美洲黑杨×小叶杨杂种多倍体诱导研究

用不同浓度秋水仙素处理美洲黑杨(Populus deltoides)与小叶杨(Populus simonii)杂种后代以诱导产生多倍体,并采用流式细胞术(FCM)对初选的多倍体材料进行DNA含量分析.结果表明:小于0.1%秋水仙素浓度处理对诱导多倍体无作用;0.3%及其以上浓度处理对诱导产生多倍体效果较好,但随处理浓度增加秋水仙素对杨树的毒害作用增大, 0.5%浓度处理可使顶芽死亡率高达71.43%,且在顶芽死亡的植株中未发现多倍体单株.应用气孔性状对388株扦插苗进行多倍体初选后,采用流式细胞术对初选的5株拟多倍体进行DNA含量分析,鉴定到2株四倍体材料.获得的四倍体材料与二倍体植株在株高和叶绿素含量上差异显著,但在SOD和POD活性上无显著性差异.     

石油发酵长链二元酸的研究——(Ⅱ)热带假丝酵母(Candida tropicalis)多倍体的诱变育种

热带假丝酵母(Candida tropicalis)79经 MNNG诱变后获得产长链二元酸突变株N—26,十三烷1:13二羧酸产量为10克/升。N-26％用秋水仙碱和樟脑分别诱发产生多倍体细胞 NP_(CO)2和NP_(Oa)18,十三烷1:13二羧酸产量分别提高到17.3克/升和18.3克/升。多倍体NP_(CO)2和NP_(Oa)18的个体大,生长速率快,DNA含量分别为3.2×10~(-6)微克/细胞和4.O×10~(-6)微克/细胞,而 N-26则为1.6×10~(-6)微克/细胞。 多倍体NP_(OO)2和NP_(Ca)18对MNNG均较敏感,致死率较N—26高一倍,诱变之总突变频率则较原种高8—10％,以0.25毫克/毫升MNNG处理时正突变频率可提高一倍左右,因此获得高产突变株的机率显著提高。从多倍体NP_(OO)2和NP_(Ca)18经0.25毫克/毫升MNNG处理所得高产菌株、NP_(CO)N22和 NP_(Oa)N39,十三烷 1:13二羧酸的产量分别提高到33.5克/升和34.5克/升。 对多倍体高产变种生理特性的初步观察指出多倍体细胞较易为蜗牛细胞壁溶解酶作用生成原生质体,电子显微镜初步观察指出多倍体细胞的细胞壁可能较薄。 离体酶活力的测定指出多倍体变种的三羧酸循环酶系、呼吸链酶系和过氧化氢酶活力增加,因而推测多倍体变种之所以提高长链二元酸的产量可能是由于ATP的供应增加,促进了烷烃的氧化,而过氧化氢酶的增加可能是对于烷烃氧化过     

啤酒酵母同源多倍体系列的研究

用秋水仙碱诱导Saccharomyce$cerevisiae No．2．576获得以下结果： (1)用单孢分离及秋水仙碱溶液处理,获得一套同源多倍体系列,包括：单倍体、二倍休、三倍体、四倍体。 (2)经DNA测定,该同源多倍体系列的DNA平均含量分别为：(6．12 4-0．32),(11．4±o．46),(17．8±0.43)和(26．4±1.36)×10-11毫克。 (3)测量兹同源多倍体系列的釉胞体积分刖为：62．4,83．2,185和283立方微米。 (4)用秋水仙碱溶液处理过的这一套多倍体系列,仍具有原菌株的分类特征,而且细胞是单核的。     

