分子生物學概述精選(九篇)

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第1篇：分子生物學概述范文

關鍵詞：教學方法；分子生物學；實驗教學

Discussion about educational reform on teaching of molecular biology for undergraduate major in biotechnology

Shen Xin

Beijing Forestry University， Beijing， 100083， China

Abstract： In this paper， teaching approach was probed in regards of content， method and experiment on the course of molecular biology for undergraduate major in biotechnology. In the reform of course content， we had reduced the content overlaid with other courses for instance the knowledge on genetic information transmission and meanwhile increased the content on updated knowledge. In reform of teaching method， we introduced guiding type educational approach. In reform of course experiment， open type experiment was established. Through the presented reform， students become more active in studying the correlated knowledge and become more capable on experiment. The teaching effect get improved.

Key words： teaching method； molecular biology； experiment teaching

分子生物學是生物類本科教育中一門主要的基礎課，它以探究生命過程中生物大分子的結構與功能為主要內容，以解析基因組和蛋白組中生物大分子在各個生命過程中的作用、基因表達調控機制以及信號傳遞網絡為主要研究目標[1-3]。生物大分子結構與功能的研究滲透于生理學、發育生物學等各學科研究中，相關的知識構成了基因組、轉錄組和蛋白組研究的重要基礎。掌握分子生物學的原理和實驗技術對生物類學生認識生命的本質，培養生命科學研究能力至關重要，也有助于后續專業課程的學習，為將來進一步深造奠定堅實的基礎。從學科特點而言，分子生物學是一門新興學科，理論體系處在一個不斷發展和完善的階段，研究方法也在不斷創新。分子生物學課程知識點多而分散，實驗涉及的內容較為復雜，要求我們在教學中一方面要適時地更新教學內容，滿足學生掌握分子生物學發展動向的需要，另一方面要充分調動學生的學習積極性，培養學生的創新意識和從事科學研究的能力。我們在多年分子生物學課程的教學改革和課程建設中，針對生物技術專業的分子生物學教學分別從教學內容、教學方法和實驗教學等方面進行了探索，具體情況如下。

1 加強新知識點教學內容，深化對生命本質的認識

知識更新快是分子生物學一個鮮明的特點，如何將經典的基礎知識與新知識點結合起來是分子生物學教學中需要探討和解決的問題。在前期分子生物學教學中，我們以經典的遺傳信息傳遞過程為主線，側重對基礎知識的介紹，新知識點雖有涉及，但遠不能反映學科的發展。近年來，隨著生命科學研究的不斷深化，真核生物基因表達調控機制、信號傳遞網絡、生物大分子在生命過程中的作用等方面科研成果不斷涌現，轉錄調解因子的組合調控機制、組蛋白修飾與DNA甲基化、異染色質化、轉錄后基因沉默、細胞對環境信號的感知及信號轉導機制等已經成為發育生物學、生理學及其他學科研究的熱點[4-9]。了解和掌握這些知識對學生認識生命過程的本質具有重要意義。在已往的教學中，我們用較多的課時講解以中心法為基礎的遺傳信息流的基本原理，但在教學實踐中我們發現這部分內容與其他課程存在較大的重疊，一個主要的困惑是學生在學習過程中重復學習相同的知識點，這在很大程度上影響了學習的積極性。另一方面，在經典教材中真核生物組合調控、表觀遺傳學、基因轉錄后調控等內容篇幅明顯偏低，而這些內容正是目前分子生物學發展的熱點，對學生認識生命過程的本質尤為重要。如何更合理地安排學時，兼顧基礎知識與科學發展新動向，是我們教學改革的重要環節。通過摸索，我們在教學實踐中適當減少遺傳信息傳遞的課時，壓縮與其他學科重復的內容，增加了對真核生物組合調控機制、DNA甲基化修飾、組蛋白N端修飾、真核生物信號轉導等內容。通過對教學效果的評估，我們觀察到，教學內容的調整增強了學生學習的積極性，提高了他們對課程重要性的認識，同時也使學生對生命過程的本質有了更深刻的認識，為后續生理學和發育生物學的學習奠定了基礎。

