棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系线粒体基因组文库的构建

【目的】构建棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系的线粒体BAC文库,为研究棉花线粒体基因组结构以及棉花细胞质雄性不育的形成机理提供基础。【方法】在借鉴其它作物的线粒体基因组BAC文库构建方法的基础上,对棉花线粒体DNA的提取及其BAC文库的构建进行探索和优化,构建了棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系的线粒体BAC文库,并采用同源克隆的方法克隆棉花线粒体的功能基因。【结果】构建的不育系和保持系的线粒体基因组文库分别包括2 600个克隆,插入DNA片段大小在10.3 kb和37.5 kb之间,平均分别为22.29 kb和21.36 kb。重组子的覆盖率分别达到棉花线粒体基因组的79倍和76倍。获得了3个棉花线粒体功能基因序列,通过比较,证明晋A不育系与其保持系的这3个基因序列无差异;以这3个基因为探针筛选文库,均获得阳性克隆。【结论】分别构建了棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系线粒体基因组的BAC文库。获得了晋A不育系与其保持系的orfB,coxⅠ和nad4L 3个基因的全序列,通过比较,证明晋A不育系与其保持系在orfB、coxⅠ和nad4L基因全序列上无差异。     

泥鳅抑制性消减DNA文库的构建及质量分析

为筛选、克隆泥鳅性别特异基因奠定基础,以黄河中下游雌性和雄性成体泥鳅为材料,采用抑制性消减杂交技术(SSH)构建基因组DNA文库,并结合蓝白斑筛选和PCR方法鉴定文库质量.结果表明:雌雄泥鳅基因组DNA的正反向抑制消减文库构建成功,其中,正向文库包含240个克隆,反向文库包含216个克隆,阳性克隆率为95.61％,插入片段范围为0.2～1.0 kb.     

亚洲棉（Gossypium arboreum L.）全生育期均一化全长cDNA文库的构建和鉴定

 【目的】构建二倍体亚洲棉石系亚1号全生育期均一化全长cDNA文库,建立亚洲棉功能基因组学研究基础平台,发掘亚洲棉发育、抗逆等相关基因。【方法】取石系亚1号子叶期、苗期、蕾期、花铃期不同组织器官,提取总RNA并分离纯化mRNA,采用SMART技术反转录全长双链cDNA。用DSN（duplex-specific nuclease）法对全长双链cDNA进行均一化,均一化的cDNA连接到λZAPⅡ载体,包装蛋白包装后构建石系亚1号全生育期均一化全长cDNA文库。【结果】初级文库滴度4×106 pfu?ml-1,库容2×106个独立克隆,重组率大于95%,插入片段平均长度大于1.5 kb。随机挑取192个克隆进行EST（expressed sequence tags）测序,冗余度仅为3.49%。BLASTN比对结果显示：78.31%的EST为新EST。【结论】文库均一化效果良好,质量符合要求,可能包含大量新基因,是进行EST测序、发掘新基因等棉花功能基因组学的研究平台。     

黑龙江镜鲤基因组DNA文库的构建

纯化镜鲤体组织的高分子量基因组DNA,经限制性内切酶Sau3A Ⅰ部分消化后,10％-40％蔗糖密度梯度离心分离并回收9—23kb的DNA片段。以λDASHⅡ为克隆载体,与9—23kb的DNA片段进行连接和包装,构建了镜鲤的基因组DNA文库。随机选取5个独立的噬菌斑,提取DNA后用EcoR Ⅰ与BamH Ⅰ进行酶切分析,证明克隆插入率为100％。经测定,该文库的滴度是108pfu/mL,根据公式N=ln(1-P)/In(1-f),99％的镜鲤基因组包含在该基因组文库中。以鲤IGF-Ⅱ基因探针对该基因组文库进行Southem杂交,筛选到相关的阳性克隆,证明这是一个较为完整的镜鲤基因组DNA文库。     

黑龙江镜鲤基因组DNA文库的构建

纯化镜鲤体组织的高分子量基因组DNA,经限制性内切酶Sau3A Ⅰ部分消化后,10％-40％蔗糖密度梯度离心分离并回收9—23kb的DNA片段。以λDASHⅡ为克隆载体,与9—23kb的DNA片段进行连接和包装,构建了镜鲤的基因组DNA文库。随机选取5个独立的噬菌斑,提取DNA后用EcoR Ⅰ与BamH Ⅰ进行酶切分析,证明克隆插入率为100％。经测定,该文库的滴度是108pfu/mL,根据公式N=ln(1-P)/In(1-f),99％的镜鲤基因组包含在该基因组文库中。以鲤IGF-Ⅱ基因探针对该基因组文库进行Southem杂交,筛选到相关的阳性克隆,证明这是一个较为完整的镜鲤基因组DNA文库。     

