棉花DNA遗传转化系的农艺性状变异和SSR标记分析

利用花粉管通道技术，将海岛棉(Gossypium barbadense)DNA导入陆地棉(G.hisutum)栽培品种豫棉17号中，获得了HB1、HB2、HB3和HB44个遗传转化系，其纤维品质、衣分、铃重与供体和受体相比有显著的差异。通过145对SSR引物的筛选和鉴定，检测出4对引物的多态性。BNL786、BNL2449等SSR引物在子代变异系HB1～HB4的扩增产物的带型明显不同于其受体，表明海岛棉DNA进入了受体并得到了遗传。海岛棉DNA导入陆地棉的HB5～HB73个子代选系在T2-T4代的衣分、铃重、纤维长度、强度、细度、伸长率、DNA的SSR标记等特征，都与其受体豫棉17号基本一致，表明海岛棉DNA可能没有导入这些选系中。此外，外源DNA导入子代的T2-T4代系的农艺经济性状分析和SSR分子标记检测都表明，一旦外源DNA导人受体变异性状在低世代就可以表现稳定遗传。     

碱性土壤基因组DNA的分离纯化和基因文库的构建

直接从广西南宁市凤凰纸业排污沟碱性土壤样品中抽提和分离纯化混合基因组DNA，所获得DNA的产量为每克土壤样品10～30pg。采用限制性内切酶EcoR1酶处理后，构建了以pGEM-3Zf( )为载体的DNA部分文库。文库的容量为23650个转化子。外源片段DNA平均大小为3．2kb。建库效率为每克环境样品获得6000个左右的含1～15kb外源随机插入片段的克隆。通过DNA序列测定和同源性比较，对从文库随机词取的16个转化子序列进行分析，发现13个外源插入片段包含序列尚未确定的DNA片段。     

半滑舌鳎3D-BAC池构建及性别连锁标记的物理定位

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)属于雌配子异形染色体性别决定机制(ZW/ZZ),其W染色体包含的大量重复序列阻碍了W染色体序列的精确组装.目前只有物理图谱可以有效地解决由重复序列所造成的组装难题.本研究在已有物理图谱和遗传图谱的基础上,利用3D(three-dimensional)-BAC(bacterial artificial chromosome)池构建和PCR筛选策略进行了性别连锁标记的物理定位.首先将所选44个384孔板的BAC克隆进行接种和预培养,再接种到4个96孔深孔板中.将每两个384孔微孔板的BAC克隆分别汇集获得相应的板池、行池和列池,在提取DNA后,再将相应板池的部分DNA混合得到超级池.最终构建的3D-BAC池,共包括22个超级池和440个基池,覆盖半滑舌鳎基因组4.2倍,完成一个阳性超级池的基池筛选只需24个反应(20个BAC基池和4个对照).然后选用159个半滑舌鳎性别连锁标记对这些克隆池进行两步PCR筛选.在对超级池的筛选中,有142个标记获得阳性扩增.对这些阳性超级池进行基池筛选后,最终有100个标记得到准确定位.定位到半滑舌鳎物理图谱的84个重叠群(contigs)和20个单个克隆(singletons)上,共计1 760个克隆,包含有21 927个共享条带,物理长度为42.4Mb,覆盖半滑舌鳎基因组约5.3％;确定一个定位关系(contig与标记之间的)平均使用了2.2个克隆.在这些标记中,有17个同时定位到了两个或两个以上的contigs上,有11个标记同时定位到contigs和singletons上.另外有19个contigs定位了2个或2个以上标记.这些性别连锁标记的物理定位将有助于半滑舌鳎性染色体基因组序列的精确组装.     

高盐极端环境土壤基因组DNA的分离纯化方法研究及基因文库的构建

以钦州市犀牛角镇晒盐池内(盐浓度>25%)的土壤样品为研究对象,对土壤混合基因组DNA的提取和纯化方法进行了深入研究,结果表明,冻融法、十二烷基磺酸钠(SDS)和蛋白酶K联合使用的提取法,能有效提高DNA得率,DNA的产量达到每克土壤样品10~15μg。交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)、Sephadex G-200树脂以及大量胶回收的使用,可有效纯化DNA,纯化的DNA产量可达每克土壤样品4~6μg,DNA片段大小>30 kb。将纯化的DNA用B amHⅠ部分酶切后构建以pLAFR 3为载体的混合基因组文库,该文库包含15 600个克隆,外源片段DNA平均大小为18 kb。通过DNA序列测定和同源性比较,对从文库中随机挑取的10个克隆进行了序列分析,发现9个外源插入片段包含未知DNA序列。     

