牛GDF9和BMP15基因遗传变异与双胎性状的关系研究

以生长分化因子9(Growth differentiation factor 9,GDF9)基因和骨形态发生蛋白15(Bone morphogenet-ic protein 15,BMP15)基因作为牛双胎性状的候选基因,研究了它们在鲁西牛、秦川牛、南阳牛和中国荷斯坦牛4个品种中的遗传变异,并在鲁西牛群体中研究了其多态位点与双胎性状的关系。结果表明:在鲁西牛中GDF9基因的3′UTR发现缺失突变,而其它3个品种中没有发现该突变。对鲁西牛群体中该多态位点与单、双胎性状之间进行卡方显著性检验表明,单胎牛群体与双胎牛群体基因型分布有极显著的差异(P=0.006),双胎牛群体的B等位基因频率明显大于单胎牛群体。通过生物信息学分析表明,突变体mRNA的二级结构与野生型相比总自由能值差异不大,但突变体mRNA翻译起始位点的二级结构稳定性明显大于野生型。在鲁西牛、南阳牛和秦川牛的BMP15基因中发现编码区第759~762位有GAAA 4个碱基存在缺失突变,但没有检测到突变纯合个体,中国荷斯坦牛中没有检测到该突变。卡方显著性检验表明单胎牛群体和双胎牛群体在该位点基因型组成差异不显著(P=0.947)。     

鸭疫里默氏菌的gyrA基因的检测与变异位点的分析

近年来，随着喹诺酮类药物的广泛应用，尤其是一些养殖场的盲目滥用和超量服用，导致耐药菌株不断出现。关于耐药的大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、铜绿假单胞菌等细菌在其螺旋酶gyrA基因的喹诺酮类药物决定区（QRDR）的突变热点已有很多报道，这些菌株的突变热点相对于大肠杆菌来说，发生在第83位和87位的氨基酸上。到目前为止，鸭疫里默氏菌螺旋酶gyrA基因还是未知的，其耐药基因的突变更没有报道。本试验测出了鸭疫里默氏菌gyrA的部分基因，找到了对喹诺酮类抗生素耐药菌株的基因突变热点和突变规律。为以后研究鸭疫里默氏菌对喹诺酮类抗生素耐药的分子机制提供了基础。     

中国北方黄牛血液蛋白多态性的研究

本研究采用电泳技术，对我国北方系统牛──延边牛、蒙古牛、复州牛、安西牛的6个蛋白位点进行了遗传检测，得出了各品种的表现型频率和基因型频率，并分析了各品种在这几个位点的等位基因类型及分布特点。特别是复州牛中含有北方系统牛中所没有或少有的HbB、Hbc和基因，同时还计算了遗传距离进行聚类分析，得出了他们的血液型分类关系，其中复州牛遗传距离相对较远。     

影响猪产仔数的相关基因研究

在现代养猪生产实践中,母猪繁殖性状作为重要的经济性状之一,其选育和改善越来越受到人们的重视和关注。因为繁殖性能的优劣通过直接影响母猪繁殖生产力,并间接影响了养猪场的经济利益。其中产仔数作为繁殖性状之一,它的提高无疑会带来巨大的经济效益。随着分子技术在动物育种中的应用,展开了对数量性状相关基因的研究,研究影响窝产仔数的基因也成为了热点之一。目前为止,已经发现很多与猪产仔数有关的主效基因和候选基因,笔者对其进行了综述。     

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。     

不同水分环境下玉米叶面积QTL定位及候选基因分析

玉米叶面积的大小及分布特征不仅影响其光合效率、蒸腾速率,而且与其耐旱性、耐密性、抗倒伏性及产量形成紧密相关。深入剖析不同水旱环境下玉米不同生育时期不同叶位叶面积的分子遗传机理对玉米耐旱高产新品种的选育具有重要意义。本研究以构建的2套F_2∶3群体为试材,在8种水分环境下,采用复合区间作图法（CIM）和基于混合线性模型的复合区间作图法（MCIM）对玉米相应叶（V₁₈时期第10片叶、R₁时期穗三叶）叶面积进行单环境和多环境联合QTL分析;参考玉米基因组B73 RefGen_v3挖掘稳定表达的QTLs （sQTLs）区间内的候选基因,并对其进行功能分析。结果表明,采用CIM法,单环境下2个生育时期2套F_2∶3群体间总共定位到了7个玉米相应叶叶面积QTLs,主要受显性（81.0%）、部分显性（14.3%）和超显性（4.7%）等遗传效应的调控,其中在干旱环境下定位到了5个QTLs。采用MCIM法,在2套F_2∶3群体间总共检测到6个相应叶叶面积的联合QTLs,其中1个表现为显著的QTL与环境的互作（QTL×E, Bin 2.08~2.09）,1对QTLs （Bin 1.08~1.10与 Bin 2.08~2.09）参与了显著的加性与加性（AA）上位性互作。结合CIM和MCIM法进一步分析在2套F_2∶3群体间检测到了6个sQTLs,其分别位于Bin 1.08~1.10、Bin 2.08~2.09、Bin 4.08~4.09、Bin 6.05、Bin 8.03和Bin 10.03处,并在这些sQTLs区间内确定了12个玉米叶发育相关候选基因。采用生物信息学,总共收集了75个玉米叶发育相关候选基因,通过系统进化树分析表明,这些候选基因划分为3大进化分支,且上述检测到的12个候选基因分布于这3大进化分支上。这些结果为系统地解析玉米不同生育时期不同水旱环境下相应叶叶面积的分子遗传机理提供理论依据,检测到的sQTLs可作为叶面积改良的重要染色体区段,检测到的候选基因为其进一步克隆、功能分析及育种应用提供了信息参考。     

