家蚕条件基因打靶技术的建立及应用研究进展

条件基因打靶技术是通过借助位点特异性重组酶和预先引入宿主基因组的重组酶特异识别位点,在宿主特定发育阶段的组织或细胞中实现目标基因时空特异性定点插入、删除、替换和倒位等突变操作的技术。目前条件基因打靶技术已被广泛应用于拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、小鼠(Mus musculus)和果蝇(Drosophila melanogaster)等高等真核模式生物的功能基因研究,并逐渐成为转基因动植物研究领域进行基因操作的强有力工具。近年来,国内外多个研究机构系统地开展了家蚕(Bombyx mori)条件基因打靶技术的开发研究,目前已经建立了较为完善的基于多种不同位点特异性重组系统的家蚕条件基因打靶技术平台。本文较为全面地介绍目前最为常用的位点特异性重组系统的组成和作用原理,系统概述基于位点特异性重组系统的家蚕条件基因打靶策略及其应用,并对家蚕条件基因打靶技术存在的主要问题和发展趋势进行讨论。     

前沿科技

我国科学家完成大黄鱼全基因组测序由浙江海洋学院领衔,与上海交通大学、复旦大学等机构联合破译了大黄鱼全基因组测序,构建了大黄鱼基因组图谱,并成功解析其先天免疫系统基因组特征。大黄鱼全基因组测序是我国公布的第二个海水鱼类的基因组图谱,也是世界上第一个石首科鱼类基因组图谱,标志着我国大黄鱼研究进入组学时代。大黄鱼免疫基因信息的充分解析,有助于发现与抗病力相     

棕果番茄gf位点等位基因的分子检测

红果番茄GF基因位点的绿果肉(green-flesh,gf)突变体有gf、gf~2、gf~3、gf~4、gf~5共5种等位基因,因其特殊的果实颜色而受到大众喜爱。笔者调查发现,gf位点突变体具有抗番茄褪绿病毒病的功能,但有些棕果番茄并不是gf位点突变体。从300份候选材料中选取6份棕果番茄材料,并以易感褪绿病毒的番茄红果材料‘T2015-47’为对照,以gf位点特异引物进行检测。试验结果表明,‘T2016-33’不能酶切出109 bp和57 bp的特异条带,为gf基因突变体;‘2012-2’酶切出187 bp和171 bp的特异条带,为gf~2基因突变体;‘T2015-66’和‘T2016-32’酶切出216 bp和18 bp的特异条带,为gf~4基因突变体。建立了利用分子标记快速准确鉴定出棕果番茄是否为gf位点突变体的方法,为选育抗褪绿病毒的棕果番茄品种提供了辅助手段。     

长顺绿壳蛋鸡ATP2B2基因多态性及其对蛋壳品质的影响

为了探究钙离子转运ATP酶B2(ATP2B2)基因多态位点对长顺绿壳蛋鸡蛋壳品质的影响，本实验采用PCR产物直接测序和序列比对软件鉴定ATP2B2基因SNP位点，SPSS 22.0软件单因素方差分析检测SNP位点不同基因型蛋壳指标的差异。结果发现，3个SNP位点位于第4外显子的非编码区（UTR）、第15外显子的蛋白质编码区（CDS）和第25外显子的蛋白质编码区（CDS），分别为g.4030584 A>G、g.4144313C>T和g.4193196G>A，共存在6种单倍型和10种双倍型。卡方（χ2）检验结果表明：3个SNP位点所产生的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡（P>0.05）。关联性分析研究的结果显示：g.4030584 A>G、g.4144313C>T突变位点显著影响个体蛋壳强度；3个SNP位点联合产生的双倍型H2H4个体的蛋壳厚度显著高于H1H1、H1H2;H1H1个体的蛋壳强度显著高于H2H3、H2H5、H2H6。综上结果表明，g.4030584 A>G、g.4144313C>T突变可能是影响蛋壳强度的标记位点，...     

5-烯醇式丙酮酰-莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)基因AM79 aroA的活性位点分析

AM79 aro A(WO/2009/059485)基因是从草甘膦高度污染的土壤中克隆的、具有我国自主知识产权的新型草甘膦抗性基因,具有重要应用价值。为进一步解析AM79 EPSPS蛋白的作用机制,本研究对此蛋白的活性位点进行了研究。进化树分析显示AM79 EPSPS属于Ⅰ型EPSPS。序列比对结果表明AM79 EPSPS中第107位的丙氨酸(Ala),第114位的苯丙氨酸(Phe),第355位的Ala和第356位的组氨酸(His)是特异的。采用重叠延伸PCR介导的核苷酸定点突变技术,对这些保守的氨基酸位点进行定点突变。将AM79 aro A及其突变基因转入大肠杆菌(Escherichia coli)aro A缺陷型菌株ER2799中,并进行草甘膦抗性鉴定。结果显示,Phe114、Ala355和His356等氨基酸的突变,使AM79 EPSPS蛋白的草甘膦抗性降低,表明这些氨基酸位点对于维持AM79 EPSPS高抗草甘膦的能力是必需的。同源建模结果表明,这些保守氨基酸位点的突变,使AM79 EPSPS蛋白的结构发生变化,这可能是导致突变蛋白草甘膦抗性能力降低的原因。两个Ⅰ型EPSPS(荧光假单杆菌(Pseudomonas fluorescens)G2EPSPS和拟南芥(Arabidopsis thaliana)EPSPS)对应氨基酸突变后,其草甘膦抗性没有明显变化,表明AM79 EPSPS中几个特异的氨基酸位点的功能在Ⅰ型EPSPS中并不是保守的。本研究结果为解析AM79 EPSPS高抗草甘膦的作用机理及对AM79 EPSPS进行定向进化提供了理论依据。     