2 調整教學方法，培養創新意識

興趣是學習的動力，充分調動學生的學習積極性是教好這門課的關鍵。多年的教學經驗告訴我們，灌輸式教育不利于學生學習興趣和創新意識的培養，容易導致學生形成死記硬背的不良學習習慣。在灌輸式教育模式下，學生處于被動學習狀況，學習的積極性不高，思考問題的意識和分析問題的能力不強。為改變學生被動學習的現狀，克服灌輸式教育帶來的不利影響，我們需要對教學方法進行改革，為此，我們在課程建設過程中嘗試了導向性教學。在教學過程中，我們指定適量的文獻作為課外閱讀材料，以知識獲得過程為主線，引導學生分析討論前人發現問題與解決問題的過程，并幫助他們分析、總結相關實驗方案。通過教學方法的改革，學生不僅學到了相關的基礎知識，還學到了科學家發現問題、解決問題的思路和方法以及科學家為科學獻身的精神。另外，搜集獲取科學文獻的能力是從事科學研究能力的重要方面。專業外語閱讀能力對學生獲取知識非常重要，我們在導向性教學中采取了雙語教學的方式，結合導向性教學給學生布置英語閱讀任務，讓學生自己搜集資料，使學生既培養了創新意識也提升了搜集文獻的能力。通過教學方法的改進，學生增強了對分子生物學的學習興趣，也提高了他們的綜合分析能力，更重要的是，通過導向性教學，學生逐步養成了獨立思考的習慣并提高了創新意識。

3 強化實驗基礎，注重能力培養

分子生物學研究策略被廣泛應用于當今的生物學研究中，分子生物學方法在科學研究創新中扮演著越來越重要的作用，分子生物學實驗技能的培養對發展學生潛能，提高畢業生質量至關重要，在加強學生素質教育與培養創新能力方面有不可替代的作用。相對于理論教學，實驗教學具有實踐性、綜合性和創新性的特點，對學生學習興趣和科研能力的培養有很大幫助。為培養具備較強科研能力的生物科學專業和生物技術專業畢業生，我們在分子生物學教學實踐中設置了開放性實驗，內容包括核酸的提取與純化、電泳分離與鑒定、分子克隆、PCR擴增、原核表達及蛋白質親和層析等實驗。這些實驗在當今生物學研究中被廣泛應用，掌握這些研究方法對學生科學研究能力的培養大有益處，我們期待學生通過實驗環節掌握分子生物學實驗的基本原理和基本技能。為配合實驗課開展，在教學中我們用較大篇幅介紹基本實驗的原理和新技術，包括生物大分子的制備技術、PCR技術、雜交技術、RNAi技術等。在教學實踐中我們發現學生對分子生物學實驗表現出濃厚的興趣，參與實驗的積極性很高。通過實驗，學生對科學研究過程有了深刻的感性認識，這對學生了解知識獲得的途徑和方法有很大幫助。在實驗教學過程中，我們發現，前期的實驗課存在明顯的不足，主要表現為實驗原理的相關基礎知識不足和實驗準備環節的欠缺。在前期教學實驗中，實驗準備由教師完成，學生用教師配好的緩沖液、培養液進行操作，雖然能夠獲得不錯的實驗結果，但對學生能力的培養不利，學生常常不了解緩沖液中各成分的作用，對培養液配制中需要注意的問題也缺乏了解，我們認為這些問題涉及學生的基本素質，關系到能力的培養，為此在教學中我們采取了一些針對性的措施。一方面在理論課中增加了與實驗技術相關的基礎知識的介紹，如對核酸提取緩沖液、蛋白提取中的細胞裂解液等作了詳盡介紹[10-12]，通過講解使學生對變性劑、抗氧化劑、緩沖劑、離子型與非離子型表面活性劑等成分的作用有了充分的認識與了解，對蛋白質和核酸純化原理有了全面的掌握。另一方面，在教學環節中，我們將實驗改為開放性實驗，要求學生自己準備實驗，教師做必要的指導，通過這些措施使學生將分子生物學論課上學到的知識與實際操作過程相互印證。開放性實驗使學生分子生物學實驗技能得到了顯著提高，為學生獨立操作實驗和培養良好的科研能力打下堅實基礎。

4 結束語

經過幾年的教學實踐，我們逐漸摸索出分子生物學教學的一些方法和技巧，并通過教學內容和教學方法的改革激發了學生的學習熱情和主動性，不僅使他們掌握了分子生物學的基礎理論，更重要的是培養了他們發現問題的意識和解決問題的能力，養成了獨立思考的習慣，教學改革顯示出良好的效果。今后，我們還將繼續探索，讓分子生物學理論和實驗教學在生物科學與生物技術本科生培養過程中發揮更大的作用。

