药用植物基因编辑种质创新应用与制度监管

药用植物资源是我国传统中医药学的重要组成部分,基因编辑技术能够在不引入外源基因的情况下进行基因组定点靶向突变,实现药用植物资源种质创新。CRISPR基因编辑技术是近年广泛应用的基因编辑技术,已在甜橙、铁皮石斛、罂粟、丹参、地黄、人参、灵芝、金针菇、竹黄、蛹虫草、茯苓等药用植物中研究和应用,构建了基因编辑体系,开展了活性成分关键基因与含量调控研究、表型性状关键基因与品质改良研究。中国、美国、日本、巴西、澳大利亚等国家陆续出台基因编辑种质创新相应的监管政策,促进了其产业化发展。建议进一步推进药用植物资源基因编辑种质创新基础研究、加强药用植物基因编辑后药物等效性评价、开展科普宣传和建立科学监管体系。     

表达序列标签在药用植物研究中的应用

功能基因研究是目前国际上研究热点之一,近几年来药用植物功能基因逐渐受到各国学者的广泛关注.序列表达标签(expressed sequence tag,ESTs)技术是认识生物体基因与基因组快速高效的研究手段之一,广泛应用于鉴定和发现新的基因、研究比较基因组学和生物信息学、建立分子标记、构建生物体遗传图谱和制作基因芯片等各个方面.首先对ESTs技术的原理、优势和研究现状进行简要介绍,重点对ESTs技术的主要研究方法及其在药用植物研究中的应用进行概述,并讨论了ESTs技术在药用植物研究中的应用前景及应注意的问题.     

扩增片段长度多态性标记技术应用于药用植物种质资源研究的前景

对AFLP(扩增片段长度多态性)标记技术应用于药用植物品种鉴定、遗传多样性检测、遗传图谱构建、地道基因发掘及控制有效成分合成的关键基因的发掘等方面的进展进行了简要概述,并对其应用前景进行了分析。认为利用AFLP标记技术可以建立药用植物的遗传图谱,可以克隆控制中药材有效成分合成酶的关键未知基因;AFLP标记技术用于育种中,可早期对药材进行选择,大大缩短育种进程等。AFLP标记技术有望在药用植物种质资源的研究中成为最具潜力的分子标记技术。     

药用植物分子生物学研究中的分子标记

目的了解分子标记在药用植物研究中的应用及进展。方法查阅本领域国内外文献并进行综述。结果分子标记在药用植物的鉴定、亲缘关系、起源进化、遗传多样性、基因定位及克隆、代谢途径的基因工程研究等方面有广泛的应用空间。结论合理运用分子标记技术将加快药用植物研究的步伐。     

药用植物抗性基因工程研究现状与发展前景

概述了抗性基因工程的原理,总结了我国药用植物抗性基因工程的研究现状及存在的问题,并探讨了抗性基因工程技术在药用植物育种中的发展方向及前景,指出抗性基因工程技术在药用植物育种中的成功应用,将培育更多抗性(抗病虫害、抗除草剂、抗逆性等)、质优的新品种,促进药用植物资源的可持续发展。     

宏基因组学与道地药材研究

宏基因组学是将分子生物学技术应用于微生物基因总和研究的一门新兴学科,现已广泛应用于医药、农业、海洋生态环境、土壤生态环境等领域。道地药材凭借其质优、疗效好的优势自古以来被各医家所青睐,其形成与诸多因素有关,其中根际微环境在药用植物次生代谢产物形成中起着重要作用。着重介绍宏基因组学的概念、技术策略以及其在道地药材研究中的应用现状,进一步阐明土壤微生物对道地药材形成机制的影响,并为解决药用植物连作障碍提出新的研究思路。     

叶绿体DNA序列分析在药用植物鉴定中的应用

随着DNA测序技术的发展,叶绿体DNA序列分析被广泛应用于药用植物鉴定和品质研究等方面。本文介绍了近年来叶绿体DNA序列分析在植物系统学和药用植物研究中的应用,认为其在药用植物品种鉴定和伪品鉴别、保护种质资源以及扩大新药源等领域有广阔的应用前景。     

荧光定量RT-PCR检测重楼功能基因表达的差异

目的 检测重楼属植物功能基因表达的差异。方法 通过使用特异性引物和SYBR Green I 结合染料实时荧光定量RT-PCK技术,以管家基因18S rDNA为参照基因,采用相对定量的方法,对重楼属的3个种3部分组织的2个功能基因进行表达差异的研究。结果 两个功能基因包括HMGCoA还原酶基因和鲨烯环氧酶基因在根和茎均高表达于叶,尤以根的表达量最高。结论 成功将KT-PCR技术应用于药用植物的功能基因研究。通过对各种条件的优化探索,建立了准确和简单易行的检测药用植物的功能基因表达的平台。     

