从食品安全性考虑，必须关注转基因作物及其产品的非预期效应。迄今，很少有研究涉及转基因作物地下部分的非预期效应。本研究用转录组学方法比较分析了转基因水稻(Oryza sativa cv.)华恢1号及其对应亲本材料明恢63地上及地下部分可能存在的非预期效应。结果显示，华恢1号中外源基因插入位点上、下游100 kb内8个基因的表达水平没有显著性差异。虽可区分出转基因水稻与其亲本之间存在差异性的转录本和差异性表达的代谢途径，但这些差异均不足以引起转基因水稻地上和地下部分的非预期效应。本研究对进一步探索和发现转基因水稻的非预期效应并进行安全性评价提供了线索。

为了探讨精子黏附蛋白基因Spermadhesins(AQN1、AQN3、AWN、PSPⅠ和PSPⅡ)和精子运动抑制因子(seminal plasma motility inhibitor, SPMI)在成熟精子中mRNA表达水平与精子获能和顶体反应之间的关系，本研究采用体外诱导法使猪(Sus scrofa)精子获能并发生顶体反应，再利用半定量RT-PCR(semiquantitative RT-PCR, sqRT-PCR)对精子中Spermadhesins和SPMI mRNA表达差异进行分析。体外诱导结果表明，精子获能率和顶体反应率分别为58.41%和35.34%。sqRT-PCR结果显示，大多数Spermadhesins mRNA表达水平随着获能的时间延长而提高。AQN1和PSPⅡ基因获能4 h后，表达略有增加；获能8 h后，表达水平显著提高(P＜0.05)，但与获能4 h相比差异不显著(P＞0.05)。AQN3与PSPⅠ呈现相似规律，mRNA表达水平在获能4 h后变化不明显，但获能8 h后，与对照组和获能4 h精子组相比，有显著提高(P＜0.05)。AWN mRNA表达水平随着获能时间延长而略有下降，但差异不显著(P＞0.05)。获能4 h后SPMI mRNA表达略有下降，而8 h后又有所提高，无明显规律，且各组间无显著差异(P＞0.05)。经孕酮诱导精子顶体反应后，除AWN基因外，其他基因包括AQN1、AQN3、PSPⅠ、PSPⅡ和SPMI mRNA表达水平都有所提高，但只有PSPⅠ和PSPⅡ mRNA表达显著升高(P＜0.05)，而AWN mRNA表达水平则显著下降(P＜0.05)。Spermadhesins可能对精子获能起正向调控作用或者参与精卵互作，SPMI基因可能不参与精子获能和顶体反应生理过程。研究结果为进一步了解精子的运动、获能和顶体反应机制提供重要参考资料。

猪传染性胸膜肺炎(porcine contagious pleuropneumonia, PCP)是猪(Sus scrofa)的一种接触性呼吸道疾病，引起该病的致病菌是胸膜肺炎放线杆菌(Actinobacillus pleuropneumoniae, APP)，目前该病已成为世界养猪业的五大疫病之一，造成了重大的经济损失。为了提供一种能够保护多种血清型的安全性弱毒疫苗，本研究以APP血清7型菌株WF83 (APP-7-WF83)为基本材料，将卡那霉素抗性基因(Kan)作为抗性筛选基因置换完整的溶血外毒素(Actinobacillus pleuropneumoniae RTX-toxin, Apx)家族中的的毒素Ⅱ激活基因C(apxⅡC)，同时引入APP血清1型菌株(shope4074)的毒素Ⅰ基因的氮端(apxⅠAN)和碳端(apxⅠAC)片段序列，构建重组转移载体pBSLNKAR，电转化将该载体导入亲本菌株APP-7-WF83，获得突变株WF83ΔapxⅡC/apxⅠAN/apxⅠAC。与亲本株(APP-7-WF83)相比，溶血活性检测显示，突变株WF83ΔapxⅡC/apxⅠAN/apxⅠAC无溶血性；PCR鉴定显示，WF83ΔapxⅡC/apxⅠAN/apxⅠAC缺失了377 bp 的apxⅡC，同时插入1 188 bp 的apxⅠAN序列和377 bp的apxⅠAC序列；以0.5 mL的胰蛋白胨大豆肉汤 (trypticase soy broth, TSB)为空白对照，亲本株APP-7-WF83组和突变株WF83ΔapxⅡC/apxⅠAN/apxⅠAC组均以1.1×109 cfu/mL的量接种小鼠(Mus musculus)后，亲本株组小鼠全部死亡，突变株组小鼠没有死亡情况，证实突变株的毒性显著减弱。本研究成功构建了基因缺失复合减毒株WF83ΔapxⅡC/apxⅠAN/apxⅠAC，为进一步研究基因缺失弱毒疫苗提供了基础资料。

