进化中的较量

正进化让动物们在各个领域都变得"身怀绝技"和"足智多谋"。竞争求胜猎豹vs瞪羚这是地球上奔跑速度最快的两个物种,彼此间正是捕食者与猎物之间的关系。这样看起来,它们严格遵守着进化学中的竞争性理论:"你快,我将变得更快"。现在,猎豹的速度已经达到95千米/小时左右,在这场速度的竞争中具有一线优势。但瞪羚也拥有自己独特的技能,它们不但可以持续快速奔跑,还在其中加入了一个增强版技能:在快速奔跑中有效控制身体,灵活闪躲敌人的追捕。     

细菌的运动

在大草原上飞奔的猎豹往往会给人留下风驰电掣的深刻印象,这种世界上奔跑速度最快的动物时速可达110公里,飞速奔跑的能力对于猎豹在大草原上的生存是至关重要的。同猎豹一样,在漫长的自然演化过程中,几乎所有动物都获得了相应的运动能力,这使它们能够躲避天敌、捕获猎物。 运动世界谁与争锋 在微小生命——细菌的世界中许多成员在进化中也同动物一样获得了运动的能力,这种能力对于它们的重要性决不亚于运动对于动物的作用。虽然细菌的个头小,但它们的运动速度却相当惊人,许多细菌每秒钟前行数十微米,逗点弧菌     

难以磨灭的进化痕迹

<正>它们奔跑的速度仅次于猎豹,是美洲奔跑速度最快的动物,会轻易地将猎食者甩在身后。不过让科学家不解的是,这既有违自然法则,也不合情理。我们知道此消彼长,优胜劣汰是自然法则。上至大型哺乳动物,下至微生物,概莫能外。正因万事万物都遵循这个法则,才铸就了大自然生生不息的繁荣与和谐。猎豹为能够追上自己的猎物瞪羚,就必须跑得飞快。所以,瞪羚为     

85种转化基因的过敏原性生物信息学评价

随着转基因生物产品的迅猛发展,转基因生物的过敏原性已经受到广泛关注,建立规范的转基因生物过敏原性评价是目前亟需解决的问题.本文就近年来国内外研究的转基因生物进行了总结,汇总了85个常用转化基因,涉及49种植物转化基因和36种动物转化基因;借助EVALLER2.0软件,对这些基因的潜在过敏原性进行评价;同时,在Highwire(http://highwire.stanford.edu/)文献数据库中检索相关医学文献,考察这些基因与过敏原性乃至人类健康是否存在关联.软件分析表明,其中5个转化基因为潜在过敏原基因;文献回顾发现,其中11个转化基因会引起过敏反应或临床不良反应.通过本文的分析能够为遗传转化时基因的选择提供重要指导,为相关转化基因过敏原性分析提供范例.     

极速杀手--猎豹

在人们的印象里,狮子是雄壮的,豹子是残忍、狡猾的,而猎豹呢,则是体态轻盈而动作优雅的。猎豹的体形比狮子和豹子小,但是它有一个显著的特点,就是它跑起来的最快速度达到约112千米/小时,是陆地上跑得最快的动物。猎豹能跑得这么快,是因为它的身体构造很适合奔跑。它有着细长而又强健的四肢和颈部,头小而圆,脊柱的柔韧性好,肺活量大,爪子不能缩进,特别是它脚掌上的肉垫可增加四忮与地面的摩檫力,使它跑得又快又稳,而它那条长长的尾巴则在奔跑时起着平     

昆虫的自卫手段

各显神通的逃避手段 对于昆虫来说，自卫的最好手段就是快速逃避，快速奔跑，或快速飞行。蟑螂，其尾须生有能感受机械刺激作用的茸毛，这些茸毛能灵敏地觉察到快速移动物体所引起的空气压力变化。从这些茸毛受体发出的神经冲动以每秒3米的加速度通过巨神经元到达胸神经中枢，从而触发蟑螂的逃避反应，其反应时间不超过50毫秒。     