蓝粒小麦4Ag染色体的显微分离与鉴定

本研究采用显微分离技术从蓝粒小麦(Triticum aestivum L.(2n=6x=42)×Thinopyrum ponticum Liu &Wang(2n=10x=70))根尖细胞中期分裂相中分离出具有4Ag染色体形态特征的单条染色体,对分离后的细胞进行原位杂交(FISH),结果显示细胞中所剩的和显微分离到的单条染色体均为4Ag染色体.利用Sau3A接头介导的PCR方法对分离出的单条4Ag染色体进行体外扩增,扩增的DNA片段大小约为200～2 000 bp,主要集中在250～750 bp之间.以DIG-dUTP标记的蓝粒基因组DNA为探针,与该扩增产物进行Southern杂交,结果表明显微分离出的染色体得到了有效的扩增.利用该分离染色体的PCR扩增产物为探针,对蓝粒小麦进行原位杂交,证明显微分离的染色体体外扩增片段确实来源于4Ag染色体.本研究拓宽了染色体显微分离的范围,为构建4Ag染色体文库和克隆位于该染色体上的重要农艺性状基因提供了新途径.     

含有His 5基因用于酵母人工染色体重组筛选的置换型载体的构建

人工酵母染色体(YAC)可以克隆和分析大片段的染色体DNA,并且可以分离那些在大肠杆菌(Escherichia coli)中不可能得到的序列。实验将His5基因插入到一个Ura3基因的中间,构建了一个新的质粒pLRH33,从而打断了Ura3基因使之不能表达。利用His5基因两端各留下的部分Ura3基因片段,同源重组到YAC臂上原有的Ura3基因中,使重组后的YAC的标记性状从Rra^ His^-变成了His^ Ura^ 。用质粒pLRH33的5．5kb线性片段以一定比例和需要重组到YAC上的目的基因pBAC300的50kb片段相混合,同时作酵母菌转化,在His^-Ura^ 培养基上得到大量带His5基因的阳性克隆。在检测的1200个克隆中,有250个目的基因阳性克隆,占受检克隆的22．5％。表明质粒pLRH33可以有效地用作YAC重组的筛选标记：     

外源DNA导入彩棉后RAPD分析体系的优化

通过25keV的10×1015Ar+/cm2离子介导将白棉全DNA导入彩棉进行RAPD分析,以改进CTAB法抽提叶片总DNA,进行随机扩增多态DNA(RAPD)分析,分别测试了镁离子、dNTP、模板DNA含量、引物浓度、DNA聚合酶量和牛血清蛋白浓度对反应结果的影响,通过各因子的组合研究,得出彩棉RAPD分析较适宜的扩增条件。应用构建的优化体系对40条引物进行筛选,选出引物S53、S176可使新彩棉8号品种引起特异性扩增,该随机扩增效果稳定、清晰,各材料间图谱差异明显,此试验奠定了利用RAPD技术对离子束介导外源DNA随机片段转化彩色棉品种进行鉴定分析的基础。     

利用复合杂交群体定位陆地棉纤维品质性状QTL

为发掘陆地棉纤维品质性状基因/数量性状基因座(quantitative trait loci,QTL),本研究以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)优质品种渝棉1号分别与贝尔斯诺和中棉所35杂交获得F1代,随后利用两个F1再次杂交得到复合杂交群体.利用6565对SSR引物筛选渝棉1号、中棉所35和贝尔斯诺,获得155对多态性引物.对检测[(渝棉1号×中棉所35)x(渝棉1号×贝尔斯诺)]F1复合杂交群体标记基因型获得的158个位点进行遗传连锁分析,构建的遗传图谱包含102个位点,覆盖1199.0 cM.利用多QTL(multiple-QTL model,MQM)作图法,检测到11个纤维品质性状QTL,包括4个纤维长度、2个长度整齐度和5个纤维比强度QTL.11个QTL分布于4条D基因组染色体.本研究表明,陆地棉不同品种同一纤维品质性状QTL等位基因存在差异;三亲本杂交群体不仅可以提高群体多态性分子标记比例,而且可以显示同一QTL在不同遗传背景的等位基因表现差异.     