垂体同型框转录因子2(paired-liked homodomain transcription factor 2, PITX2)是Wnt/β-catenin信号通路的重要转录因子，在动物细胞增殖、分化、器官形成、垂体发育与胚胎发育等过程中发挥着重要作用。本研究以西农萨能奶山羊(Capra hircus)不同组织为实验材料，利用反转录PCR、TA克隆和生物信息学等方法克隆并分析PITX2基因序列，同时还利用实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)技术研究该基因mRNA的表达规律。结果表明，奶山羊PITX2基因(GenBank登录号: KP721342)编码区全长978 bp，编码325个氨基酸，与牛(Bos taurus)、猪(Sus scrofa)、小鼠(Mus musculus)、大鼠(Rattus norvegicus)和人(Homo sapiens)的序列同源性分别为99%、95%、90% 、90%和93%；PITX2基因在公、母羊的不同组织中均有不同程度表达，属广谱表达，其中，在公羊胰脏的表达量最高，小肠、肺和肌肉次之，在脾中的表达量最低，且胰、肺、小肠、肌肉的表达量均显著或极显著高于其他组织(P＜0.05或P＜0.01)；在母羊肝脏中的表达量最高，乳腺和肺次之，脂肪中表达量最低，且乳腺组织的表达量显著高于心、肾、肌肉和脂肪等组织(P＜0.05)，提示该基因可能与泌乳性能有关。研究结果为进一步了解该基因在泌乳调控中的作用机制提供基础资料。

斑马鱼(Danio rerio)中蝶啶代谢通路调控蝶啶色素合成，而GTP环化水解酶1基因(GTP cyclohydrolase 1, Gch1)是该代谢通路的限速酶。锦鲤(Cyprinus carpio var. koi)是一种被广泛养殖的观赏鱼，有多种的体色组合模式。为了研究锦鲤Gch1基因的功能、保守性及在不同体色的表达模式，本研究组装鲤(Cyprinus carpio)高通量转录组数据，并依此扩增获得锦鲤Gch1全长cDNA序列(GenBank登录号: KP056544)。该基因编码一个由251个氨基酸组成的蛋白。结构域分析发现，该蛋白含有GTP-cyclohydrolaseⅠ 功能域。Gene Ontology注释发现，该蛋白具有水解酶活性分子功能，并参与细胞内含氮化合物代谢和细胞内氨基酸代谢过程。多物种Gch1同源性比较发现，该基因较为保守。适应性进化分析发现，锦鲤与斑马鱼Gch1的非同义替换率(the number of nonsynonymous substitutions per non-synonymous site, Ka)与同义替换率(the number of synonymous substitutions per synonymous site, Ks)比值为0.06，说明该基因在进化中受到强烈负选择压。研究结果表明，锦鲤Gch1 参与蝶啶代谢通路；Gch1在红皮的表达水平显著高于白皮的(P＜0.05)，提示该基因高表达可能导致体色变红。本研究首次阐明Gch1在锦鲤红白体色间的表达差异，为进一步研究Gch1在锦鲤其他体色变化的作用机理提供了基础信息。另外，本研究还揭示Gch1在脊椎动物中的保守性，为研究其他观赏鱼类的体色变化机制提供借鉴。

