A Simple and Reliable Assay for Detecting Specific Nucleotide Sequences in Plants Using Optical Thin-film Biosensor Chips

Here we report the adaptation and optimization of an efficient, accurate and inexpensive assay that employs custom-designed silicon-based optical thin-film biosensor chips to detect unique transgenes in genetically modified （GM） crops and SN-P markers in model plant genomes. Briefly, aldehyde-attached sequence-specific singlestranded oligonucleotide probes are arrayed and covalently attached to a hydrazine-derivatized biosensor chip surface. Unique DNA sequences （or genes） are detected by hybridizing biotinylated PCR amplicons of the DNA sequences to probes on the chip surface. In the SN-P assay, target sequences （PCR amplicons） are hybridized in the presence of a mixture of biotinylated detector probes and a thermostable DNA ligase. Only perfect matches between the probe and target sequences, but not those with even a single nucleotide mismatch, can be covalently fixed on the chip surface. In both cases, the presence of specific target sequences is siL, nified by a color change on the chip surface （gold to blue/purple） after brief incubation with an anti-biotin IgG horseradish peroxidase （HRP） to generate a precipitable product from an HRP substrate.     

棉花SSR多重PCR技术的初步研究和利用

简单重复序列(simple sequences repeat,SSR)具有数量丰富、高度多态、共显性等优点,是一种极具实用价值的标记,目前已成为研究种质资源遗传多样性、基因组作图的首选标记.SSR多重PCR扩增法可同时完成多个标记检测,具有高效、经济、快捷的特点,并保持了单一SSR引物扩增的高度敏感性和准确性.本文选取6对SSR引物,配成三组SSR两重PCR反应,并设置五种不同反应体系以探索PCR反应体系对其影响,以单一引物PCR扩增为对照,对用于构建亚洲棉(Gossypium arboreum)遗传图谱所用的亲本、F1及F2群体单株的DNA模板进行多重PCR探索、分析;另外,在扩增产物的电泳检测时,结合银染技术,试验了单一引物PCR扩增产物在同一泳道同时上样和先后分时上样的两重检测的方法,以期对这种方法进行多态性位点检测的效果进行评价.结果表明,即使采用与单一引物PCR相同的反应体系,两重PCR扩增也可获得与之相同的多态性产物;而两重检测法的结果亦显示出与相应的单引物检测到的相应的多态性位点,能准确反映单引物所能达到的检测效果,因而为SSR的多重PCR和扩增后多重检测的技术在高效的遗传图谱构建工作中进一步应用提供实验依据.     

Complete Genome Sequencing and Analysis of Rehmannia Mosaic Virus Isolate from Shanxi Province

Using double-stranded RNA(dsRNA) technology and sequence-independent amplification(SIA), the molecular identification on infected Rehmannia glutinosa in the field with mosaic symptoms was performed and the whole-genome of the Rehmannia mosaic virus(ReMV) Shanxi isolate(ReMV-SX) was sequenced. Sequencing analysis showed that the virus that infected Rehmannia glutinosa was Rehmannia mosaic virus(ReMV). The full-length of the obtained ReMV-SX sequence(GenBank accession no. JX575184) was 6 395 nt, containing four open reading frames(ORFs). The sequence homology analysis of the complete nucleotide sequence showed that ReMV-SX was 93.8%-97.0% homologous to ReMV in Tobamovirus subgroup I, while only 49.8%-58.9% homologous to the isolates in subgroups II and III of the same genus. Phylogenetic analysis showed that ReMV-SX and ReMV-Henan formed a separate branch and had the closest genetic relationship. The results laid the foundation for ongoing researches in the taxonomic status and evolution of ReMV and for further investigating the pathogenic mechanism of ReMV infecting Rehmannia glutinosa.     

55年来黄土高原边缘地区耕地动态变化的多尺度分析

本文对地处干旱、半干旱黄土高原生态脆弱地带的大同市耕地现状和1949—2003年间耕地总量变化进行分析,同时采用Morlet小波变换方法,对大同市耕地面积变化进行了多时间尺度和相应的周期变化特征分析,得出55年来大同市耕地面积变化具有2—3年和6年左右的年际尺度周期变化,并预测未来大同市耕地面积变化趋势;运用主成分分析方法分析得出耕地动态变化的驱动机制为人口因素、农业现代化水平、经济发展水平三个方面,所得结论有利于在科学的指导下采取措施稳定耕地面积,为干旱半干旱地区耕地的可持续利用提供科学依据,对相关省市农业可持续发展具有重要意义。     