利用分子标记筛选源于野生多毛番茄的高可溶性固形物的基因

TA1218是野生多毛番茄(Lycopersicoum hirsutum)LA1777的一个近等基因系,带有LA1777第1染色体的含高可溶性固形物基因(QTL)的长1.2cM的染色体片段。研究以TA1218与栽培番茄(L.esculentum)骨干系9706、F1代及回交一代(BC1)为材料,对该染色体片段进行了AFLP分析,并对QTL附近的4个RFLP标记进行了CAPS标记的转化研究,共获得了2个CAPS标记TG161和TG237。对BC1群体进行遗传鉴定、可溶性固形物含量和其它农艺性状的综合分析,获得了8个比TA1218中的外源染色体片段更短的番茄材料,其中3个含TG161的阳性标记的单株和1个含TG237阳性标记的单株的可溶性固形物含量高,而且综合农艺性状优良,可作为新的高可溶性固形物种质用于番茄遗传育种。     

小麦-中间偃麦草抗条锈病渗入系的分子细胞学鉴定

小麦品系CH5383是源于中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)的兼抗多种小麦病害的新种质。为明确其抗性来源和外源DNA片段的渗入位置,采用基因组原位杂交(GISH)和荧光原位杂交(FISH)对CH5383进行分析,GISH分析未发现外源信号,FISH结果观察到CH5383的3BL染色体端部与对照小麦(Triticum aestivum)品种中国春相比有明显的重组信号,初步推断CH5383染色体3BL端部可能有中间偃麦草DNA片段插入。用135对PLUG(PCR-based landmark unique gene)标记对CH5383、中国春和多个近缘物种进行扩增分析,发现位于3B染色体长臂端部的引物TNAC1383,能在CH5383和中间偃麦草中扩增出大约1 300 bp的特异DNA产物。从而进一步证实,CH5383是一个小麦-中间偃麦草小片段渗入系,携带抗条锈病基因的外源中间偃麦草DNA渗入片段位于3B染色体端部0.81-1.00区段。CH5383可以作为优异的小麦抗病育种新种质加以利用。     

转基因阿尔巴斯白绒山羊外源DsRed基因拷贝数与外源基因表达的关系

转基因动物的外源基因通过使用体细胞克隆与胚胎移植的方法将表达载体转入细胞后获得,大多以随机整合的形式存在于受体动物的基因组中,而转基因动物中外源基因的整合拷贝数是影响外源基因表达水平及遗传稳定性的重要因素之一,作为转基因动物遗传稳定性的鉴定指标,获得存活的转基因动物后便有必要对其外源基因拷贝数进行检测.为了研究转基因阿尔巴斯白绒山羊(Capra hircus)基因组内外源海葵红色荧光蛋白(red fluorescence protein from Discosoma sp.,DsRed)基因的拷贝数与其表达量之间是否存在一定的联系,本研究采用较鉴定外源基因拷贝数的传统方法DNA印迹杂交(Southern blot)更为高效率、高灵敏度、高准确性的绝对定量qRT-PCR法检测了6只转基因白绒山羊外源DsRed基因表达框中3个不同片段的拷贝数.结果表明,外源基因3个片段的拷贝数分别为巨细胞病毒(Cytomealovirus,CMV)启动子:2.80±0.38～13.68±0.16;DsRed基因:1.34±0.04～11.84±0.02;CMV启动子与DsRed连接处:1.58±0.04～19.22±0.38.通过qRT-PCR中相对定量的方法检测了6只转基因白绒山羊外源DsRed基因mRNA表达量,将其与外源基因中3个不同片段的拷贝数数据分别使用SPSS软件进行相关性分析后,相关性系数P值的结果为:CMV启动子为P=0.763;DsRed基因为P=0.665;CMV启动子与DsRed连接处为P=0.803,3组P值均大于0.05,无显著性相关.上述结果表明,在所检测的6只转基因阿尔巴斯白绒山羊中外源CMV启动子启动的DsRed基因的表达量与其在转基因白绒山羊基因组内的拷贝数在0.05的水平没有显著相关性.另外验证了绝对定量qRT-PCR法在大型转基因家畜的外源基因拷贝数的研究中的可靠性:其重复性良好,误差可控,可以成为检测转基因动物外源基因拷贝数的首选方法.     