为了筛选与产量性状或品质性状显著关联的分子标记，本研究利用分布于不同染色体上的88对简单序列重复(simple sequence repeat, SSR)标记对91份我国冬小麦(Triticum aestivum L.)品种(系)进行了位点多态性分析、基于非加权平均法的聚类分析、基于数学模型的群体结构和连锁不平衡分析。结果表明，全部标记共检测到883个等位变异，平均等位变异是10.03；遗传多样性变化范围为0.160~0.932，平均值是0.703；多态性信息含量变化范围为0.148~0.929，平均值是0.667。这些结果显示目前我国冬小麦遗传多样性水平相对较低。其中B基因组的遗传多样性最高，D基因组最低。在多样性指数上，B基因组和D基因组差异显著(P＜0.05)。聚类分析将材料分成3大类，群体结构分析将材料分成4个亚群，类群划分结果与地理来源无明显关系，与系谱来源部分相关。聚类分析和群体结构分析相互补充和印证，使类群划分更加可靠。AMOVA分析显示，材料94%的遗传变异是由群体内不同个体间的差异造成的，6%的遗传变异与群体间的遗传分化有关。基因流数据显示不同的群体或亚群间存在着更频率的基因交流。基因组连锁不平衡衰减距离的“基准线”是r2=0.028 7，全基因组、A、B和D基因组连锁不平衡(linkage disequilibrium, LD)衰减距离分别是4.3、3.7、1.0和4.1 cM。B基因组LD衰减距离较短、衰减较快；A和D基因组LD衰减距离较长、衰减较慢。表明我国小麦LD衰减距离较高，采用全基因策略进行关联分析是可行的。评价我国小麦品种(系)的遗传多样性、群体结构和连锁不平衡，可为今后小麦杂交育种、分子标记辅助选择和关联分析提供参考和依据。

血小板源生长因子受体α(platelet-derived growth factor receptor, PDGFRα)是酪氨酸蛋白激酶受体家族成员之一，在脂代谢中具有潜在的调控作用。本实验旨在克隆猪(Sus scrofa)PDGFRα基因的cDNA全长并分析其组织表达谱。根据GenBank上已登录的人(Homo sapiens)、牛(Bos taurus)和小鼠(Mus musculus)等物种的PDGFRα基因保守序列设计引物，利用反转录PCR和RACE技术，克隆得到猪PDGFRα基因的cDNA序列(GenBank登录号: KP329568)。测序结果分析表明，猪PDGFRα基因cDNA长度为6 360 bp，其中开放阅读框(open reading frame, ORF)为3 270 bp，3'非翻译区(untranslated regions, UTR)为2 964 bp，5'UTR为126 bp，共编码1 089个氨基酸。该基因在基因组中大约横跨148 Mb，包含23个外显子和22个内含子。序列同源性分析表明，猪PDGFRα基因的核苷酸和氨基酸序列与人、牛、绵羊(Ovis aries)、小鼠的相似性较高。蛋白质结构预测发现，PDGFRα蛋白具有2个跨膜螺旋，10个N-连接糖基化修饰位点，75个磷酸化修饰位点以及1个信号肽结构，且N端存在较强的疏水区域，C端则表现出较强的亲水性。实时荧光定量PCR(quantitative Real-time, qRT-PCR)分析表明，该基因在杜洛克猪的心、肝、脾、肺、肾、小肠和骨骼肌等脏器均有表达，其中在脾脏中表达量最高，肾脏、肺脏次之。该基因在不同部位骨骼肌(比目鱼肌、冈上肌、股二头肌、腰小肌、腓肠肌和眼肌)中表达分析显示，在以比目鱼肌为代表的慢肌中表达量要极显著高于在以眼肌为代表的快肌中的表达量(P＜0.01)。比较不同生长阶段PDGFRα基因的表达发现，初生阶段表达量极显著高于断奶和成年阶段(P＜0.01)。本研究获得猪PDGFRα基因cDNA全长、组织表达规律以及在不同肌肉组织中的相对表达量，为进一步研究猪PDGFRα基因的功能提供了基础资料。

