重叠群物理图谱的构建及其应用

人类对各种生物的基因组结构和功能的研究都需要确定DNA序列在染色体上的位置。与遗传图相比,物理图反映了基因或DNA标记之间在染色体上的真实距离。依其作图方法分为三类,即限制性酶切图谱、重叠群图谱和DNA序列图谱。重叠群物理图是将获得的大片段克隆,如YAC、BAC克隆,依其在染色体上的真实顺序排列而成,主要应用于基因组测序、重要基因的图位克隆、靶分子标记开发及比较基因组学研究等,特别是为那些由于缺乏合适的作图群体而不能建立遗传图的物种提供了一个重要的从事基因组学研究的平台。本文综述了近年来重叠群物理图构建研究的主要进展,比较分析了不同重叠群物理图谱构建方法的特点,提出了改进物理作图质量的建议,认为应根据基因组不同区域的特点,综合特异性探针的杂交、PCR筛选、酶切指纹分析、BAC克隆STC延伸、BAC末端测序等多种方法才能完成重叠群的构建。此外,物理图的构建还应努力整合各种基因组的资源和数据,如遗传连锁图、分子细胞遗传图、DNA序列图、EST数据等,这将有助于提高其在基因组学研究中的使用价值及应用范围。文章最后对重叠群物理图的发展趋势进行了展望。     

遗传标记的单核苷酸多态性和插入-删除以及玉米指纹重叠群在遗传图上的定位

单核苷酸多态性（SNPs）和插入-删除标记（InDels）日益成为主要作物的重要遗传标记。本研究中，我们想证明这两种标记在将指纹重叠群定位到遗传图谱上的实用性。为了得到SNP和InDcl标记，我们扩增了12个玉米品系中与3000个单基因相对应的基因组区域，其中194个单基因（6．4％）在琼脂凝胶上表现出B73和Mo17间的大小多态性InDels。     

芥菜型油菜A9染色体黄籽基因区域BAC重叠群的构建

A9染色体是芸薹属植物A基因组最长的染色体(序列约37 Mb),具有控制种子大小、种皮颜色、硫苷合成、油脂合成等重要性状的基因。利用芥菜型油菜A9染色体黄籽性状共分离标记A9-88和A9-32对已经构建的ZBjH BAC文库进行PCR步移筛选,共筛选出BAC 752个,测序395个,得到BAC末端序列674条,利用BAC末端序列设计引物533对,此外利用白菜已经公布的序列设计SSR引物38对、STS引物15对,构建了芥菜型油菜黄籽基因区域估算长约2.2 Mb的BAC重叠群。     

香蕉EST-SNP标记的开发

为发掘出一批香蕉的SNP位点、进一步研究香蕉的遗传关系、相关性状的定位等打下基础,从美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)的dbEST数据库下载46 665条香蕉EST序列,经生物信息学方法分析发掘EST-SNP位点,并对其所在核酸序列进行功能注释分析。通过对46 665条EST进行拼接,共得到3 490条重叠群(contigs),在含有4条以上重叠群中发现有39条重叠群中含有SNP位点,从中筛选出127个候选SNP位点,其碱基突变类型中转换、颠换分别占SNP位点总数的63.78%、36.22%。通过序列比对分析发现了34个与香蕉相关基因,证明NCBI中的香蕉EST数据库数据量大,能够发掘出SNP标记对香蕉进行品种鉴定、分类和遗传多样性分析。     

芥菜型油菜A09染色体BAC重叠群的构建及分析

利用定位在芥菜型油菜A09染色体上的分子标记对芥菜型油菜（Brassica juncea）ZBjuH BAC文库进行PCR步移筛选。共筛选出725个BAC,测定了315个BAC的末端序列,获得564条BAC末端序列,BLAST分析表明这些末端序列对应白菜（Brassica rapa）基因组序列支架45、支架81、支架40,支架134、支架145和支架59的同源区域,构建了芥菜型油菜A09染色体大约6.3 Mb的BAC重叠群,为芥菜型油菜A09染色体物理图谱构建奠定了基础。     

芥菜型油菜B03染色体黄籽基因区域BAC重叠群的构建及分析

在前人研究中,芥菜型黄籽基因被定位到B03连锁群的1.5 c M区域内。本试验利用与B03染色体控制黄籽基因区域紧密连锁的unigene(通过RNA_seq技术获得的芥菜型油菜种皮的非冗余基因)和BESs开发标记,并对芥菜型油菜作图群体亲本紫叶芥BAC文库(ZBju H BAC文库)进行筛选,由开发的320对引物共筛到BAC920个,对其中483个BACs进行了末端测序,返回序列860条。构建了6段芥菜型油菜B03染色体黄籽区域BAC重叠群,共计长约3.3 Mb;通过BES blast分析表明,在B03染色体黄籽区域与A03、A09染色体存在高度的重复序列。     

放射杂交在猪基因组研究中的应用与展望

采用高剂量射线打断供体细胞染色体,再将断裂的染色体与啮齿类细胞株融合进行放射杂交(RH),这种放射杂交在人和小鼠的基因组研究中已得到广泛的应用。对RH定位的原理、猪RH板的种类以及RH在猪基因组研究中的应用等方面进行综述,指出RH定位在猪基因组研究中的重要作用。     

牛ME1基因cDNA编码序列的克隆与分析

在NCBI中GenBank里查询已登录的牛的ME1 mRNA序列(GenBank Accession:XM-613987),发现其1-69 bp序列与已知的人、猪和小鼠的ME1基因mRNA序列没有任何相似性,因此,认为这段序列有误。研究利用人的ME1基因mRNA序列作为电子探针共找到44段牛的相关ESTs序列,然后利用此ESTs重叠群拼接成的序列设计了三对引物。提取牛的肝脏和肌肉总RNA,从中克隆测序得到M1为525 bp、M2为1039 bp和M3为1171bp的三段序列,拼接成长度为2015 bp的序列。此段序列与前述ESTs重叠群一致序列完全相同,并与人、猪和小鼠的ME1基因mRNA序列相似性分别达89%、85%和84%,从而证实了本序列的正确性。本序列已在NCBI登录(GenBank Accession:FJ495084)。研究为进一步研究牛的ME1基因结构提供了真实的序列信息。