DNA分子标记技术及其在小麦育种及遗传研究中的应用

本文介绍了几种常用的DNA分子标记,如RFLP、RAPD、AFLP、SSR、STS、SNP等,并简要综述了分子标记技术在小麦遗传育种研究中的应用现状,包括基因标记与定位、遗传图谱构建、外源染色体鉴定与标记、种质资源鉴定和辅助育种等。     

胚盘下腔注射法将外源质粒pEGFP-N1导入鸡胚的研究

研究运用胚盘下腔注射法将外源质粒pEGFP-N1导入鸡胚,通过检测外源基因表达载体在鸡胚发育过程中的动态代谢、与宿主基因组整合情况,进而对该模式在制备转基因鸡和基因功能研究中的可能性进行探讨。取新鲜鸡胚为实验材料,胚盘下腔注射pEGFP-N1,石蜡膜封口后孵化,于不同时间段采集鸡胚及出雏鸡组织样,PCR方法检测pEGFP-N1的分布及其降解情况。同时,对酶切、回收后的阳性样本基因组用PCR检测了外源质粒与基因组DNA的整合情况。研究结果表明：实验组0.5、1、3、4、5和6日龄鸡胚以及初生雏鸡中均可检测到外源质粒pEGFP-N1上的EGFP基因,阳性率分别为100%、80.00%、66.57%、75.00%、64.29%和84.21%。随着鸡胚的发育,外源质粒会被逐渐代谢掉,出雏时实验组雏鸡的阳性率为75%。但是,阳性样本基因组经HindⅢ酶切后PCR检测结果表明,pEGFP-N1未与宿主染色体产生整合,而是以游离或者多聚状态存在于鸡胚组织中。     

海岛棉纤维均一化酵母双杂交文库的构建与GbTCP5互作蛋白的筛选

为探究转录因子在海岛棉纤维中的生物学功能,以海岛棉8个时期的纤维为研究对象,利用SMART技术合成ds-cDNA,经DSN进行均一化处理,构建以pGADT7为载体的海岛棉纤维均一化酵母cDNA文库,利用酵母双杂交系统筛选与海岛棉GbTCP5互作的蛋白。根据克隆得到的GbTCP5基因的CDS区设计含有NcoⅠ、EcoRI酶切位点的引物,构建诱饵载体pGBKT7- GbTCP5。经自激活和毒性检测后共转化酵母菌株Y2HGold,筛选与GbTCP5互作的蛋白。实时荧光定量PCR显示,GbTCP5基因在纤维发育起始期和伸长期的表达量较高,且在花瓣和花萼中的表达量高于其他组织。文库的质量检测显示,构建的均一化cDNA文库库容为9.15×10⁷ cfu·mL^-1,重组率为100%,插入片段大小在500~2 000 bp之间。诱饵载体pGBKT7-GbTCP5通过酵母双杂交系统多次筛选、回转验证,最终确定了4个互作的蛋白,分别是GbTCP20、GbTCP42、GbTCP45和GbAHP1蛋白。海岛棉纤维均一化cDNA文库的构建和筛选,为进一步研究海岛棉TCP转录因子及其互作蛋白在纤维发育时期中的作用机制奠定了基础。     

减数分裂过程中染色体行为的研究概况

简要介绍了植物减数分裂过程中染色体行为的研究概况.简述了减数分裂异常对花粉育性的影响,减数分裂染色体构型研究在确定多倍体类型,分析物种亲缘关系,鉴定易位系和外源染色体方面的应用进展,减数分裂2n配子形成的主要机制.     

彩鲷(♂)×美洲虎鲷(♀)杂交后代及其双亲的染色体研究

以彩鲷(Cichiasoma trmaculatum)为父本、美洲虎鲷(Heros managuense)为母本,通过人工授精方法获得了能正常发育的杂交F1代.以肾细胞作材料,采用秋水仙素-低渗-空气干燥法、Howell的方法(银染)和Sumner的方法(c-带).制作染色体标本.结果表明:彩鲷的染色体数目2n=48,核型公式为2n=2m+8sm+26st+12t.染色体臂数NF=58,在st,染色体的短臂末端出现2个银染位点,C-带多为着丝粒型,有2条染色体st9和S13,为整臂深染型C-带;美洲虎鲷的染色体数目2n=48.核型公式为2n=2m+6sm+28st+12t,NF=56,在sm2染色体的短臂末端出现2个银染位点.所有染色体的着丝点区均显示出深浅不同的c-带,C-带为着丝粒型;杂交F1代的染色体数目2n=48,核型公式为2n=2m+8sm+26st+12t,NF=58,在sm2染色体的短臂末端出现2个银染点,多数染色体具着丝粒c-带.未发现有异形性染色体.比较分析,杂交F1代的染色体数日及多数染色体具有着丝粒C-带的特点与父母本相同,染色体臂数与父本一致,银染位点与母本相同,这显示杂种F1遗传了双亲的染色体特点,而非雌核发育.     