水稻bZIP蛋白REB与水稻中sbe1和waxy基因5''''上游区的相互作用

水稻淀粉分支酶（SBE1）和结合淀粉粒的淀粉合成酶（GBSS）分别负责水稻胚乳中支链淀粉与直链淀粉的合成,编码这两个酶的sbel和waxy基因主要都在胚乳中表达.在水稻sbel基因5＇上游区中找到了一个能与水稻胚乳核蛋白结合的53bp片段C53,而且这种结合受到水稻waxy基因5＇上游区的Ha-2片段竞争.进一步的实验证明水稻bZIP蛋白REB可以结合sbel基因中C53片段中的2个ACGT元件G-box和Hex,并且REB也能结合waxy基因中Ha-2片段的3个ACGT元件:WG1,WG2和 WG3,其中WG1元件能强烈地竞争Hex元件与REB蛋白的结合.这提示水稻sbel基因与waxy基因在胚乳中的表达受到像REB这样的bZIP类转录因子的协同调控.     

多个抗病抗虫基因在水稻中的遗传和表达

将２￣３个抗真菌病基因与潮霉素磷酸转移酶基因串联在一载体上,两个抗虫基因与ＰＰＴ乙酰转移酶基因串联在另一载体上,利用基因枪法将它们按照１：１的摩尔比共同导入到水稻胚性愈伤组织中。通过潮霉素抗性筛选共得到５５个独立的再生植株系,其中,有７０％的转基因植株含有６￣７个外源基因,且位于同一载体上的几个外源基因总是共同导入到水稻植株中,Ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ分析证明多个外源基因均能稳定表达。在分析的含     

小麦抗条锈病基因Yr10的AFLP标记

以抗条锈病基因Yr10的供体亲本Moro作参照,用6个Pst I端引物和10个Taq 1端引物对抗条锈病基因Yr10的近等基因系和轮回亲本Avocet S进行了AFLP分析,共扩增出约4200条可分辨的带,其中5条为稳定的差异带,用Yr10基因的供体亲本Moro和感病品种铭贤169要交产生的F2代分离群体,对5个特异条带与目的基因的遗传连锁性进行了初步分析,发现特异条带TP0502与Yr10基因连锁,将该片段进行克隆,测序,根据其序列设计了PCR特异扩增用专化引物,经用195株F2代分离株进行遗传连锁性分析表明,用所设计的引物进行PCR,其主要产物SC200片段与抗条锈病基因Yr10的连锁距离为0．5cM,可用于该基因的快速,有效,准确检测。     

水稻bZIP蛋白REB与水稻中sbe1和waxy基因5′上游区的相互作用

水稻淀粉分支酶(SBE1)和结合淀粉粒的淀粉合成酶(GBSS)分别负责水稻胚乳中支链淀粉与直链淀粉的合成, 编码这两个酶的sbe1和waxy基因主要都在胚乳中表达. 在水稻sbe1基因5′上游区中找到了一个能与水稻胚乳核蛋白结合的53 bp片段C53, 而且这种结合受到水稻waxy基因5′上游区的Ha-2片段竞争. 进一步的实验证明水稻bZIP蛋白REB可以结合sbe1基因中C53片段中的2个ACGT元件G-box和Hex, 并且REB也能结合waxy基因中Ha-2片段的3个ACGT元件: WG1, WG2和WG3, 其中WG1元件能强烈地竞争Hex元件与REB蛋白的结合. 这提示水稻sbe1基因与waxy基因在胚乳中的表达受到像REB这样的bZIP类转录因子的协同调控.     

CHS基因外显子2的进化规律及其用于植物分子系统学研究的可行性

ＣＨＳ基因的外显子２在进化中较为保守。用ＰＣＲ方法,从低等的裸子植物（银杏,攀枝花、苏铁）和被子植物（玉兰、睡莲、垂柳、山茶）中成功地扩增了ＣＨＳ基因外显子２的部分序列,长约８６０ｂｐ。对这些序与已发表的序列（合计１９个科８３个序列）进行最简约性分析,结果表明,对于大部分科,同一科的序列形成一组,而少数科的序列则分散在相距较远的分支中。用ＣＨＳ基因全长编码区的ＤＮＡ序列构建的最简约树与用其外显子２     

