小麦的力学模型及根倒伏研究

本文针对小麦发育后期倒伏问题,同时考虑风荷载和自重共同作用对小麦的影响,利用多自由度系统振动的理论建立了具有五自由度的小麦力学模型,计算出一定风级下对小麦根部产生的倒伏弯矩。由于根部复杂的根须分布情况,文章提出了整体的扩底桩模型,给出了根部对地表的抗倒伏弯矩的计算公式,并对比两种弯矩对小麦是否发生根倒伏做出预测。     

小麦转TPS基因植株的获得及其初步功能鉴定

为了探索利用基因工程改良小麦抗旱性和耐盐性的途径．通过基因枪法将具有抗旱和耐盐碱功能的海藻糖合酶（TPS）基因导入普通小麦品种CB9945．获得了转TPS基因的小麦植株．对TO代植株进行了PCR检测．对T2代植株进行了叶片涂抹除草剂检测并进一步进行了验证．鉴定出15个转基因株系．采用模拟抗旱、耐盐环境．对15个转基因株系进行了初步功能鉴定．发现转TPS基因小麦植株的抗旱、耐盐能力得到了一定程度的提高．     

大鼠CBS基因合成及载体构建

根据Genebank提供的大鼠CBS基因序列,用PCR方法对大鼠CBS序列进行了基因合成,再克隆到pGCMV／MCS／RFP／Neo中,并通过NheI和BamHI双酶切验证,为该基因的相关实验研究提供载体．、     

泛酸生物合成相关酶及其基因的研究进展

泛酸是生物体内重要的代谢中间体,广泛存在于微生物和植物中。文章论述了泛酸合成途径关键酶(羟甲基转移酶、泛酸合成酶、天门冬氨酸-α-脱羧酶、酮泛解酸还原酶)及其基因的特性,并探讨其在泛酸工业生产、相关物质的检测、新型抗生素和除草剂研发等方面的应用。     

Cre基因拼接及转基因细胞的构建

由于具有时间、组织和位点特异性,Cre重组酶介导的DNA重组己成为基因靶位操作的一个重要工具。本实验人工合成Cre基因片段,并将其准确拼接．然后在动物（猪）的成纤维细胞中表达,为接下来构建含Cre基因的转基因猪奠定基础。     

核糖体工程改良微生物菌种特性的研究进展

核糖体在转录和翻译两个水平上调节相关基因表达,从而调控微生物的次级代谢.核糖体工程通过诱导核糖体结构的改变,从而改变其代谢产物合成的调控系统,达到改良菌株的目的.本文以rplF基因、rpsL基因、fusA基因、rpoB基因为例综述了核糖体工程的机理及其重要类型;同时通过介绍核糖体工程在抗生素产量提高、新抗生素开发、产酶能力提高、抗逆境能力改善等方面的应用,展示了其在微生物菌种改良方面的最新研究进展.     

黄淮海夏玉米倒伏及化控抗倒技术的相关研究

本文分析了玉米倒伏的种类和抗倒伏的研究方法,阐述了影响玉米倒伏的主要因素,主要有播种时期、种植的密度、玉米幼苗的状况、不同的种植方式、病虫害。概述了玉米倒伏的危害,主要包括严重降低产量,降低玉米的品质,增加额外投入。探究了玉米抗倒伏化学调控技术,主要有化学调控技术影响玉米生长及抗倒伏能力情况,化学调控抗倒栽培技术的应用。     

家蚕胚胎滞育的分子机理研究

家蚕滞育发生于胚胎发育早期,为卵滞育型,由遗传和环境条件支配。在蛹期由咽下神经节合成和分泌的滞育激素,在其滞育过程中起到了决定性作用。滞育激素编码基因的表达,引发咽下神经节的12个细胞合成与分泌滞育激素,滞育激素通过卵巢细胞上滞育激素受体的介导而进入卵内,调节卵内一系列物质代谢,从而实现滞育发动或滞育解除等生理过程。本文简述了滞育激素的结构与功能、滞育激素的编码基因与表达、滞育激素受体基因及其表达等研究成果。     

基因表达的三维调控

人类基因组草图及拟南芥菜和其它模式生物基因组全序列的公布极大地推动了基因组学研究的发展 ,也为生物的品种改良及产量和品质的提高奠定了基础。如何对天文量数据进行信息化处理 ,并将所得信息转入功能、应用研究是我们面对的新问题。我们将细胞特异性表达启动子与可诱导系统相结合 ,建立起可用于植物转基因表达时、空、量三维调控的基因开关系统 ,为功能基因组研究及通过基因工程技术对植物代谢实施精确调控提供了全新的思路。     

