小麦异源多倍体中亲本基因组相互作用产生快速基因组变异的ISSR标记分析

通过ISSR标记分析,研究了异源多倍体基因组的进化现象.结果表明,基因组组成和普通小麦相同的人工合成异源六倍体小麦,在形成早期发生了迅速、广泛、以非随机性为主的基因组变化,包括遗传变异--主要表现为序列变异和表观遗传变异--主要表现为DNA甲基化变异.而且异源六倍体小麦中来自父本的基因组比来自母本的基因组发生了更多的遗...     

多倍体小麦物种形成可诱发稳定遗传的胞嘧啶甲基化变异

多倍体小麦及其二倍体祖先物种的基因组DNA经一对同位酶(HpaⅡ/Msp工)消化后,与21个不同类型的低拷贝DNA序列进行Southern杂交.结果发现,多倍体小麦实现物种形成后产生了广泛的胞嘧啶甲基化变异.用同样的21种DNA序列为探针与1个人工合成的六倍体小麦及其亲本的Southern杂交结果表明,甲基化变异已存在于该人工小麦的较早期自交世代(S5,S6和S7).而且,在3个自交世代每代随机选取的3个单株之间的限制性酶切片段长度多态(RFLP)谱带均表现为高度一致;这暗示甲基化变异可能发生得更早,或者,甲基化变异具有非随机性.变化后的RFLP谱带在3个自交世代间表现为稳定遗传.甲基化变异虽在整个基因组范围内发生,但可能具有序列特异性.对这种迅速发生的甲基化变异与异源多倍体基因组进化的两个重要属性即遗传二倍化和基因分化之间的可能关系进行了讨论.     

异源多倍化引起的小麦微卫星序列变异

利用80对小麦微卫星引物调查了小麦黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变异情况.结果显示: 8对引物能从杂交F1植株及亲本小麦植株的基因组中扩增出相同的带型,而在新合成的双二倍体中条带缺失;4对引物从杂交F1植株及亲本小麦植株的基因组中扩增出相同的带型,而在新合成的双二倍体中扩增的条带变短;其余引物从亲本小麦、F1植株及双二倍体中扩增的带型相同.将有长度变化的条带回收测序,发现双二倍体中的条带变短现象是由二核苷酸重复单位减少所致.这些结果表明:常发生在二倍体生物中的微卫星序列变异现象在植物异源多倍化过程中也会发生,异源多倍化可能是促进微卫星进化的又一个不可忽视的动力.和二倍体生物一样,异源多倍化诱导的微卫星序列进化也表现为长的重复序列趋向缩短.     

粘果山羊草Aegilops kotschyi puroindoline a基因的研究

根据已报道的小麦籽粒硬度主效基因之一puroindoline a（Pina）基因的保守序列,设计并合成了一对特异性引物ForA1和RevA1,对粘果山羊草Aegilops kotschyi的三个材料的基因组DNA和互补DNA进行Pina基因克隆、序列测定和表达分析,发现了三个新型Pina突变体,基因序列与六倍体小麦的同源基因存在较大的差异.RT-PCR证实了Pina基因在籽粒胚乳中表达.Southern blot分析结果表明,三种材料中该基因均含有两个拷贝.研究结果显示山羊草是一个丰富的遗传资源库,为小麦籽粒硬度的基因工程改良奠定了基础.     

不同倍性鲤科鱼CyclinB基因内含子克隆与进化分析

运用PCR扩增、克隆、测序等技术,分别获得三倍体鲫鲂、四倍体鲫鲂、五倍体鲫鲂和团头鲂、草鱼、鲢鱼、鳙鱼等鲤科鱼CyclinB基因部分DNA序列．结合异源四倍体鲫鲤及其原始亲本红鲫和鲤鱼CyclinB基因对应DNA序列,对不同倍性鲤科鱼类CyclinB基因DNA片段序列进行比较分析．结果表明：由相同引物扩增的染色体数为48的鲂、草、鲢、鳙鱼,只扩增出1条DNA片段,片段长度分别为750bp,950bp,720bp和720bp,而染色体数目加倍的红鲫、鲤鱼、异源四倍体鲫鲤、异源四倍体鲫鲂,扩增出2条DNA片段（1200bp和900bp）,三倍体和五倍体鲫鲂扩增出3条DNA片段（1200bp,900bp和750bp）,每个DNA片段均含CyclinB基因第2,3内含子和第2,3,4外显子．序列分析表明,四倍体鲫鲤、三倍体鲫鲂、四倍体鲫鲂和五倍体鲫鲂与其母本1200bp片段同源性分别为99．5％,98．9％,99．5％和88．7％,与母本900bp片段同源性分别为97．5％,94．6％,94．2％和89．99／6,说明四倍体鲫鲤与多倍体鲫鲂1200bp和900bpCyclinB基因片段与母本红鲫同源性高,在进化上具有偏母性遗传特性．而三倍体和五倍体鲫鲂的750bpCyclinB基因片段-9父本同源性分别高达98．6％和98．2％,说明其来自父本团头鲂．在两性可育的异源四倍体鲫鲤和异源四倍体鲫鲂中存在各自父本CyclinB基因片段序列消除现象．此外,用CyclinB基因内含子3序列构建不同倍性鲤科鱼的系统进化树,结果表明,由CyclinB基因内含子序列构建的系统进化树可以正确反映亲缘关系较近的鲤亚科属间鱼类系统进化关系,而不适合亲缘关系较远的亚科间杂交鱼类系统进化分析．     