一个先天性小眼球家系致病基因的排除性定位

先天性小眼球是一种先天发育异常性眼科疾病. 通过基因扫描和连锁分析对一个6代常染色体显性遗传先天性小眼球中国家系的疾病相关基因进行研究. 根据已报道的与小眼球相关的5个基因座位(MITF, SOX2, PAX6, MCOP和NNO2), 在3, 11, 14和15号染色体上选取了14个微卫星标记, 以荧光标记引物的聚合酶链反应(PCR)扩增目的片段, 用ABI 377 DNA遗传分析仪对该家系成员进行基因扫描和基因分型, 并采用Linkage软件包对基因分型结果进行连锁分析. 结果显示, 该家系致病基因与这些已报道的座位均不连锁, 即该家系致病基因不是已报道的座位, 可能是一个尚未报道的对眼球发育至关重要的新基因座位.     

胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制

分离于着床前胚胎内细胞团的胚胎干细胞是多潜能性细胞, 在胚泡注射后能产生3个胚层的所有细胞和组织类型. 在合适的培养条件下, 胚胎干细胞保持其多潜能性, 即维持其多向发育潜能及在不分化状态下的对称性细胞分裂能力. 胚胎干细胞的多潜能性是其得以广泛应用的基础. 胚胎干细胞可作为基因敲除或转基因动物的供体细胞、哺乳动物发育的体外模型和再生医学中进行细胞治疗的细胞库. 要实现这些目的, 必须建立化学成分明确的培养体系并在体外长期培养过程中保持胚胎干细胞的多潜能性, 同时应能够对其进行定向诱导分化. 因此, 理解和阐明胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制是首要前提. 本文概述了该方面研究的最新进展, 包括LIF/STAT3, BMPs/Smads, canonical Wnt, TGFβ/activin/nodal, PI3K和FGF等信号通路以及oct4, nanog等多潜能性维持相关基因, 并对小鼠和人ES细胞多潜能性维持系统的调控机制及其差异进行了探讨. 进一步阐明这些信号通路和基因之间的相互作用以及胚胎干细胞多潜能性维持系统的调控机制将是未来胚胎干细胞研究领域的主要目标.     

转“全鱼”生长激素基因鲤鱼及其F1遗传分析

采用显微注射方法,研制出转“全鱼”生长激素基因鲤鱼,比较分析了转基因鲤鱼（P0）获得性状多样性,筛选获得具有显著快速生长效应的转基因鱼个体;繁殖力参数比较发现,快速生长转基因鱼的繁能力无实质改变,对F1转基因鱼转植基因分离和性状分布进行了遗传分析,结果证实转值基因在2,3条染色体上整合,转植基因不同整合位点的生物学效应存在差异,这为快速生长转基因鱼育种奠定了基础。     

从灭活病毒诱导的培养细胞中鉴定鱼类抗病毒相关基因

紫外线灭活的草鱼出血病病毒(GCHV)能诱导鲫鱼囊胚培养细胞(CAB)产生高滴度的干扰素并抵抗病毒入侵, 其机制可能是通过诱导一组抗病毒相关基因的表达, 而使寄主细胞建立起抗病毒状态. 利用抑制性差减杂交技术, 构建了灭活病毒诱导鱼类培养细胞基因差异表达的差减cDNA文库. 从差减文库中筛选鉴定出272个差异cDNA片段, 测序分析发现它们为69个基因, 其中46个为已知基因的同源物, 23个为未知的假定基因. 已知基因包括Ⅰ型干扰素信号通路的基因Stat1和Jak1, 抗病毒基因Mx和Viperin, 以及一系列干扰素激活基因或免疫相关基因. 23个未知的假定基因多数具有富含AU成分的序列. 虚拟Northern杂交和RT-PCR进一步证实这些基因在灭活病毒诱导的细胞中差异表达. 意味着灭活GCHV不仅能诱导CAB细胞分泌干扰素, 而且还导致一系列重要抗病毒相关基因或免疫相关基因的表达, 揭示鱼类干扰素系统的信号转导途径和抗病毒机制与哺乳类基本相似.     

