新一代分子标记技术——AFLP

ＡＦＬＰ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄｆｒａｇｍｅｎｔｌｅｎｇｔｈｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）是近年来发展起来的最有效的新一代分子标记技术．本文对ＡＦＬＰ的发生发展、基本原理、反应程序，在植物分子生物学研究中的应用以及方法本身的优缺点进行了介绍和评述．     

基于定量蛋白质组学分析迭鞘石斛对肺癌细胞的抑制作用及机理

以基于SILAC(Stable isotope labeling with amino acids)的定量蛋白质组学为主要研究方法,通过精确定量蛋白质含量并进行差异分析,从蛋白层面系统研究迭鞘石斛(Dendrobium denneanum)乙醇提取物对人肺癌细胞A549的影响.结果发现迭鞘石斛乙醇提取物对A549细胞具有明显的抑制作用,其在降低细胞增殖速率的同时导致细胞发生死亡,24 h和48 h时的抑制率分别为35.05%和59.08%.定量蛋白质组学实验发现迭鞘石斛乙醇提取物引起A549细胞中392个蛋白质的含量出现明显下调.功能分析显示下调蛋白主要包括细胞物质和能量代谢相关蛋白,如RNA代谢与蛋白质合成、糖类代谢、脂类代谢、嘧啶与嘌呤代谢等.同时大量与细胞抵抗内源及外界不利刺激和损伤相关的蛋白,如具有氧化还原、分子伴侣、DNA修复、蛋白降解与修复等功能的蛋白含量也出现明显的下调.本研究通过定量蛋白质组学实验从全细胞蛋白层面系统解释了迭鞘石斛的抑癌作用机理,可促进石斛抗癌机理的进一步研究和石斛源抗癌新药的开发工作.     

微卫星标记技术在淡水腹足类种群遗传学研究中的应用

综述了淡水腹足类微卫星位点的获取方法、微卫星重复序列的特点以及微卫星标记技术在其种群遗传学研究中的应用,着重分析了微卫星多态性在淡水腹足类种群遗传多样性、种群遗传结构、遗传分化、交配系统、种群关系研究中的应用.淡水腹足类普遍表现为杂合体缺失,种群遗传多样性降低.淡水腹足类近交和自体受精现象比较频繁以及地理隔离导致种群间遗传分化.利用微卫星标记研究遗传杂合度,结合群体近交系数和基因分化系数在一定程度上反映了淡水腹足类的交配系统.根据不同种群的遗传距离和相似性进行聚类分析在判别种群间的亲缘关系上起到了很大作用.针对淡水腹足类自身的特性,微卫星分子标记技术在淡水腹足类入侵生物学、分类阶元,寄生虫的分子流行病学等研究领域有广泛的应用前景.     

石斛PRMT基因家族的鉴定及其在不同光周期下的表达

蛋白质精氨酸甲基转移酶（protein arginine methyltransferases,PRMTs）是真核生物基因组中重要的表观遗传调控因子之一,在植物信号转导、蛋白亚细胞定位和转录调控中发挥着重要作用.基于铁皮石斛基因组数据库,采用生物信息学方法对石斛PRMT基因家族进行成员鉴定,并对其基因结构、蛋白质保守基序（motif）、蛋白质理化特性和启动子顺式作用元件等进行分析.通过qRT-PCR检测DoPRMT在不同组织部位中的表达模式及对不同光周期条件的响应.在铁皮石斛（Dendrobium officinale）基因组上共筛选鉴定到6个PRMT成员,基因结构分析发现,该家族各成员内含子外显子数量有所差异,其中相差数量最多的达到25个.系统进化树可将石斛PRMT家族划分为3种类型（I、II、III）甲基转移酶,石斛中存在I型PRMT有5个,1个II型PRMT,III型甲基转移酶在其中不存在同源序列.保守结构域分析结果显示,该家族成员含有特定的PRMT和PrmA保守结构域,多数成员仅含有PrmA结构域.保守基序分析发现,该家族包含motif数量较多,各成员包含共有的motif1和m...     

核糖体RNA基因在海洋动物分子系统学中的应用

随着分子遗传标记在分子系统学中应用的发展,核糖体RNA基因因其特殊的组成结构和演化方式被广泛应用于海洋动物分子系统学研究中.本文系统地介绍了真核生物核糖体RNA基因的组成和性质及其近年来在海洋动物系统进化、分类和种质鉴定、遗传多样性研究等方面研究中的应用.从中可以看出,核糖体RNA基因已经广泛应用于海洋动物的分子系统学研究中,但主要利用的是核糖体RNA基因的一级结构.图2参36     