药用植物生物工程研究进展Ⅲ.分子标记、遗传转化及功能基因研究

随着生物技术的发展和天然产物开发的不断深入,现代分子生物学研究的先进技术应用于药用植物研究领域,对传统中药的现代化发展起着越来越重要的作用。利用分子标记技术,对于药用植物种属间的亲缘关系多态性和系统树的建立发挥了重要作用;利用农杆菌介导遗传转化技术,可将有重要功能的基因通过基因重组转移到目的植株获得表达;对药用植物重要功能基因的研究将有助于明确这些功能的重要遗传和生理调控功能,为其进一步开发利用奠定基础。就药用植物的分子标记、遗传转化和功能基因研究进行综述。     

基因芯片在防治动脉粥样硬化中的应用进展

基因芯片技术是伴随人类基因组计划应运而生的一项基因检测技术,它与传统的基因检测技术如PCR最大不同在于可平行完成多项遗传实验,大大加快了基因检测的速度。动脉粥样硬化作为缺血性心血管疾病的主要病理基础,其发病机制尚未完全阐明。利用基因芯片技术,可快速对海量基因进行检测,这为研究动脉粥样硬化的发生、发展机制提供了极大的便利。文章主要从基因筛查、微小RNA的检测、分析药物或疗法的作用机制、临床应用及意义等四方面,就目前基因芯片技术在防治动脉粥样硬化上的应用进行综述。     

人胃癌细胞MKN-28母亚两系转移相关基因的筛选

目的采用基因芯片技术比较筛选前后的人胃癌细胞母系MKN-28和亚系MKN-28S之间的基因表达谱,利用生物信息学方法筛选出与胃癌侵袭和转移相关的差异基因。方法用肿瘤转移基因芯片筛选出人胃癌细胞MKN-28母亚两系的转移相关基因,对部分有差异表达的基因用RT-PCR和Western blot进行分析鉴定。结果用肿瘤转移基因芯片筛选出两系的差异表达基因共20个,其中上调基因13个,下调基因7个。选择其中有代表意义的2个基因利用RT-PCR和Western blot进行验证,证实所选基因在筛选前后瘤细胞中均有差异表达,与基因芯片的表达情况一致,说明基因芯片结果可信度较高。结论基因芯片技术是筛选胃癌转移相关基因的有效方法;多基因参与了胃癌的侵袭和转移的过程,包括一些基因如Flt-4、SRC等基因和其它相关基因的改变。     

Key Techniques and Application Progress of Molecular Pharmacognosy

At the boundary between pharmacognosy and molecular biology, molecular pharmacognosy has developed as a new borderline discipline. This paper reviews the methods, application, and prospect of molecular pharmacognosy. DNA marker is one of genetic markers and some molecular marker methods which have been successfully used for genetic diversity identification and new medicinal resources development. Recombinant DNA technology provides a powerful tool that enables scientists to engineer DNA sequences. Gene chip technique could be used in determination of gene expression profiles, analyses of polymorphisms, construction of genomic library, analysis of mapping, and sequencing by hybridization. Using the methods and theory of molecular biology and pharmacognosy, molecular pharmacognosy represents an extremely prospective branch of pharmacognosy and focuses on the study of systemic growth of medicinal plants, identification and evaluation of germplasm resources, plant metabolomics and production of active compounds. Furthermore, the great breakthrough of molecular pharmacognosy could be anticipated on DNA fingerprint analysis, cultivar improvement, DNA identification, and a global DNA barcoding system in the future.     

DIFFERENTIAL RENAL GENE EXPRESSION IN EXPERIMENTAL DIABETIC RATS AFTER ASTRAGALUS MEMBRANACEUS TREATMENT

Objective To find the genes involved in pathogenesis of diabetic nephropathy using gene chip technology. Methods We established a type I diabetic rat model by streptozotocin injection and divided these diabetic rats into two groups： diabetic rats group（ D group） and diabetic rats group treated with Astragalus Membranaceus （ DA group）. The renal tissue was collected and total RNA was extracted for gene chips. With the help of gene chip, we tried to discover the differential-displayed genes between these two groups. Results Totally 201 differential-displayed genes were found between the two groups, among which 126 genes were up-regulated and 75 genes were down-regulated in the rat renal tissue. Conclusion With gene chip results, we find several genes which are associated with diabetes in the rat renal tissue. The further research on the function of these genes will be helpful to understand the mechanism of diabetic nephropathy.     

