聚合酶链式反应(PCR)用于地中海贫血的产前诊断

DNA分析已成为诊断许多遗传疾病选用的方法。1978年发现DNA的限制性片段长度多态性(RFLP)与镰刀形贫血病基因(Hb s)连锁不平衡现象,成功地对有Hb s风险的胎儿进行了产前诊断。此后,RFLP作为基因的遗传标记广泛应用于基因的连锁分析和遗传疾病的诊断。1983年建立的寡核苷酸探针检测基因突变的技术,可     

人类群体环境适应的古DNA研究进展

人类(Homo sapiens)起源、迁徙和进化对现代人类遗传多样性具有重要的塑造作用,一直是多学科研究热点.分子遗传学通过现有人群的遗传数据和表型特征来推导、演绎历史事件,提出了"走出非洲完全替换"人类起源模型.在走出非洲迁居世界各地的过程中,不同环境对人类表型和遗传多样性具有重要的选择作用,如人群肤色、身高等外形特征以及乳糖耐受、淀粉代谢、免疫应答和低氧适应等生理特征的表型和遗传多态性演化过程.近年来兴起的人类古DNA研究,通过采集对应事件前、中、后不同时期的古DNA样本,进行全基因组测序,同时系统比较古DNA和现今人群遗传多态性,补充和完善了经典分子遗传学研究结果,可以更全面地分析人类演化历史.基于古基因组研究,学者提出了人类起源的"走出非洲基因渗透"模型,并对上述重要人类表型和遗传多态性的演化史提出了新的证据和观点.本文将对现有人类环境适应的古DNA研究进展进行综述,并据此对自然选择如何塑造人类遗传和表型多态性展开新的讨论,为今后同类研究提供线索.     

中国汉族人线粒体DNA RFLP的初步研究

近年内,国外一些学者先后对中国本土以外许多民族的线粒体DNA(mtDNA)进行了限制性片段长度多态性(RFLP)的研究。这为比较各民族之间遗传相似性以及探讨本民族遗传与变异的机制等提供了有力的证据。从这一点出发,本文报道了笔者通过用11种识别6个碱基对的限制酶对中国汉族人mt DNA进行RFLP的初步研究。     

利用微卫星标记扩充水稻双单倍体群体的遗传图谱

微卫星标记已在人类与动物的遗传作图中得到了广泛应用.微卫星标记所揭示的是简单顺序长度多态性(Simple Sequence Length Polymorphism,SSLP),可利用PCR方法检测,因而快速简便,而且所需DNA量少.微卫星标记在遗传分析中表现为共显性,具有高度的多态性,往往有多个等位形式存在,信息含量很高,目前,在植物中微卫星标记主要用于基因型分析,品系分析及基因定位,尚未大规模用于遗传作图,在水稻中,通过筛选基因组文库和检索DNA序列库,已经获得了58个微卫星标记.本研究对一个水稻双单倍体(DH)群体进行了微卫星标记遗传作图工作,将89个微卫星标记较均匀地定位在已有的遗传图谱上,为今后应用微卫星标记定位水稻基因和标记辅助育种奠定了基础     

用多聚酶链式反应快速检测转化细胞中外源人凝血因子重Ⅸ cDNA

多聚酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)是利用人工合成的寡聚核苷酸引物和DNA多聚酶进行体外DNA扩增,这是近年迅速发展起来的分子生物学技术。这一技术已在基因诊断、突变检测、多态性研究和核苷酸顺序分析等方面得到应用。在基因转移和基因治疗中,常常有必要对转化细胞进行DNA分析,检测区分外源DNA和基因组DNA。常规用的方法不仅需要大量细胞,而且需要同位素标记的探针和Southern杂交,整个过程既麻烦又费时。本文介绍我们用PCR技术,对转有外源基因——人凝血因子IX cDNA的血友病B患者的原代皮肤成纤维细胞和其他转化细胞进行的直接检测和DNA分析。     