浅谈叶绿体基因组分析技术在植物系统学中的应用

本文对植物叶绿体基因组做一简介,包括叶绿体基因组的发现、结构与特点、编码基因、进化特点和遗传方式。综述了DNA杂交、DNA限制酶谱分析、RFLP分析、PCR-RFLP分析、微卫星序列分析、SSCP分析和核酸序列分析等叶绿体DNA分析技术的原理、特点及应用。阐述了叶绿体DNA在植物系统学研究中广泛应用的利弊。     

DNA分子标记研究进展

探究与了解遗传变异有助于我们从分子基础上理解各种生命现象。由于并非所有的物种都进行过基因组测序,因此,分子标记技术以及它们与表型的关系可以作为有用的标签帮助我们研究遗传变异。基于DNA的分子标记如：RFLP（restriction fragment length polymorphism）,RAPD（random ampli？ed polymorphic DNA）,SSR．（simple sequence repeats）and AFLP（ampli-？ed fragment length polymorphism）等应用于生态学、分类学、进化方面、系统发生以及遗传学方面的研究。最近几年,出现了一批新的分子标记技术,这些新的分子标记技术最初源自几种基本的分子标记技术的结合。斯的分子标记技术联合了基本分子标记技术的优点,提高了灵敏度以及检测基因的不连续性和特异性。新的分子标记技术利用了一组新的DNA元件如：反转录转座予、线粒体微卫星序列、叶绿体微卫星序列等,通过增加基因组的覆盖率而检测遗传的多样性。RAPD和AFLP同样应用在以cDNA为模板来研究基因的表达。这篇综述主要介绍了近二十年来各种分子技术以及其原理。     

小麦-黑麦杂种体细胞无性系高配对突变体的细胞学和AFLP分析

以小麦-黑麦未经组织培养直接结实杂种及幼胚无性系变异再生杂种为材料,观察再生杂种的花粉母细胞减数分裂中期Ι染色体配对情况,发现杂种幼胚无性系变异再生杂种中存在一些配对频率大幅度提高的突变体,表现在有多个二价体及三价体、四价体.利用原位杂交技术对未经组织培养直接结实杂种及高配对无性系杂种染色体的组成和结构分析,结果显示经过无性系变异提高了W-R、R-R间的联会,表明组织培养对小麦和黑麦染色体配对造成了一定影响;进而利用基因组AFLP技术研究亲本和两种类型的杂种DNA序列上的差异,结果表明各种类型的杂种F1代均发生了广泛的基因组改变,主要表现为小麦、黑麦两亲本片段的缺失,且高配对无性系杂种基因组的变异大于未经组织培养直接结实杂种.本研究为进一步探究高配对变异的分子机理并利用该变异进行染色体重组奠定了基础.     

DNA序列在植物系统进化研究中的应用

DNA序列分析已广泛应用于植物系统与进化学研究，根据不同的研究对象和问题选择相对应的DNA序列来进行研究显得十分重要。目前在植物系统与进化学中主要一些DNA的应用，主要是讨论叶绿体基因组（rbcL等）和核基因组（18S，ITS）中的特定DNA序列区段。研究表明，18S,rbcL等编码基因一般适用于较高分类阶元甚至整个种子植物谱系间的系统发育的探讨，而ITS极cpDNA的非编码区序列等因其较快的进化速率多用于较低分类阶元的系统关系研究。     