參考文獻

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第2篇：分子生物學概述范文

分子生物學概述

生命是不分貴賤的，所以在食品安全這一關系到全人類的問題上，每個人都對它有特別的關注。有些不該在食品中出現的東西或者過量的東西，導致了人類或者其他生物受到了嚴重的損害，甚至影響了社會秩序的正常發展。作為一個發展中國家和一個人口大國，產品的制造加工是不可避免的的，食品安全問題就顯得更加重要。以往傳統的檢測方法不僅過程冗雜繁瑣，而且還保證不了它的安全性能，使安全檢測問題變得更加突出，應運而生的就是分子生物學調控下的全新技術，并被廣泛傳播。

分子生物學概念。分子生物學是通過研究生物大分子（核酸、蛋白質）的結構、功能和生物合成等方面來闡明各種生命現象的本質。研究內容包括各種生命過程。比如光合作用、發育的分子機制、神經活動的機理、癌的發生等在分子水平上的展開研究的科目。

分子生物學的應用意義。在如今的各種領域內，人們合理運用分子生物學提出了各類問題相對應的解決方法，利用酶對底物的催化作用，利用仿生學原理，提出了各種新的想法，加快了工業生產的時間，提高了工業生產的效率，給工業的道路注入了新的方向。另外分子生物學在食品檢測方面的運用，使食品質量問題有了更大的進步空間。

常見的分子生物方法在食品微生物檢測中的應用

核酸雜交法。核酸雜交法是利用互補的核苷酸序列，通過沃森_克里克堿基配對形成非共價鍵，從而形成穩定的同源或異源雙鏈分子的過程。通過各種雜交技術，以同位素標記法標記一段堿基序列為引導，帶領我們尋找它們獨特的性質，去發現一個全新的世界。

質粒 DNA 圖譜分型技術。該方法原本是對細菌病毒噬菌體等原核生物進行調查研究。第一步先通過堿裂解法、煮沸法、牙簽法等各種方法抽提DNA，并通過瓊脂糖凝膠電泳的方法分離純化DNA，還要提前對不同的電泳在質粒圖譜的引導下進行觀察。如果兩個相差很大的質粒有一樣的相對分子質量，但限制性內切酶具有特異性，不會造成二次傷害。質粒存在于許多細菌以及酵母菌等生物中，是細胞染色體外能夠自主復制的很小的環狀DNA分子，可以通過雜交、結合轉移、轉導等方式轉移遺傳物質，像細菌中的F因子就是一種質粒。有一些基因位于轉座子上，即跳躍基因，是存在于染色體DNA上可以自主復制和移位的基本單位，是完全隨機的。凝膠電泳通常用于分析用途，但也可以作為制備技術，在采用某些方法檢測之前部分提純分子，

染色體 DNA 限制性內切酶分析技術。限制性核酸內切酶是可以識別特定的核苷酸序列，并在每條鏈定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵進行切割的一類酶，經它們切下來的DNA前段在經過分離純化，從而得到很多線狀DNA分子，把兩個或者多個基因圖譜進行對比觀察，就會得到結果。大部分的病原體微生物都能適用這種方法，但是一個細菌中有很多堿基序列，數量眾多且繁瑣，導致工作進行的很艱難，而且有些會有一些無用的堿基序列。脈沖場凝膠電泳（PFGE）是一種分離大分子DNA的方法。在普通的凝膠電泳中，大的DNA分子（>10kb）移動速度接近，很難分離形成足以區分的條帶。在脈沖場凝膠電泳中，電場不斷在兩種方向（有一定夾角，而不是相反的兩個方向）變動。DNA分子帶有負電荷，會朝正極移動。相對較小的分子在電場轉換后可以較快轉變移動方向，而較大的分子在凝膠中轉向較為困難。因此小分子向前移動的速度比大分子快。脈沖場凝膠電泳可以用來分離大小從10kb到10Mb的DNA分子。它能很好地適用于各種途徑。

第3篇：分子生物學概述范文

【關鍵詞】分子生物學技術；中藥；作用機理

中藥自古以來就是我國人民防治疾病的主要武器，對中華民族的生存與繁衍起著不可忽視的作用，長期的醫療實踐累積了寶貴而豐富的經驗，并與中醫學共同形成了一套完整獨特的理論體系。但如何用現代科學技術語言闡釋其作用機理，提供科學依據，使其廣為世界接受是一重大難題。近年來，分子生物學技術的發展，不僅根本性地改變了生命科學的研究方式，也為中藥的作用機理研究提供了有力工具和良好的發展契機，使得中藥基因轉錄水平的機理研究成為可能。筆者對近10年來有關分子生物學技術在中藥基因轉錄水平作用機理研究中的應用綜述如下。