基因位点缺失促进低致病性禽流感病毒亚群产生

为更好地了解流感病毒的进化,美国乔治亚州立大学禽病诊断与研究中心的科研人员对一株分离自野鸟的低致病性禽流感病毒在鸡胚中进行传代试验。他们将传代病毒的血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)序列与母本病毒进行比较。传代过程中多重突变出现较早,不过在后面的传代中这些突变保持稳定。有趣的是,大     

第2.3.4.4分支H5亚型高致病性禽流感病毒主要抗原位点分析

为了解第2.3.4.4分支H5亚型高致病性禽流感病毒主要抗原位点,本试验对A/chicken/Yunnan/1/2014与Re-5的HA1蛋白进行比较,对Re-5母本病毒的差异氨基酸位点进行突变,利用反向遗传技术构建重组病毒。用Re-5阳性标准血清进行HI试验,比较重组病毒与Re-5母本病毒的HI滴度,发现D61N、R69K、S145L、S149A、N171D、R178M、Q185R、K234Q、N256H、A279T、V281M、N289H等12个位点改变后导致HI滴度发生改变,是第2.3.4.4分支病毒的主要抗原位点。对2010-2012年第2.3.4.4分支的H5亚型高致病性禽流感病毒的HA序列进行分析,与Re5疫苗株HA1序列进行比对,进行点突变构建重组病毒,HI试验表明,Re5-2010、Re5-2011、Re5-2012、yn2014-Re5与Re5HI滴度分别相差了2,3,4,5个滴度,说明随着时间的推移,病毒变异越来越大。互相替换Re-5和yn2014的HA1或HA2,发现Re5-yn2014与Re5、yn2014-Re5与yn2014的HI滴度一致,说明其抗原位点主要在HA1蛋白区域。这些数据为深入了解该分支病毒的变异和对该病毒的防控提供了技术支持。     

遗传距离

1910年,Morgen TH提出假设:假定沿染色体长度上交换的发生具有同等的几率,那么两个基因位点间的距离可以决定减数分裂过程中发生重组染色体的发生率,即重组分数。重组分数的数值将随着两位点间距离的增大而增大。它是构建物理遗传图谱的基础,也是利用连锁分析将基因序列从染色体上搜寻出来的位置克隆法的基础。人们规定同一染色体上两个位点间在一百次减数分裂发生一次重     

深县猪群体遗传多样性分析及SNP特征位点挖掘

深县猪是河北优质地方猪种之一，为探究其群体遗传多样性情况，本研究利用39头深县猪的全基因组重测序数据分析了深县猪群体全基因SNP变异情况及特征，并进一步利用检出的SNP探究了其有效群体大小、近交状况和个体间亲缘关系等。结果表明深县猪有效群体大小为5.83头，相比于大白猪（42.47）、北京黑猪（10.27）和民猪（8.38）较小，略高于蓝塘猪（3.52），但遗传多样性保持良好。基于ROH的分析表明群体平均近交系数为（0.054±0.01），通过IBS距离分析则发现部分个体间亲缘关系略近。为了更好地鉴定和区分深县猪，本研究综合运用最大分类能力方法及机器学习方法，最终确定了10个SNP作为深县猪群体特征位点。本研究结果有助于了解深县猪群体的保种现状并为其后续保种措施的制定提供一定参考，同时也为深入挖掘深县猪重要性状形成的分子机制提供新的素材，此外本研究中所挖掘的深县猪SNP特征位点可用于对深县猪进行快速鉴定，从而推动深县猪在地方猪育种中更广泛地应用。     

山东栒子全长转录组测序数据组装及功能注释

山东栒子是中国山东省的特有种,现已处于极度濒危状态。目前,山东栒子的分子生物学研究较少,基因数据库资源极度缺乏,急需探究其生物学遗传信息,以加快对山东栒子的保护遗传学工作。本研究以山东栒子叶片、花、成熟果实为实验材料,利用PacBio Sequel测序平台对其转录组进行全长转录组测序。共得到高质量去冗余的转录本53932个,作为最终转录本序列。预测到的CDS区共52490个;对其SSR位点进行分析,对测序得到Unigenes进行单核苷酸至六核苷酸重复的SSR位点搜索,共搜索到26796个SSR位点。对非冗余转录本利用BLAST软件与NR、Swissprot、GO、COG、KOG、KEGG 6个数据库进行比对,一共成功注释了53319个Unigenes,其中与NR数据库进行比对中注释为苹果的的相关基因数量最多,其次是白梨和桃;在GO数据库中有33305条山东栒子Unigenes被注释分类,由生物学过程、细胞成分和分子功能三部分组成;在与COG数据库比对中,共有23910条比对到了同源序列,且一共被分为25类;在与KEGG数据库的一系列比对中,可将Unigenes映射到126条代谢通路中。本研究在高通量全长转录组水平对山东栒子进行了系统研究,这为进一步开展山东栒子的分子标记开发和挖掘优良基因提供了科学依据,从而推动山东栒子的保护与利用。