45S rDNA基因的不稳定性及其与转录的相关性

45S rDNA基因由串联重复序列构成,是遗传不稳定性的热点区域,易于发生DNA断裂和重组。以Hela和CHO细胞系为研究对象,运用荧光原位杂交技术检测有丝分裂不同时期的45S rDNA基因的不稳定性表型。结果表明,位点特异性的染色体浓缩失败是其在中期染色体上不稳定性的主要表型。具有这种表型的染色体在后期可能会出现落后或粘连现象,甚至有可能引发断裂,形成卫星核。同时,免疫荧光双染色技术检测表明DNA双链断裂的标记蛋白(γH2AX)和RNA聚合酶I的上游结合因子(UBF)在有丝分裂的不同时期都存在共定位现象。该结果为探讨45S rDNA基因的不稳定性与转录的关系提供了直观的细胞学证据。     

反卷积在生物组织光传输特性研究中的应用

生物组织中的光传输特性可以以点扩散函数表征,即在线状光束入射条件下,生物组织中某一深度层面上的光强度场分布。为获得点扩散函数的具体形式,已发展了多种理论分析方法,其中以Monte Carlo模拟方法最具代表性。但现有理论计算方法都要以生物组织的光学参数已知为前提,而光学参数的准确度直接影响着计算的精度。从线性平移不变系统理论出发,生物组织内一定深度层面上的光强分布被看成是光源强度分布与点扩散函数的卷积,从而提出通过测量在轴对称的准直扩展光源照射条件下,组织中特定层面上的光强度分布,利用反卷积重建生物组织的点扩散函数的方法,并将这种方法应用于典型生物组织透射面上点扩散函数的重建,得到了相应的点扩散函数。实验结果与Monte Carlo模拟的结果吻合较好,表明该方法从实验上获得生物组织点扩散函数的正确性和有效性。     

以三维荧光反卷积显微技术研究活体细胞中分泌囊泡的空间分布

获得活体细胞三维图像以观察细胞内分泌囊泡的空间分布有助于细胞分泌机制的研究。三维荧光反卷积显微技术可以为活体细胞观察提供低荧光漂白 ,低毒副作用的快速三维成像。研究了显微成像系统实验测定和理论计算点扩展函数之间的关系 ,并且实验验证了NA 1.6 5物镜条件下 ,理论计算点扩展函数可以较好地反映显微成像系统的特性。然后使用已知物理结构的三维样本对反卷积算法的有效性进行了研究。进而对使用吖啶橙(acridineorange)标记的大鼠胰腺 β细胞分泌囊泡进行观察。结果显示 ,反卷积算法可以有效地去除原始图像中因为焦外光影响产生的模糊 ,处理后图像清晰地显示了细胞内分泌囊泡的空间分布     

高通量转录组测序技术在植物雄性不育研究中的应用

植物雄性不育是指植物雄蕊发育受阻不能产生正常有功能花粉的现象。植物雄性不育不仅是生殖生理研究的宝贵材料,也是植物杂种优势利用的重要工具。由于高通量转录组测序技术几乎可以检测细胞内所有mRNA及非编码RNA的信息,已被广泛应用于生命科学研究的各项领域。在植物雄性不育相关研究中,高通量转录组测序技术在不同物种、不同败育类型中的应用已有报道,这为研究者在转录组水平综合了解植物雄性不育的分子机制及代谢网络提供了帮助。本文从测序文库构建策略、差异表达基因、非编码RNA的功能特征等方面综述了高通量转录组测序在植物雄性不育机理方面的研究进展,并探讨了转录组测序技术在花粉败育机制解析及育性相关基因定位中的应用价值,以期为植物雄性不育的相关研究提供参考。     

转录组学平台技术及其在植物抗逆分子生物学中的应用

不利的环境条件是影响作物产量和生态环境的重要因素之一.植物抗逆分子生物学的研究是植物学领域的研究热点之一.转录组学与蛋白质组学技术是筛选抗逆基因以及揭示植物抗逆分子机制的主要技术.综述主要的转录组学平台技术的原理、特点及其在植物抗逆分子生物学中的应用.总结植物抗逆分子生物学研究面临的问题并对发展前景作出展望.     