1核酸分子雜交技術

核酸分子雜交技術是分子生物學的基本技術之一，基本原理是具有一定同源性的2條核酸單鏈在一定的條件下按堿基互補原則退火形成雙鏈。雜交的雙方是待測核酸序列及探針。其中將核酸提取分離后在體外與探針雜交的是印跡雜交，直接在組織細胞內進行的是原位雜交。

中藥作用機理研究中較早常用的有RNA印跡雜交(Northernblot),點雜交（dotblot）和原位雜交。二仙湯是治療婦女更年期綜合征、抗衰老的名方，具溫補腎陽、瀉相火、調沖任功能。廖柏松等［1］采用Northernblot對18月齡雌性大鼠下丘腦內阿片肽的基因表達水平進行研究，結果表明，二仙湯組β內啡肽前體阿黑皮素原和腦啡肽原的mRNA水平明顯升高，達到未衰老前水平。沈小珩等［2］則從衰老過程抗氧化酶活性降低，且酶活性降低與其蛋白質基因表達水平降低平行的現象出發，采用分子雜交等技術考察二仙湯及其拆方對超氧化物歧化酶、過氧化氫酶基因表達水平及其活性的影響。結果表明，抗氧化酶活性顯著升高，且與其mRNA表達水平升高呈平行關系,提示二仙湯抗衰老是通過增強抗氧化酶基因表達水平而實現的。海風藤有祛風除濕、通經活絡的功效。韓恩吉等［3］采用Northernblot觀察它對人類神經母細胞瘤細胞系列淀粉樣前體蛋白(βamyloidprecursorprotein,βAPP)基因表達的抑制作用。結果發現，海風藤選擇性地抑制βAPP基因表達,為其防治阿爾茨海默病提供了一定依據。鄭欽岳等［4］應用dotblot研究了補血和血方四物湯對白細胞介素6（interleukin6，IL6）mRNA表達的影響，實驗表明,四物湯在0.01～1.00ng/mL濃度內可使IL6mRNA的表達明顯增加。保心丸具有降脂、降低血漿內皮素、抑制血小板聚集等作用。為進一步闡明保心丸抗實驗性動脈粥樣硬化（artherosclerosis，AS）的機理,樊永平等［5］用原位雜交技術研究內皮素（endothelin，ET）和一氧化氮合酶(Nitricoxidesynthase,NOS)在AS家兔主動脈壁的基因表達。結果證實，保心丸組ET1mRNA的表達較模型組低,而NOSmRNA較模型組高,提示保心丸調節血管內源性NO和ET之間的平衡可能是其抗實驗性AS的機理之一。精制血府膠囊是血府逐瘀湯的化裁精簡方，其抗心肌缺血療效明顯優于原方，為揭示其作用機制，證實其療效，王偉等［6，7］分別采用Northernblot和原位雜交等技術，研究其對于心肌缺血密切相關基因表達的影響，前者結果表明精制血府膠囊顯著提高缺血缺糖心肌細胞NOSmRNA表達水平，后者的精制血府膠囊組，ET1和內皮素轉換酶（endothelinconvertingenzyme，ECE）1的mRNA表達較其它組明顯減少，且心肌細胞損傷也較其它組顯著減輕。因而推測精制血府膠囊可能是通過提高NOS表達、促進NO生成及抑制ET1、ECE1的基因表達，減少ET1生成，減輕其對心肌細胞的直接損傷，發揮保護心肌細胞的作用。

Northernblot是用來測量真核生物RNA的量和大小及估計其豐度的實驗方法，并可從大量RNA樣本中同時獲得這些信息，但需要大量的材料，受RNA降解影響大，敏感性低。dotblot的不足之處在于點于同一張膜上同樣的樣品雜交信號有時不穩定，且一般要用純化的RNA樣品。原位雜交的優勢在于可對組織細胞中的核酸進行精確定位。核酸分子雜交是分子生物學基本技術，隨著反轉錄聚合酶鏈式反應（reversetranscriptionpolymerasechainreaction，RTPCR）技術、差異顯示PCR（differentialdisplayPCR，DDPCR）、DNA陣列等優勢技術的出現、逐漸成熟而應用漸增，近5年應用基本的分子雜交技術研究中藥作用機理的報道已少見。

