用ENU诱变产生斑马鱼胚胎发育突变体

斑马鱼作为一种脊椎动物发育模型，正越来越受到重视。用ENU诱变的方法，建立了320个斑马鱼F2家系。通过对F3代胚胎的表型观察，鉴定在外包、体轴、体节、头部、心血管系统等表现异常的突变体。目前已获得35个突变品系，其中以体轴和体节异常的突变体为主。这些突变体斑马鱼品系的建立为克隆突变的基因、研究胚胎早期发育机制打下了良好的基础。     

一个新的纤黏连蛋白剪接体FN3在体节中的表达受SHH的负调控

纤黏连蛋白是脊椎动物血浆和许多组织的胞外基质中的主要蛋白，在细胞黏连、迁移和分化等过程中起重要作用。分离鉴定了斑马鱼的一种新型纤黏连蛋白剪接体FN3，原位杂交表明，其mRNA特异性地存在于前体节中胚层和新形成的体节中，而其在成熟体中的表达量下降。在胚胎中易位表达SHH（sonic hedgehog)，导致FN3的表达量下降。在缺失脊索的flh突变体胚胎中，FN3的表达量增加。以上结果表明，FN3可能在体节的形成中起作用，而在体节分化时需受到来自中轴组织的信号的抑制。     

不同品系间斑马鱼的细胞核移植

以斑马鱼AB品系囊胚晚期胚胎细胞为细胞核供体，以斑马鱼长鳍品系未受精的去核卵为受体，进行不同品系间斑马鱼的细胞核移植，采用显微注射法，操作胚胎1119枚，获得克隆鱼14尾，RAPD分析显示，克隆鱼与细胞核供体鱼的DNA扩增带纹一致而与受体鱼不同，表明克隆鱼的遗传物质来源于供体细胞核，模式动物斑马鱼的细胞核移植技术的建立，有望在研究动物发育过程的基因功能、细胞核的发育潜能及核质关系等重要问题上发挥作用。     

小鼠囊胚内细胞团置换

运用显微操作和免疫手术法, 对昆明鼠和C₅₇BL/6鼠的囊胚进行内细胞团置换. 以切除内细胞团的昆明鼠胚胎滋养层为受体, 注射免疫手术得到的昆明鼠或C₅₇BL/6鼠的内细胞团, 获得两种重构胚. 一种是由不同昆明鼠个体的滋养层和内细胞团构建的同品系异体重构胚, 共构建192枚. 移植入17只昆明鼠受体后, 生下2只昆明小鼠. 另一种重构胚是由切除内细胞团的昆明鼠胚胎滋养层与C₅₇BL/6鼠胚胎内细胞团构建的异品系重构胚. 对此重构胚的成活率、细胞骨架和细胞数目进行了分析, 说明至少从这3个方面来说, 这种重构胚具有一定的发育潜能. 但将115枚异品系重构胚移植入昆明鼠受体后, 目前还没有后代出生. 说明来自不同个体胚胎的同品系滋养层和内细胞团重组后能够建立细胞连接, 进行信息传递并发育为正常个体, 而异品系重构胚发育能力较低. 这项研究有可能为解决动物克隆中着床率低和胎盘异常等问题提供参考方法.     

Kit基因错义突变导致KitW-2Bao小鼠生殖腺的异常发育

Kit^W-2Bao是本实验室培育的B6背景、呈单基因显性遗传的突变系小鼠, 杂合子腹部、肢端及尾端白化, 纯合子全身白化、黑眼、不育. 突变纯合子小鼠生殖腺变小、结构异常、缺乏生殖细胞, 杂合子雄鼠部分精曲小管内无生精细胞. 通过连锁分析将突变基因定位于第5号染色距着丝粒42.8 cM处, 确定Kit为候选基因. RT-PCR扩增Kit全长的mRNA, 经测序发现其ORF的第1228位碱基由G转换成T, 这一变化导致第410位的氨基酸由V变成F, 预测会引起局部二级结构发生显著变化; 随后将杂合子突变小鼠互交, 在基因型鉴定的基础上, 通过碱性磷酸酶染色等方法追踪生殖细胞异常发育过程, 发现在胚胎11.5 d, 突变纯合子小鼠的原始生殖细胞未出现在尿生殖嵴区, 突变杂合子小鼠的原始生殖细胞显著减少; 在胚胎15.5 d, 纯合子小鼠睾丸内精曲小管结构分化不清, 无精原细胞, 卵巢内无原始卵泡; 杂合子小鼠精原细胞及原始卵泡数量显著减少. W^-2Bao为KIT胞外区第4个Ig结构域内唯一的等位突变, 是研究其功能及生殖系统发育机制的新材料.     

