硫代葡萄糖甙(glucosinolates, GS)是一种含氮、硫的重要植物次生代谢产物，是十字花科蔬菜风味的主要来源。本研究根据拟南芥(Arabidopsis thaliana)和大白菜(Brassica rapa ssp. pekinensis)基因组序列信息，比对GS生物合成相关基因的序列信息，发现大白菜中与GS含量相关的候选基因102个，分布于10条染色体上。拟南芥GS合成基因在大白菜中的同源基因个数分别为：零拷贝基因8个、单拷贝基因13个、 2拷贝基因17个、2个以上多拷贝基因14个。通过FASTPCR6.0软件分析目标基因上下游序列各5 kb，共开发出237个简单重复序列(SSR)位点，16个基因没有发现SSR位点，72个基因存在1~4个SSR位点，5个基因存在5个SSR位点，4个基因存在6个SSR位点，4个基因存在7个SSR位点，1个基因存在8个SSR位点。所开发的SSR位点中，共发现4种重复类型：单核苷酸重复最多，共122个，占SSR总数的51.4%；其次是二核苷酸重复类型，共48个，占SSR总数的20.3%；三核苷酸重复类型最少，共7个，占SSR总数的3.0%，另外60个SSR无明显的重复类型。具有SSR位点的86个基因中，77个基因可以设计SSR特异引物，其中49对特异引物在供试的75份大白菜高代自交系中得到有效扩增。其中16对引物具有多态性，占全部引物的20.8%； 18对引物无多态性，占全部引物的23.4%；15对引物杂带多，占全部引物的19.5%；另外28对引物无扩增产物，占全部引物的36.4%。最终11对获得了清晰多态性扩增产物，共检测出26个等位基因。本研究为分子标记辅助选择培育高有益GS成分的大白菜新品种提供了基础资料，进而加快大白菜营养品质育种的进程。

肌肉生成抑制素(myostatin, MSTN)是肌肉发育的负调控基因，突变后会引起肌肉的过度发育，在肉用动物育种中有非常重要的价值。本研究利用锌指核酸酶(zinc finger nuclease, ZFN)对牛(Bos taurus)MSTN基因的第二外显子特异性剪切，诱导该基因的突变，从而达到敲除该基因的目的。首先对脂质体介导的双质粒共转染牛成纤维细胞的条件进行优化，获得的共转染效率高达19.27%；之后利用两组ZFNs对牛成纤维细胞进行转染，单细胞通过口吸法移入96孔板，经扩大培养后进行PCR筛选，获得18株MSTN基因突变细胞株，其中包括一株双等位基因敲除的细胞系，两组ZFNs对牛成纤维细胞的突变效率分别为6.05%和3.84%；最后，挑选一株突变细胞系进行体细胞核移植研究，共获得24枚重构胚；将去除透明带的重构胚培养于2i培养液中，获得囊胚来源的类滋养层干细胞，通过PCR和测序检测，证明该细胞系在MSTN基因第二外显子具有与供体细胞相同的突变。结果表明，所合成的两组ZFNs可以在MSTN作用位点引起突变，具有很高的突变效率，而且能获得双等位基因突变的细胞株，获得的细胞株能够用作体细胞核移植的供体细胞。本研究为肉用牛的品质改良和育种工作提供了基础资料。

FAM134B基因对肌内脂肪沉积有重要的调控作用，为了进一步了解FAM134B基因的结构与功能及其对山羊(Capra hirus)肉质的影响，本研究以川中黑山羊为实验动物，采用RT-PCR技术克隆了山羊FAM134B基因，并对核苷酸序列和氨基酸序列进行生物信息学分析，运用实时荧光定量PCR技术检测了FAM134B mRNA的 表达情况，对肌肉组织中FAM134B mRNA表达与肌内脂肪(intramuscular fat, IMF)含量进行了关联分析。结果表明，山羊FAM134B基因(GenBank登录号: KF684947.1)cDNA全长1 071 bp，编码356个氨基酸，预测蛋白序列含有4个N-连接的糖基化修饰位点，20多个磷酸化位点；系统进化树分析显示，山羊FAM134B核苷酸序列与牛(Bos taurus)的相似性最高；荧光定量PCR分析表明，FAM134B在山羊的心、肝、脾、肺、肾、背最长肌和腿肌中均有表达，其中在肝脏的表达量最高，脾的表达量最低；相关分析显示：山羊背最长肌、腿肌中FAM134B mRNA表达与肌内脂肪含量呈显著正相关。研究结果显示，FAM134B基因可能对山羊肌内脂肪沉积起着重要的调控作用。本研究为进一步了解FAM134B基因的功能及其在反刍动物IMF代谢中的作用和营养调控机制提供一定基础资料。

