系统遗传学与合成生物学——21世纪的生物工程产业化

基因型-表现型复杂生物系统由多基因群调控,细胞发生的信号传导路径、多基因相互作用与细胞系谱定位形成生物系统的结构-图式发生遗传学,但分子、细胞和器官的结构、图式形成机理还不很清楚。复杂生物系统的图式演化是细胞的物种进化、细胞形态发育的细胞发生非线性动力学过程,包括：1）物种基因组结构内等位基因替代构成物种内基因多样性调控;2）物种间进化的基因组结构层次级别的自组织化。系统理论应用于系统生态学（Van Dyne GM．1966）、系统生理学（Sagawa K．1973）、系统心理学（Titchener EB．1992）、系统生物医学（Kamada T．1992）、系统生物学（zieglgansherger W,Tolle TR．1993）、系统生物工程与系统遗传学（Zengg：BJ.1994）的建立,以及遗传学机理的生物系统分析。细胞的基因组结构自组织化形成生物的系统发生,基因组的结构变化形成物种的适应变异,生物体结构的基因组复制与表达的细胞自组织化构成生物个体发生。基于系统遗传学的工程应用,合成生物学探索生物系统泛进化,包括人工生物体的遗传工程、基因调控和仿生智能的纳米生物机器,构成生物系统的人工引导进化。     

龙感湖沉积物泥芯硅藻群落和营养状态的反演

The importance of aquatic vegetation to the ecologi-cal restoration has been recognized commonly bylimnolo-gists and lake managements[1—4].As to the ecologicalrestoration in eutrophicated lakes,it is of great signifi-cance to knowthe dynamic process of the ecosystemevo-lution in a macrophyte-dominated lake under the humanimpacts in historical period,to make it clear whether thecommunitystructure and ecological function would be af-fected bythe extension of the vegetation growth,tofind asolutionto remain ste...     

近金线属的分类地位及金线属的鉴别特征(鲤形目:鲤科:亚科)

本文根据系统学原理,提出了建立新类元的依据;并据此从分类和系统发育上论证了近金线属ＡｎｃｈｉｃｙｃｌｏｃｈｅｉｌｕｓＬｉｅｔＬａｎ独立成属的可能性,认为应将近金线属归于金线属;修订了金线属ＳｉｎｏｃｙｃｌｏｃｈｅｉｌｕｓＦａｎｇ的鉴别特征。     

文昌鱼抗金葡菌感染差减文库的构建及免疫相关基因分析

适应性免疫的起源一直是免疫学研究的关键问题.文昌鱼被认为是最接近于脊椎动物的祖先 自从被发现以来一直是研究脊椎动物起源与进化机制的经典模式动物.为了在文昌鱼中寻找适应性免疫系统的分子证据,采用金黄色葡萄球菌感染文昌鱼以调查免疫的起源.应用抑制性差减杂交(SSH)技术,通过对差减文库克隆序列的测定,共获得588个表达序列标签(EST).对这些EST进行生物信息学分析和进一步功能分类,发现了一些免疫上调基因,如免疫调控基因、凋亡相关基因、细胞黏附相关基因、转录相关基因、信号传导相关基因等,以及一些非免疫相关基因;这些基因在文昌鱼中绝大多数为首次报道.金黄色葡萄球菌差减文库的成功构建,为调查文昌鱼抗细菌感染的分子事件提供了重要线索,对于这些新发现基因的进一步研究将有助于深入了解免疫系统起源与进化的机制.     

牛α1-AT基因5’侧翼区新SNPS的鉴定及其与产奶性状的相关性

以中国荷斯坦奶牛(Chinese Holstein dairy cattle)为对象,以α1 抗胰蛋白酶基因(α1-AT)为候选基因,扩增5′侧翼区668 bp和999 bp的片段并进行测序.首次发现,在+3 142 bp处P1和+4 408 bp处P2分别发生C-T、T-C突变.随后采用PCR-RFLP方法对随机采自6个牛场,共计294头牛进行了检测,遗传变异和产奶性状分析结果显示：2个位点的等位基因在群体中都有分布,且处于中度多态.P1位点A和B等位基因的频率分别为50.34%和49.66%; AA、AB和BB基因型频率分别为23.81%、53.06%和23.13%;P2位点E和F等位基因的频率分别为30.61%和69.39%, EE、EF和FF基因型频率分别为11.90%、37.41%和50.68%. χ2适合性检验表明,该群体在P1位点的突变达到Hardy-Weinberg平衡状态（P>0.05）,在P2位点未达到平衡.基因与产奶性状关联分析表明,AB基因型个体产奶量与脂蛋比显著高于AA基因型个体(P＜0.05);FF基因型个体乳蛋白率显著高于EF基因型个体(P＜0.05);9种单倍型组合与乳脂率、乳蛋白率、体细胞数、产奶量及脂蛋比均存在不同程度相关性.     

