基因组细菌人工染色体文库(BAC)的构建及应用

细菌人工染色体 (BAC)是一种承载DNA大片段的克隆载体系统 ,用于人、动物和植物基因组文库构建。BAC具有插入片断大、嵌合率低、遗传稳定性好、易于操作等优点。BAC文库的构建是基因组较大的真核生物基因组学研究的重要基础 ,可用于真核生物重要基因及全基因组物理作图、重要性状基因的图位克隆、基因结构及功能分析。本文主要综述了细菌人工染色体的构建与其鉴定 ,及其在物理图谱构建、图位克隆、转基因技术等研究上的应用。     

细菌人工染色体的修饰及其转基因应用研究

细菌人工染色体(Bacterial Artificial Chromosome,BAC)是一种新发展起来的DNA载体系统,它具有容量大、遗传特性稳定、易于操作等优点.广泛的应用于基因组文库构建、基因功能分析等方面.随着基因组测序工程的实施与完成,如何对包含完整基因信息的特定细菌人工染色体进行有目的修饰已成为功能基因组学研究的一个重要环节.BAC载体转基因技术可能成为避开基因打靶获得高效表达的转基因生物的另一途径.本文介绍了BAC作为转基因载体的几种修饰方法及其在转基因研究上的应用.     

用同源重组法修饰含人α类珠蛋白基因簇的细菌人工染色体

采用RecA蛋白介导的同源重组的方法,对本实验室筛选出的包含完整人α-类珠蛋白基因簇的细菌人工染色体（BAC）DNA进行删除修饰。首先采用PCR的方法,分别在预删除的HS-40增强子区域的上游和下游克隆长度约为500bp的两段同源序列,并一起克隆到构建载体pBV的XbaI和HindIII位点上,SalI酶切后回收1kb左右的片段并克隆到温度敏感的穿梭质粒pSV-RecA中,转化带有人α-类珠蛋白基因簇的BACDNA的感受态大肠杆菌DH10B,经氯霉素正筛选和镰孢菌酸的负筛选,获得发生两次同源重组后只含BACDNA而穿梭载体已丢失的菌株,经Southern杂交鉴定,获得了HS-40被定位删除的BAC突变体克隆。表明同源重组的方法可以对含有较多重复序列的BACDNA进行准确的删除修饰。 Abstract：By RecA protein mediated homologous recombination method, we successfully delet ed the HS-40 fragment from a bacterial artificial chromosome containing complete human α-globin gene cluster screened by our lab. Two mutant boxes(A and B) fra gments located at the two terminals of HS-40 were cloned into the XbaⅠ and HindIII sites of pBV building vector, then the 1.1kb A+B fragment was recove red from the building vector and inserted into the SalⅠ site of the shuttle vector pSV-RecA, competent DH10B E. Coli containing BAC DNA was tranformed by t he shuttle vector,after chloramphenicol positive selection and fusatic acid neg ative selection,two times of homologous recombination happened and the HS-40 fra gment was successfully deleted from the BAC DNA which is characterized by Southe rn blot,suggested that this method could modified BAC DNA accurately containing high percentage of repeat sequence.     

Red/ET 同源重组介导细菌人工染色体的快速修饰

随着基因组测序工程的实施与完成,如何对包含完整基因信息的特定细菌人工染色体 (BAC) 进行有目的修饰,已成为功能基因组学研究的一个重要环节 . 应用新近优化的 Red/ET 同源重组技术对目标 BAC 进行修饰,以 pSC101-BAD-gbaA 为依托质粒,采用 rpsL-neo 为正 / 反向筛选系统,可以快速、高效地对 BAC 进行剪切、插入、替换等操作,其中能够进行抗性筛选的一步 BAC 修饰只需一周时间,以插入非抗性标记基因 Cre 为代表的两步 BAC 修饰在两周内即可完成 . 通过阿拉伯多糖诱导调控和简单地变化培养温度,能使 pSC101-BAD-gbaA 依托质粒在发挥完 Red/ET 同源重组作用后自然消失,最终获得完整而纯净的修饰后 BAC ,为加快功能基因组学研究提供了一个可靠的实验平台 .     