灯盏花乙素(scutellarin, Scu)具有清热解毒、扩张心脑血管、改善微循环等作用。通过观察不同浓度Scu对猪肾小管上皮细胞(pig kidney proximal tubular, LLC-PK1)热休克蛋白72(heat shock protein 72, HSP72)、B细胞淋巴瘤/白血病-2(B-cellymphoma/leukemia-2, Bcl-2)及Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein, Bax)表达的影响，探讨灯盏花乙素提高细胞耐热性的可能机制。将培养的LLC-PK1细胞随机分为37 ℃空白对照(Ⅰ组)，42 ℃单纯热应激1 h(Ⅱ组)，以及分别用不同浓度(1×10-5、1×10-6和1×10-7 mol/L)Scu处理并42 ℃热应激1 h组(分别为Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组)，提取各组细胞总RNA和总蛋白，用实时荧光定量PCR和Western blot分别检测HSP72、Bcl-2和Bax基因及蛋白的表达量。结果显示，与Ⅰ组相比，Ⅱ组LLC-PK1细胞HSP72和Bax 的mRNA及蛋白表达量显著升高(P<0.05)，Bcl-2/Bax mRNA和蛋白比值显著降低(P<0.05)，Bcl-2 mRNA和蛋白表达量并无显著差异(P＞0.05)。与Ⅱ组相比，Ⅳ和Ⅴ组LLC-PK1细胞HSP72 mRNA和蛋白的表达量均显著升高(P＜0.05)，Ⅲ组无显著差异(P＞0.05)；Ⅳ组细胞Bcl-2 mRNA和蛋白表达量均显著升高(P＜0.05)，Ⅲ和Ⅳ组并无显著差异(P＞0.05)；Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组Bax mRNA和蛋白表达量均显著降低(P＜0.05)；Ⅳ和Ⅴ组Bcl-2/Bax蛋白比值显著升高(P＜0.05)。研究结果表明，热应激条件下Scu可诱导LLC-PK1细胞HSP72表达，提高Bcl-2/Bax比值。结果提示，Scu可增强细胞的抗热休克作用。本研究丰富了体外培养细胞热应激反应的理论，为在实践中增加细胞抗热休克能力提供了理论依据。

为了寻找影响鸡(Gallus gallus)繁殖性状的候选基因，本研究利用单核苷酸多态(single nucleotide polymorphism, SNP)芯片分型技术，利用已报道的影响鸡繁殖性状的29个位点对396只京海黄鸡母鸡的29个位点直接进行SNP分型，并对11个繁殖性状进行关联分析。结果发现，29个SNP中，有12个SNP与至少1个繁殖性状关联显著(P＜0.05)，其中有7个SNP同时与2个繁殖性状关联显著(P＜0.05)。所有繁殖性状中，与京海黄鸡开产体重关联显著的SNP有1个，与京海黄鸡462 d产蛋数关联显著的SNP有2个，与蛋重关联显著的SNP有6个，与开产体重关联显著的SNP有6个，与综合选择指数关联显著的SNP有2个，与后代健雏率关联显著的SNP有1个，没有发现与300 d产蛋数、300~462 d产蛋数和后代孵化率关联显著的SNP。同时，根据这些位点的群体遗传参数发现，12个SNP的平均多态信息含量偏低，说明京海黄鸡有持续选育提高的可能性和必要性。大部分有利基因型为纯合基因型，但有部分基因型为杂合基因型。对与12个SNP最近的功能基因犰狳(Priodontes maximus)重复基因(armadillo repeat gene deleted in velocardiofacial syndrome, ARVCF)、集落刺激因子3受体基因(colony stimulating factor 3 receptor, CSF3R)和ODZ同源物2基因(odz, odd Oz/ten-m homolog 2, ODZ2)的功能探讨发现，这些基因可以通过不同的途径影响鸡的繁殖性状。本研究为鸡繁殖性状候选基因的进一步研究提供了基础资料。