Centrobin与BRCA2蛋白间相互作用及其细胞定位

为分析乳腺癌易感基因2（breast cancer susceptibility gene 2, BRCA2）蛋白与中心体BRCA2相互作用蛋白（centromal BRCA2 interacting protein, centrobin）间相互作用及其细胞定位的关系,探讨二者功能上的联系,本研究采用哺乳细胞双杂交实验检测体内结合并初步判定BRCA2分子上的结合区域;免疫共沉淀实验进一步验证其体内结合活性,GST-pulldown法检测其体外结合活性,免疫组织化学染色观测BRCA2蛋白的细胞定位及在有丝分裂各期centrobin的细胞定位.结果显示,BRCA2与centrobin间存在体内和体外结合,且BRCA2分子的结合区域主要位于2　393～2　952氨基酸残基处;外源表达BRCA2定位于中心体,在有丝分裂各时相centrobin均定位于中心体. BRCA2与centrobin在体内形成复合物,并存在直接物理结合作用,二者存在细胞空间定位的一致性.该结果为进一步研究BRCA2在中心体复制中的调控作用提供了线索.     

基因芯片技术检测重要人兽共患病病毒方法的建立

为了建立能对25种重要人兽共患病病毒进行筛查及鉴定用的基因芯片技术,本实验首先设计针对每种病毒的寡核苷酸探针并进行探针特异性的生物信息学验证.然后探索病毒核酸随机扩增方法,优化杂交动力学条件,建立本芯片标准的数据处理分析方法.最后用细胞培养的病毒和模拟临床标本验证芯片的敏感性与特异性．结果表明,锚定随机PCR扩增法适合于本芯片病毒核酸的扩增;芯片杂交前用0.25% NaBH4进行封闭,最优杂交条件为51 ℃,2 h及50%甲酰胺浓度;芯片具有较好的敏感性及检测特异性．初步结果表明,本实验所建立的基因芯片技术可应用于对25种重要人兽共患病病毒进行筛查及鉴定．     

水稻穗发育功能基因对穗期氮肥的响应

为探讨氮肥对水稻(Oryza sativa)穗发育的调控作用, 使用高通量测序技术检测氮肥处理前后水稻叶片和幼穗组织中转录组的变化, 并从中筛选到大量差异表达基因。这些基因的功能涉及转录调控、激素代谢和信号转导、物质代谢和转运、胁迫响应、信号转导(受体)和蛋白质降解等。同时对目前克隆得到的穗发育相关基因进行分析, 发现在氮素穗肥的作用下, 部分重要功能基因的表达量发生了明显变化, 其中一些基因还参与调控水稻株高、抽穗期、分蘖和结实率等性状。对这些差异表达基因的功能研究有助于揭示氮素穗肥调控水稻每穗颖花数的分子机制。     

拟南芥IAA酰胺合成酶GH3-6负调控干旱和盐胁迫的反应

生长素是一种重要的植物激素, 几乎参与了植物所有的生命活动过程。GH3-6具有IAA酰胺合成酶活性, 催化氨基酸与IAA形成IAA的氨基轭合物, 发挥暂时或永久灭活IAA的作用。该文探讨了GH3-6基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana)逆境适应过程中的功能。结果显示GH3-6基因受干旱、ABA和高盐的诱导表达。与野生型相比, GH3-6基因过表达突变体dfl1-D对干旱的抗性明显减弱, 叶片失水速率更快。在抗盐方面, dfl1-D也显著弱于野生型。在3种逆境(干旱、ABA和高盐)胁迫下, GH3-6基因的高表达抑制了逆境响应基因RD22、KIN1、RD29A和DREB1A的表达。而且在干旱胁迫下, dfl1-D中ABA的含量明显低于野生型。研究结果证明, 高表达GH3-6基因负调控拟南芥对逆境的抗性。