褐海藻直接生产生物燃料

本期封面是智力奇洛埃岛沿岸1米深海中巨大的褐藻（Macrocystis pyrifera）。海藻通过生物转化生产生物燃料和日用化学品的主要障碍是缺乏能够代谢褐藻多糖的微生物。最近．研究人员从灿烂弧菌（Vibrio splendidus）中发现了编码海藻多糖运输和代谢酶的基因片段。     

面向生物合成的代谢工程策略设计

代谢工程研究的主要目的是通过改造菌株代谢网络,高效地合成目的产品。由于细胞代谢网络的复杂性,从数千个代谢反应及其调控回路中找到合适的改造靶点非常困难,往往要经过反复试差才能成功。通过对大规模代谢网络的计算分析,设计出特定生物产品的最优合成途径,可以帮助人们找出合适的代谢工程改造策略,减少改造过程的盲目性,更快更好地得到生物合成菌株。文章重点讨论两个问题:(1)如何设计代谢网络来合成原来不能合成的产品并提高产品得率,介绍了基于代谢网络计算分析的代谢工程设计方法;(2)如何设计菌株实现酶反应的精准调控,介绍了通过设计基因回路动态调控代谢途径流向的动态代谢工程研究新进展。     

氨基酰-tRNA合成酶及其与相关tRNA的相互作用研究

氨基酰tRNA合成酶是生物体蛋白质合成过程中的一类关键酶 ,对它的研究具有重要的生物学意义和应用前景。该项目系统研究了大肠杆菌亮氨酰 和精氨酰 tRNA合成酶及其与相关tR NA的相互作用。用酶和tRNA的基因克隆和高表达 ,tRNA体外转录 ,基因定点突变 ,酶片段的体外重组等手段研究了酶与tRNA的相互作用的结构基础 ,得到一系列重要结果。     

把固氮基因转入线粒体

让小麦、水稻等农作物自行固氮是科学家多年来不懈追求的目标，这样不仅可以少施氮肥，使粮食大幅度增产，而且还能保护环境。然而，固氮基因的转移并实现固氮，仅在大肠杆菌和酵母菌这类原核生物中获得了成功，在真核生物如小麦、水稻中，固氮基因却未能表达。     

家蚕丝胶蛋白基因1(ser-1)启动子的克隆及其活性分析

家蚕ser-1基因是中部丝腺中特异表达组织特异性基因。为研究家蚕ser-1基因在时空上的调控机制,用PCR的方法克隆了家蚕ser-1基因启动子并进行序列分析,进一步构建了由ser-1基因启动子驱动报告基因DsRed的新型表达质粒pSK-ser-DsRed-PolyA,并通过蚕体和家蚕BmN细胞进行了瞬时表达。结果显示,家蚕ser-1基因启动子的TATA框的保守序列为TATAAAA,位于-24～-30处,CAAT框位于-112～-115处;ser-1基因启动子可以驱动红色荧光基因DsRed在家蚕幼虫的中部丝腺组织和培养的BmN细胞中瞬时表达。     

深海王祖农菌酯酶基因克隆及表达

酯酶被应用在很多方面,但是能够满足工业需要的天然酯酶却很少。利用PCR技术从Zunongwangia profunda克隆出了酯酶基因estA。基因estA含有一段1272 bp的ORF,序列分析发现与Anaerophaga thermohalophila的酯酶家族基因同源性为60%。利用表达菌株E.coli BL21(DE3),pGEX-6p-1质粒构建表达载体,并对其进行蛋白表达并纯化回收得到EstA,以便后续酶学性质及应用价值探究。     

