双元细菌人工染色体基因组文库研究进展

酵母人工染色体(YAC)、细菌人工染色体(BAC)是伴随着人类基因组计划的实施而产生的,这些大片段基因克隆载体的应用推动了分子生物学、遗传学等学科的快速发展。以农杆菌介导的直接转化植物为代表的双元细菌人工染色体(BIBAC)载体的发展,加速植物基因组的研究,成为植物基因组分析、基因功能鉴定、染色体结构与功能关系研究的重要工具。介绍了人工染色体文库的发展史,根据建库经验,着重阐述了BIBAC文库的构建、鉴定与应用。     

细菌人工染色体文库的构建与鉴定

细菌人工染色体是继γ噬菌体、黏粒、噬菌体人工染色体、酵母人工染色体等载体系统之后发展起来的DNA载体系统,以其容量大、遗传特性稳定、嵌合体少、插入片段易回收、操作简便等优点,而被广泛应用于基因组较大的真核生物基因组研究中,并发挥着前所未有的重要作用。因此本文概括性地阐述了细菌人工染色体的发展,以及利用此载体构建基因组文库的机理和程序及其鉴定方法。     

双元细菌人工染色体基因组文库研究进展

酵母人工染色体(YAC)、细菌人工染色体(BAC)是伴随着人类基因组计划的实施而产生的,这些大片段基因克隆载体的应用推动了分子生物学、遗传学等学科的快速发展。以农杆菌介导的直接转化植物为代表的双元细菌人工染色体(BIBAC)载体的发展,加速植物基因组的研究,成为植物基因组分析、基因功能鉴定、染色体结构与功能关系研究的重要工具。介绍了人工染色体文库的发展史,根据建库经验,着重阐述了BIBAC文库的构建、鉴定与应用。     

高产优质抗病棉花品种中棉所12号细菌人工染色体(BAC)文库构建

中棉所12号是我国自育的高产、优质、抗枯萎病、耐黄萎病棉花品种，其重要创新是使抗性和产量、品质得到结合改良和提高。本研究以plndigoBAC-5为载体，对中棉所12号进行了细菌人工染色体(BAC)文库构建。初步建立的文库含有38800个克隆，覆盖2倍基因组。对文库中132个重组克隆的分析表明：插入片段为50～150kb，平均大小为120kb；大于100kb的克隆占87．7％，大于110kb的克隆占56％；空载率小于1％。该文库的构建为深入开展棉花基因组有关研究奠定了基础。     

毛竹大片段双元细菌人工染色体基因组文库的构建

从毛竹Phyllostachys pubescens幼嫩叶片中提取纯化得到高质量的基因组DNA,经限制性内切酶BamH I对它们进行梯度酶切,脉冲场电泳选择合适酶切DNA片段,与脱磷酸化处理过的质粒载体pCLD04541按质量比3∶1相互连接,转化大肠杆菌Escherichia coli DH10B感受态细胞进行蓝白斑筛选,挑取白色克隆,获得重组率较高的阳性克隆,构建了含有10⁴个克隆的双元细菌人工染色体（BIBAC）基因组文库,并通过脉冲场电泳检测分析后确定,所构建的毛竹BIBAC文库平均插入片段为105 kb,约覆盖5倍毛竹基因组。该文库的构建为毛竹基因组研究做好了前期的基础工作。图8参18     

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。     

稻瘟病菌细菌人工染色体（BAC）基因组文库的构建

 稻瘟病菌是一种重要的植物病原菌,同时又是研究植物和病原物之间相互关系的一个重要试验系统。实验通过采用95-23-4a稻瘟病菌株经提取纯化得到该稻瘟病菌的细胞核基因组总DNA,用限制性内切酶部分酶解后,与经末端去磷酸化处理过的pCUGIBAC1质粒载体按一定摩尔比例相互连接,通过转化E.coli DH10B感受态细胞进而通过蓝白斑筛选挑取白色克隆从而构建了95-23-4a稻瘟病菌株的细菌人工染色体（BAC）基因组文库。通过进行酶切检测及Southern杂交分析后确定所构建的BAC文库平均插入片段29.1 kb,该文库覆盖7.4倍基因组,此基因组文库的构建为该菌致病相关基因的克隆奠定了基础。     

关中奶山羊BAC文库构建条件研究

BAC(bacterialartificialchromosome,细菌人工染色体)是一种新发展起来的构建高等生物基因组文库的重要方法。由于关中奶山羊产奶性能好,成为制备乳腺生物反应器的理想动物之一,故对关中奶山羊BAC文库的构建条件进行了研究。用BamH 部分酶切关中奶山羊的基因组,用CHEF(箝位匀强电场)凝胶电泳分离大片段DNA,以电透析法回收DNA后,与酶切脱磷的pBeloBAC11载体连接,然后电激转化感受态细胞DH10β,得到了数千个阳性克隆,插入片段平均为30～40kb。在此过程中摸索了BAC载体制备、高分子量DNA制备、酶切、连接和电激转化等一系列环节对高效转化产生大片段DNA克隆的影响。     