下一代测序技术在干细胞转录调控研究中的应用

基因转录调控及其机制分析是后基因组时代生物学研究的重点之一。随着高通量测序技术的发展,人们可以从不同层面研究基因的转录调控行为,从转录组、转录因子结合,到染色质局部结构和整体空间构象,可系统分析转录调控的分子机制。干细胞分化过程的转录调控分析对研究再生医学和理解细胞癌变机制等具有重要意义。本文综述了下一代测序技术在干细胞转录调控研究中的应用,包括：(1)基于基因芯片或RNA测序的转录组分析;(2)基于染色体免疫共沉淀(chromatin immunoprecipitation, ChIP)测序的表观基因组和转录因子结合信息的分析;(3)基于DNase 酶切测序(DNase-Seq)的染色质开放性分析;(4)基于高通量染色质构象捕获(high-throughput chromosome conformation capture, Hi-C)技术的染色体远程相互作用分析。从基因表达谱、转录因子结合和基因组三维结构等层面展开介绍,重点关注了一些多能性转录因子(Oct4、Sox2和Nanog等)在维持干细胞干性和分化中的调控作用,以期为干细胞转录调控的研究提供借鉴和参考。     

新一代测序技术在植物转录组研究中的应用

随着DNA测序技术的发展,新一代测序技术以其高通量、低成本的特点,成为越来越多的生物学研究者在开展工作时的首选。在所有的新一代测序技术中,454测序系统是最早实现商业化且发展相对成熟的一种,目前被广泛的应用于各个领域的生物学研究中。文章以454测序系统为例,综述了新一代测序系统的原理、优缺点,及其在植物转录组研究中的应用,并对其在植物研究领域中可能的发展应用方向进行了展望。     

45S rDNA在小麦及其近缘物种染色体上的分布

将染色体C-分带和原位杂交技术相结合,系统研究了45S rDNA在栽培一粒小麦、野生二粒小麦、普通小麦、大麦、簇毛麦、硬簇麦、六倍体燕麦及鹅观草等物种染色体上的分布情况。这些物种染色体的次缢痕区都有45S rDNA位点, 某些非随体染色体上也有45S rDNA位点分布。以小麦—鹅观草1Rk^#1二体附加系为材料,通过顺序C分带-FISH技术首次将一个45S rDNA定位到1Rk^#1染色体短臂末端。     

Localization of 45S and 5S rDNA sites and karyotype of Chrysanthemum and its related genera by fluorescent in situ hybridization

The phylogenetic relationships among Chrysanthemum and its related genera (Anthemideae, Asteraceae) is poorly understood. In the present study, these relationships were investigated using 45S and 5S ribosomal DNA (rDNA)-targeted fluorescent in situ hybridization. The results showed that there were two 45S rDNA signals present in Crossostephium chinense, four 45S rDNA signals in Cercidiphyllum japonicum, Artemisia sieversiana, Artemisia annua and Artemisia absinthium, six 45S rDNA signals in Chrysanthemum boreale and Pyrethrum parthenium, eight 45S rDNA signals in Chrysanthemum nankingense, Chrysanthemum dichrum, Chrysanthemum lavandulifolium and Tanacetum vulgare, and ten 45S rDNA signals in Ajania przewalskii. For the 5S rDNA locus, two 5S rDNA signals were present in C. nankingense, C. dichrum, C. lavandulifolium, C. boreale, C. japonicum, C. chinense and P. parthenium, four in A. sieversiana, A. annua, A. absinthium and A. przewalskii, and six 5S in T. vulgare. In addition, karyotypes of the 12 species were investigated. From this study, we inferred that Chrysanthemum was closely related to Ajania, and that Chrysanthemum species originating from China and Japan may have evolved differently. These findings add a new level to the understanding of the phylogenetic relationships of Chrysanthemum and related genera.     

黄褐棉45S rDNA的FISH定位及核型分析

黄褐棉是棉属5个四倍体棉种之一,利用荧光原位杂交技术将45S rDNA定位在黄褐棉2、4、9号染色体,2号染色体上的45S rDNA特别大,信号位于随体并覆盖了染色体的短臂,比二倍体和四倍体棉种的45SrDNA都要大得多;另外的2对信号很小,形状与陆地棉中的弱信号类似。黄褐棉的核型公式为：2n=4x=52=50m（2SAT）＋2sm,属于2B类型,第2对染色体为亚中着丝粒染色体,其余都为中部着丝粒染色体。黄褐棉的核型、随体数、45S rDNA与其他四倍体棉种区别很大,黄褐棉是一个非常特殊的四倍体棉种。     

Chromosomal location and reorganization of the 45S and 5S rDNA in theBrachyscome lineariloba complex (Asteraceae)