利用转基因衣藻合成聚-β-羟基丁酸的研究

聚-β-羟基丁酸（polyhydroxybutyric acid，PHB）是发现最早且研究最透彻的一种生物可降解塑料。莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）素有“光合酵母”之称，是理想的转基因受体生物。通过转基因技术将PHB生物合成的关键酶基因导入莱茵衣藻，利用光合作用合成PHB，降低PHB的生产成本。从真养产碱杆菌（Alcaligenes eutmphus）分离出phbB和phbC基因，然后构建phbB和phbC基因的衣藻表达载体p1058124和pH105C124。通过“珠磨法”遗传转化技术共转化p1058124和pH105C124，获得了二价转基因衣藻。分子检测结果表明phbB和phbC基因均已整合到莱茵衣藻基因组中。随后进行结晶紫染色和显微镜观察转基因藻，发现二价转化子的核区和细胞膜附近分布有白色空泡；进一步的电子显微镜观察结果表明白色空泡是由细胞中合成的PHB聚集而成，电镜下观察到由PHB形成的明亮的圆形颗粒。光照（90μE／m^2／s）条件下培养转基因藻，出现生长受抑制现象，这可能是由于PHB颗粒在藻细胞内随机分布，干扰了细胞正常的生命活动。     

利用转基因衣藻合成聚-β-羟基丁酸的研究

聚-β-羟基丁酸(polyhydroxybutyric acid,PHB)是发现最早且研究最透彻的一种生物可降解塑料.莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)素有"光合酵母"之称,是理想的转基因受体生物.通过转基因技术将PHB生物合成的关键酶基因导入莱茵衣藻,利用光合作用合成PHB,降低PHB的生产成本.从真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus)分离出phbB和phbC基因,然后构建phbB和phbC基因的衣藻表达载体p105B124和pH105C124.通过"珠磨法"遗传转化技术共转化p105B124和pH105C124,获得了二价转基因衣藻.分子检测结果表明phbB和phbC基因均已整合到莱茵衣藻基因组中.随后进行结晶紫染色和显微镜观察转基因藻,发现二价转化子的核区和细胞膜附近分布有白色空泡;进一步的电子显微镜观察结果表明白色空泡是由细胞中合成的PHB聚集而成,电镜下观察到由PHB形成的明亮的圆形颗粒.光照(90μE/m2/s)条件下培养转基因藻,出现生长受抑制现象,这可能是由于PHB颗粒在藻细胞内随机分布,干扰了细胞正常的生命活动.     

生物学某些前沿学科发展动态和国家自然科学基金的资助方向

生命科学研究的进展日新月异。科技信息的交流和成果的沟通是开展科学研究的支柱之一。本文概述了分子生物学、植物细胞分化以及基因导入等三个相互渗透的学科进展的动态,以启发我们如何根据自己的国情合理布局研究课题,有效使用科研经费。分子生物学是研究组成生物本身的重要物质:核酸、蛋白质和酶的结构和功能,合成和代谢,表达和调控以及它们之间的相互作用,以此来揭示生命的本质,是生命科学研究的前沿和核心。细胞分化是生物发育的依据,它始终作为生命之谜为世人瞩目。归根结底是基因表达的调控,外源基因的导入则是研究遗传工程的重要手段,只有外源基因被受体整合后,才有可能实现其获得性状的表达和遗传。     

GUS基因和NPTⅡ基因表达的相关性及其在转基因棉花检测研究中的应用

利用农杆菌介导转化法,将含有35s启动子驱动NPTⅡ基因和Gus基因以及棉纤维特异表达启动子E6驱动目的基因FB的植物表达载体转入到常规棉花R15中．重点分析了Gus基因和NPTⅡ基因在愈伤诱导阶段．T0代及T1代转基因棉花中的表达情况综合两个基因的表达来进行转基因棉花的阳性鉴定．可以为转基因棉花后代的纯合选育提供双重保障7个转基因株系选育到T3代共获得株行51个．卡那霉素检测多数株行阳性率在90％以上．其中21个株行阳性率达100％.     

胸腺素α_1基因的化学合成

用固相亚磷酰胺法(solid-phase phosphoramidite method)成功地合成了胸腺素α_1的全基因(下简称Tα_1基因)。合成的Tα_1基因全长为96bp(碱基对),包括胸腺素α_1结构基因和两端的接头。α_1基因先分成七个片段在DNA合成仪上合成,再经T_4DNA连接酶连接成为完整的Tα_1双链基因。Tα_1基因已克隆到质粒pBR322上,并经抗菌素抗性试验和酶切鉴定筛选出重组pBR322质粒。已进行α_1基因的顺序测定,目前正在进行表达工作。Tα_1由一种由28个氨基酸组成的活性多肽,由胸腺上皮细胞产生,对人体免疫功能的调整起重要作用。如调节T淋巴细胞的分化与成熟,增强移动抑制因子和干扰素的合成