[背景]灵芝被纳入我国"药食同源"试点名单,腺苷作为其主要活性物质之一,在免疫调节、抗炎、抗癌等方面发挥着重要作用.[目的]调控腺苷生物合成关键酶基因的表达来提高灵芝腺苷产量.[方法]将不同培养时间阶段腺苷合成酶基因(包括 5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷酸甲酰转移酶GlATIC、嘌呤核苷磷酸化酶GlPNP、腺苷激酶GlADK)的表达量与腺苷含量相关联,筛选出与灵芝腺苷含量呈正相关的关键酶基因.克隆关键酶基因并在灵芝中过表达,探究关键酶基因过表达对灵芝腺苷积累的影响.[结果]GlPNP的表达与灵芝腺苷含量呈正相关.GlPNP的cDNA全长为 969 bp,预测GlPNP蛋白的相对分子量为 34.6 kDa,呈三聚体的四元结构.研究结果表明,过表达菌株中GlPNP的表达量在第 4 天比野生型菌株(WT)上调了 2.9-3.9 倍,与含空载体的菌株(CK)相比,腺苷含量分别提高了 78%和 63%.[结论]过表达嘌呤核苷磷酸化酶是提高灵芝腺苷产量的一种有效手段.

冰草(Agropyron cristatum)作为小麦重要野生近缘植物之一,含有许多可以改良小麦的优异基因.小麦-冰草附加系含有一对完整的冰草染色体,是利用冰草P基因组优异基因的重要工具材料.由于冰草为多年生四倍体异交植物,其部分同源群的P染色体结构存在差别,从而使得同一部分同源群的小麦-冰草附加系材料在农艺性状中表现出不同.本研究通过细胞学鉴定、分子标记检测、农艺性状考察、抗病性鉴定等手段对3份小麦-冰草不同2P附加系的抽穗期、株型、穗部性状、籽粒性状、抗白粉病和叶锈病等主要特性进行了鉴定与分析.结果表明,小麦-冰草2P附加系Ⅱ-9-3遗传稳定、株型紧凑、免疫叶锈病、高抗白粉病,可以用于小麦的株型改良和抗病育种.小麦-冰草2P附加系Ⅱ-3-1b的株高降低效应明显、较早抽穗、免疫叶锈病,可用于小麦株高改良和抗叶锈病育种.小麦-冰草2P附加系Ⅱ-23-72对叶锈病和白粉病流行小种近免疫,可用于抗病育种.3份2P附加系为小麦.冰草2P易位系、缺失系的创制提供了材料;不同2P附加系在株型、株高和抗病性等性状上表现不同的优异特性,不仅为在小麦改良中有效利用2P染色体优异基因提供了依据,并且为进一步对2P染色体优异基因的定位奠定了重要基础.

三倍体湘云鲫2号是通过倍间杂交产生的一种多倍体鱼(红鲫(♀)×异源四倍体鲫鲤(♂)),因其不育性状,具有重要的生产和科研价值.有研究表明线粒体在动物育性的分子调控机制中扮演了重要角色,但在鱼类中尚没有相关的研究报道.利用本实验室特有遗传背景清晰的实验鱼品系(三倍体湘云鲫2号、二倍体红鲫、异源四倍体鲫鲤和同源三倍体鲫),通过荧光定量PCR技术对比分析了它们性腺中线粒体DNA的拷贝数,发现三倍体湘云鲫2号雄性个体精巢中mtDNA含量较正常水平高,雌性个体卵巢中mtDNA含量较正常水平低.实验首次从线粒体DNA含量影响生殖细胞发育的角度探索线粒体与三倍体湘云鲫2号不育的关系,为三倍体湘云鲫2号不育分子机制的研究提供了一些新的基础数据.

同源结构域相互作用蛋白激酶2(HIPK-2)定位于7q33~7q34的丝氨酸(Ser)/苏氨酸(Thr)蛋白激酶,普遍存在于人类成人组织中.研究表明,HIPK-2是一种抑癌基因.HIPK-2激活或过表达使抑癌基因p53磷酸化,并激活p53的细胞凋亡活性,通过p53依赖性和非依赖性途径促进细胞凋亡,从而抑制血管生成和肿瘤生长.HIPK-2还可通过阻止胞质分裂中四倍体细胞的形成来抑制肿瘤生长.HIPK-2失活机制包括:细胞质定位、杂合性丢失(LOH)和缺氧.HIPK-2失活导致血管生成、肿瘤生长和化疗耐药.HIPK-2可磷酸化β-连环蛋白(β-catenin),通过Wnt/β-catenin信号通路参与肿瘤进展过程.本文就 HIPK-2在恶性肿瘤中的研究现状作简要综述.