分子微生物生态学技术在中国油田开发中的应用

分子微生物生态学技术近年来在研究油藏环境中微生物群落和生态系统等方面得到了广泛的应用,已经成为指导微生物采油技术开发和应用的一个不可或缺的工具.本文较系统地总结了我国利用分子微生物生态学方法研究油藏微生物群落结构的进展,其中包括大庆油田和西北部油田的16SrRNA基因序列分析,胜利油田16SrDNA的荧光标记末端多形态限制性片断分析技术(T-RFLP),以及吉林油田应用的DNA基因跟踪检测技术,并指出了存在问题和研究方向.图1参18     

11个猕猴桃品种间的遗传多样性分析

利用随机扩增多态性DNA标记(RAPD)技术对采自四川省猕猴桃科研基地的11个猕猴桃品种进行了遗传多样性分析.通过引物筛选,从15个RAPD引物中扩增出135条带,其中100条为多态带,占74.07%.UPGMA聚类分析结果揭示了各品种间的亲缘关系.RAPD标记说明猕猴桃品种间遗传距离与地理分布有一定关系,地理位置较近的材料能聚在一起.分子标记可用于猕猴桃种质资源的分类、鉴定及良种选育.图2表2参15     

分子生物学技术在菌根研究中的应用及其进展

近几年来,菌根分子生物学得到了较快发展;尤其是一些用于首根真菌ITS区域的特异引物先后设计并合成成功,进一步推动了菌根学在分子水平上的研究。分子生物学技术在留根真菌分类鉴定及亲缘关系研究上应用较多。在菌根菌竟争性和持续性研究上．DNA分析技术已成为最重要的研究手段之一。在这些研究中,专为菌根真菌ITS区域分析而设计的ITS1-F和ITS4-B两种特异引物应用最为普遍。本文对菌根DNA分析技术、PCR－RFLP技术做了简单介绍;综述了PCR、ITh－RFLP等分析技术在菌根菌分类、亲缘关系及菌种持续性等方面的研究和应用情况。     

蔗糖富集环境土壤微生物宏基因组分析及蔗糖水解相关酶基因克隆

蔗糖水解酶是蔗糖转化生成生物质能源的关键酶,且还具有重要的转糖苷功能.针对蔗糖富集的土壤环境,利用未培养的宏基因组技术对蔗糖水解相关的酶基因进行克隆.首先使用微生态分子技术对蔗糖富集的土壤样品进行分析,在可信区间为95%的情况下,样品覆盖率为20%(C指数为0.2),Species richness指数为235.0,Shannon index为5.2889,说明这个蔗糖富集样品中的微生物来源具有广泛性.然后使用宏基因组技术构建这个土壤样品中微生物的DNA文库,成功构建一个包含约100000个克隆的大片段DNA Fosmid文库.对文库中的Fosmid质粒进行随机测序,发现质粒的外源DNA与已报道的DNA都没有同源性,文库所克隆的DNA都来源于仍没有被研究的微生物.使用蔗糖作为唯一碳源对文库进行筛选,获得了能水解蔗糖的克隆.在蔗糖水解能力最强的两个克隆中所包含的蔗糖水解酶与GenBank数据库中已知蔗糖酶的相似性分别为38%和68%.     

抗性DNA在水土环境中的迁移归趋与水平转移

抗性基因是与抗生素的滥用密切关联的一种新型环境污染物.DNA作为抗性基因的载体,其在环境中的赋存、迁移与水平转移对于环境中抗药性的传播十分重要.基于文献,本文针对与抗药性传播密切关联的各个环节,系统讨论了环境因子对DNA分子的损伤、保护和修复等影响DNA的赋存与归趋的机制,DNA吸附、解吸与迁移等影响其在环境中移动性的机制,以及水平转移等引发细菌产生抗药性的机制.文末提出了值得进一步研究的科学问题.     

Interspecific and intraspecific identification of Dendrobium based on the psbAtrnH intergenic region sequences and the 5S rRNA gene spacer sequences北大核心CSCD

This research aimed to investigate the interspecific and intraspecific identification of Dendrobium by using the multi-locus method so as to provide a molecular basis for Dendrobium identification through the combination of chloroplast psbA-trnH intergenic region sequences and ribosome 5S rRNA gene spacer sequences. PCR direct sequencing was applied to detect the chloroplast psbA-trnH intergenic region sequences as well as the ribosome 5S rRNA gene spacer sequences of 12 Dendrobium species, while the psbA-trnH intergenic region sequences of Dendrobium denneanum dq-2 variety and dq- 5line were cloned and sequenced for single nucleotide polymorphism (SNP) analyzing. The sequences were analyzed by the software Sequencher4.14, Bioedit7.0, MEGA5.2 and Dansp5.0; the interspecific and intraspecific Kimara-2-Parameter(K2P) distances were also calculated. The phylogenetic tree (using Neighbor joining method) was constructed with Bulbophyllum odoratissimum and Bletilla striata as outgroup. The results showed an average length of chloroplast psbA-trnH gene sequences in Dendrobium as 742.3 bp, with 72 variable sites, including 33 information sites; the average length of the ribosome 5S rRNA gene spacer sequences in Dendrobium was 336.4 bp, with 213 variable sites including 139 information sites. Using psbAtrnH intergenic region sequences in combination with ribosome 5S rRNA gene spacer sequences can not only identify D. denneanum, D. hancockil, D. thysiflorum, D. devonianum, D. moniliforme, D. chrysotoxum, D. officinale, D. heterocarpum and D. nobile, but also differentiate D. officinale from different geographical populations, and distinguish the dq-2 variety and dq 5line with SNP in the multi locus of D. denneanum.     