The chromosomal locations of the 45S (18S-5.8S-26S) and 5S ribosomal DNA in theBrachyscome lineariloba complex and two related species have been determined by the use of multicolor fluorescencein situ hybridization (McFISH). TheBrachyscome lineariloba complex includes five cytodemes with 2n=4, 8, 10, 12 and 16. Each of the 5S and 45S rDNA loci occurs at two sites on chromosomes in cytodemes with 2n=4. While in cytodemes with 2n=8, 10, 12 and 16, the number of 5S rDNA sites increases from four to eight paralleled to the genomic addition of diploid (4 chromosomes) or haploid (2 chromosomes) dosage. Of the 5S rDNA sites, only one pair is major, except for the cytodeme with 2n=10. The remaining 5S rDNA sites are minor and seem to have reduced the unit number of the 5S rDNA during the successive genomic additions. The 45S rDNA site is detected only at two nucleolar organizing regions in all cytodemes regardless of successive genomic addition. The loss or diminution of 45S rDNA sequences seem to have proceeded more rapidly than 5S rDNA sequences in theB. lineariloba complex.     

Bryophyte 5S rDNA was inserted into 45S rDNA repeat units after the divergence from higher land plants

The 5S ribosomal RNA genes (5S rDNA) are located independently from the 45S rDNA repeats containing 18S, 5.8S and 26S ribosomal RNA genes in higher eukaryotes. Southern blot and fluorescence in situ hybridization analyses demonstrated that the 5S rDNAs are encoded in the 45S rDNA repeat unit of a liverwort, Marchantia polymorpha, in contrast to higher plants. Sequencing analyses revealed that a single-repeat unit of the M. polymorpha nuclear rDNA, which is 16103 bp in length, contained a 5S rDNA downstream of 18S, 5.8S and 26S rDNA. To our knowledge, this is the first report on co-localization of the 5S and 45S rDNAs in the rDNA repeat of land plants. Furthermore, we detected a 5S rDNA in the rDNA repeat of a moss, Funaria hygrometrica, by a homology search in a database. These findings suggest that there has been structural re-organization of the rDNAs after divergence of the bryophytes from the other plant species in the course of evolution.     

栽培玉米亚种5 S rDNA NTS序列分析及FISH定位方法比较

选取我国7个栽培玉米亚种材料,进行5 S rDNA的非转录间隔区（nontranscribed intergenic spacer,NTS）的序列分析,比较7个亚种材料NTS序列差异并进行聚类分析,探讨其亲缘关系。研究结果表明：7个材料的NTS区GC平均含量为45．67％,核苷酸位点变异位点个数1～15,转换／颠换率为0．83～2．0,特用玉米材料均存在不同程度的缺失;7个材料主要聚为两大类,第一类群中包括甜质、马齿、硬粒、爆裂和蜡质5个亚种材料,第二类群中包括粉质和甜粉2个亚种材料。同时利用荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization,FISH）对5 S rDNA进行定位,探针标记分别采用荧光素标记和生物素标记。结果表明：生物素标记检测系统灵敏度高、杂交信号强,更适合于5 S rDNA重复序列的定位检测。     

水稻45S rDNA和5S rDNA的染色体定位研究

45SrDNA和5SrDNA是水稻中与核糖体RNA合成有关的2个功能片段,有关这2个序列在水稻染色体上的位置,不同研究者的研究结果不尽相同,在获得水稻染色体清晰制片的基础上,通过FISH确定了45SrDNA序列位于水稻的第9号和第10号染色体的短臂末端,并且第9号染色体上的拷贝数多于第10号染色体,5SrDNA序列位于第11号染色体短臂靠近着丝点处。     

Physical mapping of 5S and 45S rDNA loci in pufferfishes (Tetraodontiformes)

Chromosomal features, location and variation of the major and minor rDNA genes cluster were studied in three pufferfish species: Sphoeroides greeleyi and Sphoeroides testudineus (Tetraodontidae) and Cyclichthys spinosus (Diodontidae). The location of the major rDNA was revealed with an 18S probe in two loci for all species. The minor rDNA loci (5S rDNA) was found in one chromosome pair in tetraodontid fishes and four sites located on two distinct chromosomal pairs in C. spinosus. A syntenical organization was not observed among the ribosomal genes. Signal homogeneity for GC/AT-DNA specific fluorochromes was observed in diodontid fish except in the NORs regions, which were CMA₃-positive. Giemsa karyotypes of tetraodontid species presents 2n = 46, having the same diploid value of other Sphoeroides species that have been investigated. On the other hand, the karyotype of C. spinosus, described for the first time, shows 2n = 50 chromosomes (4m + 18sm + 12st + 16a). The foreknowledge of the karyotypic structure of this group and also the physical mapping of certain genes could be very helpful for further DNA sequence analysis.