长三角及邻近地区138种草本植物DNA C-值测定及其生物学意义

为了评估DNA C-值和基因组大小(genome size)在植物入侵性评估中的价值,应用流式细胞仪测定了长三角及邻近地区138种草本植物的核DNA含量,其中111种为首次报道。在此基础上比较了不同植物类群这两个值的差异,特别是入侵性与非入侵性植物这两个值的差异。结果表明:(1)138种草本植物平均DNA C-值为1.55 pg,最大者是最小者的37.17倍。127个类群平均基因组大小为1.08 pg,最大者是最小者的34.11倍;(2)统计了菊科(Asteraceae)、禾本科(Poaceae)、石竹科(Caryophyllaceae)、十字花科(Brassicaceae)、玄参科(Scrophulariaceae)、蓼科(Polygonaceae)、唇形科(Labiatae)和伞形科(Umbelliferae)的DNA C-值和基因组大小,发现禾本科植物的这两个值显著地大于其他7个科(P0.01)。单子叶的DNA C-值和基因组极显著地大于双子叶植物(P0.01);(3)杂草比非杂草具有更低的DNA C-值(P0.01)和基因组大小(P0.001);与DNA C-值相比,基因组大小在这两个类群之间的差异更为明显(P0.001),这种现象也体现在菊科植物中。随着基因组(X1)和DNA C-值(X2)由大变小,植物的杂草性(入侵性,Y)由弱变强,两者关系分别符合:Y=2.2334-1.2847 ln(X1)(r=0.4612,P0.01)和Y=2.4421-0.7234 ln(X2)(r=0.2522,P0.01),DNA C-值和基因组大小可以作为植物入侵性评估的一个指标;(4)多倍体杂草的基因组极明显地小于二倍体杂草(P0.01),前者为后者的0.63倍。在非杂草中,多倍体基因组比二倍体的略小,前者仅为后者的0.84倍,差异不显著(P0.5)。菊科植物中多倍体杂草的基因组也显著地小于二倍体杂草(P0.1)。基因组变小和多倍体化相结合,进一步增强了植物的入侵性。在多倍体植物入侵性评估中,基因组大小比DNA C-值更有价值。     

模拟沉积环境下的温度、湿度对叶片DNA降解的影响

为了探讨自然环境下生物体内DNA的降解,残存规律,设计了模拟特殊自然沉积环境的实验装置以控制温度、湿度和含氧水平,采用Brassica chinensis叶片作为实验材料,从实验装置中定期采集叶片组织进行总DNA的提取与检测,然后采用定量PCR方法,对目标DNA片段(28S rDNA,630bp)进行特异扩增,依据PCR反应的强弱,描绘目标DNA的变化曲线。共报道了8种不同模拟条件下的DNA降解(残存)趋势。实验结果如下：1)环境温度升高,DNA的降解速率增加,如温度从10℃上升到30℃,DNA的降解速率最大可增加近300倍。环境含水量增加可明显促进DNA的降解,在本实验中潮湿状态(浸没在水中)与干燥状态的叶片相比。其DNA的残存量在相同的实验时间内可相差近700倍。初步的实验结果表明,环境温度和湿度均是影响DNA降解的重要因素。     

表观遗传变异及其在作物改良中的应用

天然植物群体中存在着大量的遗传变异, 包括遗传物质改变和表观遗传变异, 它们是物种赖以生存和进化的源泉。表观遗传变异不涉及DNA序列的改变或者蛋白表达的变化, 但可以通过有丝分裂和(或)减数分裂实现世代间的稳定遗传。文章主要从表观遗传变异的重要来源--植物远缘杂交及多倍体化、环境中各种生物和非生物胁迫两方面, 总结了表观遗传在作物改良中的应用, 分析了它的局限性和存在的问题, 并且提出了相应的解决方法。     

生物多倍体诱导方法研究进展

从生物多倍体的意义、多倍体基因组的形成、多倍体的人工诱导等方面进行了综述,总结了多倍体诱变的物理、生物和化学方法现状,并对生物多倍体诱导中存在的几个问题进行了初步探讨.     