毛兰素对人肝癌Huh7细胞的抑制作用

研究了从鼓槌石斛中分离得到的低分子量天然化合物毛兰素在体外对人肝癌Huh7细胞的增殖抑制作用,并探讨其诱导细胞凋亡的分子机制.实验结果显示:毛兰素能显著抑制肝癌Huh7细胞的增殖,且随着药物浓度与时间增加其抑制率呈明显的剂量时间效应,其48 h半数抑制浓度IC50为37.4 nmol/L;毛兰素能诱导人肝癌Huh7细胞凋亡并使其细胞周期阻滞于G2-M期;分子机制研究显示毛兰素可抑制Akt激酶活性、下调Mcl-1蛋白表达以及激活PARP活性从而导致其对Huh7癌细胞的增殖抑制作用.以上结果初步表明毛兰素对肝癌防治具有潜在药用价值.图5参17     

毛兰素诱导结肠癌SW480细胞凋亡的分子机制

毛兰素是名贵中药材石斛的活性化合物之一,研究了其对人结肠癌SW480细胞的增殖抑制作用及其诱导的细胞凋亡分子机制.实验表明,毛兰素能显著抑制结肠癌SW480细胞的增殖,且随着药物浓度与时间增加,抑制率呈明显的剂量时间效应,48 h半数抑制浓度IC50为24.5 nmol/L;毛兰素能显著诱导结肠癌SW480细胞凋亡,并诱导细胞周期阻滞于G2-M期;分子机制研究显示,毛兰素通过下调XIAP、Bcl-xL蛋白表达以及激活Caspase-9、Caspase-7、Caspase-3和PARP活性从而诱导SW480细胞凋亡.结果表明毛兰素可能对结肠癌的防治具有潜在药用价值.图6参17     

石斛气生的兰科菌根组织结构及其对御旱研究

基于过去对铁皮石斛（Dendrobium candidum Wall．Ex Lindl．）气生的兰科菌根适应干旱环境胁迫机理的研究鲜为涉及,现开展了培养基质的不同水分质量分数（W（水）1=43．6％、16．8％、5．5％）对兰科菌根的外部形态以及内部组织结构影响的研究。研究结果表明：基质水分质量分数降低使石斛菌根外部形态发生多样变化;随着基质水分质量分数的不断降低,石斛的生长受到显著的抑制。当基质水分质量分数为5．5％时,石斛的多数生长指标均小于其它处理,但是根冠比（R／S）增加显著,高达2．22;通过不同切片多重镜检测定和图像分析,发现菌根的形态结构产生了天然的适应突变,独特的根被组织细胞层数多达5层以上,细胞壁相对加厚,细胞腔内网、羽状结构比其它两处理明显增多,石斛菌根通过形态结构的改变来适应水分胁迫并维持其生长发育,石斛菌根组织结构的这些改变大大提高了石斛御旱的能力;水分质量分数高低与菌根感染率呈负相关,越是干旱条件菌根真菌繁衍越活跃,菌丝团结构相持时间越长,菌根的这些适应性响应都提高了石斛的抗旱能力。     

Effect of ultra-micro powder Dendrobium officinale on the molecular diversity of intestinal bacteria in mice with spleen-deficiency constipation北大核心CSCD

This research aimed to study the effect of ultra-micro powder Dendrobium officinale on the molecular diversity of intestinal bacteria in mice with spleen-deficiency constipation, in order to provide scientific basis for ultra-micro D. officinale therapy. The mice with spleen-deficiency constipation in treatment groups were respectively given the traditional decoction of D. officinale and 50% dose ultra-micro powder D. officinale. The metagenome DNA of intestinal flora was extracted from intestinal contents. Then ARDRA analysis was made after PCR by universal primer of bacteria. The results showed that OTUs, Shannon index and Brillouin index were the same between the normal group and the 50% dose ultra-micro powder group, and between the model group and the traditional decoction group, but greater in the former two groups than the latter ones. The similarity coefficient (0.500 0) was bigger between the 50% dose ultra-micro powder group and the normal group than between the model group and the traditional decoction group, which was 0.181 8. Both cluster analysis and principal components analysis showed that the molecular diversity of intestinal microbiotia in mice of 50% dose ultra-micro powder group was the closest to that in the normal group. The results showed that the weakened molecular diversity of intestinal bacteria in mice with spleen-deficiency constipation can be regulated by the two kinds of D. officinale treatments to different extent. The efficacy of 50% dose ultra-micro powder D. officinale is better than the traditional decoction.     