利用RAPD技术检测水稻的基因组变化

辐射育种在作物改良中取得了很大的成就。但对射线处理及后代选育过程中基因组发生的变化却了解很少,只能凭后代表型加以判断,使选育工作带有一定的盲目性。DNA分子水平的遗传标记的出现为此开辟了一条新的途径。1990年Williams等创立了一种新的遗传标记——随机扩增多态性DNA(简称RAPD)。它是利用含10(或9)个碱基的随机引物(单引物),在低温复性条件下(36℃左右)进行聚合酶链式合成反应(简称PCR),对模板DNA进行随机扩增,通过扩增出的某一DNA片段有无来比较不同基因组DNA的差异。     

2个水稻端粒相关序列的克隆和特性分析

端粒,位于真核生物染色体端部,是DNA和蛋白的复合物,对染色体的复制和稳定起着重要作用.端粒DNA由短重复序列组成,大多数高等植物,这一序列是5′TTTAGGG.相邻于端粒重复序列的是端粒相关序列,往往由中等重复序列组成.与端粒比较,端粒相关序列的显著特点是它的高度多态性,不同物种,甚至同一亚种内不同植物都能给出很高的多态性.因此在基因组RFLP框架图和物理图谱的构建中,端粒相关序列的克隆和分析有重要意义.本文根据水稻端粒重复序列中无限制性内切酶位点,端粒相关序列中可能有内切酶位点     

海岛棉EST-SSR引物的开发与应用研究

现有的棉花EST-SSR引物大都开发于中棉和陆地棉, 尚没有海岛棉EST-SSR开发研究的报道. 本研究从实验室构建的海岛棉纤维发育的cDNA文库中先取98条EST序列设计了119对EST-SSR引物. 在这些SSR中, 三核苷酸重复基序AAG含量最为丰富, 达11.76%. 用36份材料(13份A基因组二倍体材料, 11份D基因组二倍体材料和12份AD基因组异源四倍体材料)评价新EST-SSR引物, 119对引物中有76对成功扩增, 共产生313条多态性条带, 平均每对引物产生4.11条. 这些引物的多态性信息含量(PIC)变化在0.17~0.95之间, 平均0.53. 根据Jaccard’s遗传相似系数对所用36份材料进行了聚类分析, 聚类结果为3大类, 分别为A基因组材料、D基因组材料和AD基因组材料. 此外, 有21对引物在本实验室的种间回交群体((鄂棉22 × Pima3-79) × 鄂棉22) DNA中表现多态性扩增, 产生24个多态性位点, 其中22个被锚定于该遗传连锁图的12条染色体. 本研究不仅详细地概括了这批新的EST-SSR引物的特征, 而且有力地证明了其在遗传多样性分析及遗传连锁图构建方面的应用价值.     

中国水稻功能基因组研究进展与展望

功能基因组研究是植物生命科学研究的核心领域之一.从少数基因的克隆到重要农艺性状的功能基因组解析,我国水稻功能基因组研究实现了跨越式发展,阐明了水稻育种中的一些重大生物学问题,功能基因组的研究为水稻品种改良和育种技术变革奠定了基础.着眼未来,我国科学家提出了继续推进"水稻2020"研究计划,适时启动水稻4D基因组的发展建议.     

水稻功能基因组育种数据库(RFGB):3K水稻SNP与InDel子数据库

水稻是全世界最重要的粮食作物之一.对全球水稻品种资源进行基因组研究,挖掘有利等位基因和指导基于全基因组信息的分子育种具有重大的理论和实践意义,是关系国家乃至全球粮食安全的重大战略问题.本研究通过全球3000份水稻资源(3K水稻)的全基因组重测序,获取了其中质量较好的2859份水稻基因组的单核苷酸多态性(SNP)及小片段插入缺失(In Del)的基因组变异数据,建立了综合性的水稻功能基因组育种数据库的SNP与In Del多态性子数据库.该子数据库包含了3K水稻多态性信息检索、基因组浏览器可视化系统、特定区段基因组数据导出系统等多项功能.本数据库的建立将为研究水稻基因功能、指导水稻全基因组选择育种提供重要平台.     

