基于CRISPR/Cas系统的核酸生物传感器

近年来,CRISPR/Cas系统已经成为转录调控和基因组编辑的重要工具。除了在基因编辑领域的贡献,CRISPR/Cas系统独特的靶核酸顺式切割和非特异性单链核酸反式切割能力,在开发核酸检测的新型生物传感器方面展现出巨大潜力。构建基于CRISPR/Cas系统高灵敏度生物传感器的关键通常依赖其与不同信号扩增策略,诸如核酸扩增技术或特定信号转导方法的结合。基于此,本文旨在通过介绍不同类型的CRISPR/Cas系统,全面概述基于该系统的核酸检测生物传感器的研究进展,并重点对结合核酸扩增技术（PCR、LAMP、RCA、RPA和EXPAR）、灵敏的信号转导方法（电化学和表面增强拉曼光谱）和特殊结构设计生物传感的三大类型信号放大策略的CRISPR/Cas生物传感器进行总结和评论。最后,本文对目前的挑战以及未来的前景进行展望。     

细胞生物学试题库的建设及思考

在分析细胞生物学课程重要性和试题库建设的必要性基础上,在细胞生物学入库试题的设计和选择、试题库的管理和运行等方面进行了探索,并提出开展题库建设及应用中需要注意的几个问题。     

通用引物双重PCR在节肢动物物种鉴定中的应用

【目的】本研究旨在使用基于线粒体基因通用引物的双重PCR技术同时扩增单一样本中两条标记基因,从而达到简化节肢动物物种鉴定流程的目的。【方法】在一次PCR实验中同时加入可扩增线粒体COI基因和16S rDNA两个不同分子标记的引物,对3纲8目14科的14种节肢动物物种标本的基因组DNA进行扩增;扩增产物经电泳和胶回收后测序,并BLAST在线搜索相似序列,验证基于通用引物的双重PCR在不同的动物类群中用于物种鉴定的有效性。【结果】应用基于COI和16S rDNA的引物从分属于3纲8目14科的14种节肢动物基因组DNA中均可成功扩增目的基因;扩增产物测序结果进一步证实了扩增的准确性。【结论】通过本方法进行物种的分子鉴定,不仅可以保证物种鉴定的高准确率,还可以明显减少时间与DNA样本量的消耗,这对需要快速准确鉴定物种或珍稀的材料样本十分重要。     

模块化设计和微课应用在研究生课程教学中的实践研究——以分子细胞生物学课程为例

基于研究生课程教学区别于本科教学的新高度、新要求和新期待,依托分子细胞生物学良好的理论教学基础,充分把握课程发展趋势,引导学生扩展知识外延并洞悉学科前沿,探索出将模块化教学设计与微课应用相结合的研究生课堂教学新模式。在分子细胞生物学的教学实践探索中,发现该模式对激发研究生学习兴趣、增进对知识的理解、培养学生的创新思维等方面均具有积极的作用。     

外来湿地植物再力花适生性分析

通过修改过的澳大利亚杂草评估系统(Australia Weed Risk Assessment System),气候匹配模型(MaxEnt)以及越冬实验对外来湿地植物再力花(Thalia dealbata)的适生性进行了分析.澳大利亚评估系统的评分为18分,远超过系统本身阈值(6分).MaxEnt分布区预测结果表明,再力花可以在北京—郑州—西安—成都—丽江一线以东生长,江浙一带以及安徽省东南部尤其适合再力花的生长.冷冻实验表明,经过2个月0℃低温处理的再力花虽然在生物量及开花数量上与低温处理时间较短的植株存在显著差异,但是却依然可以完成整个生活史.结果表明,再力花在中国大部分区域都可以生长,可能具有入侵风险.     

β淀粉样蛋白斑块的高分辨全脑三维定量研究

中枢神经系统中β淀粉样蛋白斑块是阿尔兹海默症的主要病理特征之一,其负荷和数目的变化是病程发展的重要标志.已有研究主要是对局部脑组织进行二维切片成像,尚缺少在全脑三维空间对斑块进行高分辨率定量分析的研究方法.本文建立了适用于哺乳动物三维完整脑内β淀粉样蛋白斑块定量分析策略,包括全脑斑块快速荧光染色方法、基于荧光显微光学切片断层成像技术的高分辨全脑数据获取,以及斑块自动定位、统计数目等.与免疫组化染色比较,证明本方法对直径大于10μm的斑块检出率为97.71%±0.18%.并以0.32μm×0.32μm×2μm的成像分辨率,获取了5XFAD转基因小鼠全脑Aβ斑块分布数据集,首次以脑区/核团的三维轮廓划分出立体区域,定量统计了90个亚区内Aβ斑块的数量及分布密度.本文建立的快速、精准、价廉的方法将有助于全面高效地研究阿尔兹海默症致病机理和药效评估.     