细菌人工染色体的研究和应用

细菌人工染色体 (Bacterialartificialchromosome ,BAC)是第二代大片段DNA的克隆载体系统。因其嵌合率低 ,遗传稳定性好 ,重组DNA容易分离和制备 ,转化效率高等 ,弥补了YAC的不足 ,很快在基因组研究中处于中心地位。近年来 ,已有多种BAC载体被构建出来 ,这些BAC载体在复杂基因组大片段文库的构建 ,基因的图位克隆 ,基因组物理图谱的构建 ,基因和基因组测序 ,基因组织结构分析 ,染色体组织和进化 ,以及基因的遗传转化和调控研究中得到了广泛的应用。     

利用细菌人工染色体同源重组对小鼠基因进行条件型敲除

目的:探索通过细菌人工染色体(BAC)同源重组系统构建条件基因敲除载体的高效率方法,提高条件基因敲除小鼠(Flox小鼠)的构建效率。方法:利用作者自己构建的噬菌体重组酶系统,通过BAC同源重组进行条件型基因敲除载体构建工作。首先通过亚克隆构建了一系列载体含有同源臂的靶向质粒,线性化后,打靶片段经电穿孔法转入大肠杆菌内,与相应的BAC同源重组,再经过三步同源重组和一步位点特异性重组,构建小鼠条件型基因敲除载体。结果:高效率构建了小鼠基因的最终条件基因敲除载体。结论:通过BAC同源重组高效构建条件基因敲除载体,为条件基因敲除载体的构建提供了全新思路,并为FLox小鼠的建立,及相应基因在发育、生理、致病机制等方面的功能研究奠定了基础。     

细菌人工染色体基因组文库构建方法的改进

目的:建立一种改进的更简便、易操作的细菌人工染色体(BAC)文库构建方法。方法:在构建猪霍乱沙门氏菌基因组大片段DNA的BAC文库时,对改进的基因组BAC文库构建方法和常规的BAC文库构建方法进行比较。结果:利用改进的方法可简便快速地构建猪霍乱沙门氏菌基因组BAC文库。结论:使用2种方法构建BAC文库,其转化效率,以及在BAC克隆中插入的DNA片段的大小和BAC克隆的稳定性等都相同,从而表明改进的方法更简单、更方便,它能使BAC文库的构建更为高效。     

细菌人工染色体及其在基因组学研究中的应用

细菌人工染色体(BAC)是一种新发展起来的：DNA载体系统,它具有容量大、遗传特性稳定、易于操作等优点,在基因组研究和基因功能分析等方面应用广泛。本综述BAC的发展及近年来在基因组学研究中的一些应用情况。     

细菌人工染色体文库的构建及应用

细菌人工染色体（BAC）是第二代大片段DNA的克隆载体系统,具有容量大、嵌合率低、遗传特性稳定、转化效率高、插入片段易回收、操作简便等优点,因而被广泛应用于基因组较大的真核生物基因组研究中,并发挥着前所未有的重要作用。本文综述了BAC的发展,利用此载体构建基因组文库的程序和鉴定方法,及其在物理图谱构建、图位克隆、基因组测序、转基因技术等研究中的应用。     

利用酵母人工染色体（YAC）减数分裂同源重组构建人免疫球蛋白κ链基因组大片段

具有同源重叠区的酵母人工染色体(YAC)可以利用酵母细胞减数分裂进行同源重组,从而构建更大的人工染色体基因组,这对生命科学基础研究和生物技术应用研究有着非常重要的意义。本实验以两个含人免疫球蛋白κ链基因簇片段的YAC克隆为材料,通过酵母改型、异型接合、二倍体发孢、单孢子筛选和分子生物学鉴定等技术和方法,利用酵母菌减数分裂同源重组机制,构建了一条包含人的免疫球蛋白κ轻链32个Vκ基因、5个Jκ基因、Cκ基因、Eκ基因和κde基因的YAC重组体,长度约400kb。同时,本实验利用溶壁酶消化法获取单孢子重组体,代替了传统的显微分孢操作。使得利用酵母人工染色体减数分裂同源重组的技术更加简便可行。     