放线菌是天然抗生素的重要来源，是寻找天然抗感染活性产物的出发菌。为了分离广西壮族自治区北仑河红树植物内生放线菌，检测其抗菌活性及初步确定活性菌株的分类地位，本研究采集5种红树植物共15份样品，用14种液体培养基富集培养4周后，涂布于相应固体培养基进行分离纯化；以6种细菌和20株白色念珠菌(Candida albicans)为指示菌，采用点植法和滤纸片法对分离到的菌株进行抗菌活性检测；选取其中有抗菌活性的菌株进行16S rRNA基因测序，在属水平初步确定其分类地位。结果表明，共分离到菌株200株，其中从白骨壤(Avicennia marina)、秋茄(Kandelia candel)、红海榄(Rhizophora stylosa)、苦郎树(Clerodendrum inerme)和海漆(Excoecaria agallocha)中分别获得62、43、38、29和28株。根据培养和形态学特征初步剔除重复后得到106株，其中活性菌株52株，阳性率为49.1%，包括21株链霉菌属(Streptomyces)、26株拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)、2株假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)、2株壤球菌属(Agrococcus)和1株栖白蚁菌属(Isoptericola)。其中菌株UMBR 1016和UMBR 1034与已知菌株Nocardiopsis alba DSM 43377T的相似度分别为98.27%和98.37%；菌株UMBR 1008与Nocardiopsis flavescens SA6T的相似度为98.36%，菌株UMBR 1028与Streptomyces pratensis ch24T的相似度为98.49%，这4株内生放线菌的相似度都低于98.6%，可能为拟诺卡氏菌属和链霉菌属的潜在新种。有38株对至少一株细菌有抑菌作用，35株对至少一株白色念珠菌有抑菌作用，阳性率分别达到35.8%和33.0%。广西北仑河红树植物内生放线菌资源丰富，抗菌活性较高，值得深入研究。研究结果将促进我国红树林植物资源的保护与红树植物内生放线菌药用资源的深入开发。

抗病基因的启动子在黄单胞杆菌属(Xanthomonas)病原菌与寄主植物互作中起着重要的作用。番茄疮痂病是由黄单胞杆菌引起的一种严重威胁番茄生产的病害，已有研究表明，病原菌T3小种(X. perforans)与抗病基因Rx4的识别可能与该基因的启动子有关。因此，本研究采用PCR技术从醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)材料PI128216基因组DNA中克隆了Rx4上游2 149 bp的核苷酸序列。经与Plant Cis-acting Regulatory DNA Elements (PLACE)数据库对比发现，该序列中含有启动子基本核心作用元件，赤霉素、脱落酸、乙烯等激素诱导相关的顺式作用元件，干旱、盐胁迫、高低温等非生物胁迫相关的顺式作用元件，大量与病原菌诱发因子表达调节相关的转录因子WRKY和MYB结合的元件，以及抗性元件W-box、G-box等。将该启动子4个不同长度的缺失片段分别与GUS报告基因融合构成表达载体，利用农杆菌介导瞬时表达体系在番茄子叶与烟草(Nicotiana benthamiana)叶片中进行表达。GUS活性定量分析结果显示，仅有-338~-41之间297 bp片段活性很弱，其余3个片段-552~-41之间511 bp片段、-1 285~-41之间1 244 bp片段和-1 285~-552之间733 bp片段的活性依次增强，但差异不明显。因此，-1 285~-338之间的区域对Rx4基因的启动子活性有重要作用。这一发现为进一步研究该启动子类型以及Rx4与番茄疮痂病病原菌T3小种的互作提供了参考。