用粘粒载体构建山羊基因组文库

为配合山羊乳腺生物反应器的研究,构建定点整合“打靶框架”和筛选同源基因,用SuperCosl建立了山羊基因组粘粒文库。本试验共获得3.62×10~5个克隆,阳性克隆率达到97.5％,插入片段大小为34～45 kb,平均为40 kb。用5对引物分别对文库做PCR分析,均有特异性扩增。     

棉花功能基因图位克隆的研究进展

图位克隆是鉴定特定表型变异遗传基础的经典有效策略。棉花功能基因图位克隆，对育种工作者创新利用种质资源、培育和定向设计新品种、提高育种效率有重要指导作用。近年来，随着雷蒙德氏棉、亚洲棉、陆地棉和海岛棉等基因组测序的完成和不断完善，基因的物理位置信息已知，省去了筛选基因组文库和构建候选区段物理图谱的过程，棉花功能基因图位克隆研究进入快速发展期。2016年，利用正向遗传学方法首次图位克隆了陆地棉显性无腺体Gl2e(GoPGF)，目前已有20个质量性状基因和5个数量性状基因通过图位克隆策略鉴定。本文从基因符号、名称、染色体定位、候选基因等方面系统综述棉花纤维、腺体、蜜腺、叶型、株型、植株颜色、育性等性状相关图位克隆基因；并从图位克隆作图群体和集团分离分析法测序（bulked segregate analysis-sequencing,BSA-seq）应用等方面系统综述图位克隆策略。随着基因组测序技术的升级、测序成本的降低、BSA-seq等新方法的应用，图位克隆发展更加快速准确。利用转基因和基因组编辑技术对基因功能开展全面系统的鉴定评价，将为棉花分子设计育种提供理论基础和基因资源，加快棉花遗传改...     

叶围微生物宏基因组文库的构建和分析

宏基因组文库技术是开发利用未培养微生物基因资源的有效途径。采用CTAB-SDS法直接从植物叶面沉积样品中提取基因组DNA,构建了以puc19为载体的基因组文库,共获得8126个阳性克隆,文库DNA总容量约30.1MB,平均插入片段长度为3.8kb。叶围微生物基因组文库的成功构建,对于以后研究植物和叶围微生物的关系有重要意义。     

抗稻瘟病链霉菌JK-1基因组BAC文库构建

实验以抗稻瘟病链霉菌JK-1的基因组DNA为材料构建了其BAC（bacterial artificial chromosome）文库。该文库共有3456个克隆,插入片段在40-100kb,平均插入片段55kb,空载率低于5%,覆盖了链霉菌基因组约17.3倍。抗稻瘟病链霉菌JK-1基因组BAC文库的构建,为进一步研究基因组结构及其功能基因的利用等奠定了基础。     

盐单胞菌Fosmid文库构建及群体感应淬灭酶的筛选

通过构建盐单胞菌Fosmid基因组文库,以求筛选到群体感应淬灭酶(AHL降解酶)。采用改良的SDSCTAB法提取1株盐单胞菌基因组DNA,经平末端连接、包装和转染后,成功构建盐单胞菌Fosmid基因组文库。该文库库容1 700个克隆,平均插入片段约35 kb,共包含约60 Mb的DNA容量,覆盖该菌基因组10倍以上。然后以加X-gal的MM基本培养基筛选AHL降解酶阳性克隆,对文库进行功能驱动的蓝白斑筛选。通过初筛,筛选到3个Fosmid阳性克隆,证实了所构建的Fosmid基因组文库能够应用于AHL降解酶的活性筛选。同时该Fosmid文库亦可进一步用于其他功能基因的开发。     

棉花线粒体基因组细菌人工染色体文库的构建

以P30A细胞质雄性不育系黄化苗为材料,采用蔗糖密度差速离心和不连续蔗糖密度梯度超速离心提取棉花线粒体,低熔点琼脂糖包埋和原位消化裂解的方法制备高分子量的线粒体DNA(mtDNA),经BamHⅠ,HindⅢ酶切和PCR扩增进行纯度鉴定,并对其进行部分酶切,酶切片段与载体连接,电击转入大肠杆菌DH10B中,成功的构建了棉花线粒体基因组BAC文库。该文库共挑取3 840个单克隆,平均插入片段大小为15.5 kb,覆盖率超过70倍,研究结果表明该基因文库具有较高的质量。     

琯溪蜜柚BAC文库的构建和汁胞粒化相关基因的筛选

【目的】构建琯溪蜜柚BAC文库,利用该文库筛选与汁胞粒化相关的基因。【方法】用温和的物理方法获得高分子量DNA,部分酶切后进行回收、连接、转化,超低温保存阳性克隆。构建DNA样品混合样,PCR法筛选文库,生物信息学分析DNA序列。【结果】改进了适合琯溪蜜柚BAC文库构建的方法;构建的琯溪蜜柚BAC文库含有26112个单克隆,空载率小于1%,叶绿体DNA的污染率不超过1%,插入片段平均大小大约120kb,覆盖8倍的琯溪蜜柚基因组。利用与琯溪蜜柚汁胞粒化相关的EST序列设计PCR引物筛选文库,得到一段大小为1088 bp的DNA序列,该序列含有两段大小分别为122bp和172bp的内含子,经同源比对发现,该序列中部分序列与蓖麻(Ricinus communis)、杨树(Populus trichocarpa)多铜氧化酶(multicopper oxidase)cDNA序列分别有85%和71%的同源性;与毛叶番荔枝(Annona cherimola)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)果胶酯酶(pectinesterase)cDNA序列分别有76%和73%的同源性。【结论】本研究构建的BAC文库适用于琯溪蜜柚功能基因组的研究,从BAC文库筛选获得的DNA序列与汁胞粒化相关的基因有高度同源性。     

