东北七鳃鳗Lm-PHB2的生物信息学分析及多克隆抗体制备

在首次获得七鳃鳗Lm-PHB2的全长cDNA序列的基础上,对预测得到的LmPHB2氨基酸序列进行了生物信息学和进化分析;经原核表达并大量提纯获得重组蛋白rLm-PHB2,在此基础上,优化兔抗七鳃鳗抗体的免疫制备流程.结果表明:七鳃鳗LmPHB2蛋白的理论分子质量约为33.25ku,理论等电点为9.85,为亲水性蛋白;信号肽预测结果表明其ORF区中无信号肽.该蛋白有1个位点可能发生N型糖基化,不存在棕榈酰化位点;跨膜区预测表明Lm-PHB2仅在内膜区域存在跨膜结构.系统发育树分析表明Lm-PHB2的进化地位在头索动物与脊椎动物之间,与物种进化规律基本一致.制备了效价≥64万且与重组蛋白rLm-PHB2和天然Lm-PHB2蛋白均有很强的特异性结合能力的多克隆抗体.Western Blot表明,Lm-PHB2蛋白在七鳃鳗的心、肾、肝和肠中均有表达,其中,在心脏组织中表达量最高.本实验为PHB2基因的进化研究提供了理论依据,并为七鳃鳗Lm-PHB2蛋白功能研究奠定了基础.     

七鳃鳗CD63的分子克隆、生物学特性及表达分析

从日本七鳃鳗和东北七鳃鳗中克隆得到了CD63基因的ORF区,预测了其编码的氨基酸序列.利用生物信息学方法进行了氨基酸序列分析并构建了进化树.实时定量PCR技术分析表明:CD63在日本七鳃鳗的心脏、肝脏、肌肉、髓、鳃、肠和卵中均有表达.其中,在卵中的表达量最高.脂多糖(LPS)体内刺激日本七鳃鳗后发现,CD63在肝脏和肌肉中的表达显著升高.本研究为进一步了解CD63分子在七鳃鳗的免疫方面的作用提供了实验依据.     

基于转录组序列的小麦ETS-SSR标记筛选与染色体定位

通过小麦转录组序列分析,获得121 210个非重复序列(Unigenes),在10 672(8.8%)个Unigenes中搜索出1-6个重复基元的11 650条EST-SSR信息位点,筛选并设计出308条SSR引物,选取前30对引物进行合成.有效性扩增检测结果表明,20(66.7%)对引物有清晰条带.利用缺体-四体系共定位了14对引物,分别位于13条染色体的21个位点上.研究表明,利用小麦转录组中EST-SSR信息开发新的SSR标记是可行的,开发的新ESTSSR标记可有效用于小麦基因的定位和遗传多样性的分析等.     

雷氏七鳃鳗（Lampetra reissneri）消化系统组成及消化液主要组分的鉴定分析

雷氏七鳃鳗（Lampetra reissneri）隶属于圆口纲（Cycolostomata）,是最原始的无颌类脊椎动物.这种特殊的进化地位使其具有独特的形态和结构.对幼体雷氏七鳃鳗的消化系统的组成及分泌物进行了研究.解剖学分析表明,其消化系统由口、食道、肝脏、胆囊和肠组成,胃退化.对胆汁进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳及蛋白质谱分析表明,其主要成分为烯醇酶,能够调节糖酵解,促进其对糖的消化.雷氏七鳃鳗消化系统的这些特点与其特殊的进化地位和生活习性密切相关.这些发现将为研究脊椎动物的起源与进化提供理论基础.     

基于高通量转录组测序技术的龙头鱼微卫星信息分析

为龙头鱼资源合理开发与保护提供有效分子标记,本研究利用IluminaHiSeq~(TM) 2500高通量测序平台对采自舟山近海的龙头鱼肌肉组织进行转录组测序,从获得的Unigenes序列中挖掘SSR位点信息并分析其分布及特征。结果显示,测序所得29 756条Unigenes中共识别出5 652个完美型SSR位点,序列总长度为86 517 bp,相对丰度为332.97个/Mb。龙头鱼转录组SSR以单碱基和二碱基重复类型居多,分别占SSR总数的67.59%和20.72%。6类完美型SSR共有重复基元148种,重复次数以10次为主,占总SSR的23.23%。SSR序列长度范围在10～92 bp之间,其中序列长度在12 bp及以上的SSR位点的含量为65.73%。综上所述,龙头鱼转录组SSR位点含量丰富、基元重复类型众多、重复次数较高,具有良好的分子标记开发潜力,获得的SSR标记可用于遗传多样性和系统发育关系研究。     