"川农泡椒一号"辣椒的植物学性状和核型研究

对四川农业大学选育的泡椒专用品种"川农泡椒一号"和22个辣椒品种进行了植物学性状观察并进行聚类分析,用常规根尖压片法对"川农泡椒一号"和5个辣椒变种进行了核型分析.结果表明,"川农泡椒一号"染色体数为2n=24,由中部着丝粒染色体(m)和近中部着丝粒染色体(sm)组成,核型为2A型,核型公式2n=24=22m+2sm,...     

玉米基因组Fosmid文库构建及类受体激酶基因(Psy1和Psy2)筛选

玉米(Zea mays L.)病害的发生和流行是限制玉米高产稳产的重要因素。玉米细菌性褐斑病是目前具有潜在危害性的病害之一,在抗性基因遗传规律和染色体定位研究方面取得一定进展,但在基因克隆、功能鉴定等研究上进展较为缓慢,利用构建的Fosmid文库克隆抗病候选基因是目前较为快捷和有效的方法之一。本研究以玉米细菌性褐斑病的抗病自交系F349为材料构建了玉米Fosmid文库,克隆总数约为3.7×105个,平均插入片段长度为32 kb,实现4.73倍的玉米基因组覆盖,筛选到任意基因或序列的概率达到了99.12%。基于该文库,利用不同引物组合进行了两个类受体蛋白激酶基因(Psy1和Psy2)的克隆筛选,得到14个阳性克隆,其中4个阳性克隆包含Psy2基因和Psy1基因部分片段;3个阳性克隆包含完整Psy1基因;对其中两个阳性克隆13-12F-23和32-4A-6的测序结果显示,Psy1基因的启动子和内含子分别被插入了10.0和13.5 kb的外源片段;13.5 kb的插入片段是LTR家族的huck反转录转座子,10.0 kb的插入片段是含有helitron转座元件的复杂转座子;扩增到了Psy1基因的cDNA全长,说明这两种类型反转录转座子的插入并未使基因失活。本研究为玉米基因的克隆和功能分析提供了一种可行的研究途径。     

3种不同皮色萝卜种质染色体核型分析

本研究采用根尖压片法,对3种不同肉质根皮色的萝卜种质进行染色体数目和核型分析,以获得准确的细胞遗传学信息。研究结果表明,Nau-dqp08,Nau-txbyw07和Nau-chhong108这3种不同皮色萝卜的染色体数目均为18,核型公式分别为2n=2×=18=14m+4sm,2n=2×=18=18m和2n=2×=18=16m+2sm,且核型都属于1A型;核不对称系数分别为59.48%、55.39%与58.08%;核型不对称性大小为Nau-dqp08>Nau-chhong108>Nau-txbyw07,其中Nau-txbyw07核型较为原始。本研究结果可为萝卜种质鉴定、遗传变异和亲缘关系分析提供细胞学依据。     

巴西橡胶树第9染色体的显微分离及微克隆文库的构建

橡胶是我国的重要的战略物资,深入研究橡胶树基因组具有重要意义。本实验以巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)热研7-33-97幼叶为材料,采用酶解去壁低渗法制片,玻璃针显微分离法成功分离出橡胶树单染色体。单染色体经蛋白酶消化、Sau3A核酸内切酶酶切和两轮LA-PCR(接头连接PCR)扩增。得到250~2000bp之间的DNA片段,通过Southernblot对单染色体产物进行验证,结果表明扩增片段与巴西橡胶树基因组DNA之间有同源性。从而说明单染色体DNA已被成功的扩增。采用荧光原位杂交技术(fluorescence insitu hybridization,FISH)验证分离出的是第9号染色体,构建了橡胶树第9号染色体微克隆文库。克隆片段长度在300~1200bp,平均为650bp左右,文库包含48000个克隆,空载率为1%。本研究从巴西橡胶树单染色体入手,运用单染色体微分离、微克隆技术,构建了巴西橡胶树单染色微克隆文库,为橡胶树基因组研究提供了新的思路与方法,为更好地开展橡胶树分子辅助育种提供技术方法。