Characterization of Genomic Integration and Transgene Organization in Six Transgenic Rapeseed Events

To characterize the DNA rearrangement of both the T-DNA region and the genomic insertion site during T-DNA insertion, the Genomewalker strategy was used to isolate the junctions between the inserted DNA and the plant genomic DNA in six rapeseed events as well as the genomic DNA at the sites before integration. During transformation in each of the six events, portions of both the right border（RB） and left border（LB） regions of the T-DNA were deleted, ranging from a 7 nucleotide deletion of the LB repeats in event RF1 to a 207 bp deletion of the LB region in event RF2. For the six events, T-DNA integration resulted in a deletion at the target site spanning less than 100 bp. Sequence analysis indicated that the T-DNA was integrated into the coding region of various native rapeseed genes in events RF1 and RF2. Duplications of the genomic DNA target site were observed in events RF2, RF3 and Topas 19/2. And multimerization of transgenes was found in event Topas 19/2, in which, the T-DNA was integrated as a head-to-head（RB-to-RB） concatemer into the recipient genome. In event MS1, chromosomal translocation or a large target-site deletion may have occurred during T-DNA integration, which was identified due to a failure to amplify the presumptive insertion site based on the flanking rapeseed DNA sequences. Our results provide comprehensive data concerning transgene organization and the genomic context of the T-DNA in six rapeseed events, which can aid in the developing of insert fingerprinting and the monitoring of long-term genetic stability and potential unintended effects of transgenic events.     

高含固率木质纤维素厌氧发酵物总DNA的4种提取方法比较

不同的样本特性和提取方法对获得微生物总DNA的质量有重要影响。文章基于高含固率木质纤维素厌氧发酵物腐殖酸、酚类物质含量高、质地均一性差、微生物浓度低的特点,研究了4种方法提取不同高含固率粪秸厌氧发酵物中微生物总DNA的效果。结果表明,常规的十二烷基磺酸钠法(sodium dodecyl sulfate,SDS)、十二烷基磺酸钠和溴化十六烷基三甲铵结合法(sodium dodecyl sulfate and cetyltrimethyl ammonium bromide,SDS-CTAB)和商业的粪便试剂盒法提取的DNA质量均较差,SDS法和试剂盒法未能获得聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增目的条带,SDS-CTAB法得到的条带较模糊;改进SDS-CTAB法获得的DNA杂质少、纯度高,具有较好的稳定性,A260/A280和A260/A230值分别为1.74~1.86和1.65~1.86,每克样品的DNA浓度在50 ng·μL^-1以上,电泳条带单一齐整、清晰明亮,PCR扩增的目的条带清晰度高,适宜后续分子生物学技术的分析。林格氏液洗脱、聚乙烯吡咯烷酮-40(Polyvinyl Pyrrolidone-40,PVP-40)洗涤液除杂以及裂解液和多种酶联合破壁是改进SDS-CTAB法获得该类专一性样本高质量微生物总DNA的关键步骤。     

种公猪精子活力与mtDNA拷贝数的关联

为探讨猪精子线粒体DNA拷贝数和精子活力高低关系,选取长白猪、大约克猪和杜洛克猪新鲜精液,采用上游法分离高、低活力精子,对其进行活力检测,后提取上、下游精子DNA,采用实时荧光定量PCR技术测定精子线粒体DNA(mtDNA)拷贝数。结果表明,上、下游精子活力差异显著(P0.05),活力高的精子mtDNA拷贝数显著低于活力低的mtDNA拷贝数(P0.05),长白猪的mtDNA拷贝数与杜洛克猪、大约克猪差异显著(P0.05)。由此可见,mtDNA拷贝数可能影响猪精子活力,不同品种猪mtDNA拷贝数差异显著。     

保存方法对牧草DNA提取效果的影响

为从野外采集的禾本科牧草样品中获得优质DNA,在有限的试验条件下找到最合适的样品保存方法。本研究在野外试验站采集了8种禾本科牧草,分别采用变色硅胶、-20℃、4℃、自然风干和45℃烘干等5种方法进行保存,保存一个月后进行DNA的提取。通过琼脂糖凝胶电泳、ISSR-PCR以及DNA的浓度和纯度对比,对几种保存方法下保存的牧草样品中所提取DNA的效果和质量进行鉴别。此外,为了解样品中多糖和多酚含量对DNA提取效果的影响,本研究还对采集样品多糖和多酚含量与DNA浓度和纯度进行了相关性分析。结果显示变色硅胶的保存效果最佳,烘干的保存效果最差,其他3种保存方法对不同植物的保存效果不能确定。多糖和多酚含量与DNA的提取效果、提取质量无明显关系,与DNA的浓度和纯度也无显著相关性,二者不是影响本研究DNA提取效果的主要因素,本研究中DNA提取效果的差异性是由于保存方法的不同造成的。在野外试验采集禾本科牧草样品时,如需要获得优质的DNA进行深入的试验,用变色硅胶保存样品,是一种便捷、效果优越的保存方法。     

我国玉米品种标准DNA指纹库构建研究及应用进展

介绍了我国玉米品种标准DNA指纹库构建的进展及应用情况。我国玉米品种标准DNA指纹库规模已达到22 089份,经与国内外作物品种DNA指纹库比较,是全球品种数量和建库规模最大的DNA指纹库,并且在区域试验、品种权保护及种子质量管理等方面都得到了广泛应用。至今已开展玉米品种真实性鉴定等达40 000多份次。同时,对DNA指纹库构建未来发展进行预测,建议继续发挥SSR标记的作用、加快推进SNP标记的研发、发掘In Del标记的应用潜力并持续关注测序技术的发展。     