赤水乌骨鸡TYR基因多态性及生物信息学分析

[目的]找出赤水乌骨鸡和泰和乌鸡TYR基因外显子的多态位点(SNP),为后期利用分子遗传学技术选育乌度更深的赤水乌骨鸡提供参考依据.[方法]采用DNA混池结合PCR产物直接测序法,分析赤水乌骨鸡和泰和乌鸡TYR基因外显子的SNP位点,并对筛选出的SNP位点进行生物信息学分析.[结果]在泰和乌鸡中发现4个SNPs位点,分别为Exonl-C829T、Exon1-C921T、Intron 1-A 1018G和Intron2-T79A,其中,Exon1-C829T和Exon1-C921T为同义突变;在赤水乌骨鸡中发现5个SNPs位点,分别为Intron1-G156A、Intron2-T7C、Intron4-G201A、Intron4-C221T和Exon5-A205G(非编码区).利用在线生物信息学分析软件对TYR基因突变前后编码区序列的mRNA二级结构进行预测分析,结果发现赤水乌骨鸡的mRNA二级结构未发生变化,而泰和乌鸡Exon1-C829T和Exon1-C921T的突变均引起mRNA二级结构改变,使得TYR基因mRNA二级结构最小自由能减小,即二级结构稳定性增加.赤水乌骨鸡TYR蛋白二级结构由α-螺旋、无规则卷曲、β-转角及扩展链组成,分别占26.65%、55.31%、3.41%和14.63%.[结论]Exon1-C921T突变可能会对鸡的肉色产生影响,故推测Exon1-C921T是影响赤水乌骨鸡和泰和乌鸡乌度差异的原因之一.     

关中母马血清白蛋白位点与受胎率关系的研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术，测定了３８匹关中母马血清白蛋白遗传多态性，结果证实了ＡＬｂ位点不同基因型与受胎率的关系，发现ＢＢ型母马的第１个情期受胎率极显著的高于ＡＡ型和ＡＢ型；Ｂ基因为优势基因，Ｂ基因对Ａ基因的替代效应为８．３６％，最后制定出优势基因Ｂ对基因型育种值的回归方程。     

Cre/loxP定位重组系统在植物雄不育和杂种优势中的利用研究

Cre—loxP是来源于噬菌体P1的一种位点特异性重组系统。目前，它已广泛应用于基因功能鉴定，动植物及微生物基因组的修饰以及基因的表达和调控。雄性不育系在杂种优势的利用中具有重要意义。本实验是以Cre—loxP系统调控细胞毒素基因barnase在植物雄性器官发育的特异时期在特异组织表达，从而达到控制植物育性的目的。1．在本实验中，通过PCR方法克隆了解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens的barnase基因，及其抑制因子barstar的DNA序列，同时，构建成功双元表达载体及基因枪转化载体，并已获得经分子险测呈阳性的小麦植株。2．osg6B是来源于水稻花药绒毡层的特异性的启动子，它在小孢子发育的四分体时期至单核花粉期在花药绒毡层中特异启动基因的表达，它具有较为严紧的时空特异性。以osg6B为启动子，构建了一组受控于Cre／loxP位点特异性重组系统的适用于基因枪法转化小麦的载体系统。其中，转不育基因(og6B—barnase)小麦植株生长正常，但开花后，花粉量明显减少，自交不能得到正常种子。进行花粉活力检测发现，转基因小麦大部分花粉表现为败育。花粉离体萌发试验表明，转不育基因小麦的花粉离体萌发率极低，几近败育。说明以osg6B驱动barnase在小麦花药中的表达可以导致雄性不育。3．以osg6B为启动子，构建了一组受控于Cre／loxP的用于控制双子叶植物育性的双元表达载体系统。以转cre基因的烟草作为受体，以含阻断序列的质粒农杆菌进行二次转化。二次转化株营养生长正常，但开花期花器官表现异常。具体表现为花瓣异常开裂或不开裂，花丝变短或粘连，花药提早萎蔫或异常开裂。推测这种现象的出现与启动子的组织特异性或barnase的渗露表达有关。4．二次转化株花粉染色因不同株系出现全部败育、部分不育和多数可育的情况。花粉离体萌发实验也得到了相似的结果。这说明通过筛选，利用Cre／loxP得到完全不育的植物株系是完全可行的。5．获得了9个barnase的突变体，初步推测第十四位氨基酸及第八十位氨基酸与核糖核酸酶活性有关。同时，发现barnase的第316位核苷酸序列为易突变位点，自然发生的突变多插入一个C，从而产生终止位点的改变。这或许会为今后barnase的克隆与利用提供一些参考。