基因芯片技术及其在植物上的应用

基因芯片是一种高通量、快速、平行核酸序列测定及定量分析技术，它是将大量特定序列的核酸片段有序地固定在载体上作为探针与标记核酸分子进行杂交，检测杂交信号的强弱，进而判断样品中靶分子的组成及数量。在植物应用方面，目前广泛应用于基因序列测定、基因表达研究、动植物疾病诊断及生物药物筛选等领域，是一种发展前景良好的新兴检测手段，必将对生命科学诸领域的发展产生革命性影响。讨论了基因芯片技术及在植物基因表达检测和疾病诊断等方面的应用与发展前景。     

犬猫3种冠状病毒基因克隆的构建与芯片检测技术

蔗糖密度梯度离心纯化浓缩犬冠状病毒(CCV)、猫冠状病毒(FCV)和猫传染性腹膜炎病毒(FIPV)的细胞培养物,分别设计7、17、11对引物,对病毒RNA进行反转录和PCR扩增,回收PCR产物连接pGEM-T载体并转化大肠杆菌TGI,构建35个基因片段的克隆。煮沸裂解法制备质粒DNA,回收PCR扩增产物,点制冠状病毒基因芯片。抽提病毒总RNA,利用Cy3-dCTP随机渗入反转录PCR标记,与芯片进行杂交检测,淘汰交叉的克隆片段,每种病毒只选择其4对引物克隆的基因片段。将特异克隆扩增片段重新点制基因芯片,与病毒样品PCR扩增产物杂交,未发现交叉现象。基因芯片检测比传统PCR敏感1000倍,可有效应用于3种病毒的检测与区分。     

应用基因芯片检测中国野生葡萄抗白粉病基因表达

 本文研究了利用Affymetrix的欧洲葡萄基因表达芯片检测中国野生葡萄基因表达的可行性,并检测了葡萄白粉菌(Uncinular necator)人工接种诱导后48 h后的基因表达情况。结果表明,该芯片可以在感病材料中检测出表达的基因11 906个,抗病材料中检测到表达的基因11 839个,在二者中同时检出表达的基因11 839个,能够检出的基因数占该芯片基因探针组总数的71.3%,因此用欧洲葡萄基因芯片检测中国野生葡萄中基因表达水平是完全可行的;并利用此芯片检测出在人工接种诱导后,抗病材料中和感病材料相比表达上调的基因共1 920个,占检测出基因总数的16.21%;表达下调的基因数1 760个,占检测出基因总数的14.87%;表达上调和下调的幅度(signal log ratio)都在1~7倍之间。     

全基因组基因表达分析技术及其在果树上的应用

基因表达分析对于揭示基因功能、了解基因间相互关系、阐明植物生长发育过程中的生理生化调控机制起着至关重要的作用。综述了mRNA差异显示、cDNA-AFLP、基因芯片、EST数据分析、基因表达系列分析(SAGE)等全基因组基因表达分析技术的原理特点及在果树上的应用情况,并介绍了利用全基因组基因表达分析技术开展果树研究的思路。     

基因芯片技术在预防兽医学中的应用

基因芯片技术是一门物理学、微电子技术、生化技术与生命科学等众多科学领域交叉综合的高新技术。其关键是将巨大的DNA分析缩小到很小的芯片上,利用光电技术对信号进行探测,最后用计算机加以分析,从而使过去生物学中的复杂实验变得简单,同时检测的数据大大地增多。随着该项技术的成熟和应用,将为疾病的诊断和治疗,以及新药开发、分子生物学、食品卫生和环境监测等带来一次新的革命。     

葡萄PP2C家族基因的鉴定与表达分析

参考拟南芥（Arabidopsis thaliana）的PP2C基因注册序列,从葡萄（Vitis vinifera）全基因组中鉴定得到PP2C家族基因27个,分为10个亚族A、C ~ I、K、L。编码氨基酸181 ~ 1 084个,理论等电点4.46 ~ 8.98。亚细胞定位分析表明,葡萄PP2C基因家族主要在细胞质、叶绿体和细胞核中表达。二级结构主要以α–螺旋和不规则卷曲为主。葡萄PP2C基因芯片表达谱分析发现,该家族成员在葡萄不同组织中响应不同的逆境胁迫。qRT-PCR分析表明,葡萄试管苗在100和50 mmol ? L-1 ABA、10% NaCl和10% PEG单独处理6 h后VvPP2C02的诱导表达量最高,分别是对照的11倍、8倍、14倍和13倍。     