基于微生物生物合成纳米颗粒机制的研究进展

纳米粒子的合成方法多种多样,包括物理法、化学法和生物合成法,其中生物合成法是以生物为基体的绿色合成方法。由于微生物易于培养、生长快、廉价易得,已成为纳米粒子生物合成法的重要生物类群。微生物和纳米材料的多样性决定了其合成机制的多样化。本文结合国内外的科研报道,着重介绍了目前纳米粒子生物合成机制,并对纳米粒子微生物合成技术未来发展趋势进行了展望。     

小麦秆锈菌生理小种21C3CPH和Ug99 SSR标记的筛选

小麦秆锈病是一种专化性很强的大区远距气传病害,曾造成多个小麦种植国家和地区的毁灭性损失,新的强毒力小种Ug99含有对Sr31等多个重要抗秆锈基因的联合毒性,对我国的小麦生产有巨大潜在威胁,因此,加强小麦秆锈菌生理小种的监测和鉴定是有效防治该病害的基础性研究工作和关键环节。现代分子生物学的迅猛发展,为许多研究提供了新的方法和手段,分子标记技术在区分小麦秆锈菌生理小种方面显示了充分的可行性。本研究利用25对SSR引物对7个小麦秆锈菌主要生理小种进行DNA多态性分析,结果显示,所有特异引物对秆锈菌的扩增结果均呈现出丰富的多态性,秆锈菌的不同生理小种之间存在遗传差异。其中引物SSR180在21C3CPH中扩增出205bp的特异性条带;引物SSR6在Ug99中扩增出170bp的特异性条带,经过多次的重复试验,这些特异性条带均能够比较稳定地重复出现,说明引物SSR180和SSR6可用于小种21C3CPH和Ug99的特异性检测。     

利用混合样本池法对鸡显性白羽基因PMEL17突变位点的检测

显性白羽基因座是影响鸡羽色形成的重要基因座位之一, 该基因座上的显性等位基因I 会抑制黑色素合成, 从而使携带该基因的个体全身羽毛呈现白色。目前已确认鸡显性白羽基因座编码PMEL17蛋白: 是一种黑素细胞特异性蛋白, 在黑素细胞的分化与成熟中起到重要作用, 并证明PMEL17基因的突变与显性白羽的形成有关。文章利用混合样本池建立了一种低成本、高效率, 并能在大规模群体中检测PMEL17基因突变的方法, 称为PCR产物混合样本池法。该方法的基本步骤如下: 首先, 提取个体基因组DNA, 并设计相关引物对每一个体单独进行PCR扩增; 其次, 将PCR产物等比例混合, 10个样品混在一个池中; 然后, 将PCR产物混合池样品于非变性聚丙烯酰胺凝胶上进行电泳; 最后, 待电泳结束后进行银染, 根据凝胶上所显条带判定是否存在突变体。此外, 文章还将这种方法与传统基因组DNA混合样本池法进行了比较试验, 并利用该方法对试验鸡群显性白羽基因PMEL17突变进行检测, 证实该方法具有较高准确度。     

榕江茶（Camellia yungkiangensis）种质资源主要品质性状的遗传多样性分析

本研究分析了贵州特异茶树种质资源——榕江茶的品质化学成分特征及其遗传多样性,为其开发利用和特异茶树新品种培育提供科学依据。以分布在贵州省黔东南州月亮山的121份榕江茶种质资源为材料,对其水浸出物、茶多酚、游离氨基酸等21个主要品质化学成分指标进行检测分析,通过遗传多样性分析、主成分分析、聚类分析、相关性分析等对其品质性状特征和遗传多样性进行评价,并对其中的优异资源进行筛选。121份资源的21个品质化学成分指标的变异系数为5.70%～119.69%,平均为32.84%,遗传多样性指数为1.47～2.08,平均为1.95。21个品质化学成分指标的相关性分析结果显示,呈极显著正相关有42对性状,呈显著正相关的有14对,呈极显著负相关的有10对,呈显著负相关的有10对。主成分分析表明,前7个主成分特征值均大于1,且累计贡献率达76.84%,包含了原始变量的绝大部分信息,以因子得分系数矩阵求得每个单株资源的品质化学成分在各主成分上的综合得分,筛选出了12份品质化学成分综合得分高的单株资源。聚类分析显示,在欧式距离18.0处,可将121份榕江茶种质资源分为6个类群。优异种质资源筛选结果显示,121...