蜡状芽孢杆菌群中规律成簇间隔短回文重复序列的生物信息学分析

规律成簇间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)是最近发现针对噬菌体等外源遗传物质的获得性和可遗传性的新型原核生物防御系统。通过BLAST、多序列比对、RNA二级结构预测等生物信息学方法对已经完成全基因组测序的蜡状芽孢杆菌群24个菌株进行CRISPR的系统分析,结果表明:42%的菌株含有该结构;8个CRISPR座位的正向重复序列可以形成RNA二级结构,提示正向重复序列可能介导外源DNA或RNA与CAS编码蛋白的相互作用;31%的间区序列与噬菌体、质粒、蜡状芽孢杆菌群基因组序列具有同源性,进一步验证间区序列很可能来源于外源可移动遗传因子。由于大部分蜡状芽孢杆菌群菌株含有多个前噬菌体和质粒,通过对蜡状芽孢杆菌群CRISPR的分析,为揭示其对宿主菌与噬菌体,以及宿主菌与质粒间的关系奠定基础。     

从小麦-簇毛麦易位系TAC文库中筛选Hv-SITPK基因

本实验室已经通过基因芯片技术筛选到一个白粉菌诱导后上调表达的抗病相关基因Hv-S／TPK,并获得了它的全长cDNA序列。利用Hv-S／TPK的特异引物筛选小麦．簇毛麦6VS／6AL易位系基因组可转化人工染色体（Transformation-competent artificial chromsome,TAC）文库,获得了阳性TAC单克隆,并进一步获得了含有Hv-S／TPK cDNA序列的5160bp（GenBank Accession No．EU153366）的亚克隆。对亚克隆的序列分析结果表明,Hv-S/TPK基因在起始密码子和终止密码子之间有3个内含子和4个外显子,4个外显子序列与簇毛麦上已得到的Hv-S／TPK的cDNA序列100％同源。对起始密码子上游序列分析结果表明,该基因的调控序列中,含有W-Box、OCS-element等与抗病相关的元件。以TAC克隆为探针与小麦．簇毛麦6VS／6AL易位系有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization,FISH）,结果表明含有Hv-S／TPK基因的TAC克隆来自于簇毛麦。     

CRISPR传感检测技术的研究进展

CRISPR传感检测技术具有便宜、简单、便携、高灵敏和高特异等优点,被称为“下一代分子诊断技术”。由于CRISPR-Cas系统具有特异的识别、顺式切割和非特异性的反式切割能力,已经实现了对DNA和RNA等核酸靶标以及蛋白质、外泌体、细胞和小分子等非核酸靶标的检测。为了解不同CRISPR传感检测技术的优势和发展历程,促进该技术的发展和应用,本文根据不同Cas蛋白的活性特征,对目前的CRISPR传感检测技术进行了分类总结,并在此基础上根据检测的靶标类型,依次总结了各种CRISPR传感检测技术的应用情况,以期为开发新型CRISPR传感检测技术提供参考。     

生物磁受体蛋白MagR/IscA研究进展

铁硫簇蛋白是一类重要的线粒体功能蛋白,在细胞能量代谢、电子传递、底物结合与激活、铁/硫存储、酶促反应、基因表达调控等诸多过程中均发挥了关键作用.铁硫簇蛋白质组装及转运过程一旦发生障碍,必将严重影响细胞内铁的稳态及铁硫蛋白的功能.分子质量约11 ku的铁硫簇蛋白IscA,是铁硫蛋白亚家族hesB高保守性成员之一,能结合铁离子及[2Fe-2S]簇,参与铁硫簇蛋白质合成,因此IscA在铁硫簇组装蛋白与级联反应系统中具有重要的作用.更值得关注的是,2015年谢灿和张生家两个研究组发现IscA1具有磁受体(MagR/MAR)作用,此外,谢灿课题组揭示MagR能与Cry形成磁感应复合物行使磁感应器(magnetic sensor,MagS)功能.尤为重要的是,体内实验表明通过外磁场刺激活化MagR能调控相关磁基因表达,影响神经活动及行为定位.鉴于MagR磁受体的独特功能,张生家等将磁受体的基因定位与远程磁刺激相结合,发明了一种非损伤性的神经调控方法,称之为磁遗传学.本文简要介绍MagR/IscA及其同源基因的始初发现与鉴定历程、进化保守性、独特的生理生物学功能,并凝练出磁遗传假说机制调控模型,以解释MagR/IscA的磁遗传学功能.     