黄河小浪底库区不同人工林水土保持效益研究

采用空间代替时间的方法,通过对黄河小浪底库区不同人工林水土保持效益浅要分析,结果表明:最大吸水率为刺槐>侧柏>20多年生栓皮栎>40多年生栓皮栎,凋落物储量和最大持水量均为20多年生栓皮栎>40多年生栓皮栎>侧柏>刺槐;土壤渗透性能和贮水性能变化较为复杂,侧柏林地的渗透性和贮水性能较其它林地好些,刺槐林地上下层之间变化最大。     

猪泛素C端水解酶L1基因的克隆与序列分析

从人泛素C端水解酶L1(UCH_L1)基因出发,在dbEST数据库中同源搜索,找到1条与人UCH_L1基因编码氨基酸同源性较高且在香猪背最长肌中表达的EST(BM194679).通过电子克隆和进一步RT-PCR试验验证,获得猪UCH_L1基因全长cDNA序列,其全长 1 105 bp,开放阅读框(ORF)位于60～728 bp,编码223个氨基酸.同源性分析结果表明,与人、鼠UCH_L1基因cDNA编码区(CDS)同源性分别为91.2%和86.5%,蛋白质序列同源性均为96.6%.对该基因编码蛋白的结构和功能预测显示含有2个典型的疏水性区域,不含有信号肽,存在1个UCH_L1(pfam01088)保守结构域和多个磷酸化位点,属UCH_L1蛋白家族,故将该基因命名为猪泛素C端水解酶L1基因(登录号AY495532).     

植物EST-SSR标记开发及其应用

随着生物科技的进步,大量的植物表达序列标签（expressed sequence tags,ESTs）已经成为开发SSR标记的重要资源。EST-SSR作为一种新型分子标记,其多态性可能与基因功能直接相关,而且在相近植物间具有良好通用性,使得EST-SSR标记在实际应用中更具价值。采用计算机方法大规模发掘EST-SSR多态性位点极大地提高了SSR标记开发效率。尤其随着新一代测序技术的成熟以及测序成本的急剧下降,利用新一代测序技术产生大量的转录组数据进行EST-SSR多态性标记的计算机大规模发掘将对SSR标记的开发带来深远影响。本文简要介绍了植物EST-SSR分布特点,并对EST-SSR标记开发现状以及相关应用作了综合评述,此外,还对EST-SSR标记的计算机开发新策略进行了展望。     

基于B/S模式的实验室预约系统UML建模与研究

UML作为一种面向对象的标准建模语言,在信息管理系统的建模领域得到了广泛的应用。概述了UML中多种模型图的使用方法和适用范围,重点分析了UML系统建模的主要过程和特点,并以一个实验预约系统为例详细介绍了系统用例模型、静态模型和动态模型的设计过程。     

水稻南方黑条矮缩病毒湖南鼎城株系S10片段的基因组序列分析

运用RT-PCR技术克隆了水稻南方黑条矮缩病毒（southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV）湖南鼎城株系的基因组S10片段（SRBSDV-HuNDCS10）,并对其全序列进行了测定和生物信息学分析。结果显示,SRBSDV-HuNDC S10片段全长为1797bp（登录号：JQ337964）,含有1个ORF,编码557个氨基酸残基的衣壳蛋白,推测分子量约62.6kD,推测等电点为7.62,与已报道的广东、海南和云南分离物病毒的S10作比较,它们的核苷酸相似性分别为99.7%、99.0%和98.4%,氨基酸相似性分别为100.0%、99.5%和99.3%。对SRBSDV-HuNDCS10及部分Fijiviruses病毒对应片段在5＇URT与3＇URT存在的保守序列和互补序列进行了归纳,对其ORF编码的氨基酸序列进行了motif查找,得到该属（Fijiviruses）氨基酸序列的10个保守区段。此外,进行了糖基化位点、磷酸化位点及B细胞抗原表位预测,发现了3个可能的N端豆蔻酰基化位点,可能与病毒的侵染机制有关。     

基于窗口观测的电控柴油机判缸控制的优化分析

柴油机起动初期控制时序的建立过程(判缸控制)直接决定其起动过程的长短,判缸控制是电控柴油机管理系统中最核心的部分。为了缩短判缸时间,提高控制系统的可靠性,该文根据目标柴油机的发火顺序设计了电控系统的转速信号与相位,采用了2套转速计算装置;基于有限状态机,提出了窗口观测联合判缸方法,并开发了电子控制单元(electronic control unit,ECU)复杂驱动层的联合判缸驱动控制软件。试验结果表明该策略是有效可行的,发动机的起动成功率提升10%,达到100%,正常起动成功的时间由1.5 s缩短到1 s以内,改善了电控柴油机的起动性能。该控制策略的实现完善了电控柴油机的时序控制功能,提高了柴油机的电控水平。