蛋白质组(proteome)研究——后基因组时代的生力军

随着人类基因组计划的全面推进与十余种模式生物基因组全序列测定的完成 ,基因组计划的重心已逐渐由结构基因组研究转移到功能基因组研究 ,生命科学随之开始了一个新的纪元———后基因组时代 ,蛋白质组研究则应运而生 .现在简要介绍后基因组时代的生力军———“蛋白质组研究”问世的历史背景、定义与内容、技术路线与相关方法、已有进展及趋势 ,并提出了我国蛋白质组研究的应对策略 .     

CRISPR/Cas工具的开发和应用

CRISPR/Cas系统是细菌、古菌抵抗外源DNA或RNA入侵的免疫系统,细菌和古菌通过crRNA和Cas蛋白识别靶标DNA或RNA,并切割这些外源入侵核酸.目前, CRISPR/Cas系统已广泛应用于基因编辑领域,多种Cas蛋白的发现扩宽了CRISPR/Cas编辑基因的范围.如Cas9和Cas12可在基因组上靶向插入或删除DNA序列; Cas13和RCas9可靶向切割RNA.另外,多种Cas衍生工具的开发让CRISPR/Cas系统发挥更多的功能.如基因编辑方面,通过base editor可进行DNA单碱基编辑,通过prime editor可进行DNA单碱基编辑和小片段插入缺失;如基因表达调控方面,通过CRISPRa和CRISPRi可以激活或抑制基因RNA表达.同时, CRISPR/Cas系统还广泛应用于功能基因遗传筛选、基因检测、活体成像、细胞谱系示踪等多个领域.随着CRISPR/Cas基因编辑工具的不断开发,将不断促进科学研究进展,并有望通过CRISPR/Cas介导的基因治疗为患者带来福音.     

人的DNA指纹

一、引言遗传标志(genetic marker)是任何遗传学分析的基础。一直到70年代末,几乎所有的生化标志(biochemical marker)仅限于蛋白质的多态性(例如,若在血中出现大量的HbA(?)或大量的HbF,则可诊断为β地中海贫血)。随着DNA克隆技术和Southern杂交技术的应用,在基因组DNA水平上直接分析变异性(variability)成为可能.最初通过β珠蛋白基因族中限制性内切酶酶切片段长度变异的分析(例如,经Bam HI限制酶切割后,β~0地中海贫血患者出现含β     

应用RAPD分析1个抗条锈病的小麦-黑麦易位系

随机扩增的多态性DNA(RAPD)分析是近年来发展起来的以多聚酶链式反应(PCR)为基础的一项新方法.它通过短引物(通常含9—10碱基)和模板间在较低的退火温度下配对,引发在基因组若干位点的DNA扩增,获得产物.RAPD技术快速,易行,只需少量的DNA,因而在许多领域得到应用,条锈病是我国北方麦区危害较为严重的病害之一,尤其是近年随着新的生理小种条中28,29的出现,使得原来抗条锈的洛夫林10,13号等1B/1R代换系或易位系的抗性逐渐丧失,因而急需新的抗条锈病品种.本文报道利用RAPD方法对1个新的抗条锈病的小麦-黑麦易位系进行了分析,同时还讨论了RAPD技术的某些局限性.     

全外显子测序在糖尿病中的应用

糖尿病是一组由于胰岛素分泌缺陷或生物作用受损引起的以高血糖为特征的代谢性疾病,可导致各种组织尤其是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害及功能障碍。糖尿病的发病机制非常复杂,其中遗传因素在糖尿病的发病过程中起着至关重要的作用。全外显子组测序是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后,进行高通量测序的基因组分析方法。基于其高特异性、高准确性和高覆盖度的优点,全外显子测序已在复杂疾病如糖尿病、肥胖等疾病易感基因的识别方面发挥了巨大作用。文章综述了全基因组外显子测序技术在糖尿病的遗传易感基因及其编码变异筛选中的应用。     

云南4个少数民族的随机扩增多态DNA分析

1990年,Williams和Welsh领导的2个小组几乎同时独立地发展起来一项新技术,即随机扩增多态DNA(Random amplified polymorphic DNA,RAPD).该技术通过PCR进行DNA扩增,所用引物是G C含量为50%—70%的单个随机短引物,这些引物在一定的退火条件下能与基因组DNA中的互补顺序配对,启动DNA的合成.RAPD具有以下特点:(1)无需预先知道受试有机体基因组DNA的序列,因而能应用于所用的生物体;(2)绝大多数     