胚胎结纤毛运动的生物力学研究进展

纤毛是细胞的重要功能性细胞器,可感知细胞外的机械和化学信号,并协助信号传导引发细胞应答.在脊椎动物胚胎发育早期,胚胎结中存在若干旋转运动的单细胞纤毛,具有9+0的超微结构,即其轴丝主要组成表现为9个环绕排列的双联体微管.相邻双联体微管间的动力蛋白通过ATP水解为纤毛运动提供动力和控制,从而引起纤周流体的左向流动,进而引起胚胎对左右轴方向的感知.胚胎结纤毛的结构和功能异常会引起严重的发育障碍,其相关探索对理解脊椎动物的发育过程有着重要作用.自20世纪70年代起,越来越多的研究者对纤毛进行了多方面研究,本文从分子、细胞和细胞外流体3个层级,对这些研究进展进行了总结.     

植物标签技术

传统的正向遗传学主要用于克隆表型或功能已确定的基因。转座子标签突变体可用随机标签法从带有活性转座子的自交后代中筛选得到,或用定向标签法从杂交一代中筛选得到,即用目的基因的隐性突变统合体与具高度活性转座号的统合体杂交,极大多数的FI个体为正常表型,但其中会有极少量的表现隐性性状的转庄子插入突变体。正向基因标签和克隆法在利用异源和低拷贝数品系时尤其有用。采用反向fCR或热不对称交替PCR（TAIL－PCR）且很容易从单拷贝或低拷贝数品系中获得插入于两侧的基因组序列。TAIL－PCR由三轮连续的半巢式PCR组成,所…     

转录因子AtMYB103是拟南芥花药发育必需基因

在花药发育过程中,绒毡层细胞为花粉发育提供胼胝质酶、合成花粉外壁酶及花粉成熟所需的其他营养物质.许多绒毡层发育关键基因的突变都会导致花粉发育缺陷,从而导致突变体呈现雄性不育的性状.     

金鱼母体因子β-catenin cDNA的克隆及在胚胎发育中的作用

核质相互作用一直是动物胚胎发育领域的研究焦点, 母体因子对于脊椎动物胚胎发育的启动具有决定性作用. 在已有的研究中, 直接研究母体因子β-catenin基因的时空表达规律与其功能的相关性还较少见, 因此, 我们对该基因在金鱼胚胎发育全程中的作用进行了时空性的跟踪研究. 报道了金鱼β-catenin cDNA全基因序列, 并与斑马鱼的β-catenin cDNA序列和氨基酸序列进行了比较, 结果表明, 两者具有很高的同源性, 分别为93% (2227/2384 bp)和98.5% (768/780 aa); 系统地研究了β-catenin基因在金鱼胚胎发育全过程中的表达规律; 用反义RNA和绿色荧光蛋白基因共注射技术, 直接活体考察了β-catenin基因活性对金鱼胚胎发育的影响. 结果证明, β-catenin在胚胎中的分布是动态的, 主要定位于体轴和背部组织, 以及头尾结构. β-catenin活性的丧失, 导致胚胎背部结构严重缺损和沿前后轴组织发育受阻, 并在幼体形成前死亡, 说明该基因是胚胎启动和发育的必要因子之一.     

玉米遗传突变体群体创制和干旱反应突变体筛选与鉴定

利用自主性Mutator转座子玉米材料115F,330I,715D与玉米自交系材料B73,Mo17,97108,H9-21杂交,获得F1插入诱变群体,F1自交得F2群体.在田间观察F2单株的生物学特征及农艺学性状的表型变异,得到不同表型的突变体,对突变体进行了统计分析.在干旱胁迫下,利用远红外热成像仪对室内小钵种植的F2群体三叶期幼苗进行叶片温度的大规模扫描检测,选取叶温有明显差异的植株作为潜在突变株,共检测了38000余株,成功筛选到108株抗旱单株,121株旱敏感单株.通过重复红外温度检测、叶绿素荧光分析、叶片失水、光合特性分析和可溶性糖类、可溶性蛋白和脯氨酸含量测定对突变体进行了初步的鉴定分析.利用MuTAIL-PCR对获得的突变体进行基因克隆.该研究为深入开展玉米抗旱育种提供了实验材料.     