普通小麦7B染色体两类低拷贝专化DNA序列的特性

研究表明 ,多倍体小麦基因组中存在一类低拷贝、染色体专化的DNA序列 ,其在多倍体形成时常表现出不稳定性。这类序列被认为在异源多倍体的建立和稳定中起着关键作用。为进一步研究这一问题 ,对通过染色体显微切割从普通小麦 (TriticumaestivumL .)中分离的 5个 7B染色体专化DNA序列的特性进行了研究。以这些序列为探针对大量的多倍体小麦和它们的二倍体祖先物种进行了Southern杂交分析。结果表明 ,这些序列可被分为两种类型 :其中的 4个序列与所有的多倍体物种均杂交 ,但是在二倍体水平上 ,它们却只与和多倍体小麦B基因组紧密相关的物种杂交 ,这说明这些序列是在二倍体物种分化以后产生的 ,然后垂直传递给多倍体 ;其中的 1个序列与所有的二倍体及多倍体物种均杂交 ,暗示在多倍体形成后这些序列从A和D基因组中消除了。用这一序列分别与一个人工合成的六倍体和四倍体小麦进行Southern杂交的结果表明 ,序列消除是一个迅速的事件而且很可能与这些序列的甲基化状态有关。认为这些低拷贝的染色体专化序列对于多倍体形成后部分同源染色体之间的进一步分化起着重要作用。     

齿瓣石斛多倍体的诱导初报

采用多倍体育种技术,对云南的野生热带兰花齿瓣石斛(Dendrobium devonianum)进行多倍体诱导试验。利用秋水仙素作为诱导剂,对二倍体试管苗进行诱导,在短期内培育出多倍体植株。用0.03%的秋水仙素处理齿瓣石斛丛生芽24h,其诱导效果最好。观察结果显示:多倍体齿瓣石斛材料在形态、气孔直径、染色体数目上都有变化。DNA指纹图谱等方面都发生了显著的改变。多倍体齿瓣石斛试管苗出现了植株粗壮、叶片增厚等优良性状。此研究是多倍体育种技术在我国热带兰花育种中的一次成功尝试。     

秋水仙碱诱导梨离体叶片再生多倍体

以二倍体梨(Pyrus communis L.) 品种'丰产'试管苗的离体叶片为外植体,研究了秋水仙碱处理对叶片不定梢再生及多倍体诱导率的影响.结果表明:(1)随秋水仙碱处理时间增加,叶片不定梢再生率下降,而多倍体诱导率增加;以0.4%的秋水仙碱溶液处理叶片48 h效果最好,多倍体诱导率为6.1%.(2)流式细胞仪(Flow cytometry)分析鉴定表明,获得的多倍体有三倍体、四倍体和混倍体;多倍体与二倍体的形态特征差异明显,多倍体比二倍体茎粗、节间短,叶形指数小,根粗而且短.     

多倍体罗汉果PCR-RFLP参数的优化与应用

以多倍体罗汉果DNA为材料,采用L16(4~5)正交组合试验和单因素梯度试验,研究Mg~(2+)、dNTP、引物、Taq DNA聚合酶、模板DNA浓度和退火温度、循环次数等对PCR扩增结果以及内切酶量、酶切时间对酶切反应的影响。结果表明,多倍体罗汉果RFLP最优PCR反应体系和扩增参数为:在25μL扩增反应体系中,10×Buffer 2.5μL,MgCl_2 1.5 mmol/L,dNTP 0.2 mmol/L,引物0.1μmol/L,Taq DNA聚合酶2.0 U,模板DNA 60 ng;退火温度为56℃,循环次数为35次。酶切反应体系:内切酶10×Buffer 2.0μL,内切酶5.0U,PCR产物15μL,超纯水补至20μL;酶切时间2 h。     

