若干技术在根际微生物研究中的应用

根际微生物是指植物根表及近根土壤中的微生物。根际微生物的研究对于微生物生态学、植物生态学及工业生物技术开发均具有十分重要的意义。为了进行更全面的研究以应对根际微生物研究所面临的复杂挑战,需要将各种生物学研究方法结合起来使用。综述了目前国内外应用较广泛的基于分子生物学的根际微生物研究方法,并对若干主要方法进行了横向比较,重点论述了结合高通量测序技术和基因芯片技术的根际微生物研究方法的新进展,并对相关技术的应用现状及其未来应用前景进行了综述。     

《科学》：科学家完成金小蜂基因组测序

一个国际科研团队1月14日报告说,他们测定了3种金小蜂的基因组序列,并揭示了金小蜂具备的一些可能在病虫害防治方面有用的特征。这项研究成果刊登在美国最新一期《科学》杂志上。     

《PLoS遗传学》：脑癌细胞系全基因组测序完成

美国加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症研究中心的科学家在1月29日的《公共科学图书馆·遗传学》（PLoS Genetics）专刊上发表论文指出,他们首次完成了脑癌细胞系全基因组测序,这也是截至目前对单个癌症细胞系所做的最为彻底的测序分析。通过使用最新技术,此项测序工作得以在一个月内完成,测序成本大约为3．5万美元。     

FIND:从下一代单端测序数据中快速查找Indel的方法

目的:针对下一代测序数据,尤其是单端测序数据,研究快速、准确查找Indel的方法。方法:先与全基因组参考序列进行快速比对,筛选出包含Indel的序列;再对这些序列进行双向的二次比对,确定Indel长度;最后借助长度信息在锁定范围内查找Indel的确切位置和相关信息。结果:本文成功构建FIND(Fast INDel detection system)系统,用于从单端测序数据中查找Indel信息。以模拟测序数据作为测试数据,在12X测试数据情况下,FIND的灵敏度和特异性分别为87.71%和99.66%,而且该性能还随着测序倍数的增加而提升。结论:充分利用比对过程获取的信息,在确定Indle长度的同时也确定出其大致位置,最终在局部范围内实现对单端测序数据中Indle的快速而准确的查找。     

百合花粉管中的胞吞/胞吐作用观察分析

应用细胞膜染料FM 4-64结合Zeiss 5 live快速扫描型共聚焦显微镜观察了百合花粉管中的吞排作用.结果显示,培养基中加入FM4-64后,染料迅速进入到花粉管中,并在花粉管顶端形成一个锥形的区域;锥形区域表现出周期性变化,并且与花粉管脉冲生长呈负相关,即锥形区形成期花粉管生长缓慢,而锥形区消退期花粉管生长迅速;在锥形区域的消退期,花粉管顶端,尤其是最顶端快速向前延伸,而在锥形区域的形成期,花粉管最顶端的延伸速度显著下降,但亚顶端区域仍基本维持原有的生长速度.研究发现,花粉管的最顶端既是内吞作用也是胞吐作用的主要场所,但胞吞作用仅局限于花粉管的最顶端,而胞吐作用发生在包括亚顶端在内的整个花粉管顶端;胞吞和胞吐作用在花粉管最顶端交替发生,可能是花粉管脉冲生长的一个非常重要的原因.     

中国基因组学研究进展与发展态势

20 世纪 90 年代初,以完成人类基因组全序列测定和注释为核心任务的人类基因组计划在美国的领导下兴起．自1999年中国加入人类基因组计划到现在的10年时间里,中国基因组学得到了快速的发展,建立了先进的基因组学技术平台,并出色完成了多项重大基因组科学研究项目,对我国生命科学各个领域的发展产生了重要影响．结合我国基因组学研究现状,《中国科学C辑·生命科学》(Sci China Ser C-Life Sci) 2009年第1期发表了中国基因组学专题,综述了基因组测序、分型,功能基因检测技术和生物信息学分析技术,以及肝癌、免疫和环境与工业微生物的基因组学研究等方面的研究工作．     