利用电离辐射处理整臂易位系成熟雌配子诱导外源染色体小片段易位

簇毛麦（Haynaldia villosa）是小麦（Triticum aestivum）改良的重要遗传资源．培育小片段易位,特别是中间插入易位,有助于更好地利用外源有益基因．已报道的小麦-簇毛麦易位系大多数属于整臂易位或大片段易位．本研究以60Co-γ谢线（剂量率：1．6Gy／min,三种剂量：16．0,19．2和22．4Gy）处理整臂易位系的成熟雌配子,随后选取适龄穗子去雄套袋,2～3天后再用普通小麦品种“中国春”的新鲜成熟花粉授粉．通过M1植株根尖细胞有丝分裂中期染色体基因组原位杂交（genomic in situ hybridization,GISH）,从534株M1材料中检测到97株涉及6V染色体短臂（6VS）的小片段结构变异,包括小片段中间插入易位染色体80条、末端易位染色体57条和6VS缺失55条．在22．4Gy处理中这三种结构变异的诱变频率分别为21．02％,14．01％和14．65％,远远高于已报道的结果．获得了涉及146条6VS小片段结构变异的74株M1材料的回交种子．M1植株中的小片段结构变异可通过回交传递给后代．利用电离辐射处理整臂易位系成熟雌配子是一种高效诱导染色体小片段结构变异、特别是中间插入易位的新方法．     

簇毛麦低拷贝cDNA序列的克隆和鉴定

从簇毛麦叶片中提取总ＲＮＡ,进一步分离ｍＲＮＡ。以ｍＲＮＡ为模板反转录合成ｃＤＮＡ,两端经Ｔ４ＤＮＡ多聚酶修平后加ＥｃｏＲ１接头分子,连接于质粒ｐＧＥＭ－７Ｚｆ（＋）的ＥｃｏＲ１克隆位点,转化大肠杆菌ＪＭ１０３菌株建立了ｃＤＮＡ文库。用ＰＣＲ扩增重组质粒的ｃＤＮＡ插入序列,用＾３２Ｐ标记后分别与ＨｉｎｄⅢ或ＸｂａⅠ酶切的小麦－黑麦附加系ＤＮＡ进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交。根据其杂交结果,目前已鉴定出４     

簇毛麦的利用价值和染色体操作

簇毛麦是小麦的一个野生近缘种,蛋白质和赖氨酸含量高,抗逆性和抗病性强,特别是对小麦白粉病的绝大多数生理小种表现免疫或高抗,是小麦品种改良中的一种潜在的抗性基因源。本文详细介绍了簇毛麦研究的历史和现状、簇毛麦染色体形态学、生化标记、分子细胞遗传学、分子标记等识别技术,以及簇毛麦与小麦组其它染色体组的关系     

如何选植水族箱水草

用于绿化、美化居室的水族箱是一个小小的工人生态系统,其中健康而富有活力的水草,不仅是观赏的焦点,还可为观赏鱼提供呼吸所需要的氧气,同时能吸收被细菌分解的鱼饵残渣和代谢废物所形成的营养盐,从而维持良好的水质。目前,市场上常见的水草有１００多种,选择时应...     

小麦遗传背景对普通小麦×6x小簇麦杂种F_1减数分裂行为的影响及育性

利用普通小麦与6x小簇麦杂交转移簇毛麦有利基因的过程中,发现由小麦品系J－11为亲本的杂种F1花粉具有高可育的特性,研究结果表明,它可能是由小麦品系J－11核基因组上所携带的基因与簇毛麦染色体相互作用影响杂种F1减数分裂四分体时期的行为而形成的,导致其花粉育性及结实性的增高和外源染色体传递行为的不同。结果指出了可能存在一类影响远缘杂种减数分裂四分体时期行为的新基因,这种基因与外源染色体的相互作用对控制远缘杂种结实性及其外源基因的转移具有重要意义。     

子午岭区生态系统服务权衡与协同变化及其影响因素

生态系统服务簇是多种生态系统服务的组合,可指征生态系统服务间权衡或协同关系。辨析服务簇内部的权衡与协同关系,有助于实现基于服务簇的生态分区与管理政策制定。基于InVEST模型,综合运用相关分析、聚类分析、主成分分析和冗余分析等,本研究揭示了子午岭区生态系统服务的空间群聚特征,探究了服务簇内部权衡与协同关系及生态系统服务的影响因素。结果表明: 2000—2017年,子午岭区生态系统服务整体得到改善。除土壤保持高值区在研究区北部较为集中外,其余生态系统服务高值区均在中部和南部较为集中。根据聚类结果将研究区在像元尺度上划分为4个生态系统服务簇,其中,核心保护簇内,产水服务与土壤保持存在较强权衡;粮食生产簇内,生境质量与产水服务、粮食生产存在较强权衡;生态过渡簇和生态脆弱簇内,服务间的协同关系广泛。生态系统服务同时受到自然本底条件和人类活动的影响,植被覆盖、降水和高程对研究区生态系统服务以积极影响为主,而温度、建设用地占比、人口密度等以消极影响为主。