Construction of a Fosmid genomic library of Streptomyces roseoflavus Men-myco-93-63

To clone the antibiotic biosynthesis gene cluster of Streptomyces roseoflavus Men-myco-93-63, we constructed a Fosmid genomic library. The genomic DNA of the strain Men-myco-93-63 was isolated by the modified CTAB procedure, and the size of most genomic DNA fragments was larger than 150 kb. Then, a Fosmid genomic library containing more than 6000 clones was constructed. The average size of the inserted DNA in recombinant plasmids was 38.1 kb, and the probability of harboring any gene in the genome of the strain Men-myco-93-63 was 99.99%. The library coverage was at least a 10-fold genome equivalent. Therefore, the constructed Fosmid library meets the requirements as a standard genomic library     

基于宏基因组学的转基因棉田土壤微生物功能多样性分析

[目的]研究转基因棉田土壤微生物的功能多样性。[方法]采用直接法提取转基因棉根际土壤微生物总DNA,用限制性内切酶BamHI进行部分酶切,回收2.0～4.0 kb大小的片段插入到pUC19/BamHI脱磷载体上,转化到DH5α高效感受态细胞,构建宏基因组文库。随机挑取10个克隆序列测序,并通过NCBI预测可能存在的开放式阅读框和进行序列比对分析。[结果]该文库的外源插入片段平均长度为2.4 kb,90%以上克隆都含有插入片段,10个序列中存在着多种功能的开放式阅读框,包括一些水解酶、脱氢酶、脂解酶、修饰酶、抗生素及与电子传递链相关的酶类。[结论]该研究可为研究转基因棉大面积野外种植以后的生态安全性提供参考。     

Construction and Characterization of Grass Carp （Ctenopharyngodon idellus） Fosmid Library

Grass carp （Ctenopharyngodon idellus） genomic fosmid library cotaining 129 014 clones was constructed and characterized from one diploid grass carp. The average insert size of the fosmid library was determined to be 35 kb by pulsed field gel electrophoresis, which is 4.1-fold coverage of the grass carp genome. To demonstrate the probability of picking the functional genes from the library, eleven functional genes were screened by three-dimensional PCR technique. The number of positive clones of these genes was from 1 to 6. So, this library may screen any useful genes from grass carp. This grass carp genome fosmid library will be integrated in the presently ongoing efforts to determine the sequence of the grass carp genome.     

水稻培矮64S(PA64S)基因组BAC文库的构建与分析

9311和培矮64S(PA64S)分别是我国超级杂交稻两优培9(LYP9)的父母本,9311的基因组已由北京基因组研究所测序,而PA64S至今仍无任何可供公众使用的基因组资源,对PA64S基因组的研究将有助于对9311和PA64S这对亲本基因组的比较研究和其上优良基因的克隆,为LYP9的基因组研究提供帮助。以水稻PA64S的幼嫩叶片作为材料,为该品种构建了第一个高覆盖率、高质量的BAC文库。该文库一共有37 632个克隆,平均插入片段为138 kb,覆盖水稻全基因组12倍左右,空载率仅为1.5%,线粒体和叶绿体污染率仅分别为0.35%和1.85%。该文库克隆被存放于98个384孔板中并储存在-80℃冰箱中,将作为公共基因组资源向研究者开放。     

黄淮白山羊瘤胃微生物Fosmid文库的构建与分析

采用CTAB法和蛋白酶K法提取黄淮白山羊瘤胃微生物总DNA,酶切获得DNA片段,大小为23～50 kb,以E.coli EPI300为宿主细胞,构建瘤胃微生物宏基因Fosmid文库。研究发现该文库共获得克隆28 800个,插入片段大小约35 kb,空载率小于2%,容量1 008 Mb。通过羧甲基纤维素酶和木聚糖酶(Xylanase)活性筛选,分别获得具有两种酶活性的阳性克隆60和32个,木聚糖酶和羧甲基纤维素酶(CMC,Carboxymethyl cellulase)共同作用阳性克隆15个。通过已测序MF3木聚糖酶阳性克隆酶学活性分析,该木聚糖酶在最适应pH 4.5, 40℃条件下,酶活力为79.287μ·mL~(-1)。为进一步研究黄淮白山羊瘤胃内纤维素酶(Cellulase)基因奠定基础。