火棘不同组织内生细菌群落多样性

为了解火棘不同组织内生细菌群落多样性,该研究采用高通量测序技术对火棘内生细菌16S rRNA V5～V7可变区进行测序,分析火棘不同组织部位内生细菌群落多样性。结果表明:(1)从火棘根、茎、叶组织中共获得内生细菌OTU 1 818个,其中根部754个,茎部 308 个,叶部756个,三者共有 OTU 152 个。(2)物种分类显示,不同火棘组织内生细菌具有丰富的群落多样性,火棘根部内生细菌种类隶属于23门53纲137目216科373属557种,其中异样根瘤菌属(Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium)和链霉菌属(Streptomyces)为优势属,其相对丰度分别为 10.57%和 8.00%; 茎部内生细菌种类隶属于21门32纲76目126科204属270种,其中马赛菌属(Massilia)和未知分类的丛毛单胞菌科属(unclassified_f_Comamonadaceae)为优势属,其相对丰度分别为31.10%和12.82%; 叶部内生细菌种类隶属于21门52纲130目210科380属581种,其中土芽孢杆菌属(Geobacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)为优势属,其相对丰度分别为12.31%和9.84%。(3)PICRUSt功能预测表明,根部内生细菌物种最丰富,参与各种代谢调控的细菌丰度最高。该研究结果为进一步探讨植物内生细菌功能,挖掘新的有益微生物资源提供了参考。     

基于简化基因组测序揭示水角的濒危机制

物种的遗传多样性是决定物种适应性和生存能力的关键因素。生境片段化是造成生物多样性丧失的重要因素之一,对植物种群的遗传多样性有着重要影响。水角(Hydrocera triflora)作为一种濒危植物,其遗传多样性状况和濒危机制尚未有报道。该文收集了水角7个种群共计34个样本,利用简化基因组测序技术(RAD-seq)获得了单核苷酸变异位点(SNP)。通过种群遗传多样性和遗传结构的分析,并结合种群历史动态分析和不同气候情景下物种潜在分布区预测,探讨了水角的濒危机制。结果表明:(1)水角遗传多样性较低(H_o=0.156 9、H_e=0.165 4、π=0.186 5),遗传分化系数较高; AMOVA分析表明,遗传变异主要发生在种群内。(2)Mantel检测表明环境距离与遗传距离、地理距离均呈显著正相关,分别为P=0.041 2和P=0.008 2。(3)水角的有效种群大小从全新世中期开始持续下降,与琼北火山群的喷发时间一致。(4)与当代气候相比,虽然在未来气候变化下水角的潜在分布区总面积变动不大,但在高CO₂排放的情景下,大量的高适生区将会丧失并转化为低适生区,特别是位于马来群岛的适生区几乎完全消失。该研究结果表明,生境片段化导致了水角较低的遗传多样性和有效种群大小的持续下降。因此,自身更新能力低以及人为活动干扰、城市化等不利的环境条件是导致其濒危的主要原因。建议加强对水角的就地保护,采用人工授粉等方法提高其基因流以增加其种群的遗传多样性,同时,要着重保护湿地免遭破坏。     

籼稻'93-11'一段基因组序列的完善及分析

超级杂交稻父本‘93-11＇的基因组序列测定的完成,为进行作物遗传改良和不同作物之间的比较基因组学研究提供了又一重要序列资源.但是,该基因组序列中还存在很多“缺口”,为使‘93-11＇的基因组序列更加精确,同时提供一些“缺口”填补策略和方法,本研究采用PCR扩增、回收克隆测序的方法对该基因组中一段长约160 kb、含有6个“缺口”的基因组序列进行了完善,并运用相关分子生物学和生物信息学软件进行了详细分析,结果表明：该6个“缺口”中,存在1个“缺口”估计错误,2个序列拼接错误;“缺口”主要位于非编码区,位于编码区的只有1个,其改变了对本处基因的注释,使此基因由原来的9个外显子增加为11个;填补“缺口”后,基因密度增加.     

人胎儿骨膜全长cDNA文库的构建及测序

目的构建人胎儿的骨膜组织的全长cDNA文库,了解该组织表达谱的特征。方法以胎儿胫骨骨膜为材料,运用末端模板转换技术（SMART）构建cDNA文库,测定库容量并应用菌落PCR的方法确定平均插入片段长度,随后大规模测序并进行生物信息学处理分析。结果所构建的cDNA文库的库容量为5．2×10^6,平均插入片段的长度为1．2kb。随机测序了25000余个克隆的序列,拼接后为5230个聚类群（contigs）和4714个独立EST（singleton）,Blast比对分析得到骨膜基因表达谱的概况,发现了23个候选的新基因。结论构建的骨膜组织的cDNA文库质量满足后续工作的需要,骨膜组织基因表达谱及一些新基因的获得为今后寻找骨膜组织特异性的基因从而研究骨相关疾病的发病机制、发现具有药物开发靶点的功能基因奠定了基础。