高粱C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的分子克隆及其转基因水稻的培育

应用PCR的方法从C4植物高粱的基因组中分离出C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ppc基因). 通过分步克隆的方法, 将此基因插入pCAMBIA1301质粒载体上, 构成重组的表达载体p1301-PEPC, 并利用农杆菌介导的转化系统将其转入农垦58和中花10两个粳稻品种. 经PCR分析、PEPCase活性检测、Western杂交、Northern杂交和Southern杂交等多种方法鉴定表明, C4型Ppc基因已转化进受体水稻植株的核基因组, 并能高水平表达. 生理学检测显示, 转基因水稻植株的CO₂补偿点和光呼吸速率显著降低, 光饱和光合速率和羧化效率提高, 显示出C4植物的光合特征.     

他们改变了世界

美国《发现》杂志不久前将2002年第13届科技创新奖颁给了五位科学家。他们不是天才,但他们都在各自所在的领域,取得了成功。“我能够‘设计’出一只鸟吗” 76岁的保罗·麦克里迪至今仍觉得自己是个孩子,梦想着翱     

生命的奇迹

我们从电视节目“动物世界”中可以发现:地球生命千姿百态、千差万别,据说这些千差万别的生命个体是起源于共同祖先的,这不禁使我们好奇:它又发生于何时何地呢?地球生命为什么会如此的辉煌呢?是如何产生的,又是如何从初级到高级,从简单到复杂进化的呢? 为了解答这些疑问,科学家纷纷展开了一系列的调查研究。     

新基因ZNF325在人类早期胚胎中的表达

锌指蛋白基因家族是人类最大的基因家族之一，目前已知的很多转录调控因子都是锌指蛋白成员^[1]。初步克隆了一个与RBAK基因有着高度同源性的人类C2H2型锌指蛋白新基因，经国际基因命名委员会批准命名为ZNF325，此基因位于染色体7p22，长2697个碱基，含5个外显子，在基因组DNA上长15kb。它编码的蛋白质全长462个氨基酸，含15个C2H2型的锌指。Northern Bolt分析表明该基因在人类早期胚胎的各个组织中普遍表达，在肺和脑中的表达水平最强，但在肝中的表达随着胚胎的发育而逐渐减少。它的结构和表达特征预示着它编码的是一个具DNA结合功能的转录调控因子。     

尾静脉大容量快速注射法介导的人凝血因子Ⅸ基因在小鼠肝内的高效表达

尾静脉大容量快速注射裸质粒DNA能够介导外源基因在动物肝内高效表达, 采用此方法将人凝血因子Ⅸ(hFⅨ)表达质粒pCMV-hFⅨ 2.2 mL于7 s内导入小鼠体内, hFⅨ在小鼠体内表达水平最高为2921 ng/mL(血浆). hFⅨ表达水平与裸质粒DNA注射剂量呈正相关, 重复注射的hFⅨ表达水平偏低(最高1459 ng/mL). PCR检测发现小鼠多种器官中存在hFⅨ cDNA, RT-PCR和免疫组化切片检测表明, hFⅨ mRNA和蛋白主要在肝脏中表达. 转氨酶水平与病理切片检测表明, 注射1 d后5%的肝脏细胞受到损伤, 但在3 ~ 10 d内恢复. 研究结果表明, 尾静脉大容量快速注射法能够介导hFⅨ在小鼠体内高水平表达, 为基因治疗研究提供了一项简便而实用的动物实验手段.     

一种基于电化学发光技术的高灵敏度PS-1基因点突变检测方法

电化学发光(electrochemiluminescence, ECL)分析是20世纪90年代初发展起来的一种高灵敏度检测方法, 它将电化学法和化学发光法巧妙结合, 利用金属钌的复合物和三丙胺在电极表面发生氧化还原反应而产生高效、连续、稳定的发光, 具有灵敏、快速、准确、操作简便和分析适应性广等特点, 已被应用于核酸的定量分析之中. 将电化学发光技术应用于基因点突变检测, 采用了一种基于PCR技术和限制性内切酶技术的电化学发光分析方法检测Presenilin-1基因(简称PS-1基因)密码子235处发生的点突变. 结果显示, 在PCR循环次数相同的条件下, 野生型样品酶切前后的电化学发光信号强度基本保持不变; 突变型样品酶切前后的电化学发光信号强度变化显著. 该方法可明显区分野生型样品和突变型样品, 可望用于老年性痴呆病的早期诊断.     

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.     

利用基因重组策略改进遗传算法

为了克服标准遗传算法的早熟现象，提高遗传算法的全局收敛性，提出了一种基于基因重组策略的遗传算法。该算法定义了一种新的交叉算子，即移位逻辑交叉算子(包括蝶形移位交叉算子和洗牌移位交叉算子)，用它们对染色体的部分基因实现有规律的交叉重组。实验结果表明，该算法比经典的遗传算法具有更好的收敛性和稳定性。     

再论生物安全

生物安全是指既要避免或减轻由现代生物技术对生物多样性保护和其持续利用以及人类健康可能带来的不利影响，同时也承认现代生物技术在提高人类生活质量，特别是在满足食物、农业及卫生保健方面所具有的极大潜力。认为重视生物安全的人都是对转基因生物的反对派，甚至提到是坚决的反对派，这种观点是极端错误的、有害的。基因污染事件已经在加拿大及墨西哥发生，对转基因作物及其产品使用得最多的美国，事实上也是在采用预先防范的原则来处理生物安全，因此，发展生物技术应强调生物安全。     

2个水稻花发育相关MADS-box基因的全序列cDNA克隆及结构分析

一组具有MADS-box结构域的转录因子在控制花器官的诱导与发育中起着重要作用．以水稻广陆矮4号(Oryza sativa L．Guang-Lu—Ai No．4)幼穗总RNA为模板，根据MADS-box保守区的序列设计简并性引物。利用3′-RACE的方法获得了2个新的水稻花发育相关MADS-box基因，分别命名为FDRMADS3和FDRMADS4；并利用5′-RACE的方法获得了该2个基因完整的cDNA序列，包括完整的编码区，5′-UTR和3′-UTR．它们编码的蛋白质都具有典型的MADS-box结构域和半保守的K区，其与水稻中其他家族成员的MADS-box结构域同源性高达90％以上，这说明它们都是典型的MADS-box基因．