR分子标记技术作为最常用的分子标记技术之一,该标记技术重复性好,结果可靠,近年来在烟草遗传育种中展示了广阔的应用前景,是应用潜力较大的分子标记技术。介绍了SSR分子标记的原理及其分布特征,对其在烟草基因定位及分子标记辅助选择、种质资源研究、遗传图谱构建及种子纯度及真伪鉴定研究中的应用等方面进行了综述,并探讨了SSR分子标记技术在烟草遗传育种中的应用前景,以期为烟草SSR分子标记技术的研究提供参考。     

家蚕血细胞特异表达新基因Bm04862的鉴定及表达

通过家蚕组织芯片数据筛选得到家蚕血细胞特异表达基因Bm04862,并首次对该基因进行了克隆与鉴定。应用RACE技术获得该基因全长,并对其进行生物信息学分析。Bm4862基因开放阅读框819 bp,共编码273个氨基酸残基,预测其为跨膜蛋白;通过q RT-PCR技术对其时空表达情况进行分析;结果显示Bm04862基因在家蚕血细胞中特异高表达,并在4龄眠期和预蛹2 d时达到表达高峰;构建Bm04862真核表达载体,转染Sf9细胞分析其蛋白的亚细胞定位情况,结果表明其定位于细胞核膜和部分细胞质中。此外,用大肠杆菌刺激蚕体24 h后,Bm04862基因表达水平显著上调,表明大肠杆菌可以诱导该基因的表达,由此推测该基因可能参与家蚕的免疫应答。这为深入研究该基因在家蚕免疫反应中的功能提供了参考。     

AFLP分子标记技术在中药研究中的应用进展

AFLP(扩增片段长度多态性)分子标记技术是一种结合了RFLP和PCR技术的新型分子标记技术,在药物研究领域的应用日趋广泛。简述了AFLP分子标记技术的基本原理、技术特点与优势,重点阐明其在中药研究中的应用进展,并对其前景进行了讨论与展望。     

免疫胶体金技术的应用及展望

免疫胶体金技术是继三大标记技术(荧光素、放射性同位素和酶)后发展起来的固相标记免疫测定技术。免疫胶体金标记技术是以胶体金作为示踪标志物,应用于抗原抗体反应的一种新型免疫标记技术。近年来,该技术在医学、动植物检疫、食品安全监督等各领域得到了日益广泛的应用。从胶体金技术的基本原理、制备方法、标记技术、应用现状及其优点等方面作一简要综述,并对该技术的发展前景作了展望。     

家蚕胚胎细胞系的DNA指纹图谱分析

在建立可靠的家蚕细胞系基因组DNA制备和PCR扩增技术体系的基础上,筛选具有稳定多态性位点的RAPD和ISSR引物,建立家蚕细胞系基因组DNA的ISSR和RAPD分子标记技术体系,检测家蚕细胞系的DNA分子标记多态性,构建细胞系的DNA指纹图谱。筛选出了26个ISSR引物和43个RAPD引物,通过PCR扩增在家蚕胚胎细胞系和传代昆虫细胞系等9个样品中分别获得了797条和1205条多态性条带,多态性达到89．9%和76．6%,不同细胞系的DNA多态性有较大差异,三个家蚕胚胎细胞系具有各自特有的DNA标记。测定了9个样品间的Nei's相似系数和遗传距离,构建了系统发育树,结果表明本实验室建立的3个家蚕胚胎细胞系和家蚕“夏芳×秋白”聚为一簇,亲缘关系较近,而来自不同物种的五个传代昆虫细胞系聚为一簇,它们之间的遗传距离比3个家蚕胚胎细胞系之间的遗传距离更小。     

家蚕生殖细胞相关基因nanos的克隆表达及在胚胎发育中的表达模式

【目的】探讨nanos基因在家蚕Bombyx mori胚胎发育中的表达模式,为进一步研究该基因在家蚕胚胎发育中的功能奠定基础。【方法】根据本实验室提交到GenBank中家蚕nanos的cDNA序列(登录号EF647589)设计引物,扩增出了一条长684 bp的编码片段,对该片段进行了克隆和表达,亲和纯化表达的蛋白并免疫新西兰大白兔制备抗体。Western blot检测家蚕早期胚胎nanos的表达情况,荧光定量PCR检测nanos在整个家蚕胚胎发育中的表达情况。【结果】克隆并表达了一条长684 bp的编码片段,得到了分子量约33 kD的融合蛋白。用制备的抗血清对家蚕早期胚胎蛋白的Western blot检测表明,nanos在此阶段基本是恒定表达。荧光定量PCR结果显示刚产的卵中nanos的表达量最大,第2天开始急剧下降,此后到第10天表达量几乎没有变化。【结论】本实验克隆的nanos是家蚕中的一个同源物,该基因在家蚕胚胎发育中的表达模式与蜜蜂等有很大的不同,反映了昆虫生殖细胞形成机制的多样性。     

土壤水分对不同专用小麦后期光合特性及产量的影响

采用盆栽方法,研究了土壤水分对专用小麦生育后期光合特性及产量的影响.结果表明,强筋小麦豫麦34旗叶叶绿素计读数(SPAD值)、PSⅡ活性(Fv/Fo)和PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)在土壤相对含水量60%(FC)的条件下最高,光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)、有效电子传递速率(ETR)和传递的量子产率(Φ2)在80%FC下最高;高产小麦豫麦49旗叶SPAD值、qP、qN、ETR均以80%FC下最高,Fv/Fo、Fv/Fm和φ2受土壤水分影响不大;弱筋小麦豫麦0,除qN在80%FC下最低外,其余光合特性参数均以80%FC的条件下最高.豫麦34产量和蛋白质含量均以60%FC最高,且产量达极显著差异;豫麦49和豫麦0籽粒蛋白质含量以40%FC最高,籽粒产量以80%FC最高,且豫麦49产质差异均达显著水平,而豫麦0的产量差异达极显著水平.     