基于高通量测序的黄姑鱼转录组从头组装和基因注释分析

为了进一步挖掘黄姑鱼的基因数据库资源,本研究采用高通量测序技术对采自舟山的黄姑鱼进行了全转录组测序,获取了42 809 266条Clean Reads。Clean Reads通过从头组装并进一步聚类为32 623条Unigenes,平均长度和N50分别为1 646 bp和2 777 bp。利用国际上7个主要的基因注释数据库(Nr、Nt、Pfam、KOG、Swiss-prot、KEGG和GO)对所有的Unigenes进行基因功能分析,共有28 645条Unigenes在至少以上一个数据库中成功获得注释信息。而后将所有的Unigenes进行蛋白库比对和estscan软件预测,共获得30 382个CDS;分子标记筛查后共得到了29 022个潜在的SSRs。作为一项重要的研究基础,本研究提供的转录组信息有助于为黄姑鱼的分子水平研究提供新的认识。     

大蒜根尖有丝分裂染色体标本的制作

染色体是遗传物质的载体,是基因的载体.生物体细胞的染色体数目和结构是重要的遗传标志之一,特别是在真核细胞中.因此深入认识染色体的结构和功能,对研究生物的遗传、变异、进化、细胞增殖、个体的发育和生殖过程的平衡控制都有十分重要意义.本实验以大蒜根尖为材料,介绍了大蒜根尖细胞有丝分裂标本的制作方法.该方法简单、方便,材料易得,成功率高,适用于对正常植物组织有丝分裂过程的观察.     

国内有关遗传多样性分析在濒危植物保护遗传学中的应用进展

由于人为因素和自然因素的影响,地球的生物多样性急剧下降,出现了大量的濒危植物,这对于自然界植物的进化非常不利,所以保护濒危植物变得十分紧迫.随着分子生物技术的迅速发展,遗传多样性分析在濒危植物的保护中得到了广泛的应用.对国内有关遗传多样性分析方法在濒危植物中的应用情况进行综述.同时展望了遗传多样性分析在濒危植物保护中的应用前景.     

免疫进化模糊聚类算法在边缘检测中的应用

针对图像处理中的模糊边缘检测问题,提出一种免疫进化模糊聚类算法.该算法在传统遗传算法全局随机搜索的基础上,借鉴了生物免疫机制中抗体的多样性保持策略,改善了遗传算法的群体多样性,具有更好的全局搜索能力.实验结果表明,该算法不仅具有很强的模糊边缘和微细边缘检测能力,而且可以减弱基于遗传算法的模糊聚类算法在遗传后期的波动现象.     

扁玉螺转录组SSR信息分析

采用生物信息学方法分析扁玉螺转录组文库EST序列(SSR)位点,并且设计简单重复序列(SSR)引物,以期为扁玉螺分子标记辅助育种提供有力的工具。对扁玉螺进行转录组测序采用Illumina Hiseq~(TM)高通量测序平台,再利用Micro SAtellite(MISA)工具,分析扁玉螺转录组中SSR的重复基元及其分布频率。利用Primer 3软件设计引物,并且通过SSRFinder筛选出SSR引物。从233 853条Unigenes中找到202 337个符合条件的SSRs,发生频率为45.34%,SSR位点的出现频率为86.53%。SSR位点中单核苷酸重复是主要类型,占总SSRs的63.44%,其次为双核苷酸和三核苷酸,分别为24.12%和6.73%。SSR所包含的重复基元中,单核苷酸重复基元A/T最多,占总SSR的54.15%;其次为双核苷酸AC/GT多,为15.9%。扁玉螺转录组中SSR位点出现频率高,而且类型丰富;大量的SSR分子标记技术有助于扁玉螺分子育种与遗传多样性分析提供更多的依据。     