山羊瘤胃微生物宏基因组BAC文库的构建与分析

从山羊瘤胃液中提取混合微生物DNA,经BamHI部分酶切得到50kb～800kb的DNA片段后,将其连接到pCCIBAC载体上,转化E．coliEPI300,建立山羊瘤胃微生物BAC文库。经RFLP鉴定分析,该文库12672个克隆,平均插入片段为6lkb。该文库的构建为后续新型基因的筛选提供了材料,为进一步研究山羊瘤胃微生物奠定了基础。     

Efficient Amplification of Insert End Sequences from Bacterial Artificial Chromosome Clones by Thermal Asymmetric Interlaced PCR

TAIL-PCR is a powerful tool for the recovery of DNA fragments adjacent to known sequences. A protocol is presented for the amplification of insert end sequences from bacterial artificial chromosome clones using TAIL-PCR. The amplified products are suitable as probes for chromosome walking and genome mapping and as templates for direct sequencing. The protocol has been used in rice genome studies. Abbreviations: AD primer, arbitrary degenerate primer; BAC, bacterial artificial chromosome.     

东乡野生稻双元细菌人工染色体(BIBAC)文库的构建

双元细菌人工染色体(binarybacterialartificialchromosome,BIBAC)是能直接将大片段DNA转入植物的载体,是植物基因图位克隆和构建植物基因嵌入突变体库的重要工具。该研究以东乡野生稻为材料,构建其BIBAC文库。该文库由14592个克隆组成,平均插入片段大小为65kb,覆盖率为2倍基因组。稳定性检测结果表明,东乡野生稻基因组DNA能够在BIBAC载体中稳定存在。     

水稻抗白叶枯病基因Xa4位点跨叠BAC克隆群的构建

水稻白叶枯病抗性基因Xa4已被定位于第11染色体长臂末端的分子标记VG181和L1044之间,并与抗性基因同源序列片段RS13共分离。利用这3个标记筛选IRBB56的BAC文库,共得到128个阳性BAC克隆,其中RS13获得18个阳性克隆,这18个克隆中有4个和6个我隆分别同时为G181和L1044的阳性克隆,选其中的12克隆进行分析,构建了一个从G181到L1044区间的BAC跨叠克隆,全长420kb,并且56M22、106P13和104B153个BAC克隆可覆盖整个跨叠克隆群。这一研究结果为进一步分离Xa4基因打下基础。     

棉花细菌人工染色体的荧光原位杂交(BAC-FISH)技术

细菌人工染色体荧光原位杂交(BAC-FISH)技术是植物染色体识别、物理作图等分子细胞遗传学研究的重要工具,但对于某些物种尤其是多倍体植物,由于大量重复序列的存在等问题,使得该技术应用受到很大的限制.通过选择棉花分子遗传图中高重组区的微卫星位点(simple sequence repeats,SSR)标记的策略,筛选到不含或含有少量重复序列的细菌人工染色体(BAC)克隆,同时,在通用FISH技术程序基础上,通过改进发根、变性、洗脱条件等步骤,构建出适合于棉花的BAC-FISH技术,简化了操作流程的同时,获得稳定的杂交结果及较高的检出率;并通过将一随机获得的BAC进行染色体的物理定位,进一步引入双探针、双色及重复杂交技术,显示了该技术的成熟与良好的应用前景和价值.     

Genomic Bacterial Artificial Chromosome Library of the Japanese Flounder Paralichthys olivaceus

We have constructed a genomic bacterial artificial chromosome (BAC) library from homozygous cloned Japanese flounder Paralichthys olivaceus using the pBAC-lac vector. This BAC library consists of about 49,100 clones and is deposited in 128 microtiter plates with 384 wells. The average size of inserted DNA was calculated to be 165 kb. The BAC library was determined to cover 9 times the Japanese flounder haploid genome. The Japanese flounder genomic BAC library will be useful for gene isolation as well as quantitative trait loci (QTL) analysis. Received March 1, 2000; accepted May 29, 2000.