长片段水稻细菌人工染色体DNA的亚克隆文库的构建

利用超声波振断法将水稻细菌人工染色体 (BAC)基因组文库———Nipponbare库中的一个BAC克隆 (E5 0 )振断 ,产生许多大小不同的DNA随机片段 ,回收其中 1 7～ 3 5kb的片段 ,并将这些随机片段克隆入质粒载体pUC18,构建了适合于鸟枪法测序的亚克隆BAC文库     

可转化人工染色体文库研究进展

综述了可转化人工染色体（transformation-competcnt anificial chromosome,TAC）载体的发展、TAC文库的构建程序及TAC载体糸统在植物基因克隆中的应用。     

奶牛瘤胃微生物BAC文库中脲酶克隆的筛选与分析

利用脲酶选择性培养基,从奶牛瘤胃微生物BAC文库的15 360个克隆中筛选得到了12个脲酶克隆.利用酚-次氯酸法对脲酶克隆子的酶学性质分析,表明均具有不同的尿素分解能力,酶的活力范围是30～2 466 U/mg.脲酶阳性克隆插入片段大约是60 kb,限制性内切酶Hind Ⅲ酶切图谱表明,各个克隆具有不同DNA片段,其中脲酶Urease 1、Urease 3、Urease 4和Urease 9的最适pH8.0,最适温度为60℃.本研究从奶牛瘤胃微生物BAC文库中筛选到了具有脲酶酶活特性的克隆.     

瘤胃微生物基因组文库中BAC末端序列分析

基于前期从瘤胃微生物基因组文库中筛选的功能酶克隆菌,利用T7和pIBRP引物,测定功能酶克隆菌的BAC末端序列,并利用NCBI Blast系统对BAC末端序列进行分析.结果表明:共得到26条BAC末端序列,经Blast比对分析,与已知编码基因的匹配度低,而大部分BAC末端序列与阪崎肠杆菌和环境中的微生物匹配度高,说明瘤胃中的微生物与其它环境中的微生物具有一定的相似性,进一步丰富了对瘤胃微生物的认识.     

草鱼BAC文库中TLR3基因的筛选及表达特征的研究

【目的】从草鱼的BAC文库中筛选TLR3基因的阳性克隆,研究该基因在草鱼体内的表达规律,为进一步研究奠定基础。【方法】用同位素P32标记的探针,对53 216个BAC克隆以双份平行形式制备的DNA尼龙膜进行杂交筛选,用半定量方法检测TLR3在草鱼不同组织(鳃、心脏、肠、肝胰脏、肌肉、皮肤、脾脏、头肾和中肾)中的表达模式,用实时荧光定量RT-PCR研究草鱼感染呼肠孤病毒后不同时间TLR3的表达规律。【结果】获得了2个TLR3基因的阳性BAC克隆,该基因在被检测的9个组织中都有表达,其中在脾脏、皮肤中的表达量较高。在感染呼肠孤病毒后24 h,草鱼肝胰脏中TLR3的相对表达量显著升高(P0.05);感染后48 h,其相对表达量恢复到正常水平(P0.05)。【结论】成功筛选到草鱼TLR3的BAC克隆,该基因在草鱼体内不同组织中有广泛表达,并且参与了草鱼抗呼肠孤病毒的过程。     

奶山羊瘤胃酸中毒主要特性的试验研究

试验采用大剂量玉米粉投服法诱发奶山羊瘤胃酸中毒,首次测定了投报前、报服后４、８、１２、２４、３６、４８ｈ瘤胃液、血液、尿液中乳酸、内毒素、组织胺等主要指标的变化。结果显示：投服８ｈ后３项指标均显著高于投股前测定值（Ｐ〈０．０５或Ｐ〈０．０１）,并呈逐渐上升趋势,均为奶山羊瘤胃酸中毒的致病因素。     

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。     

A bacterial artificial chromosome-based physical map of Manihot esculenta ssp. flabellifolia

Cassava ( Manihot esculenta ) is known as the third most important food crop in the tropics and also used for industrial feedstock for biofuels. Two new bacterial artificial chromosome (BAC) libraries were constructed for W14 ( M. Esculenta ssp. flabellifolia ), a wild ancestor of domesticated cassava. The libraries were constructed with Eco RI and Hin dIII insertion vectors, respectively. The Eco RI library has 29952 clones with an average insert size of 115 kb, while the Hin dIII library consists of 29952 clones with an average insert of 129 kb. The combined libraries contain a total of 59904 clones with an average insert size of 125 kb, representing approximately 10 × haploid genome equivalents. A total of 29952 clones were fingerprinted and resulted in a cassava physical map composed of 2485 contigs with an average physical length of 336 kb and 2909 singletons, representing approximately 762 Mb of the cassava genome. 5000 clones located at the ends of BAC contigs were selected and sequenced. A total of 6077 SNPs and 231 indels were identified, that covered 459 gene sequences, of which 6 genes were associated with starch and sucrose metabolism. This BAC-based physical map provides valuable tools to understand the genetics and evolution of cassava.