CRISPR/Cas9基因编辑技术在水生甲壳动物中的应用进展

CRISPR/Cas9(Clustered regularly interspaced short palindromic repeat/CRISPR-associated nuclease 9)技术是一种由gRNA(guide RNA)引导的Cas9核酸内切酶靶向编辑技术,已广泛用于基因的敲除、敲入和敲降,其操作简便快速,成本低,已成为人们探究基因功能、修复受损基因、沉默有害基因以及改良经济物种种质性状的重要工具。目前,该技术已经在少数几种水生甲壳动物中得到成功应用,但是由于显微注射技术在应用上的局限性,该技术在许多重要海水养殖经济物种如对虾中的应用受到限制,导致其基因编辑效率低下,难以广泛开展。本文对CRISPR/Cas9基因编辑技术在水生甲壳动物中的应用进行了综述和展望,为今后海水养殖虾蟹类的基因功能研究以及遗传育种研究提供参考。     

一种电转染华贵栉孔扇贝基因编辑的应用方法

目前,CRISPR/Cas9基因编辑技术已成为动植物遗传育种领域研究的热点。为解决CRISPR技术在贝类生产实践中应用难的问题,本文探究了一种电转染的双壳贝类基因编辑方法。利用本方法分别对华贵栉孔扇贝受精卵的SRB-like-3和MSTN进行编辑,并成功地将编辑后的幼虫培养到稚贝。在编辑后5 d和10 d的D-型幼虫及40 d的稚贝中都检测到了荧光,并且编辑MSTN后的10 d幼虫,其壳长显著大于编辑SRB-like-3组和对照组。本研究表明：电转染基因编辑技术在贝类中具有可行性。本方法具有成本低、操作简单、易推广等优点,可以广泛应用于贝类的遗传育种领域。     

红树植物拟海桑钙调蛋白基因的克隆及分析

钙调蛋白（Calmodulin)是生物细胞内一种重要的调控蛋白，通过其与靶酶的相互作用控制细胞正常的生长和发育，作者以高抗盐红树植物海桑属拟海桑（Sonnera-tia paracasolaris)总DNA为模板，参考GenBank上植物钙调蛋白基因序列合成5′端和3′端引物，利用多聚酶链式反应（PCR）扩增了拟海桑钙调蛋白基因，与克隆载体pBsk( )重组，转化Escherichia coliDH5α得到重组克隆子，DNA序列分析表明，所得片段的编码区在核苷酸序列上与迄今已知的几种植物钙调蛋白基因有很高的同源惺 ，同源率在85%以上；与水稻、苹果，衣藻等相似，其基因编码区被一个位于第75位核苷酸之后的内含子所中断。     

核酸分析技术在红藻分子系统学研究中的应用

在红藻的分子系统学研究中,核酸分子数据的获得和应用日益显得重要,因为核酸序列是进化的重要单元,通常以点突变来体现种间/种内的差异,因此能反映物种进化过程的频率.目前,在红藻分子系统学研究中,核酸标记技术有：限制性片段长度多态性（RFLP）、随即扩增多态性DNA（RAPD）、扩增片段长度多态性（AFLP） 和简单重复序列间扩增（ISSR）;相关核酸分析技术涉及到的序列有：内转录间隔区（ITS）、18S和26S rRNA,核糖体大、小亚基（LSU和SSU）,Rubisco基因及大、小亚基.其在红藻品种鉴定、种群遗传、分类和系统进化的研究中起重要的作用.     

一种快速制备甲藻细胞PCR扩增DNA模板的方法

报道了一种快速制备PCR扩增甲藻细胞模板DNA的方法。以赤潮甲藻塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense）和链状亚历山大藻（Acatenella）为目标藻，对藻液预处理后直接用于PCR扩增，获得5,8S核糖体RNA基因及其两侧的核糖体RNA基因转录单元内基因间隔区（internal transcribed spacer，ITS）序列片段，成功测序。此方法避免了复杂的DNA提取过程。     

新基因功能验证技术及其在微藻基因克隆中的适用性分析

微藻是指1群真核、单细胞、行光合作用的生物。微藻种类多,分布广泛,有关键生态学功能,也有水产、生物能源应用价值。与模式生物和经济动植物一样,新基因克隆是微藻生物学研究的主要内容。基因组注释、转录组分析和基因分离等依据序列和结构同源性,是从已知到已知的过程;而新基因克隆需锁定序列和验证功能,其中,功能验证是基因克隆的最重要内容。已有的基因功能验证方法有基因敲除、基因沉默、插入突变、基因组编辑等。多种微藻已有遗传转化技术,有望直接采用模式生物和经济动植物的基因功能验证技术克隆新基因。本文归纳了已有新基因功能验证技术,并分析了它们在微藻新基因克隆中的适用性,以促进微藻新基因克隆研究。     