七鳃鳗(Lampetra japonica)白细胞cDNA文库构建及生物信息学分析

以复合免疫日本七鳃鳗(Lampetra japonica)外周血中分离的单个核白细胞为材料,构建库容量为4.5×106pfu.mL-1的cDNA文库,随机挑选单克隆菌落测序共得到10 500条有效ESTs(expressed sequence tags)序列.经PHRAP软件对序列拼接组装后得到3 382个转录本,其中有1 080个重叠群和2 302个单一序列,有59.08%的转本录在NCBI数据库中搜索到同源序列.运用Blast2GO软件进行Gene Ontology注释,分别有27.47%、25.20%和10.01%的转录本参与细胞生理、代谢和生物调节等生物学途径;分别有48.43%、22.10%和10.69%的转录本起到结合、催化和结构分子活性等分子功能.统计数据显示,与细胞自身基因转录、蛋白质合成及转运等生命过程密切相关的基因如真核转录延长因子、反转录酶、核糖体蛋白、腺苷酸转运体、细胞色素C氧化酶和热休克蛋白等在血液白细胞群中大量表达.另外,与固有免疫密切相关的白细胞衍生趋化因子、抵抗素、颗粒体蛋白等表达量相对较高,说明固有免疫系统在七鳃鳗感染初期的免疫防卫方面起着主要作用.     

棉花MYB转录因子的研究进展

MYB转录因子在棉花的生长发育、纤维发育以及应对生物和非生物胁迫等方面均具有重要作用.为全面梳理MYB转录因子在棉花中的进化和功能特点,文章分别从基因拷贝数目、结构域类型、基因复制模式、进化速率以及生物学功能等方面论述了不同棉种MYB转录因子的相关研究进展,其结果将为今后进一步阐明植物MYB转录因子家族的进化规律以及提升棉花分子育种的精确性提供理论基础.     

微注射入TCP10L基因对斑马鱼形态的影响

利用模式生物斑马鱼,通过微注射的方法,研究了人肝脏特异性转录因子TCP10L对斑马鱼早期胚胎发育的影响.结果显示：人TCP10L基因对斑马鱼胚胎发育有一定的毒性.表现为早期的脊索发育异常,个体严重畸形;当血液循环出现后,表现为血流延缓和围心腔水肿等症状.该项研究表明：人肝脏特异性转录因子TCP10L在斑马鱼胚胎中的过表达会引起显著的形态异常和心血管障碍,并且这种影响与其是否在斑马鱼肝内的特异表达有关,为进一步探明该转录因子在人肝脏内发挥的功能奠定了基础.     

西北太平洋边缘海重要海洋动物分子系统地理学的研究进展

伴随溯祖理论(coalescent theory)的日益完善和分子生物学技术的不断创新,具有学科交叉性的分子系统地理学已成为国际上十分活跃的研究领域,其成果对现今的种内遗传格局、物种形成、生物多样性水平等研究有重要的启示。西北太平洋的边缘海约占世界边缘海的75%,其显著的历史地理过程和复杂的海洋水文环境为海洋生物遗传分化和物种系统地理格局的研究提供了良好的模型。本文对近年来西北太平洋边缘海重要海洋动物门类的分子系统地理学进行简要综述,以期加深对相关物种的遗传多样性水平及种群进化历史的认识,为海洋生物资源的合理开发利用和保护提供必要的理论指导;同时,本文还对分子系统地理学今后的研究重点及其所使用的技术手段进行更深层次地展望。     

微注射人TCP10L基因对斑马鱼形态的影响

利用模式生物斑马鱼,通过微注射的方法,研究了人肝脏特异性转录因子TCP10L对斑马鱼早期胚胎发育的影响.结果显示:人TCP10L基因对斑马鱼胚胎发育有一定的毒性.表现为早期的脊索发育异常,个体严重畸形;当血液循环出现后,表现为血流延缓和围心腔水肿等症状.该项研究表明:人肝脏特异性转录因子TCP10L在斑马鱼胚胎中的过表达会引起显著的形态异常和心血管障碍,并且这种影响与其是否在斑马鱼肝内的特异表达有关,为进一步探明该转录因子在人肝脏内发挥的功能奠定了基础.     