大樱桃基因组DNA提取及RAPD分析

以大樱桃8个品种为研究对象,利用改进CTAB法进行DNA提取,使用10碱基随机引物,通过PCR进行RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)扩增,建立了鉴定大樱桃品种的分子鉴定图谱。结果表明:较高质量的DNA和理想的RAPD反应体系能够保证RAPD技术具有较好的稳定性;筛选出的不同引物的RAPD扩增谱带组合可用于大樱桃栽培品种的分子鉴定,具有在生产应用的潜在性。     

用于构建双价禽流感DNA疫苗的双目的基因表达质粒的构建及鉴定

为探索构建禽流感双价或多价DNA疫苗的可行性,本研究以本实验室前期研制的禽流感DNA疫苗p CAGGopti HA5为基础[其中含有禽流感病毒(AIV)A/Goose/Guang Dong/1/96(H5N1)的HA基因],将增强型绿色荧光蛋白(eGFP)报告基因作为第二个目的基因,利用双启动子启动、内部核糖体进入位点(IRES)介导以及通过蛋白Linker编码序列连接融合表达两个目的基因的形式,构建了双启动子重组表达质粒pH5-eGFP、IRES介导的重组表达质粒pHIE以及融合表达重组质粒pH6E。并采用脂质体介导将这3种重组质粒分别转染293T细胞,通过间接免疫荧光试验和western blot方法检测HA和eGFP这两种目的蛋白的瞬时表达情况。结果显示,这3种重组质粒均能够正确表达AIV的HA蛋白和eGFP。其中pH5-eGFP表达出两个独立的目的蛋白,而且互相不影响各自的表达和细胞定位;pH6E则以融合形式表达两种目的蛋白,由于HA蛋白具有膜定位信号,所以融合蛋白主要定位于细胞膜上。本研究结果表明,双启动子表达质粒和双目的蛋白融合表达质粒适合用于构建AIV以及其他相关病原的双价DNA疫苗。     

上海动物园非洲企鹅种群线粒体DNA序列分析及遗传管理建议

非洲企鹅(Spheniscus demersus)是一种濒危海鸟,也是动物园展出的重要物种。上海动物园从日本和荷兰引进非洲企鹅,种群不断扩大,并成为国内种群发展的基础。但对其遗传多样性和结构了解很少,无法开展有效的遗传管理。本研究分析了上海动物园39只非洲企鹅的mtDNA D-loop区430 bp序列,并与已发表的日本种群的数据进行比较。结果表明,该片段存在15个变异位点,占分析位点的3.5%;共定义了10个单倍型,其遗传距离为0.002~0.019。日本种群包含A、B两个mtDNA D-loop单倍型世系,上海种群的10个单倍型均属于A世系,且与日本种群有5个共享单倍型,其遗传多样性水平略低于日本种群。上海种群可以进一步分为3个小的世系,但置信度偏低(54%~87%)。上述结果提示,上海种群相对于日本种群的A世系而言有较好涵盖度,但仍有必要进一步引进建群个体,尤其是含有B世系单倍型的个体。     

基于核糖体DNA第二内部转录间隔区(ITS2)序列鉴定四季青及其近缘种和混伪品

中药材四季青(Ilicis Chinensis Folium)的基原植物冬青(Ilex chinensis)是重要的园林观赏物种。利用DNA条形码技术可以快速、准确鉴定四季青及其近缘种和混伪品。本研究以冬青、铁冬青(Ilex rotunda)、秤星树(Ilex asprella)、枸骨(Ilex cornuta)和女贞(Ligustrum lucium)等37份植物样本为实验材料,提取全基因组DNA,扩增核糖体DNA第二内部转录间隔区(internal transcribed spacer 2,ITS2)序列并进行双向测序。测序结果利用Codon Code Aligner 4.2.7进行序列拼接,获得高质量ITS2序列。同时从Gen Bank中获得28条冬青的同属近缘种以及混伪品女贞、四川山矾(Symplocos setchuensis)的ITS2序列。基于隐马尔科夫模型(hidden Markov model,HMM)注释5.8S和28S,获得完整的ITS2区域,进而应用MEGA6.0(molecular evolutionary genetics analysis)进行冬青种间和种内序列分析,计算种内种间K2P(Kimura 2-parameter)遗传距离,构建邻接树(neighbor-joining tree,NJ tree)。结果表明,琼脂糖凝胶电泳得到清晰明亮的均一条带,说明利用通用的ITS2引物可以成功扩增到用于测序的PCR产物。通过PCR产物测序、数据处理和序列分析可知,冬青种内ITS2长度经过比对后为239 bp,全部样品的种间ITS2比对后长度为269 bp。冬青种内有4个变异位点以及6个单倍型,种间有143个变异位点,远远多于其种内变异位点。MEGA6.0分析结果表明,种间最小K2P遗传距离(0.094)大于种内最大K2P遗传距离(0.013)。邻接树显示,女贞和四川山矾分别以100%的自展支持率分别聚类,表现出良好的单系性,冬青属物种聚为一大支。冬青在冬青属下可以单独聚为一支,可以进行区分。冬青属其他物种以同一亚属聚为一支。研究结果表明,作为一种快速、准确、简便的分子生物学鉴定方法,ITS2可以应用于冬青及其近缘种和混伪品的鉴定,同时对于准确鉴定冬青属物种亦有巨大潜力,可为冬青属植物在临床上的用药安全和开发应用提供科学依据。