分子生物学在微藻分类研究中的应用

通过与传统微藻分类方法的比较，说明微藻分子分类技术的产生与发展，并从线粒体DNA（mtDNA）、叶绿体DNA（cpDNA）和核基因组DNA（nDNA）3个方面列举了分子分类技术在微藻鉴定和生理生态方面的应用，着重说明了核基困组在藻类分子检测中的作用。并对微藻分子分类技术的问题与发展进行了总结与展望。     

杂色鲍β-1，3-葡聚糖识别蛋白基因的克隆和表达

从杂色鲍（Haliotis disversicolor）的表达序列标签（EST）中首先鉴定出β-1,3-葡聚糖识别蛋白基因片段（beta-1,3-glucan recognition protein,saflgrp）。通过5’RACE获得5’端序列,并用由头至趾（headtotoe）PCR方法检测全长cDNA序列的正确...     

漳州西施舌线粒体基因组全序列:腔蛤蜊属存在新种的证据

利用长PCR扩增漳州西施舌线粒体DNA(ZZ-mtDNA),用引物步移法测序,获得线粒体基因组DNA全序列,研究其基因组特点。结合双壳类49个物种线粒体全基因组,分析基因间核苷酸和蛋白质氨基酸序列的差异,构建系统进化树,探讨漳州西施舌系统演化地位。研究结果表明:漳州西施舌线粒体基因组DNA全长17 199 bp,A+T含量为64.2%,编码36个基因,其中12个蛋白质编码基因,22个转运RNA基因(tRNAs),2个核糖体RNA基因(lrRNA 和srRNA),全部基因均位于重链上,tRNASer为单拷贝,tRNAMet为双拷贝;非编码区占10.9%(1 882 bp/17 199 bp),其中,主非编码区为882 bp,与RZ-mtDNA主非编码区差异明显,另有一个较大(400 bp)的非编码区为漳州西施舌特异性非编码区;以双壳纲帘蛤目文蛤属3种贝类、贻贝目贻贝属4种贝类、珍珠贝目牡蛎科的6种贝类为参照,对编码基因的核苷酸序列和蛋白质氨基酸序列进行差异分析显示,漳州西施舌与日照西施舌达到了种间差异水平。线粒体基因组编码的基因、tRNA组成、非编码区均揭示漳州西施舌是腔蛤蜊属的一个新种。     

海链藻目核糖体RNA基因片段的扩增及多样性分析

海链藻目(Thalassiosirales)的海链藻属(Thalassiosira)和骨条藻属(Skeletonema)微藻是形成春季赤潮的主要种类。为利用分子生物学方法分析表层海水主要赤潮形成藻的动态变化、快速鉴定赤潮形成藻种,设计了海链藻目特异引物,扩增了胶州湾近岸表层海水海链藻目18S核糖体RNA基因片断。随机测定10个序列,其中4个与海链藻属的Thalassiosi-ra concaviuscula的完全相同,其余的可确定属于海链藻属。表明该引物对能选择性地扩增海链藻目18S核糖体RNA基因片断。     

微藻基因诱变研究及应用进展

微藻是单细胞小型光合生物,是自然界最重要的初级生产者,在食品、能源、医药和环境等行业领域有重要应用。微藻生物技术产业发展所需要的优良微藻株系,除了通过筛选获得外,还可以利用基因诱变或者基因工程等方法获得。利用基因诱变方法获得的突变株,不是转基因作物,且具有更适宜生产需要的优良性状。本文主要综述基因诱变在微藻育种中最新的应用研究进展,为微藻产业化研发工作提供参考。     

微藻基因工程在高价值化合物生产上的应用

微藻在生产蛋白质、油脂、色素等方面具有作为细胞工厂的潜力,在解决传统生物量生产和市场未来的一些局限性方面发挥着推进作用.基因工程促进了微藻的改良,推动了微藻的产业化进程.本文综述了近年来微藻基因工程的研究进展以及基因工程在微藻生产生物燃料、医药等方面的应用.本文能为基因工程技术在微藻中的研究及应用提供思路,从而使微藻以及微藻产品变得更具有经济竞争力.     