新药研发: 小斑马鱼, 大机遇

斑马鱼体积小、发育迅速、胚胎透明、产卵量高, 在信号转导通路、形态学以及生理学方面和哺乳类动物极
其相似, 这些独特优势使得斑马鱼成为人类疾病研究和活体高通量药物筛选的最佳模式生物体之一。近年来, 科学
家们不断地发展出新的斑马鱼疾病模型和新的筛选技术, 利用斑马鱼已经鉴别出多个活性化合物, 并成功通过审批
进入人体临床试验。文章概括介绍了近年来有关斑马鱼的研究在人类疾病模型和药物开发方面所取得的进展, 希望
能够帮助人们了解斑马鱼在新药研发中的应用。     

水稻阶段性返白突变体的鉴定和候选基因分析

从粳稻品种中花11 的后代中发现了一个叶色突变体sgra, 该突变体幼苗期叶色正常, 而6~8 叶期以后新生叶白化, 随后白化叶转绿. 突变体的遗传分析表明, 该突变体表型受1 对隐性核基因控制. 利用籼粳杂交F2群体对突变位点进行了基因定位, 将其定位于水稻第11 染色体的2 个标记ID343-11 和PSM415 之间, 遗传距离分别为0.9 和1.0 cM. 随后, 利用已公布的水稻序列和SSR标记, 在两标记间发展了9 对新的标记, 进一步将SGRA基因定位在IDM-2 和RM26739 之间, 物理距离约为17.6 kb. 对野生型和突变体候选区段基因组DNA 测序分析表明, 候选基因编码一个ABC 转运蛋白.     

节肢动物早期演化的基因背景

我国云南昆明和澄江等地下寒武统帽天山页岩动物群保存的大量处于不同演化阶段的节肢动物化石为研究节肢动物早期演化提供了物质依据. 最近研究表明, 节肢动物起源及其冠支类群早期演化分别由以外骨骼分节和背甲关节的形成、具关节附肢的形成和复合型头区的形成为特征的体节化事件、附肢化事件和头区化过程所组成. 本文结合发育生物学研究探索节肢动物起源及其早期演化的基因背景, 认为附肢化过程与Hox基因分别参与附肢D-V轴和P-D轴的调控作用有关. 头区化过程与原躯干前端体节形成机制的变化有关. 化石和发育生物学研究表明在复合型头区形成初期, Hox基因的表达在不同体区的分化已经发生; 但Hox基因直到冠支类群演化的早期阶段尚未对附肢特异化起明显的调控作用. Hox基因对体节和附肢特异化调控作用是冠支类群演化的后期事件.     

一个水稻卷叶突变体rl_(11(t))的遗传分析和基因定位

水稻叶片形态相关突变体的挖掘是进行水稻功能基因组学研究和株型改良的重要基础.本研究从60Co-γ辐射的籼稻粤丰B后代中鉴定一个卷叶突变体,命名为rl11(t),该突变体表型为株高降低、叶片卷曲变窄、叶脉数目减少且发育异常,同时对生长素的敏感性降低.遗传分析表明,该突变性状受一个隐性单基因控制.利用SSR标记将卷叶基因定位在位于水稻第4染色体上RM6089和RM124之间,在该基因附近区域发展了32对新的STS标记,将Rl11(t)精细定位在BAC克隆AL606645上STS4-25和STS4-26之间,物理距离约为31.6kb,为最终克隆目标基因奠定了基础.     

斑马鱼Dpr2通过促进Nodal受体的降解而抑制中胚层诱导作用

转化生长因子β( TGFβ)家族的Nodal蛋白被认为是脊椎动物的关键内源中胚层诱导因子,Nodal信号的精确调控对于胚胎的正常发育是必需的。这里我们报导斑马鱼 dapper2 (dpr2)在早期胚胎发育过程中在中胚层前体细胞中表达,受 Nodal 信号的正调控。在斑马鱼活体胚胎中的研究表明,Dpr2抑制 Nod al信号的中胚层诱导活性。Dpr2定位在晚期溶酶体中,与 TGFβ受体 ALK5 和ALK4结合,加速这些受体在溶酶体中降解。[Science ,2004, 306(5693) :114-117]斑马鱼Dpr2通过促进Nodal受体的降解而抑制中胚层诱导作用@张丽霞$清华大学生物膜与膜生…     