2RTPCR技術

PCR是美國科學家Mullis于1983年發明的一種在體外快速擴增特定基因或DNA序列的方法，RTPCR是從RNA擴增cDNA拷貝的方法，即先將RNA反轉錄成cDNA，再用PCR擴增，使其敏感性大大提高，解決了dotblot或Northernblot中目的mRNA含量太低的問題，是目前中藥機理研究中最常用的分子生物學技術，從發表的文獻數量可以反映出來。

這方面的研究報道包括有Gumiganghwaltang(GMGHT)抗炎機制的研究，KIMSJ等［8］研究其在小鼠腹膜巨噬細胞中的抗炎機制，結果顯示，GMGHT以劑量依賴的方式降低了脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的腫瘤壞死因子α（tumornecrosisfactoralpha，TNFα）,IL6和環氧酶2mRNA表達水平，推測這是GMGHT減少炎癥的重要分子機制之一。為了闡釋二仙湯治療腎陽虛證的作用機理，鄭小偉等［9］考察了二仙湯不同時間對腎陽虛大鼠垂體促腎上腺皮質激素(adrenocorticotrophichormone，ACTH)基因表達的影響。結果是二仙湯可以上調垂體組織ACTH基因表達，且表達量隨用藥時間延長而增加，提示上調ACTHmRNA表達是二仙湯治療腎陽虛證的作用機理之一。β地中海貧血是一種遺傳性溶血性貧血病，補腎生血方具有補腎、益髓、生血作用，用于治療雜合子患者療效明顯。為揭示其分子機理，吳志奎等［10］采用RTPCR等技術考察了用藥者的α、β和γ珠蛋白mRNA轉錄水平。結果發現，補腎生血膠囊能明顯提高β地中海貧血患者血紅蛋白（hemoglobin，Hb）和抗堿血紅蛋白（hemoglobinF），Hb珠蛋白鏈比增加，γ珠蛋白mRNA轉錄水平相應升高，說明補腎生血藥具有促進γ珠蛋白轉錄和表達，誘導HbF合成作用，代償了β珠蛋白基因的缺陷。益髓生血顆粒是補腎生血方的顆粒劑，易杰等［11］研究了其對β地中海貧血患者造血刺激因子干細胞因子（Stemcellfactor，SCF）及人紅細胞生成素受體（erythropoietinreceptor，EPOR）mRNA表達的影響。結果顯示，治療后,外周血EPOR、SCFmRNA表達明顯增強，因此推測益髓生血顆粒可能是通過影響SCF以及EPORmBNA表達來促進骨髓造血,提高Hb、紅細胞的水平,達到治療β地中海貧血的目的。陳智松等［12-14］從此方的抗衰老及中醫腎生髓理論的角度出發，分別研究其對骨髓有核細胞中誘導細胞凋亡、促使機體衰老的原癌基因cmyc、抑制細胞凋亡的原癌基因Bcl2和造血刺激因子粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(granulocytemacrophagecolonystimutaingfactor，GMCSF)基因表達的影響。結果表明，衰老時高表達的骨髓cmyc，明顯降低的Bcl2和GMCSF，用藥后，前者表達水平明顯下降甚至不表達，后兩者表達明顯提高。因此認為補腎生血方通過抑制cmyc的表達，促進Bcl2表達，從而抑制骨髓細胞凋亡，延長細胞壽命，延緩了衰老，并結合有關的醫學成果，認為Bcl2和GMCSF是腎生髓的本質相關基因。凌云彪等［15］研究清熱活血補益方(肝纖方)對大鼠肝臟Ⅰ型前膠原mRNA的表達和膠原酶活性的影響。結果表明,以清熱活血補益方制備的含藥血清抑制了Ⅰ型前膠原mRNA的表達，膠原酶的活性增加。提示此方抑制Ⅰ型前膠原mRNA的表達,減少膠原的合成,同時提高膠原酶的活性促進膠原的降解,可能是其抗肝纖維化的部分機制。此外，蔡晶等［16］通過檢測雌激素受體(estrogenreceptor，ER)α和βmRNA表達量，考察了補腎陽中藥羊藿和補腎陰中藥女貞子對雄性大鼠杏仁核和皮質頂葉ERmRNA的調節表達差異,結果顯示，兩用藥組大鼠杏仁核、皮質頂葉ERαmRNA表達量無明顯變化,ERβmRNA表達量都上調，且羊藿組高于女貞子組，說明補腎中藥可能是通過對ERβ的調節來發揮作用。