该研究以二倍体紫菜薹为材料,采用浓度为0.1％、0.2％和0.3％的秋水仙素溶液,在二倍体紫菜薹生长至子叶期时对植株茎尖生长点进行4次点滴处理,鉴定筛选同源四倍体紫菜薹并进行二倍体和四倍体紫菜薹的营养品质比较.结果表明:(1)使用浓度为0.2％秋水仙素溶液点滴4次对紫菜薹的处理效果最好,四倍体紫菜薹的诱导率为6.62％.(2)在形态学上,四倍体植株的叶片、花簇、花器官、角果和种子与二倍体相比都在巨大性上呈现出明显差异;在解剖学上,四倍体植株在气孔密度减小的同时气孔变大,其花粉表现出矩形、梯形以及其他一些不规则的形状;在细胞学上,四倍体和二倍体植株的染色体数目分别为40条和20条;流式细胞仪鉴定结果显示,四倍体植株的DNA分子荧光强度(2 092 385.03)约为二倍体植株(956 725.15)的2倍.(3)植株营养品质方面,四倍体紫菜薹的游离氨基酸、叶绿素总浓度分别比二倍体植株显著增加了228.58％、110.02％,但四倍体紫菜薹的硝态氮、可溶性蛋白、维生素C、可溶性糖、纤维素总含量分别比二倍体植株显著减少了48.99％、43.20％、45.81％、44.50％、59.97％.(4)与二倍体植株相比,四倍体紫菜薹的单株质量、十叶厚、叶宽、叶柄宽都有不同程度的增加,叶片开展度有一定程度的降低.研究发现,秋水仙素诱导产生四倍体紫菜薹的最适浓度为0.2％;四倍体紫菜薹表现出明显的高产性,但多数营养品质极显著低于二倍体紫菜薹.

为研究不同倍性木薯对干旱胁迫耐受能力的差异,本研究以木薯品种'新选048'二倍体及其同源四倍体盆栽苗为材料,设置不同程度的干旱胁迫,研究干旱对2个倍性木薯苗形态、渗透调节物质、抗氧化能力及内源激素的影响.结果表明:随着干旱胁迫程度的加强,2个倍性的木薯叶片均出现下垂、萎蔫、变黄,进而干枯的症状,二倍体表现更为严重.可溶性蛋白和脯氨酸(Pro)含量基本随着胁迫程度的加剧而逐渐增加,二倍体更为敏感,积累量大于四倍体.2个倍性材料的抗氧化相关指标基本随着干旱程度的加强而升高,四倍体总抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物歧化酶(SOD)活性比二倍体高,而过氧化氢(H202)含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性比二倍体低.随着干旱程度的增加,2个倍性材料的赤霉素(GA)含量先上升后下降,在四倍体中的含量始终大于二倍体;吲哚乙酸(IAA)含量变化不规则;玉米素核苷(ZR)含量在二倍体中逐渐下降,而在四倍体中先轻微上升后下降,在四倍体中下降幅度较大,但ZR含量在四倍体中始终大于二倍体中的含量;脱落酸(ABA)含量先上升后下降,轻度胁迫下四倍体大于二倍体,其他程度胁迫下二倍体大于四倍体.综合分析,在干旱胁迫下,四倍体木薯产生较强的抗氧化能力,同时通过GA、ZR和ABA的协同作用,延长叶片的功能期,从而达到比二倍体抗旱的效果.

以实验室前期诱导的铁皮石斛四倍体为研究材料,利用气孔、叶绿体、染色体计数及流式细胞仪等方法,对铁皮石斛同源四倍体株系的纯合性进行鉴定,在此基础上利用茎段扩繁和原球茎诱导、增殖、分化两种方案比较增殖效率,并对原球茎的倍性稳定性进行再鉴定.结果表明:(1)实验室的‘花自-2'株系为纯合同源四倍体.(2)茎段扩繁最佳增殖培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+15％香蕉汁,茎段诱导原球茎最佳培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+0.2 mg/L KT,诱导率达到76.66％;原球茎增殖最佳培养基为MS+1.0mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+15％马铃薯提取液,原球茎分化最佳培养基为1/2 MS+0.5 mg/L6-BA+20％马铃薯提取液,原球茎分化率达到85.70％;生根最佳培养基为1/2 MS+0.5 mg/L NAA+15％香蕉汁,生根率达到92.77％.(3)原球茎根尖鉴定结果表明,诱导的倍性可以稳定遗传.(4)瓶苗移栽的最佳炼苗时间为5d,移栽成活率达92.30％.该试验建立了铁皮石斛同源四倍体株系新的快繁技术体系,为四倍体试管苗的工厂化生产和推广奠定了技术基础.