豆科植物-根瘤菌共生体系因固氮能力卓越，肥土效应明显，常被作为先锋植物进行环境修复。利用qRT-PCR分析铜胁迫下天蓝苜蓿(Medicago lupulina L.)与根瘤菌(Sinorhizobium meliloti,CCNWSX0020)共生固氮过程中差异基因时，由于环境中铜离子差异可能使持家基因表达不稳定，因此需要筛选合适的持家基因作为内参。本研究选取8个天蓝苜蓿的持家基因 (肌动蛋白 (beta actin, ACT)、组蛋白 (histone H2A, H2A)、核糖体蛋白18S (ribosomal 18S, 18S)、微管蛋白 (tubulin beta, TUB)、泛素连接酶 (ubiquitin, UBI)、延伸因子1 (elongation factor 1, EF1)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, GAPDH)和亲环蛋白 (cyclophilin, CYP)) 作为候选内参基因，人工模拟不同水平铜 (浓度分别为50、100、150和200 mg/kg) 污染，以接种根瘤菌后30 d的天蓝苜蓿根为材料，筛选最佳内参基因。经引物特异性及PCR扩增效率检测，各候选内参基因引物均符合稳定性筛选要求。荧光定量PCR分析结果表明，8个候选内参基因的表达水平和稳定性随铜离子浓度不同而呈现差异。在线评估所有样品中候选内参基因表达稳定性，结合geNorm软件分析最佳内参基因组合数目，结果发现，最适内参基因组合为GAPDH和EF1；分别在线评估不同铜浓度处理下候选内参基因表达稳定性，结果表明，低浓度铜 (≤50 mg/kg) 处理下最佳内参基因为GAPDH，中高浓度铜 (≥100 mg/kg) 处理时最佳内参基因为UBI。本研究结果为铜胁迫下天蓝苜蓿共生结瘤过程中差异基因的表达分析提供了基础资料，同时为其他重金属胁迫下内参基因的筛选提供了参考和借鉴。

烟叶香气类型受到生态环境和栽培条件的影响，为解析生态环境对烟叶香气风格形成的影响，本研究利用定制的烟草(Nicotina tabacum L. cv.)芯片对种植在河南平顶山(浓香型)、云南省玉溪(清香型)和贵州遵义(中间香型)3个不同生态区的同一烟草品种K326的同一叶位(中部叶)、相同叶龄(60 d)的叶片基因表达谱进行了比较研究，共发现有效差异表达基因920个。通过功能注释和代谢途径分类发现，初生代谢途径中碳水化合物的代谢可能对不同香型风格烟叶的形成起到了较大影响作用，而氮代谢的影响较小。而在次生代谢中，苯丙烷类合成、生物碱合成、萜类代谢途径起到较大的作用。另外，氨基酸的代谢可能也对不同香型风格烟叶的形成起到了重要作用；其中，光合作用中起到重要作用的磷酸烯醇式丙酮酸碳羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase 1, PPC1)、碳水化合物中淀粉代谢相关的细胞壁转化酶(cell wall invertase 1, CWINV1)、萜类代谢关键酶3-羟-3甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coA reductase, HMGR1)和萜类合成酶(terpene synthase 21, TPS21)、以及生物碱合成相关基因均在河南平顶山烟叶中表达量最高，贵州遵义次之，云南玉溪最低；类胡萝卜素合成关键基因八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase, PSY)的表达量在河南平顶山最低，其次是云南玉溪，在贵州遵义表达量最高。而类胡萝卜素降解关键酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双氧合酶(nine-cis-epoxycarotenoid dioxygenase, NCED4)基因表达量表现出云南玉溪最高，贵州遵义次之，河南平顶山最低。淀粉降解相关的葡聚糖磷酸化酶(α-glucan phosphorylase, PHS1)基因在云南玉溪表达量最高，河南平顶山次之，贵州遵义最低。结果提示，这些基因的差异表达可能对不同香型风格烟叶的形成起到了重要作用，该研究为进一步采用农艺措施调控提供了理论支撑。