胃癌淋巴结转移相关基因差异表达分析

[目的]探讨胃癌淋巴结转移过程中相关基因群的表达和功能。[方法]从6例胃癌患者分别抽取胃癌和淋巴结转移组织的总RNA,采用逆转录的方法,制成cDNA链,并以两种荧光Cy5和Cy3标记后做探针,与含有14784条人类14KcDNA基因表达谱芯片进行杂交。以Agilent荧光扫描仪扫描芯片上两种荧光信号,进行计算机处理和分析,筛选出胃癌淋巴结转移组织中差异表达的基因,并用RT—PCR实验对部分差异表达基因进行验证。[结果]在14784条基因中,胃癌原发灶与淋巴结转移组织间存在差异表达的基因共80条,其中59条基因表达显著上调,21条基因表达显著下调。经RT-PCR验证,差异表达趋势与基因芯片技术检测的结果一致。[结论]胃癌组织和淋巴结转移组织之间存在多个差异表达的基因,胃癌淋巴结转移的发生与发展是多种相关基因表达失常所致。     

体外受精-胚胎移植对早期胎盘黏着斑激酶信号通路的影响

目的:研究辅助生殖中体外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer,IVF-ET)技术对早期胎盘滋养层细胞黏着斑激酶(focal adhension kinase,FAK)信号通路基因表达的影响,探讨IVF-ET技术对早期胎盘发育和功能的影响。方法:收集IVF-ET来源的于7~8周经超声引导下减胎获得的胎盘绒毛组织作为研究组,对照组采用自然妊娠双胎7~8周人工流产术中获得的胎盘绒毛组织。利用美国Affymetrix HG-U133 Plus 2.0基因芯片对两组胎盘绒毛组织进行芯片杂交分析,实时定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR)验证其中8个差异表达基因,选取差异表达基因进行无监督聚类分析和生物信息学分析。结果:获得4例IVF-ET减胎绒毛组织和4例自然妊娠人工流产绒毛组织进行基因芯片检测。与自然妊娠组相比,IVF-ET组FAK信号通路中有32个基因差异表达,差异表达倍数≥2,其中12个基因上调,20个基因下调。经qRT-PCR验证,IVF-ET与自然妊娠早期胎盘绒毛中的8个FAK信号通路基因表达确实存在差异,与基因芯片检测结果一致。FAK信号通路基因定位显示,IVF-ET来源胎盘绒毛组织FAK信号通路上游基因表达受到影响,胎盘滋养层细胞通过基因表达代偿维持FAK信号通路功能基本正常。结论:IVF-ET来源和自然妊娠来源的早期胎盘FAK信号通路存在基因表达差异,差异表达基因涉及多种FAK信号通路关键功能,影响IVF-ET胎盘绒毛早期发育和功能,同时胎盘滋养层细胞通过改变相关基因表达来代偿IVF-ET技术本身的干扰,以维持FAK信号通路正常功能,满足胎盘绒毛和胎儿发育需要。     

生物芯片技术在肿瘤基础和临床研究中的应用

人类基因组计划的逐步实施以及分子生物学相关学科的迅猛发展,基因序列数据正在以前所未有的速度迅速增长。建立新型杂交和测序方法以对大量的遗传信息进行高效、快速的检测、分析就显得格外重要,生物芯片技术就是在这种情况下应运而生的。常用的生物芯片分为三大类:即基因芯片、蛋白芯片、细胞和组织芯片。生物芯片技术有四大要点:芯片方阵的构建、样品的制备、生物分子反应和信号的检测。生物芯片作为一种高通量的技术,是肿瘤研究的一个有力工具。目前其应用范围大致可以归纳成如下几点:肿瘤基因谱的确定、肿瘤的基因分类、抗肿瘤药物的筛选及临床判断预后。本文概述了生物芯片这一新兴技术在肿瘤研究的状况及临床应用的前景。     

植物内生菌对道地药材道地性的影响

目前,许多植物药用植物都分离到了植物内生菌,不同的植物含有的植物内生菌的种类和数量有很大差异。内生菌在和宿主长期共生过程中,形成了互惠共生的关系。一些植物内生菌能够产生和宿主相同的药物活性物质,从而影响药材的药物活性。因此,植物内生菌对药材的道地性有一定的影响。     

基因芯片技术及其在疾病研究中的应用

人类基因组计划（human genome project,HGP）的完成,极大地带动了人类疾病相关基因的定位、克隆、结构与功能研究。人类基因组草图基本绘就之后,人类基因组计划也由此加入到功能基因组时代;生命科学的重点也由基因序列研究上升为基因功能研究,基因芯片就是在这个背景下发展起来的一项先进技术。与传统方法相比,它具有快速、高通量、高准确性、低成本等特点,能够满足临床基因检测的要求;且其操作简单、易于标准化、适于推广,显示出广阔的临床应用前景。本文就基因芯片技术的研究进展及其在疾病研究中的应用做一简要综述。