水生生物学科学前沿及热点问题

鱼类遗传和鱼类免疫是水生生物学2个重要的中心议题.一些鱼类,如斑马鱼和青鳉等可作为研究遗传、发育和免疫等与生命相关科学问题的模型,斑马鱼等模型鱼类已成为生命科学、特别是脊椎动物进化发育生物学等重大发现的主角.随着重要养殖鱼类和水产动物全基因组研究的发展,一些与水产养殖相关的特殊生物学现象已从其进化适应的分子机制上得到了深入解析,并由此促进了2个现代的水产遗传育种生物技术,即基于分子模块设计育种体系和基于全基因组分型的选择育种途径的发展和应用.此外,鱼类及水产动物免疫机理与病害防控策略研究助推了脊椎动物发育和比较免疫学发展高潮的到来,也为抗病育种和病害防控提供了新的技术途径.总之,由于水产养殖已被认为是人类未来食物的重要来源,水生生物学的研究及其进步将是水产养殖可持续发展的源泉.     

全外显子测序在糖尿病中的应用

糖尿病是一组由于胰岛素分泌缺陷或生物作用受损引起的以高血糖为特征的代谢性疾病，可导致各种组织尤其是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害及功能障碍。糖尿病的发病机制非常复杂，其中遗传因素在糖尿病的发病过程中起着至关重要的作用。全外显子组测序是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后，进行高通量测序的基因组分析方法。基于其高特异性、高准确性和高覆盖度的优点，全外显子测序已在复杂疾病如糖尿病、肥胖等疾病易感基因的识别方面发挥了巨大作用。文章综述了全基因组外显子测序技术在糖尿病的遗传易感基因及其编码变异筛选中的应用。     

个人遗传学:新时代的大问题

距离科学家首次粗略测定人类基因组序列已经十年过去了。如今,像23andMe这样的公司已能直接为顾客测定部分基因组序列,顾客只需支付99美元。专家组费用一落千丈、获取途径变广的DNA测序技术正开创个体化遗传医学的新前景,同时它们也推     

藏族人群15号染色体中心粒区域基因的高精度连锁不平衡和单体型图谱及其与汉族人群的比较

遗传多态性及其对基因功能的影响是目前基因组学研究的热点之一. 随着国际单体型图计 划(International HapMap Project)数据的公布和超高通量基因型鉴定平台的出现, 利用全基因组关联 分析法(genome-wide association approach)进行复杂性状/疾病的遗传变异的研究将很快成为现实. 尽 管这一方法的检测效能已得到广泛认同, 但是这一研究对揭示群体遗传差异程度的要求及怎样才能 最好的运用这些信息去进行研究仍为争论的热点. 为了探讨这个问题, 在50例藏族志愿者中对15号染色体中心粒区域的7个基因进行了测序, 鉴定了该区域中的单核苷酸多态性(SNP)、SNP频率、标签SNP(tagSNP)、连锁不平衡(LD)结构和单体型组成, 并将以上数据和汉族人群进行了比较. 同时还对藏汉两个群体的遗传差异进行了量化分析. 结果显示, 藏汉两个群体间这一区域在总体上无显著的遗传差异, 但某些等位基因频率存在显著的不同, 而等位基因频率是构建单体型和选择标签SNP的决定因素之一. 在总体上, 和汉族相比这一区域藏族人群连锁不平衡区域较长而遗传差异较小. 本研究结果为藏汉两群体间具有很近的亲缘关系提供了遗传学上的证据, 并支持所有群体从根本上是同等的观点, 同时也提示在复杂性状/疾病的研究中需要考虑群体间的差异, 特别是等位基因频率的差别. 本研究所获数据不仅有助于对藏族该区域基因组结构的理解, 而且还对以藏族同胞为研究对象的在这一基因组节段及其所含基因所进行的研究提供了有用的工具.