Techniques for the removal of marker genes from transgenic plants

The presence of marker genes encoding antibiotic or herbicide resistances in genetically modified plants poses a number of problems. Various techniques are under development for the removal of unwanted marker genes, while leaving required transgenes in place. The aim of this brief review is to describe the principal methods used for marker gene removal, concentrating on the most recent and promising innovations in this technology.     

Sorghum bicolor - an important species for comparative grass genomics and a source of beneficial genes for agriculture

A high-resolution genetic, physical, and cytological map of the sorghum genome is being assembled using AFLP DNA marker technology, six-dimensional pooling of BAC libraries, cDNA mapping technology, and cytogenetic analysis. Recent advances in sorghum comparative genomics and gene-transfer technology are accelerating the discovery and utilization of valuable sorghum genes and alleles.     

用GGE双标图分析甘蔗品种性状稳定性及试点代表性

算术平均法经常被用于评估甘蔗品种产量的稳定性和适应性,并用方差分析来估计区域试验的试验误差.然而,地点和年份的差异使品种的差异难以得到准确评估.为客观评价甘蔗品种的稳定性和适应性,本研究采用GGE双标图对2008-2009年我国甘蔗区域试验5个试点中的7个甘蔗品种试验数据进行分析.结果表明： 福农30号为蔗茎产量高且稳产性高的品种,粤甘18号为含糖量高且性状稳定的品种,福农28号和云蔗99 91为高蔗糖分且性状稳定的品种,粤甘16号的蔗茎产量和含糖量最高,但稳定性一般;在各试点中,福建漳州和广东遂溪的代表性和鉴别力较强.GGE双标图分析为客观评价甘蔗参试品种的丰产性和稳定性提供了直观、有效的手段,为甘蔗新品种的鉴定与推广提供了科学依据.     

DNA分子标记技术在葡萄砧木改良上的应用

葡萄砧木具有抗葡萄根瘤蚜和线虫等土传虫害、抗寒、抗旱、耐盐碱等优良特性,可调控葡萄生长和品质,利用葡萄抗逆砧木进行嫁接栽培已成为葡萄产业发展的必然趋势。因此,开展葡萄砧木改良研究具有十分重要的意义。随着生物技术的发展,DNA分子标记技术已广泛应用于葡萄砧木改良研究,本文对近10年分子标记技术在葡萄砧木品种鉴定、系谱分析、遗传图谱构建等方面的研究应用进行了综述,并指明未来葡萄砧木的研究方向。     

DNA markers in plant improvement: an overview

The progress made in DNA marker technology has been tremendous and exciting. DNA markers have provided valuable tools in various analyses ranging from phylogenetic analysis to the positional cloning of genes. The development of high-density molecular maps which has been facilitated by PCR-based markers, have made the mapping and tagging of almost any trait possible. Marker-assisted selection has the potential to deploy favorable gene combinations for disease control. Comparative studies between incompatible species using these markers has resulted in synteny maps which are useful not only in predicting genome organization and evolution but also have practical application in plant breeding. DNA marker technology has found application in fingerprinting genotypes, in determining seed purity, in systematic sampling of germplasm, and in phylogenetic analysis. This review discusses the use of this technology for the genetic improvement of plants.     

用于肿瘤标志物检测的电化学免疫传感器

联合检测几种肿瘤标志物,在肿瘤早期诊断中具有重要的临床应用价值。随着纳米技术、流动注射分析技术、微流控技术以及丝网印刷术的迅猛发展,电化学免疫传感器可以在肿瘤标志物的检测中扮演越来越重要的角色。本文主要介绍了电化学免疫传感器的原理及其在肿瘤蛋白标志物检测中的应用情况,并介绍了纳米材料、流动注射分析、微流控等技术在肿瘤标志物免疫传感器中的运用,展望了电化学免疫传感器的前景。     

一种马铃薯高效无标记转基因技术的建立

用农杆菌介导法转化马铃薯栽培品种紫花白的叶盘,通过1/4 MS培养基预培养、热激处理、低pH、高糖培养基共培养,之后利用PCR直接检测转化体,结果表明遗传转化效率可达5.1%,建立了马铃薯无标记转基因技术.该技术受基因型的限制小,用于其它3个不同的栽培品种东北白、晋薯7号和早大白,遗传转化效率亦达到了4.1%~8.3%.利用这项无标记转基因技术,在载体构建时就剔除了标记基因,遗传转化后直接分化培养,不必对转化细胞进行抗性筛选,缩短了遗传转化周期,省去了费时费力的标记基因剔除步骤,亦为重复转化聚合多个优良基因提供了便利.     

PCR-RAPD分子生物学技术及其在植物抗病性研究中的应用

PCR—RAPD技术是一种高效的基因组DNA多态性分析技术,能够在对生物细胞或组织中DNA遗传多样性、亲缘关系及系统进化分子标记检测的同时进行基因定位与遗传作图。本综述了PCR—RAPD技术的基本原理和应用范围,以及近年来在植物抗感病品种(品系)间亲缘远近关系分析、植物抗病性遗传基因的DNA分子标记与检测、植物抗病基因的标记和定位、植物抗病基因的分离与克隆、植物抗病育种的分子标记辅助选择与检测等植物抗病性分子机制研究方面的应用,并对该技术所存在的问题及应用前景进行了探讨。