嵌合的核糖核酸酶基因诱导植物雄性不育

构建能转化烟草和油菜并得以表达的嵌合核糖核酸酶基因,这种基因在花药中的表达能有选择地破坏包围花粉囊的毡绒层细胞,从而阻止了花粉形成而导致雄性不育。这些核雄性不育基因的表达应有助于获得更多各类作物的杂交种子。     

利用混合分离分析法和Mapmaker/Exp软件定位互作基因的策略

质量性状通常受单个基因控制, 但有时也受两个甚至更多基因的控制, 这种现象称为基因互作. 用混合分离分析(bulked segregant analysis, BSA)快速寻找连锁分子标记, 然后用Mapmaker/Exp软件构建局域连锁图, 已成为定位单个主基因的常用方法. 但由于基因互作的遗传模式与单基因差异很大, 因此针对单基因定位的方法和软件不能简单地应用于互作基因的定位. 目前还没有提出快速筛选与互作基因连锁的分子标记的实验方法以及同时分析多个分子标记与互作基因间连锁关系的统计方法和相应的计算机软件. 为解决这个问题, 本研究提出利用BSA和Mapmaker/Exp定位互作基因的策略. 结果表明, 除个别情况需要用到F3代之外, 绝大多数互作基因都可以直接在F2代用“BSA + Mapmaker/Exp”的策略进行定位. 由于BSA和Mapmaker/Exp已广泛应用于基因定位研究, 为许多学者所熟悉, 因此, 本研究提出的策略具有很好的实用性.     

水稻bZIP蛋白REB与水稻中sbe1和waxy基因5′上游区的相互作用

水稻淀粉分支酶（SBE1）和结合淀粉粒的淀粉合成酶（GBSS）分别负责水稻胚乳中支链淀粉与直链淀粉的合成,编码这两个酶的sbel和waxy基因主要都在胚乳中表达,在水稻sbel基因5′上游区中找到了一个能与水稻胚乳核蛋白结合的53bp片段C53,而且这种结合受到水稻waxy基因5′上游区的Ha-2片段竞争,进一步的实验证明水稻bZIP蛋白REB可以结合sbel基因中C53片段中的2个ACGT元件G－box和Hex,并且REB也能结合waxy基因中Ha-2片段的3个ACGT元件：WG1,WG2和WG3,其中WG1元件能强烈地竞争Hex元件与REB蛋白的结合,这提示水稻sbel基因与waxy基因在胚乳中的表达受到像REB这样的bZIP类转录因子的协同调控。     

高黎贡山天然阔叶林的土壤微生物功能基因多样性

应用微生物功能基因芯片(GeoChip 2.0),研究了云南高黎贡山典型阔叶林土壤微生物功能基因的多样性及其主要环境影响因子.该基因芯片含有24243个寡聚核苷酸探针,涵盖了参与碳、氮等生物地球化学循环的151个功能基因群.在5个样地中,共检测到微生物功能基因2237个,涉及12个不同的微生物生物过程,包括碳降解、碳固定、硫还原、金属还原和抗性、氮固定、硝化、反硝化、污染物降解、磷利用、甲烷还原和甲烷氧化等.各样地土壤微生物的Shannon Weaver指数处于5.39~6.91之间,其中常绿阔叶林土壤微生物的多样性高于针阔混交林.参与碳氮循环的相关功能基因多样性和丰度在样地间存在差异,其中针阔混交林样地具有较高的固碳基因丰度,GLGS15样地具有较高的反硝化相关基因丰度,表明这些微生物介导的生物过程在样地间可能存在明显的差异.CCA分析表明研究样地的土壤有机碳、土壤含水量、土壤温度和植物多样性可能是影响微生物功能基因多样性分布格局的重要环境因素,VPA分析表明土壤含水量、土壤温度和植物多样性对微生物群落结构分别做了25.79%,25.83%和18.94%的贡献.     

转“全鱼”生长激素基因鲤鱼及其F_1遗传分析

采用显微注射方法, 研制出转"全鱼"生长激素基因鲤鱼. 比较分析了转基因鲤鱼(P0)获得性状多样性, 筛选获得具有显著快速生长效应的转基因鱼个体; 繁殖力参数比较发现, 快速生长转基因鱼的繁殖能力无实质改变. 对F1转基因鱼转植基因分离和性状分布进行了遗传分析, 结果证实转植基因在2, 3条染色体上整合, 转植基因不同整合位点的生物学效应存在差异, 这为快速生长转基因鱼育种奠定了基础.