一种快速、无损大豆种子DNA提取方法的建立和应用

基因分型是进行植物基因功能的遗传分析和分子标记辅助育种的重要环节。该研究以大豆(Glycine max)成熟种子为材料, 建立了通过钻孔采集样品、快速提取DNA进行基因型鉴定的方法。用此方法, 一个熟练的工作人员可以在1个小时内完成120个样品的采集和DNA提取; 同时种子钻孔取样后, 不会对大豆种子的萌发造成影响。利用该方法获得的DNA可满足PCR扩增的要求。实验重复性好, 成功率在98%以上。这种快速且无损的大豆种子基因型鉴定方法可以用于鉴定杂交种子、品种纯度以及遗传分析等研究工作。     

8-氯腺苷诱导的组蛋白H3K79双甲基化促进NBS1和p21的基因转录激活

组蛋白H3第79位赖氨酸甲基化（H3K79me）修饰有单甲基、双甲基及三甲基3种形式,是常染色质的标志.然而,对于组蛋白H3K79三种甲基化各自在基因转录、DNA损伤修复中所起的作用尚不十分清楚.本研究以8-氯腺苷（8-Cl-Ado）为DNA双链断裂（DNA double-stranded breaks,DSB）诱导剂,采用Western 印迹,在人肺癌细胞H1299检测出了DNA修复分子NBS1、细胞周期检验点相关分子p21,并发现H3K79me1、H3K79me2和H3K79me3三种甲基化修饰的组蛋白明显增加;染色质免疫共沉淀结合实时定量PCR实验显示,只H3K79me2与DNA损伤检验点分子p21、DNA修复分子NBS1的启动子区域相结合,说明H3K79双甲基化修饰与这些基因的转录激活有关.结果提示,在8-氯腺苷引起 DSB时,是H3K79me2、而不是H3K79me1和H3K79me3参与NBS1和p21基因转录激活时的染色质重塑.8-氯腺苷诱导H3K79双甲基化增强、促进H3K79me2所在染色质区域的NBS1和p21基因转录激活可能是8-Cl-Ado抑制肿瘤细胞生长作用机制之一.     

Admixture mapping of an allele affecting interleukin 6 soluble receptor and interleukin 6 levels

Circulating levels of inflammatory markers can predict cardiovascular disease risk. To identify genes influencing the levels of these markers, we genotyped 1,343 single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in 1,184 African Americans from the Health, Aging and Body Composition (Health ABC) Study. Using admixture mapping, we found a significant association of interleukin 6 soluble receptor (IL-6 SR) with European ancestry on chromosome 1 (LOD 4.59), in a region that includes the gene for this receptor (IL-6R). Genotyping 19 SNPs showed that the effect is largely explained by an allele at 4% frequency in West Africans and at 35% frequency in European Americans, first described as associated with IL-6 SR in a Japanese cohort. We replicate this association (P<1.0x10-12) and also demonstrate a new association with circulating levels of a different molecule, IL-6 (P<3.4x10-5). After replication in 1,674 European Americans from Health ABC, the combined result is even more significant: P<1.0x10-12 for IL-6 SR, and P<2.0x10-9 for IL-6. These results also serve as an important proof of principle, showing that admixture mapping can not only coarsely localize but can also fine map a phenotypically important variant.     

利用锌特异性探针HL~1示踪植物细胞外Zn~(2+)的分布

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)和谷子(Setaria italic)为研究材料,利用锌特异性探针HL1,使用荧光分光光度仪、等温滴定热量测定仪(ITC200)和倒置荧光显微镜等仪器探究了该化学探针的特性以及植物细胞外游离Zn~(2+)的分布。结果表明,当HL1与不同元素溶液混合时,只与Zn~(2+)特异性结合,在紫外光(UV)激发下,发射出波长为500 nm的蓝色荧光;生成物的平衡解离常数KD=7.02×10–4 mol·L–1,具有很好的稳定性。拟南芥叶片中的Zn~(2+)分布于细胞间隙及叶表皮毛的外周和表层,且叶表皮毛的荧光强度具有明显的浓度依赖性;谷子叶片中的Zn~(2+)分布在细胞间隙以及维管组织。拟南芥根中的Zn~(2+)分布于根的伸长区,且荧光强度也明显地表现出与浓度相关。由此推断,根伸长区与Zn~(2+)运输有关,叶的维管组织是植物细胞外运输Zn~(2+)的主要途径,细胞间隙和叶表皮毛是植物储存Zn~(2+)的主要区域。HL1适用于检测细胞外Zn~(2+)的分布。     