根瘤菌的遗传多样性与系统发育研究进展

根瘤菌 (ｒｈｉｚｏｂｉａ)是一类广泛分布于土壤中的革兰氏阴性细菌。它可以侵染豆科植物根部或茎部形成根瘤和少数茎瘤 ,固定空气中的分子态氮形成氨 ,为植物提供氮素营养 .据估计 ,全球每年生物固氮量达 1.75× 10 8ｔ,为世界工业氮肥产量的4 .37倍[1] .根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用是生物固氮中固氮效率最高的体系 .因此 ,根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用是实现农业可持续发展的重大研究课题之一 .研究根瘤菌的遗传多样性 ,对于发掘新的根瘤菌种质资源 ,保藏并合理利用根瘤菌基因资源库 ,选育高效菌株直接应用于农业生产有重要意义 .…     

Identification of calanoid copepod prey species via molecular detection of carbon fixation genes

Zooplankton and their phytoplankton prey form the basis of the marine food web, yet historically it has been difficult to discern species-specific trophic interactions. Molecular techniques provide opportunities to obtain taxonomic data where the traditional methodologies for gut content analysis lack resolution. The large subunit gene of RubisC/O, rbcL, was utilized as a molecular marker for the identification of prey species in calanoid copepods. Clone libraries were generated from DNA extracted from seawater and whole copepods during a transect cruise on the northern Gulf of Mexico shelf. Sequence data analysis provided evidence of diatoms, nanoplankton-sized chlorophytes, and cyanobacteria in DNA extracted from whole copepods. These data demonstrate that rbcL can be a useful marker for the identification of copepod phytoplankton prey. Combining the described approach with quantitative techniques such as quantitative PCR will provide opportunities for the assessment of species-specific predator–prey interactions.     

铁皮石斛种质资源的低温离体保存

研究了在低温条件下保存铁皮石斛种质资源的方法和影响因素。结果表明,铁皮石斛苗在４℃黑暗条件下可连续保存１２个月,并能恢复下正常生长。１／２ＭＳ和１／４ＭＳ培养基上的存活率高于ＭＳ。蔗糖深度以２０－４０ｇ／Ｌ为宜。添加低浓度活性炭可明显改善保存材料的状态。甘露醇对铁皮石斛试管苗的保存效果不佳。     

迭鞘石斛多糖降血糖作用研究

研究了迭鞘石斛多糖对动物血糖的调节作用.采用尾静脉注射四氧嘧啶造成高血糖动物模型,按高剂量(300mg/kg)、中剂量(100 mg/kg)和低剂量(30 mg/kg)的迭鞘石斛多糖分别灌胃给药,同时设阳性对照组和阴性对照组,测定血糖水平.结果表明,迭鞘石斛多糖能显著降低四氧嘧啶高血糖小鼠空腹血糖,增强四氧嘧啶高血糖大鼠的糖耐量,而对正常小鼠空腹血糖和正常大鼠糖耐量没有明显影响.研究表明,迭鞘石斛多糖具有明显的降血糖作用,是一种值得开发利用的降糖植物多糖.表6参10     

High frequency of extra-pair paternity in Swedish pied flycatchers revealed by allozyme electrophoresis and DNA fingerprinting

Summary We used two genetic techniques to study multiple parentage in the pied flycatcher (Ficedula hypoleuca). Allozyme electrophoresis of 131 nestlings from 22 clutches sampled in 1982 and 1987 showed that one nestling had a mismatched allele compared with its putative parents. In one additional nest the devitation from Mendelian inheritance of parental genotypes suggested extra-pair paternity. The calculated probability of detecting multiple paternity from the genetic variation at four loci was 0.115. The estimated population frequency of extra-pair fertilization (EPF) was 13%, based on two mismatches and the probability of detecting multiple paternity. The seven families (n = 38 nestlings) in the 1987 sample were also analyzed by DNA fingerprinting using the M13 and Jeffrey's 33.15 probes. Overall, 24% (n = 9) of the nestlings analyzed were genetically inconsistent with their putative father, with EPF occurring in three (43%) of the seven clutches. One nestling originated by intraspecific brood parasitism. Comparison of the two techniques using the same samples showed that allozyme electrophoresis has a resolution only 11% of that of DNA fingerprinting, close to the calculated probability of detecting multiple paternity (0.115). Both techniques suggest that extra-pair fertilization is relatively common in the Swedish populations investigated compared to the low frequency reported from a Norwegian population. Correspondence to: H.P. Gelter at the present address