Recommendations for developing and applying genetic tools to assess and manage biological invasions in marine ecosystems

The European Union’s Marine Strategy Framework Directive (MSFD) aims to adopt integrated ecosystem management approaches to achieve or maintain “Good Environmental Status” for marine waters, habitats and resources, including mitigation of the negative effects of non-indigenous species (NIS). The Directive further seeks to promote broadly standardized monitoring efforts and assessment of temporal trends in marine ecosystem condition, incorporating metrics describing the distribution and impacts of NIS. Accomplishing these goals will require application of advanced tools for NIS surveillance and risk assessment, particularly given known challenges associated with surveying and monitoring with traditional methods. In the past decade, a host of methods based on nucleic acids (DNA and RNA) analysis have been developed or advanced that promise to dramatically enhance capacity in assessing and managing NIS. However, ensuring that these rapidly evolving approaches remain accessible and responsive to the needs of resource managers remains a challenge. This paper provides recommendations for future development of these genetic tools for assessment and management of NIS in marine systems, within the context of the explicit requirements of the MSFD. Issues considered include technological innovation, methodological standardization, data sharing and collaboration, and the critical importance of shared foundational resources, particularly integrated taxonomic expertise. Though the recommendations offered here are not exhaustive, they provide a basis for future intentional (and international) collaborative development of a genetic toolkit for NIS research, capable of fulfilling the immediate and long term goals of marine ecosystem and resource conservation.     

基因工程在提高微藻生产生物柴油能力中的应用前景

石油消耗,气候变化,能源安全等问题的日益突出,使得可再生能源研究逐渐受到世界各地的关注。微藻富含油脂,具有很多独特的优势,在生物柴油领域被寄予厚望,但利用微藻生产生物柴油也有许多问题亟待解决。通过基因工程的手段对微藻进行改造有可能是解决这一问题的突破点。国内外通过基因工程手段在高等植物、微藻、微生物中均实现过提高油脂含量或改变油脂组成的目的,而这些经验能够为基因工程在微藻中的应用起到很好的指导作用。对此,本文作了比较详细的介绍以期为利用微藻生产生物柴油提供些有价值的信息。     

UV-B辐射对2种海洋微藻的生理效应

应用同位素标志法 ,研究了 UV- B辐射增强对三角褐指藻、扁藻核酸和蛋白质合成动态的影响。结果表明 ,三角褐指藻对 UV- B辐射增强的耐受性高于扁藻 ;UV- B辐射增强抑制扁藻的生长和 DNA的合成 ;低剂量的 UV- B辐射刺激三角褐指藻的生长和 DNA的合成 ;高剂量则表现出抑制作用。同时 ,随着 UV- B辐射的增强 ,2种海洋微藻 RNA和蛋白质的合成速度下降 ,其中扁藻合成速度的下降幅度明显大于三角褐指藻 ,表明三角褐指藻 RNA和蛋白质的合成对 UV- B辐射增强的敏感性低于扁藻。     

Juvenile fish condition in estuarine nurseries along the Portuguese coast

Connectivity between estuarine fish nurseries and coastal adult habitats can be affected by variations in juvenile growth and survival. Condition indices are renowned proxies of juvenile nutritional status and growth rates and are valuable tools to assess habitat quality. Biochemical (RNA:DNA ratio) and morphometric (Fulton's condition factor K) condition indices were determined in juveniles of Solea solea, Solea senegalensis, Platichthys flesus, Diplodus vulgaris and Dicentrarchus labrax collected in putative nursery areas of nine estuaries along the Portuguese coast (Minho, Douro, Ria de Aveiro, Mondego, Tejo, Sado, Mira, Ria Formosa and Guadiana) in the Spring and Summer of two consecutive years (2005 and 2006) with distinct climatic characteristics. Individual condition showed significant variation amongst species. The combined use of both condition indices highlighted the low correlation between them and that RNA:DNA had a higher sensitivity. RNA:DNA varied between years but overall the site relative patterns in condition were maintained from one year to the other. Higher RNA:DNA values were found in Spring than in Summer in most species. Intra-estuarine variation also occurred in several cases. Species specific trends in the variability of condition amongst estuaries were highlighted. Some estuaries had higher juvenile condition for more than one species but results did not reveal an identical trend for all species and sites, hindering the hypotheses of one estuarine nursery promoting superior growth for all present species. Significant correlations were found between condition indices, juvenile densities and environmental variables (water temperature, salinity and depth) in the estuarine nurseries. These influenced juvenile nutritional condition and growth, contributing to the variability in estuarine nursery habitat quality. Management and conservation wise, interest in multi-species approaches is reinforced as assessments based on a single species may not reflect the overall nursery habitat quality.