苹果属植物树皮组织总蛋白提取及分离方法的建立

为了建立适于苹果属植物树皮组织总蛋白提取的技术方法, 以8年生华月苹果(Malus domestica)树枝条为试材, 通过比较不同提取方法(TCA-丙酮沉淀法(A)、甲醇/醋酸铵沉淀法(B)和改良的Tris-酚抽提方法(C))并优化提取条件, 确立了最适提取及分离方法为改良的Tris-酚抽提方法。在2-DE分离时, 该方法所获得的样品图谱中蛋白点总数为993个, 明显多于TCA-丙酮沉淀(418个)和甲醇醋酸铵沉淀(674个)方法, 并且与其它两种方法相比, 该方法获得的图谱背景更清晰, 蛋白点聚焦效果更好。此外, 经过3个梯度上样量的图谱分离效果比较, 确定了800 μg为本研究中2-DE分析的理想上样量。另外, 为了验证该提取及分离方法的可行性, 进一步对蛋白质表达谱中的部分蛋白点进行了质谱分析, 且这些蛋白点均得到了成功鉴定。该研究通过优化总蛋白提取方法及样品上样量等条件, 获得了理想的双向电泳分离图谱, 为苹果属植物树皮组织材料的蛋白质组学研究奠定了基础。     

发根农杆菌介导的菠菜毛状根遗传转化体系的建立

发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)侵染植物后可诱导植物产生毛状根。菠菜(Spinacia oleracea)是常见的食用蔬菜, 目前尚未见菠菜毛状根的研究报道。经筛选得到适合诱导菠菜毛状根的发根农杆菌菌株LBA9402, LBA9402侵染菠菜外植体茎后, 毛状根的诱导率最高可达16%。菠菜毛状根呈白色, 具有丰富的根毛, 能在无外源激素的固体培养基上快速增殖生长。通过诱导菠菜毛状根产生愈伤组织并进行分化, 获得了菠菜毛状根的再生植株, 再生率为8%。此外, LBA9402可将含有Ri质粒的T-DNA和携带外源GFP基因的Ti质粒T-DNA共同导入外植体中。PCR检测和荧光显微观察结果显示, rolB及GFP基因在菠菜毛状根基因组中稳定表达, 共转化频率为50%。     

核酶在大肠杆菌内对烟草花叶病毒靶RNA的切割作用

把一段取自TMV RNA的靶cDNA序列连接在一个体内表达转录载体内的报道基因CAT起译密码子ATG的下游组成了读码框不改变的CAT融合基因,通过测定载体在大肠杆菌内表达的CAT活力变化,观察了与CAT同时表达的核酶在体内对靶序列的作用。当专一核酶RZ1、RZ1A或RZ1表达时,CAT的酶活力下降了30%,但非专一核酶RZ3的表达并不改变CAT活力。凝胶电泳和引物延伸结果表明CAT活力的下降是由于这些核酶对融合CAT mRNA在5’靶序列区发生了专一切割从而影响了蛋白的合成所致。     

从国家自然科学基金项目资助看植物科学态势

通过对2010-2015年度国家自然科学基金委员会生命科学部植物学学科资助的各类项目进行统计分析,总结了植物学学科资助的整体概况,详细分析了各类科学基金项目的资助特点、在不同分支学科和领域中的分布以及获资助排名前列的依托单位,并展望了我国未来植物学学科的发展趋势。