为分析现有大葱(Allium fistulosum L.)不育系及保持系的基因多态性，本研究利用限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism, RFLP)技术对5个大葱不育系及4个保持系的线粒体基因组进行了对比分析，利用线粒体基因保守序列探针线粒体F0 ATP合成酶复合物亚基6(ATP synthase F0 subunit 6, atp6)、NADH脱氢酶亚基5(NADH dehydrogenase subunit 5, nad5)及细胞色素c氧化酶第Ⅲ亚基(cytochrome c oxidase subunit 3, cox3)和HindⅢ 和 BamHⅠ两种酶切组合进行Southern杂交，结果显示，大葱线粒体基因组存在丰富的多态性，其中HindⅢ/nad5组合中5个雄性不育系均含有一条10 kb大小的特异条带，4个保持系均具有一条7 kb大小的保守特异条带。本研究为大葱不同胞质类型的鉴定提供新的技术手段，也为克隆大葱线粒体基因，阐明细胞质雄性不育的分子机制提供理论依据。

α-(1,2)岩藻糖转移酶基因1(FUT1)是断奶仔猪F18大肠杆菌(Escherichia coli)抗性的重要候选基因。为探讨FUT1基因启动子区的分子结构特征和重要的变异位点，本研究基于前期猪(Sus scrofa) FUT1基因上游序列转录活性双荧光素酶报告基因的检测结果，对表现出启动子活性的FUT1基因上游非编码区-1150~50 bp区域CpG岛、启动子和转录因子结合位点等结构特征进行生物信息学分析，并利用聚合酶链式反应-单链构象多态(polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism, PCR-SSCP)方法对该段序列在野猪和11个不同猪品种中的多态性进行分析。实验结果表明，FUT1基因上游启动子区序列存在3个CpG岛(CpG islands)，分别位于-1104~-886 bp、-796~-619 bp和-316~-130 bp；启动子和转录因子结合位点的特征分析显示，该序列存在特异性蛋白-1(specificity protein 1, Sp1)、核转录因子-2(nuclear transcription factor 2, NRF-2)、E26特异性转录因子(E26 transformation-specific, c-Ets)和GATA结合蛋白1(GATA-binding protein 1, GATA-1)等转录因子结合位点；PCR-SSCP结果显示，FUT1基因的启动子区存在一个T(-726)C的突变位点，共检测到AA、AB和BB 3种基因型，分型后计算出各群体的基因型和等位基因频率，分析结果显示，梅山、荣昌、小梅山 AA基因型频率很低，而野猪以及二花脸、枫泾、淮猪、香猪等中国地方猪品种中仅检测到BB和AB基因型，未检测到AA基因型。本研究结果进一步证实，中国地方猪种和引进猪种F18大肠杆菌抗性的遗传基础存在明显差异，这种差异可能与FUT1基因启动子区T(-726)C位点变异有关。研究结果为可稳定遗传的功能多态位点的筛选以及开展FUT1基因的启动子区调控机理研究奠定基础。

本研究旨在探究江西安义瓦灰鸡(Gallus gallus domestiaus)的遗传多样性和起源。对30只安义瓦灰鸡线粒体基因组(mitochondrial genome, mtDNA) D-loop区全序列的进行PCR扩增和测序(GenBank登录号: KP893677~KP893682)，并结合GenBank中红色原鸡的D-loop区序列，分析安义瓦灰鸡线粒体多态性及其起源。结果发现，安义瓦灰鸡 mtDNA D-loop区全长1 231~1 232 bp，核苷酸多样性(Pi)为(0.006 13±0.000 14)，单倍型多样性(Hd)为(0.837±0.027)。在30只个体中，共发现18处单核苷酸多态位点，6种单倍型。系统发育分析发现，6种单倍型可以分为A、B、C 3个分支，其中C为主要分支，有3种单倍型，A分支有1种倍型，B分支有2种倍型。A和B分支与红色原鸡滇南亚种(Gallus gallus spadiceus)聚为一类， C分支与4个原鸡亚种聚为一类。研究结果表明，安义瓦灰鸡mtDNA D-loop区有丰富的多态性，并且有多个母系起源，从分子水平上为安义瓦灰鸡的遗传资源保护和开发利用提供了参考。