普通小麦7B染色体两类低拷贝专化DNA序列的特性

研究表明, 多倍体小麦基因组中存在一类低拷贝、染色体专化的DNA序列, 其在多倍体形成时常表现出不稳定性.这类序列被认为在异源多倍体的建立和稳定中起着关键作用.为进一步研究这一问题, 对通过染色体显微切割从普通小麦( Triticum aestivum L.)中分离的5个7B染色体专化DNA序列的特性进行了研究.以这些序列为探针对大量的多倍体小麦和它们的二倍体祖先物种进行了Southern杂交分析.结果表明, 这些序列可被分为两种类型:其中的4个序列与所有的多倍体物种均杂交, 但是在二倍体水平上, 它们却只与和多倍体小麦B基因组紧密相关的物种杂交, 这说明这些序列是在二倍体物种分化以后产生的,然后垂直传递给多倍体; 其中的1个序列与所有的二倍体及多倍体物种均杂交, 暗示在多倍体形成后这些序列从A和D基因组中消除了. 用这一序列分别与一个人工合成的六倍体和四倍体小麦进行Southern杂交的结果表明, 序列消除是一个迅速的事件而且很可能与这些序列的甲基化状态有关. 认为这些低拷贝的染色体专化序列对于多倍体形成后部分同源染色体之间的进一步分化起着重要作用.     

二倍体和四倍体鲫鲤杂交品系中基因组不兼容特性研究

正自然界中存在大量的多倍化植物,在有花植物中,大约70%都是多倍体。而在现生脊椎动物中仅有部分鱼类、两栖类和爬行类中存在多倍体现象。为何多倍体脊椎动物数目远比多倍体植物较少至今仍是个谜。传统的解释有性别决定障碍、生理和发育限制(特别是细胞核-细胞质之间的相互作用和关联因素)、基因组休克或者剧烈的基因组重新构建等原因。杂交及多倍化会引发大量的遗传水平的基因组失衡现象,如非正常的四价染色体、剂量补偿失衡、高频率的DNA突变和重组,以及非孟德尔式遗     

肝细胞多倍化的研究进展

多倍体肝细胞含有两组或两组以上的DNA染色体组,是哺乳动物成熟肝细胞的典型特征。肝细胞多倍化过程首次发生在出生后的肝脏发育过程中,主要由胰岛素-Akt信号通路调控的细胞质不完全分裂导致。随着年龄的增加,多倍体肝细胞的比例还会继续升高,老年小鼠和人肝脏中多倍体肝细胞比例可高达90%和40%。而当肝脏受到肝脏切除、毒性刺激和代谢过载以及氧化应激等病理损伤时,肝细胞多倍化现象会再次发生。但是,当衰老的多倍体肝细胞在年轻小鼠肝脏中发生增殖时,不仅可产生低倍体肝细胞,还可以逆转其衰老特征。生理和病理过程中多倍体肝细胞的生物学功能备受争议,一般认为与细胞的成熟和终末分化、细胞衰老以及疾病有着重要的关系。本文主要阐述正常生理发育和病理条件下多倍体肝细胞形成过程及潜在的生物学意义,以及多倍体肝细胞逆转对临床肝脏疾病研究的可能提示。     

利用CRISPR/Cas9对基因组中高度同源DNA片段编辑多样性的遗传学研究

在基因组中,编码区存在许多高度相似的基因簇或基因群(多拷贝基因),非编码区也存在大量的重复序列。这些重复序列能通过改变染色体的三维结构调控基因的转录,对于生物体的遗传与进化起到了重要的作用。其高度同源的特征使得利用CRISPR/Cas9技术进行基因组编辑时面临更加复杂的状况。如果编辑的片段是二倍体或多倍体,还会产生各条染色单体上的编辑情况不相同的现象。为此本文选择了2个位于同一染色体相距11 kb的高度同源300 bp片段(L1和L2)进行CRISPR介导的DNA片段编辑。采用一对sgRNA(分别共同靶向两片段的上、下游位点)引导Cas9对HepG2细胞两个高度相似的DNA片段进行切割。片段编辑的细胞进一步单克隆化后,对获得的22个L1/L2编辑的CRISPR单克隆细胞株进行详细的基因型鉴定。结果发现除了这两个DNA片段本身被删除外,它们之间的大片段也存在被删除的现象,三个片段的各种反转组合也很频繁。该研究结果对于采用CRISPR/Cas9系统编辑多拷贝基因或重复序列,尤其是对二倍体或多倍体生物进行基因组编辑时具有重要的借鉴和参考价值。     