利用基因芯片技术进行小麦遗传图谱构建及粒重QTL分析

【目的】小麦遗传图谱是进行小麦染色体分析和研究表型变异的遗传基础。通过利用传统分子标记和现代基因芯片技术相结合,构建高密度遗传图谱,重点开展主要产量主要构成要素--粒重的初级基因定位,确定影响粒重的主效QTL位点,为开发粒重CAPS分子标记及在分子标记辅助育种提供依据和指导,并为利用小麦粒重次级群体进行精细定位和基因挖掘奠定基础。【方法】利用90 K小麦SNP基因芯片、DArt芯片技术及传统的分子标记技术,以包含173个家系的RIL群体（F_9：10重组自交系）为材料,构建高密度遗传图谱,并利用QTL network2.0进行了3年共4环境粒重QTL分析。【结果】构建了覆盖小麦21条染色体的高密度遗传图谱,该图谱共含有6 244个多态性标记,其中SNP标记6 001个、DArT标记216个、SSR标记27个,覆盖染色体总长度4 875.29 cM,标记间平均距离0.78 cM。A、B、D染色体组分别有2 390、3 386和468个标记,分别占总标记数的38.3%、54.3%和7.5%;3个染色体组标记间平均距离分别为0.80、0.75和0.80 cM。用该分子遗传图谱对4个环境下粒重进行QTL分析,检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上9个加性QTL,效应值大于10%的QTL位点有QGW4B-17、QGW4B-5、QGW4B-2、QGW6A-344、QGW6A-137;其中QGW4B-17在多个环境下检测到,其贡献率为16%-33.3%,可增加粒重效应值2.30-2.97g,该位点是稳定表达的主效QTL。9个QTL的加性效应均来自大粒母本山农01-35,单个QTL位点加性效应可增加千粒重1.09-2.97 g。【结论】构建的覆盖小麦21条染色体的分子遗传图谱共含有6 241个多态性标记,标记间平均距离为0.77 cM。利用该图谱检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上9个控制粒重的加性QTL,其中QGW4B-17是稳定表达的主效QTL位点,贡献率为16.5%-33%,可增加粒重效应值2.30-2.97 g。     

基因芯片技术与现代农业

基因芯片是20世纪90年代中期发展起来的一项尖端技术,具有检测效果灵敏、快速、高效的特点,已经在生命科学的很多领域发挥了重要作用。就基因芯片技术在检测基因表达情况,单核苷酸多态性分析,高产、优质、高抗性、早熟等新基因筛选,杂交机理研究,优良杂种后代选育以及基因突变分析等方面的应用进行阐述,以期为基因芯片在农业研究领域的深入应用提供依据。     

皖南不同类型土壤植烟成熟期烟叶的基因差异表达和显微结构的比较

以烟草品种云烟97为材料,在皖南烟区典型的植烟土壤麻沙土、麻沙泥、粉沙土种植,以水稻土种植作对照,应用基因芯片技术和显微观察技术对生长成熟期烟叶的基因表达谱和细胞结构进行比较。结果表明,与水稻土相比,麻沙土植烟成熟期烟叶上调表达的基因主要有细胞增殖、生长和分化的基因,以及与氧化胁迫有关的基因,而下调表达的基因主要是光合作用和蛋白质、磷脂合成的基因。麻沙泥植烟成熟期烟叶上调表达的基因主要有与生长素运输和多糖合成有关的基因及与蛋白质和氨基酸分解有关的基因。粉沙土植烟成熟期烟叶与干旱胁迫有关的基因和与纤维素、果胶质、淀粉和蛋白质分解有关的基因上调。叶片的显微和超显微结构表明,粉沙土和水稻土植烟,烟叶长势差,生长衰退迹象明显;而麻沙土和麻泥土植烟,尤其是麻沙土,烟叶生长势较好,生长衰退迹象不明显。