大豆种质资源遗传多样性研究进展

我国拥有丰富的大豆种质资源,大豆种质资源遗传多样性研究也取得了较大进展。总结了近年来大豆种质资源组成、保存、研究、利用等几方面的研究进展,讨论了大豆遗传多样性的重要性和发展方向,以期为大豆优良品种培育相关研究提供参考。     

CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的研究进展

CRISPR-Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated proteins)系统为细菌与古生菌中抵御外源病毒或质粒DNA入侵的获得性免疫系统。该系统在crRNA的指导下,使核酸酶Cas识别并降解外源DNA。其中,Ⅱ型CRISPR-Cas系统最为简单,仅包括一个核酸酶Cas9与tracrRNA：crRNA二聚体便可完成其生物功能。基于CRISPR-Cas9的基因组编辑技术的核心为将tracrRNA:crRNA设计为引导RNA,在引导RNA的指导下Cas9定位于特定DNA序列上,进行DNA双链切割,实现基因组的定向编辑。CRISPR-Cas9系统以设计操纵简便、编辑高效与通用性广等优势成为新一代基因组编辑技术,为基因组定向改造调控与应用等带来突破性革命。从CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的发展与应用等方面综述其最新研究进展,并着重介绍该技术的关键影响因素,为相关研究者提供参考。     

Pollen Morphology of Plants from the Hengduan Mountains and Their Ecological Significance

Pollen morphology of selected taxa from the Hengduan Mountains, Southwest China are investigated in the present study. Forty eight taxa (flowering in the summer, 46 species and 2 varieties) of 43 genera belonging to 27 families were observed by light and scanning electron microscopy. Pollen morphology is described in detail. Two pollen shapes are mainly found in these species: subprolate to prolate (271%) and prolate (25%). Spheroidal, subspheroidal to subprolate, suboblate and tetrad shapes can also be found in some species. Aperture type is mostly tricolporate, with a percentage of 438, and also contains tricolpate, pantoporate, stephanocolpate, 3 colporoid, 6 colpate, monocolpate. The most common ornamentation is finely reticulate, with a percentage of 50. Other exine ornamentations, such as coarsely reticulate, finely granulate, smooth, spinulose are also observed. The palynological documentation of these species will provide the modern palynological basis for paleopalynological studies of the Quaternary Strata. On the basis of pollen morphology characters, identification features of some species in the same families were discussed according to the results of cluster analysis used by SPSS. The ecological significance was also discussed based on the ecological properties of these taxa.     

CRISPR/Cas基因编辑技术及其在作物育种中的应用

CRISPR/Cas基因编辑技术在植物基因功能研究和作物遗传改良方面具有重要应用价值,其主要依赖gRNA引导核酸内切酶在目标基因组位置产生双链断裂（DSBs）,DSBs在通过非同源末端连接（NHEJ）或同源重组（HDR）方式进行修复时,会引起靶标位置核苷酸序列的缺失、插入或者替换,从而实现基因编辑。介绍了CRISPR/Cas基因编辑技术的作用机理及发展趋势,并对CRISPR/Cas技术在主要粮食及经济作物育种中的应用进展进行了总结,以期为农作物育种提供有益的参考。     

用Cre/LoxP和CRISPR基因工程技术构建猪肌肉生长抑制素双等位基因敲除细胞系

肌肉生长抑制素 (myostatin,Mstn)基因失活可引起哺乳动物的肌肉增生,但其调控机制尚不清楚,且缺乏可靠的试验材料验证Mstn相关分子通路的变化。本研究所用PK3108细胞系是在野生型PK15细胞系的基础上成功靶向敲除一条等位基因,在其靶位点敲入标记基因,敲除了204 bp的外显子3序列, LoxP锚定在其标记基因两侧。利用Cre/LoxP重组酶删除系统删除插入PK3108Mstn靶位点的标记,借助流式细胞仪和荧光蛋白甄别得到无标记的过渡型细胞系PK3108-2。将Cas9/sgRNA表达载体和供体DNA共转染PK3108-2,借助G418抗性筛选和倒置荧光显微镜挑选出仅带阳性标记的克隆L18,对其基因组进行PCR产物凝胶电泳与PCR产物测序,证明克隆L18在预设位点发生同源重组;对其蛋白质进行Western 印迹实验表明,Mstn被成功地敲除失活。综上结果证明,本研究实现了双等位基因的精准敲除,构建了Mstn双敲除梯度回复表达细胞系。本研究为揭示Mstn的作用机制提供理想的实验材料,也为双等位基因的敲除提供了可借鉴的技术路线。     