多倍体生物研究进展

多倍体是含有3套或3套以上完整染色体组的生物体,在动植物中广泛存在,是物种发生的一种重要方式.近年来的动植物基因组测序结果及相关分子系统学、生物信息学的研究,支持物种在演化过程中经历过全基因组复制的观点.多倍体的稳定性依赖于其形成后发生的基因组快速重组和基因表达调控的变化;多倍体的形成及其二倍体化过程是物种长期演化过程中的重要组成部分.多倍体可通过多种方式形成,其中,通过远缘杂交形成能产生不减数配子的杂交生物体,导致其后代染色体加倍,是快速、高效的形成多倍体的途径之一.可育多倍体的形成不仅促进了物种间的遗传物质交流,丰富了物种多样性,而且为多倍体育种奠定了基础.对多倍体生物的研究不仅具有重要的理论意义,而且有重要的应用价值.动植物多倍体育种在生产上的应用带来了显著的经济效益和社会效益.     

浅析植物多倍体现象

浅析植物多倍体现象沈显生（安徽教育学院生物系,２３００６１）生物体内染色体数目的变化是以染色体组为单位进行增减。当生物体内的染色体组数达到３组或３组以上者,称为多倍体。多倍体是高等植物染色体进化中的一个显著特征。在蕨类植物中多倍体可能高达５０％,被子...     

远缘杂交早代稳定小麦导入了外源DNA片段并发生了DNA重排

在植物界, 多倍体植物非常普遍. 具有A, B, D三个部分同源染色体组的普通小麦是异源多倍体物种的一个典型代表. 近几年, 模拟普通小麦的起源过程进行的研究表明, 从四倍体小麦注入节节麦整个基因组形成异源六倍体小麦的早期阶段, DNA序列和基因表达发生了可能有利于遗传“二倍化”的变化. 利用普通小麦-黑麦远缘杂交自然结实的早代稳定特异小麦99L2研究发现: (ⅰ) 99L2至少导入了两个黑麦染色体上的DNA片段, 表明可能存在不同于传统的小麦-外源染色体配对重组的外源DNA导入机制; (ⅱ) 99L2自身的DNA序列发生了变化, 表明外源DNA部分片段注入小麦染色体组过程中, 也可能导致小麦自身DNA序列发生变化.     

分子进化与中立说(续)

(五)基因重复与中立说 生物进化过程中,从低级到高级,构成基因组的DNA量一般也随着增加。例如病毒基因组只有几千个碱基对,而哺乳动物有3×10~9个碱基对,大致上增加50万倍。哺乳动物跟大肠杆菌那样的细菌相比,DNA量大致上增加一千倍。这样大量的DNA大部分是由遗传物质的重复而来的。象根井(M.Nei)所指出的那样,如DNA全部重复增加,     

一种利用活性炭提取中药材DNA的方法

当前市场上中药材出现来源混乱、真假难辨的现象,因此近几年DNA分子诊断迅速成为了鉴定中药材的重要工具。要进行DNA检测,DNA的提取是其中非常重要的一个步骤。但是当前的DNA提取方法多有毒性大、操作繁琐、价格高、耗时长等缺点,所以开发一种低毒、简易、价低、省时的DNA提取方法尤为重要。我们选用150 mmol/L Na Cl作为裂解液,加入活性炭(Activated carbon,AC)后,藏红花、甘草、三七花等的DNA模板量都有很大程度的增加,尤其是藏红花的模板量增加了超过30倍,并且整个DNA提取过程不超过10 min。由此可见,这种简易提取中药材DNA的方法是极具潜力的。