金鱼母体因子β-catenin cDNA的克隆及在胚胎发育

核质相互作用一直是动物胚胎发育领域的研究焦点, 母体因子对于脊椎动物胚胎发育的启动具有决定性作用. 在已有的研究中, 直接研究母体因子β-catenin基因的时空表达规律与其功能的相关性还较少见, 因此, 我们对该基因在金鱼胚胎发育全程中的作用进行了时空性的跟踪研究. 报道了金鱼β-catenin cDNA全基因序列, 并与斑马鱼的β-catenin cDNA序列和氨基酸序列进行了比较, 结果表明, 两者具有很高的同源性, 分别为93% (2227/2384 bp)和98.5% (768/780 aa); 系统地研究了β-catenin基因在金鱼胚胎发育全过程中的表达规律; 用反义RNA和绿色荧光蛋白基因共注射技术, 直接活体考察了β-catenin基因活性对金鱼胚胎发育的影响. 结果证明, b-catenin在胚胎中的分布是动态的, 主要定位于体轴和背部组织, 以及头尾结构. b-catenin活性的丧失, 导致胚胎背部结构严重缺损和沿前后轴组织发育受阻, 并在幼体形成前死亡, 说明该基因是胚胎启动和发育的必要因子之一.     

一个新的水稻叶片和雌蕊发育异常突变体的遗传分析及其基因的分子标记定位

一个水稻突变体呈现叶片无中脉、内稃比外稃长、内外稃不闭合和雌芯同源异型转化为雄蕊或雄蕊／雌蕊中间器官等突变表型。用该突变体作父本，02428，N625，中丹2号和CDR22为母本配制杂交组合进行性状遗传分析，根据F2代植侏的表型及χ^2测验结果证明突变性状是由单陷性基因控制的。选用突变体为父本，N625为母本杂交的F2群体作定位群体，利用SSLP标记和RFLP标记将与突变性状相关的基因定位在第3染色体短臂上2个相近的分子标记之间，暂称为dl(t)。     

不同聚合态胰岛素的晶体学研究:重组突变体B9(Ser→Asp)人胰岛素的系列结晶及其初步晶体学研究

用基因工程方法制备的B9(Ser→Asp)人胰岛素突变体是一种速效胰岛素.报道这一突变体的晶体生长,初步晶体学分析及衍射数据收集与处理.在不同的晶体生长条件下,分别得到了正交、四方、三方3种晶型的晶体.突变分子在不同晶型的晶体中以不同聚合方式存在,其构建单位分别是二体和六体.通过对这3种不同晶型的晶体结构解析和比较研究,将对此突变体的速效特性的结构基础以及胰岛素在不同条件下的自聚合特征有更深入的了解.     

一种新的胚胎动物

20世纪70年代末，当发育遗传学家克里斯蒂那·纽斯莱．福尔哈特（ChriaianeNusslein－Volhard）和恩里克·维肖思（EricWieschaus）使上千只果蝇的DNA随机突变，然后筛选出它们子代的胚胎缺陷型时，发育生物学中最令人感兴趣的实验之一便开始进行了。他们为研究一系列曾经是神秘的发育过程中的遗传因素开辟了道路，并因此获得了诺贝尔奖。如今，纽斯莱福尔哈特和他的同事们又做了一次类似实验，这次主要是针对动物界中的脊椎动物。他们以斑马鱼为材料，应用其已有的技术生产出了一种稀奇的新型变异动物——这为未来发育生物学的进展打下…     

水稻穗部突变体Cl的形态和定位分析

簇生穗突变体Cl表型为多数枝梗顶端有2或3个小穗簇生在一起. 利用扫描电子显微镜观察显示, Cl的功能与水稻枝梗顶部的发育有关, 同时Cl影响了顶端小穗的伸长; 而Cl突变体中穗粒数有一定降低, 提示Cl基因可能对水稻穗粒数也有一定的影响. 分别利用Cl与中花11及Cl与浙辐802 杂交的F2群体对Cl位点进行遗传定位, Cl位点初步定位在第6染色体的CAPS标记CK0214和SS0324之间. 为了进一步精细定位Cl位点, 在CK0214和SS0324之间发展了5个CAPS标记, 连锁分析表明, Cl与其中2个标记R0674E和C12560紧密连锁, 遗传距离分别为0.2和2.1 cM, 并且Cl被定位在这两个标记之间. 以此为起点, 构建覆盖Cl基因区域的PAC 重叠群, 两个PAC克隆AP004571和AP004236将Cl位点覆盖, 物理距离为196 kb, 为最终克隆Cl基因奠定了基础. 等位性测定显示, Cl与另一个水稻簇生穗突变体Cl2是等位突变.