靶向抑制铜伴侣蛋白CCS逆转卵巢癌C13*细胞的顺铂耐药性

顺铂（cisplatin）,即二胺二氯铂/diaminedichloroplatinum（DDP）,是治疗卵巢癌最有效的化疗药物;然而,耐药性是限制顺铂临床治疗效果的最重要因素。目前,卵巢癌对顺铂的耐药机制仍不十分清楚。超氧化物歧化酶1铜伴侣蛋白（copper chaperone for superoxide dismutase 1, CCS）介导Cu2+特异性传递给超氧化物歧化酶1（superoxide dismutase1, SOD1）,为维持细胞增殖和生存所必需;相反,抑制CCS可减缓肿瘤细胞增殖。本研究旨在证明,AMPK依赖的CCS表达与卵巢癌的顺铂耐药有关。实时定量PCR及免疫印迹结果显示,与顺铂敏感细胞株OV2008比较,顺铂耐药细胞株C13*中的CCS mRNA和蛋白质表达水平明显上调。shRNA靶向沉默CCS或采用抑制剂DC_AC50抑制CCS后,可明显增强顺铂对C13*细胞增殖的抑制作用,提示CCS高表达与顺铂耐药相关,而抑制CCS可逆转顺铂的耐药性。同样,免疫印迹结果证明,CCS在A549、H1944等6种不同肺癌细胞中的表达水平高低与顺铂敏感性密切相关。采用siRNA干扰CCS在A549细胞中的高表达,或在CCS低表达的H1944细胞中过表达CCS,可明显增加A549或减弱H1944细胞对顺铂的敏感性,进一步证明CCS表达与顺铂耐药性相关。此外,采用AMPK抑制剂化合物C阻断AMPKα Thr172磷酸化（激活）,即抑制AMPK信号通路,可明显抑制CCS在C13*细胞中的表达,提高其对顺铂的敏感性。以上研究结果提示,AMPK信号通路依赖的CCS表达参与肿瘤的顺铂耐药机制,而抑制CCS逆转顺铂耐药。本文的结果还提示,CCS有望成为克服顺铂耐药的潜在靶点。     

IBA与NAA对桃金娘扦插繁殖的影响

采用二元二次回归通用旋转组合设计,探讨植物生长调节剂IBA、NAA对桃金娘Rhodomyrtus tomentosa扦插生根的影响。结果显示,适宜浓度的IBA和NAA有利于桃金娘的扦插生根,IBA对生根率、根长和根重的影响更为明显。最佳浓度组合为IBA、NAA各100 mg·L~(-1),用该组合处理插条,可有效地提高扦插繁殖的成活率及幼苗质量。     

紫葳科植物猫爪藤阿克替苷的提取富集工艺

建立UPLC测定猫爪藤Macfadyena unguis-cati阿克替苷含量的方法,采用单因素实验和正交试验优化阿克替苷提取工艺,通过静态、动态吸附与解吸实验筛选适合富集阿克替苷的大孔树脂,并对富集工艺进行研究。UPLC条件:色谱柱HSST3柱(2.1×100 mm,1.8μm);流动相0.1%甲酸(A)-乙腈(B);梯度90%A 5 min,75%A 7.5 min,30%A 9 min,90%A;检测波长310 nm;柱温25℃;流速0.3 mL·min~(-1);保留时间5.21 min。在UPLC条件下阿克替苷在0.25~100 ng进样范围内峰面积与进样量呈良好的线性关系,回归方程为Y=89.002X-4.8275,R=0.9999。单因素实验显示,70%乙醇为最佳提取溶剂。正交试验确定最佳提取条件为70%乙醇,料液比1∶10,提取时间12 h。静态、动态吸附和解吸实验确定HP-20大孔树脂为最佳富集材料。富集工艺为4倍体积15%乙醇洗脱除杂后收集4倍体积40%乙醇洗脱的部分。     

不同肥料对盆栽苹果花卡特兰生长及开花的影响

以三种不同比例缓释固体肥与三种液体肥组合为苹果花卡特兰施肥,分析不同施肥处理对苹果花卡特兰生长与开花的影响,并对开花植株商品化性状进行评分,探讨营养配方对苹果花卡特兰商品化栽培的影响。结果表明,含N量较高的肥料有利于苹果花卡特兰叶片与假球茎生长,而P、K比例较高的肥料有利于假球茎发育和开花。苗期可使用含N量较高的肥料促进营养生长及抽生假球茎,成株期则施P、K比例较高的肥料促进假鳞茎成熟与花芽分化,使苹果花卡特兰多抽花枝多开花,增加观赏性状,提高苹果花卡特兰商品价值。     

寒武纪宽川铺生物群中球状胚胎化石表面刺状结构及其意义*

以宽川铺生物群中获取的磷酸盐化立体保存的胚胎化石为研究材料,对胚胎化石表面超微结构和内部解剖结构进行观察并对比分析。结果显示,大部分胚胎化石表面被一单层光滑卵膜结构所包裹,卵膜之下胚胎形态多样;刺状结构位于卵膜之下,为原生质胚胎分泌而成的保护层,出现在不同大小和不同类型的胚胎中。结果表明:1)单一依靠胚胎大小或者表面结构不能作为胚胎的分类依据;2)与现生海葵等动物胚胎表面微绒毛相似,Olivooides表面刺状结构可能具有保护胚胎和生态扩散的功能;3)带刺Olivooides很可能发育成为动物演化早期最简单的带刺幼虫形式,是动物间接发育的证据。