辣椒(Capsicum annuum)是茄科茄亚族辣椒属一年生或多年生植物，也是全球最重要的蔬菜作物之一。辣椒与番茄(Solanum lycopersicum)和马铃薯(Solanum tuberosum)同属茄科作物，具有相同的染色体数目，但与两者的基因组大小差异巨大。在茄科作物的进化史中，辣椒的基因组在较短时间内发生了快速扩增，使其成为进化生物学研究的理想材料。近十年来，技术革新使该领域的研究不断深入，辣椒基因组的扩增、染色体重排的类型、全基因组复制、果实发育生物学、辣椒素合成基因的进化和人工选择的分子印迹等逐渐被阐释。本文总结了该领域的研究进展，并对未来研究方向进行了展望，为辣椒种质资源的改良和分子育种提供重要参考资料。

方便、快捷和低成本监测藻细胞油脂含量的方法对微藻生物质能源的研究有重要意义。本研究首先氮限处理培养小球藻(Chlorella vulgaris sp.)，采用索氏提取法测定不同生长阶段小球藻细胞脂质含量，结果显示随着培养时间增加，脂质含量相应增加，培养第四天脂质增加至最高(12%~13%)。同时利用利用三种染色法(尼罗红荧光分光光度计法、苏丹黑B染色分光光度计法和油红O染色分光光度计法)测定不同生理状态小球藻细胞总脂相对含量，结果表明3种染色方法所测的吸光度值与索氏提取法测定的油脂含量均呈线性相关，可以用回归方程y=kx+b(y为脂质百分比含量，x为测定吸光值)表示。尼罗红染色法的回归方程为y=0.009543x+3.087(580 nm荧光测定值)，相关系数R2为0.957 7(P＜0.001)。苏丹黑B染色法的回归方程为y=30.06x+3.705(600 nm测定光密度值)，相关系数R2为0.960 3(P＜0.001)。油红O染色法的回归方程为y=72.83x-27.87(600 nm测定光密度值)，相关系数R2为0.887 8(P＜0.005)，但此法测定的光密度值范围仅0.4~0.6。这些结果表明三种染色法可以用来测定小球藻脂质含量，尼罗红法需采用测定荧光的分光光度计，方法简单快速，结果灵敏，但成本相对较高。苏丹黑B染色法测定步骤相对繁琐，但所用仪器较为普通，试剂成本也较低。油红O法测定结果灵敏度较低，且误差较大。本研究为不同实验室如何选择染色法测定微藻脂肪含量提供有益指导。

基因打靶是一项以DNA同源重组为基础，在基因水平上进行定向可遗传性修饰的新型分子生物学技术。无启动子基因打靶技术的建立，对于提高基因定点整合效率以及外源基因的正确表达非常重要。本实验通过PCR技术对pIRES2-EGFP中的neor基因片段进行扩增，并在其上下游增加BamHⅠ和BglⅡ的限制性酶切位点。将得到neor基因片段连接至载体pMD19-T simple Vector上，命名为pMD-neo。用BamHⅠ和BglⅡ对pMD-neo与pEGFP-C1进行酶切，连接目的片段后获得中间质粒pEGFP-neo。随后使用Bsp1407Ⅰ和SfiⅠ对pEGFP-neo和pIRES2-EGFP进行酶切、连接构成另一中间质粒pIRES-EGFPneo。通过BamHⅠ与MluⅠ对pIRES-EGFPneo和pMD-MCS进行酶切，连接目的片段后得到最终的基础型无启动子打靶载体pMCS-IEN。将PGK启动子连入用于克隆上游同源臂的多克隆位点中，并转染Hela细胞对载体进行检测。结果表明，基础型无启动子基因打靶载体上的筛选标记基因可以富集具有G418抗性且绿色荧光表达阳性的细胞克隆，具有较好的生物学活性。本研究为利用基因打靶技术制作转基因动物提供了比较便利、高效的方法策略。