鱼类MHC基因的研究进展

MHC是高度多态的基因群,广泛分布于各种脊椎动物体内,其除了具有免疫功能外,还在其它许多方面起作用.由于MHC基因的多态性,使其在脊椎动物的遗传、进化、行为、保护及生态等许多方面的研究倍受关注.综述了自鱼类MHC基因的研究起步以来,国内外有关该基因的研究报道,包括其结构、功能和遗传特性等,并对其在鱼类种群遗传学及遗传育种中的应用前景做了展望.     

我国畜禽遗传资源保护手段探讨

畜禽遗传资源的保护对于促进畜牧业可持续发展和保持生物多样性具有十分重要的意义.文章就我国畜禽品种资源的现状和畜禽遗传资源保护方法作了分析研究,为今后的畜禽保护工作提供了理论依据.     

丛枝菌根真菌遗传多样性影响因素和维持机制研究进展

从AM真菌遗传多样性的表现、影响因素、维持机制、重要意义等方面系统综述了近年来AM真菌多样性领域的研究进展,并对本领域未来发展和应用前景进行了展望,以期为全面认识和利用AM真菌遗传多样性提供依据.     

适应性免疫的起源与演化立项报告

免疫学是当今生命科学的前沿学科之一。近年来,基于多物种比较的演化免疫学发展迅速,既为诸多基础科学问题提供了答案,也为农牧副渔和医疗保健领域带来了新思路与新技术。该研究围绕天然免疫和适应性免疫从文昌鱼到人的交替演化过程,将研究的问题进一步凝练到适应性免疫的起源上,拟解决如下关键科学问题:(1)目前并存的多种抗原受体多样性形成机制如何起源与演化?是否还有未知的多样性形成机制?(2)后口动物免疫信号通路的基本框架是什么?关键适应性免疫信号通路是如何起源?其功能意义如何?(3)不同物种的免疫应答尤其是适应性免疫应答的分子、细胞与组织器官基础是什么?天然免疫和适应性免疫如何交替演化?(4)哪些新发现的抗原受体与免疫分子具有那些潜在应用价值?哪些免疫新机制与新策略将给病害防御带来什么新思路和技术?该研究分为5个研究方向以中国文昌鱼与七鳃鳗为主要研究对象,同时兼顾其他居于关键演化节点的物种,系统性地开展以下研究:(1)抗原受体多样性的形成机制及其起源;(2)特异性免疫识别中结构与功能的演化;(3)免疫信号转导通路的起源与演化;(4)天然免疫与适应性免疫应答的协作与交替演化;(5)原始淋巴细胞系与淋巴器官的起源与演化。通过系统性比较研究,我们力图阐明各种免疫抗原受体(Ig、TCR和VLR等)的多样性形成机制及其起源演化历程;揭示适应性免疫特异识别和信号传导的分子、细胞与器官基础及起源演化;揭示各类新颖的免疫分子尤其是VLR等的特异性抗原受体的功能特性。     

七鳃鳗棕榈酰蛋白硫酯酶1的基因克隆、系统进化及组织特异性表达分析

棕榈酰蛋白硫酯酶1(palmitoyl protein thioesterase 1,PPT1)能够催化棕榈酰蛋白的去棕榈酰化修饰,通过调节蛋白的棕榈酰化修饰参与多种细胞生物学进程.从日本七鳃鳗(Lampetra japonica)白细胞cDNA文库的表达序列标签(Expressed Sequence Tag,EST)中获取PPT1基因片段,经RT-PCR扩增获得七鳃鳗PPT1蛋白的全序列cDNA.基因全长为972bp,编码323个氨基酸组成的蛋白质,理论分子量为36.6kDa,等电点为5.91,并含有1个信号肽.通过同源序列比对分析结果显示,日本七鳃鳗PPT1与其他物种PPT具有很高的同源性.利用实时荧光定量PCR法检测到PPT1基因在七鳃鳗的各组织中广泛表达,其中在白细胞、心脏、肠、鳃中表达量较高,在肝脏中表达量最低.本研究为探讨七鳃鳗PPT1功能研究奠定了理论基础.