干旱响应元件结合蛋白(dehydration responsive element-binding protein, DREB)类转录因子是干旱应答元件的结合蛋白，在植物响应非生物胁迫时发挥重要作用。本研究基于胡萝卜(Daucus carota L.)转录组数据，检索和拼接获得一个胡萝卜DREB类转录因子基因序列，并根据其序列设计引物，采用RT-PCR方法从黑田五寸获得该胡萝卜转录因子基因DcDREB-A6(GenBank登录号: KM386646)。序列分析显示，来源于胡萝卜中的DcDREB-A6基因含有993 bp的开放阅读框，编码330个氨基酸。氨基酸组成成分、理化性质、亲水性/疏水性和三级结构分析结果显示，胡萝卜DcDREB-A6转录因子蛋白质分子量为36.68 kD，等电点为6.00，属于亲水性蛋白。进化树分析显示，DcDREB-A6属于APETLA 2/乙烯反应元件结合蛋白(AP2/ERF)家族转录因子中DREB亚族中的A6组。空间结构表明，该转录因子结构域具有典型的植物AP2/ERF家族转录因子的结构特征，有1个α螺旋和3个β折叠。实时定量荧光PCR证实，胡萝卜DcDREB-A6转录因子基因受高温、低温和高盐胁迫诱导，分别在高温、低温处理4和2 h后表达量增加2倍左右；盐胁迫对其影响较大，处理8 h时，基因表达量增加4.6倍；而干旱胁迫下该基因表达变化幅度相对较小。胡萝卜DcDREB-A6转录因子基因能够响应高温、低温、干旱和高盐等非生物胁迫，本研究结果有助于进一步开展胡萝卜DREB类转录因子的逆境调控研究。

为建立高效的海岛棉遗传转化体系，本实验以新疆海岛棉 (Gossypium barbadense L.) 品种新海13号、新海14号、新海16号茎尖为转化受体，采用农杆菌介导法，研究不同苗龄茎尖、菌液浓度、侵染时间及共培养时间对基因转化的影响，建立了农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系。最佳转化体系为：将生长4 d的无菌苗茎尖浸入农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)菌液浓度OD600为0.5的菌液中，浸染10 min，共培养48~72 h后，移至卡那霉素浓度为150 mg/L的选择培养基进行筛选，25 d后转移到生根培养基培养，获得抗性苗，经嫁接或者直接移栽，获得29株抗性植株；经过PCR和RT-PCR检测，初步证明抗除草剂5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶基因(5- enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase, EPSPS)已导入海岛棉基因组中。该转化体系的建立为海岛棉的转基因育种提供了技术支持。

小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts, MEFs)作为胚胎干细胞培养的饲养层细胞，受到细胞代次等因素限制，需要长期反复制备，消耗大量的实验动物。寻找可替代小鼠胚胎成纤维细胞支持干细胞生长增殖的稳定细胞系，对于降低干细胞的培养成本和减少工作量具有重要意义。L-Wnt3a细胞是一个能够稳定向细胞外分泌Wnt3A蛋白的永生细胞系，目前尚不清楚其是否支持小鼠胚胎干细胞的培养。本研究探讨L-Wnt3a作为饲养层细胞对于小鼠(Mus musculus)胚胎干细胞系的建立以及该细胞条件培养液对无饲养层培养小鼠胚胎干细胞的影响。实验结果表明，丝裂霉素C浓度为10 μg/mL，作用4 h时，可显著抑制L-Wnt3a细胞的体外生长而不影响细胞的活力。用该细胞制备饲养层，原代分离、培养小鼠胚胎干细胞，成功建立小鼠胚胎干细胞系。利用L-Wnt3a细胞制备条件培养液进行胚胎干细胞的培养，结果显示，L-Wnt3a条件培养液可支持小鼠胚胎干细胞在无饲养层条件下自我增殖，该条件下培养的胚胎干细胞表达碱性磷酸酶、Oct4、Sox2、Nanog、E-cadherin (E-CAD)和SSEA-1多能性因子，并能够在体内、外分化为3个胚层，形成嵌合体后代。L-Wnt3a细胞作为饲养层细胞，能够成功分离获得小鼠胚胎干细胞，可以避免小鼠胚胎成纤维细胞作为饲养层细胞存在的代数限制、制备繁琐等问题；并且L-Wnt3a条件培养液可以在无饲养层条件下维持小鼠胚胎干细胞的自我更新，能够在一定程度上有效避免饲养层细胞对胚胎干细胞造成的不利影响。

微滴数字PCR(droplet digital PCR, ddPCR)是一种基于泊松分布原理的核酸分子绝对定量技术，在核酸分子的绝对计数/定量领域具有极大的应用潜力。本研究基于ddPCR平台，以转基因水稻(Oryza sativa)T1c-19和转人乳铁蛋白基因基因山羊(Capra hircus)134为例，建立了转基因生物 (genetically modified organisms, GMOs) 外源基因拷贝数分析方法，并比较了其与传统的实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qRT-PCR) 和Southern blot方法的准确性。实验数据表明，T1c-19的杀虫晶体蛋白基因 (insecticidal crystal protein, Cry1C*)在qRT-PCR和ddPCR测定结果比较一致，约为2拷贝，但已报道的Southern blot分析结果为1拷贝；ddPCR对bar基因的分析结果高于qRT-PCR，分别为2.09拷贝和1.51拷贝。转人乳铁蛋白基因(human lactoferrin, HLF)山羊134在qRT-PCR和ddPCR的分析结果基本一致，均测得含有1拷贝的HLF基因。研究结果表明，微滴数字PCR方法是一种经济、快速和准确的外源基因拷贝数分析新方法，灵敏度和准确性高，将会在拷贝数分析中广泛应用。