利用GISH和C0t-1DNA-FISH对稻属B，C，G基因组的比较分析

为探究稻属B,C,G基因组之间的关系以及研究中高度重复序列在稻属不同物种基因组进化中的作用,利用药用野生稻和斑点野生稻的中度和高度重序列C0t-1 DNA和总基因组作为探针,对疣粒野生稻进行了比较染色体原位杂交分析.该2种野生稻的总基因组和C0t-1 DNA在疣粒野生稻染色体上信号覆盖率分别为(72.39±0.11) %,(75.60±0.18) %,(47.93±0.16) %,(55.47±0.12) %. 此外,以C0t-1 DNA的杂交信号组成为依据,对疣粒野生稻染色体组进行了核型分析.结果表明:G基因组和B,C基因组之间的关系都比较远,其原因可能是G基因组要早于B,C基因组从稻属的祖先中发生分化,并在进化过程中发生加倍、重排和基因选择性丢失等现象,形成了各自种的特异基因组成分.稻属基因组中度和高度重复序列与功能基因一样,在不同种中也存在着相当的同源性和保守性,并在进化过程中得以保存下来.药用野生稻和疣粒野生稻基因组增大的重要原因之一,可能是基因组中度和高度重复序列加倍的结果.     

分子标记及AFLP技术

分子标记类型可以基因表达的结果为基础,对基因的间接反映;分子标记则是DNA分子碱基序列变异的直接反映.早期利用限制性内切酶,酶切生物体DNA后来检测不同遗传位点等位变异(RFLP)和以一个碱基顺序随机排列的寡核苷酸序列为引物,利用对基因组DNA随机扩增来鉴别DNA多态性(RAPDs).真核生物基因组中普遍存在的重复序列产生了微卫星(microsatellites)标记技术.而RFLP与RAPDs有机结合形成了有着更为广阔的应用前景的AFLP技术.SNP标记利用大多数基因位点上都会有若干个等位型(alleles)为DNA芯片技术应用于遗传作图提供了基础.     

东北粗皮蛙线粒体 DNA 遗传多样性分析

本文通过对东北粗皮蛙29个样本线粒体DNA控制区和细胞色素b基因部分序列分析,探讨其遗传多样性和种群遗传结构。 PCR扩增和测序结果,获得587bp的线粒体DNA控制区序列和895bp的细胞色素b基因序列。合并线粒体DNA序列分析,共定义14个单倍型,16个变异位点,单倍型多样性（H）为0．704,核苷酸多样性（π）为0．001,平均核苷酸差异数为1．438,表明东北粗皮蛙遗传多样性较低。分子变异分析（AMOVA）结果表明,种群内变异占全部遗传变异的98．13％,群体间没有遗传分化（FST ＝0．0187）,因此应加强对东北粗皮蛙野生种群的保护。     

单只大型溞DNA的提取及其COI基因部分序列测定分析

利用基因组DNA纯化试剂盒稳定、快捷地提取单只大型溞（Daphnia magna）基因组DNA.以提取出的DNA为模板,利用线粒体DNA细胞色素氧化酶I亚基基因（COI）特异性引物,通过降落PCR技术扩增大型溞COI部分基因的序列.序列分析表明,此基因确为大型溞COI部分基因片段,从而证明本研究所提取的线粒体DNA能够为进一步开展大型溞的种群遗传学研究、物种间的亲缘关系和系统进化及种质资源管理与保护等提供物质基础.     

5-氮杂胞苷对小麦生长发育及DNA甲基化的影响

以小麦(Triticum aestivum L.)品种周98165为材料,对5-azaC处理前后的幼苗形态及生长指标进行了研究,并采用AFLP和MSAP技术对其遗传稳定性和DNA甲基化变化作了初步探讨.结果表明,一定浓度(5～50 μmol/ L)的5-azaC不仅能使小麦的分蘖能力有所提高,而且还影响抽穗和花期、千粒重等指标,100 μmol/ L以上的5-azaC对小麦根和苗的生长有显著的抑制效应.AFLP分析表明,不同浓度5-azaC处理之间未见明显差异片段,5-azaC处理过程中材料基因组碱基序列保持一致,未发生变异.运用MSAP技术分析了5-azaC处理前后样品的甲基化水平,与对照相比,5-azaC处理后的材料均产生了不同程度的甲基化变化,其中去甲基化条带占总变异带的60%以上.DNA去甲基化的程度随5-azaC剂量的增大而提高,且不同浓度处理引起的甲基化变化的模式基本一致.     