小鼠因与人类间存在大量的同源基因,因此,多年来,小鼠一直是人类在进行疾病研究时应用的最理想、最常用的模型动物.近年来,随着基因工程技术的发展,小鼠品系资源也越来越丰富,同时在人类疾病研究中的应用也更为广泛.人类复杂性状疾病,是由多个基因位点共同参与、且与环境因素相互作用决定表型的遗传病,如心脏病、高血压、糖尿病、哮喘、癌症以及老年痴呆等.采用单一遗传背景的小鼠已无法有效复制人类多基因相互作用引起的复杂性状疾病的研究.复杂性状遗传CC 小鼠(Collaborative Cross mice,CC 小鼠)就是在这样的社会背景下应运而生了,成为模拟人类复杂性状疾病的研究工具.CC 小鼠能体现不同小鼠亚种的遗传差异,其单核苷酸多态性是传统近交系小鼠的四倍.CC 小鼠是一种能模拟人类遗传结构、可以快速定位调节复杂性状基因、具有遗传多样性的新型实验鼠资源,它是一个多亲本的遗传参考种群,目前有200 多个品系,并取得确定成果,且已应用于医学基础实验和临床应用研究,为实施精准医疗提供可靠的实验资源、理论数据和技术支撑.项目具有更广阔的应用前景和进一步的开发空间.

多倍体杂交育种已成为葡萄新品种选育的重要途径,本研究使用20个形态学性状和25对SSR分子标记,对二倍体玫瑰香、四倍体玫瑰香、巨峰、四倍体玫瑰香与巨峰杂交F1巨玫和F2群体进行遗传变异分析.形态学性状分析表明,在F2群体中14个形态学性状变异系数高于20％,F2群体平均Shannon信息指数为1.14,平均Nei's遗传多样性指数为0.62,群体有丰富的遗传多样性.性状之间表现出显著的相关性,幼叶叶背绒毛密度与新梢节间绒毛密度(r=0.203)极显著相关,与成龄叶下表面绒毛密度(r=0.128)显著相关,主成分分析可以在二维上直观反映出F2单株与亲本表型的相似程度.25对SSR标记共扩增出127条带,平均多态性信息含量(PIC)为0.26,后代群体平均Shannon信息指数为0.49,平均Nei's遗传多样性指数为0.32.形态学性状和SSR聚类分析发现,F2群体中大部分单株与F1巨玫相似,同时也出现一些与父母本遗传距离较远的单株,为未来葡萄四倍体品种选育提供了良好材料.

利用植物常规压片法对青藏高原地区的石竹科3种蝇子草属植物首次进行了核型分析,针对核型不对称系数(AI)与染色体倍性开展了讨论,并结合前人研究结果进行亲缘关系聚类分析,结果表明:道孚蝇子草(Silene dawoensis Limpr.)核型公式为2n=2x=24=20m+2sm+2st,核型不对称性为2A,AI值为3.09,为二倍体植物;印度蝇子草(S.indica Roxb.ex Otth)核型公式为2n=4x=48=48m,核型不对称性为1B,AI值为0.88,为同源四倍体植物;狭果蝇子草(S.huguettiae Bocq.)核型公式为2n=6x=72=72m,核型不对称性为1A,AI值为0.82,为同源六倍体植物.其中,道孚蝇子草的AI值和不对称系数最高,在3种蝇子草属物种中处于更为进化的位置.同时结合前人蝇子草属染色体报道数据,验证了蝇子草属植物主要基于染色体数目为2n=24二倍体水平的进化趋势.上述3种蝇子草属植物的染色体数目及核型均为首次报道,补充了青藏高原蝇子草属植物的细胞学资料,可为该属提供细胞学分类信息,并为探讨石竹科植物在该区域的系统演化关系积累基础资料.