玉米(Zea mays L.)病害的发生和流行是限制玉米高产稳产的重要因素。玉米细菌性褐斑病是目前具有潜在危害性的病害之一，在抗性基因遗传规律和染色体定位研究方面取得一定进展，但在基因克隆、功能鉴定等研究上进展较为缓慢，利用构建的Fosmid文库克隆抗病候选基因是目前较为快捷和有效的方法之一。本研究以玉米细菌性褐斑病的抗病自交系F349为材料构建了玉米Fosmid文库，克隆总数约为3.7×105个，平均插入片段长度为32 kb，实现4.73倍的玉米基因组覆盖，筛选到任意基因或序列的概率达到了99.12%。基于该文库，利用不同引物组合进行了两个类受体蛋白激酶基因(Psy1和Psy2)的克隆筛选，得到14个阳性克隆，其中4个阳性克隆包含Psy2基因和Psy1基因部分片段；3个阳性克隆包含完整Psy1基因；对其中两个阳性克隆13-12F-23和32-4A-6的测序结果显示，Psy1基因的启动子和内含子分别被插入了10.0 和13.5 kb的外源片段；13.5 kb的插入片段是LTR家族的huck反转录转座子，10.0 kb的插入片段是含有helitron转座元件的复杂转座子；扩增到了Psy1基因的cDNA全长，说明这两种类型反转录转座子的插入并未使基因失活。本研究为玉米基因的克隆和功能分析提供了一种可行的研究途径。

大黄鱼东海1号是以2000年采捕自浙江岱衢洋的野生大黄鱼(Pseudosciaena crocea)为基础群体，采用群体选育技术，以生长速度和耐低温为选育指标，经过十余年、连续5代选育而获得的水产新品种。在相同养殖条件下，该品种19月龄时体长生长速度比当地商品苗快6.06%，体重生长速度快15.57%；10月龄鱼在6 ℃条件下，存活率比当地商品苗高22.5%。2010~2012年，繁育的东海1号大黄鱼中试规模累计达7万m3水体，取得了较好的社会和经济效益。本文介绍了东海1号选育过程、品种特征及优良性状和中试情况，并初步分析了该品种优良性状的分子(理论)基础，为该品种的推广养殖以及其他水产新品种的培育提供信息和借鉴资料。

向分化的体细胞内导入特定的诱导因子，可将其重编程为诱导多潜能干细胞 (induced pluripotent stem cells, iPSCs), iPSCs同胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)一样具有自我更新并维持未分化状态的能力。iPSCs的出现，有效地解决了ESCs研究领域存在的伦理道德限制和免疫排斥问题。自2006年国际上首次成功获得小鼠(Mus musculus)诱导多潜能干细胞以来，iPSCs研究发展迅猛。从利用病毒载体到普通质粒载体，从导入DNA、RNA和蛋白质，再到利用小分子化合物组合进行体细胞重编程，iPSCs诱导技术正在向多元化发展；同时，研究者们对细胞重编程机理的认识也在加深。与此同时，大家畜iPSCs研究领域也相继获得了猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)和绵羊 (Ovis aries)等动物的iPSCs，并得到了iPSCs嵌合猪和iPSCs嵌合羊。由于猪等大家畜不仅在解剖和生理结构等方面与人相似，还是人类(Homo sapiens)最主要的肉类和奶类等食物来源，关系着人类的健康，因此大家畜iPSCs在临床应用和生产实践上具有重大价值。鉴于此，本文对iPSCs诱导方法、效率、机制和大家畜iPSCs研究现状做一综述。

为了减少百合(Lilium)育种的盲目性，提高育种效率，本文主要以作者在百合育种工作中的结果和经验为基础，对现代百合品种与野生种的关系、百合组内杂交和组间杂交的差异、现代百合品种的育种途径、非整倍体百合的培育以及百合杂交中特殊现象的机制与新假说(即：百合倍性间杂交的胚乳中含有5个或以上相同基因组是其发育和杂交成功之关键)等方面进行了概述，为百合育种工作者提供有益的参考资料。