白菜防御素基因的预测及结构功能分析

采用生物信息学的方法,通过已知防御素基因家族基因氨基酸序列在线Blast相似性比对,对白菜(Brassicarapa)基因组中防御素基因进行了预测和鉴定,分析了防御素基因在进化过程中各部分结构,包括上游区域、启动子区域、外显子区域、内含子区域以及UTR区域的结构变异以及功能变异,对该基因上游序列顺式作用元件和表达模式进行了预测。分析结果表明,白菜防御素基因编码60～80个氨基酸短肽,编码氨基酸均具有8个保守的半胱氨酸;白菜防御素基因功能结构域保持相对稳定,但部分基因成员前端信号肽序列出现变异;内含子长度出现增长、缩短、消失等3种变异模式;该基因上游启动子区域核苷酸变异较其他区域显著,上游序列顺式作用元件大多与光应答、逆境胁迫应答和信号分子应答相关。该基因表达模式预测结果表明白菜防御素基因在进化过程中可能出现分化,主要体现在基因沉默和表达部位的差异。     

公共核酸数据库乙肝病毒全基因组序列概况和中国HBV参照序列的建立

截至2007年1月,世界三大核酸数据库（GenBank,EMBL,DDBJ）库中已经登录来自46个国家和地区的HBV全基因组的8种基因型近900条序列．文中对公共核酸数据库中现有的HBV全部基因组序列进行了统计分析并从基因型的地理分布及其临床特征等方面进行了评述,为进一步研究病毒与宿主的关系,以及HBV的人群分布和进化历史提供帮助．同时,通过系统进化分析对所有登录的229条中国地区HBV全基因组序列及其课题组新近完成的59条全基因组序列进行了基因分型,并根据这些序列建立了中国地区B基因型和C基因型的参照序列,为中国地区HBV的突变研究提供了DNA序列参照体系．此外,对于目前不同数据库信息内容和登录情况进行了分析,提出全面结合宿主临床信息和HBV基因组信息研究的建议。     

单核苷酸多态性的研究进展

随着基因组测序工作的进展,日益发现基因组中存在着数量庞大的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,SNPs）。SNPs是指染色体基因组水平上单个核苷酸变异引起的DNA序列多态性,在人群中发生频率大于1％。SNPs有单碱基的转换（transition）、颠换（transversion）、插入、缺失等形式。转换：颠换约为2：1,25％的SNPs发生于CpG位点,发生C-T转换。SNPs在3’表达序列标签（express sequence tags,ESTs）中的分布要比其它基因组区域的少,研究表明,这与表达序列承受更大的选择压力是一致的。     

鲇细胞色素b基因序列分析

对4个种群的鲇（Silurus asotus）的线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）细胞色素b（cytochrome b,Cytb）基因片段的500bp序列进行测定,经Clustal X同源排序后得400bp序列．结果表明：鲇种群内碱基的变异较低,雅砻江和涣阳河种群均为0,岷江种群为0．25％,乌江种群为1．25％．雅砻江和澳阳河种群只有1种单倍型,岷江和乌江种群有2种单倍型但单倍型间变异位点很少．雅砻江和涣阳河种群内无变异位点,岷江种群仅有1个变异位点,乌江种群有5个变异位点．结论：细胞色素b基因在鲇种群内是比较保守的,种群间的变异较大．     

柞蚕核型多角体病毒fgf基因的克隆和分析

为获得柞蚕NPV的全基因组序列，在柞蚕尸体中分离纯化柞蚕NPV，提取其基因组DNA，分别建立ApNPV DNA的HindⅢ和SalⅠ基因文库．对插入片段进行测序，经过同源性分析发现一个与人源fgf基因相似的基因，其读码框含有185aa．核苷酸和氨基酸同源性比较的结果表明：在genebank中没有同源性极高的序列，是个新基因；柞蚕NPV的fgf基因与云杉卷叶蛾NPV的同源性较高，分别为56．1％和45．9％，而与家蚕NPV及AcNPV的同源性相对较低，说明柞蚕NPV与家蚕NPV在进化上亲缘关系较远．该基因的克隆为进一步研究其在病毒感染过程中的作用打下基础．     

甲醛溶液保存的中华哲水蚤基因组DNA提取和PCR扩增

提取了保存于5％甲醛溶液中的单只中华哲水蚤基因组DNA．经凝胶电泳后虽无清晰条带．但PCR扩增后可得线粒体DNA细胞色素氧化酶Ⅰ亚基基因(mtCOI)片段．测序分析，该片段长度为710bp。与GenBank中的序列(索引号AF332769)比对后确定为中华哲水蚤mtCOI序列的一部分．利用本实验方法所提取的基因组DNA可适用于系统发生、种群遗传结构等领域的分子水平研究．为保存在甲醛溶液中的小型海洋浮游动物的基因信息利用提供实用技术。