RTPCR的獨特優勢在于RNA純度不必很高，僅少量RNA模板即能滿足實驗所需，盡管實踐中RTPCR還遠達不到理論上能檢測到單一拷貝的RNA樣品的敏感度，但遠高于Northernblot。尤其適用于可獲得的mRNA數量有限和目的基因表達水平很低時測定基因表達的強度。只是擴增步驟中樣品間擴增效率的微小差異將極大地影響信號強度，使用內參照可以減少這一問題，但無法徹底排除［17］。總的來說，RTPCR是測量RNA樣品中低豐度mRNA時的最佳方法。

3DDPCR技術

1992年，梁鵬等建立了一種對不同來源的mRNA樣品用PCR技術對其中許多的cDNA基因一起進行擴增和顯示的實驗方法，即DDPCR。該方法依賴2套不同類型的合成寡核苷酸引物：一套錨定反義引物與一套隨機正義引物。最后通過比較不同來源的擴增cDNA產物的電泳帶譜，能夠發現差異表達的基因。

中藥作用機理研究中應用DDPCR的報道有唐發清等［18］對有抗鼻咽癌作用的益氣解毒片干預鼻咽癌細胞基因表達的研究，旨在從基因選擇性表達水平探討其抗鼻咽癌的機理。結果表明,益氣解毒片在體外能抑制鼻咽癌細胞基因的表達,同時誘導一些特異基因的表達,從而抑制鼻咽癌細胞的增殖。

相比以往的方法，DDPCR技術提供了幾方面理論上的優勢，如理論上能夠靈敏地檢測組織或細胞中表達量極低的mRNA樣品的差異表達，能鑒別特定組織或細胞來源樣品之間轉錄水平的mRNA定性和定量變化。這種優勢同樣可體現在中藥機理研究中，可同時顯示中藥作用后對多種基因轉錄的不同影響，將有影響的靶基因條帶回收，再擴增、克隆、測序，查詢確定是什么基因，是已知或未知序列，這樣就可以確定中藥起效可能源于影響那些基因轉錄。但這些優勢目前部分還停留在理論上，還有許多技術問題有待解決，如經DDPCR鑒定出來的超過半數的cDNA是假陽性條帶，靶細胞的總mRNA中的一部分不能被高水平擴增、造成丟失等［17］。盡管目前DDPCR應用在中藥基因轉錄水平的機理研究報道還很少，但毋庸置疑，其潛力巨大。

4DNA陣列技術

DNA陣列技術是新發展起來的可同時分析數千個基因表達譜的技術。其原理同核酸分子雜交。在不同的文獻中的稱謂不盡相同，如基因芯片、DNA芯片、微陣列等，目前沒有明確區分，通常混用。

目前有零散的采用商用或自制微陣列研究中藥基因表達水平的報道。如周聯等［19］采用含2048個基因的小鼠基因表達譜芯片檢測黃連解毒湯及其成分黃芩苷和鹽酸小檗堿對LPS造型的小鼠脾細胞基因表達的影響，結果復方的作用明顯優于有效成分的作用，但對具體基因表達影響的分析存在一定難度。王廣良等［20］用自制的包含24個細胞周期相關基因的cDNA微陣列，對抑制肝癌細胞增殖的4種中藥烏藥、青蒿、紫草和黃芪的抗腫瘤分子機制研究表明，4種中藥對細胞周期基因和損傷檢測點基因均有不同程度改變,表現為部分上調,部分下調,通過分子生物學技術進一步驗證了用其治療癌癥的合理性。

在中藥作用機理研究中，DNA陣列技術可以同時對使用中藥前后的數千個基因表達情況進行比較和差異分析；且具有所需樣品的用量極少、自動化程度高、被測目標DNA密度高的優點。但目前微陣列技術也存在許多問題，如其小型化和高通量的特點使得對外界和內部的變動都很敏感，因此宜采用取平均值并標準化操作的辦法，但目前尚無普遍認可的規則和標準來指導微陣列實驗，數據采集和分析方法及操作系統也存在很大不同［17］。此外，基因表達與調控研究的滯后，使得中藥機理研究中獲得的很多信息難于解釋；昂貴的制作費用也是一個限制因素。

5展望

總體來講，中藥的作用機理研究應是多水平的，不僅包括基因轉錄水平，也包括轉錄后、蛋白質翻譯及翻譯后水平的調控上，對每個特定的中藥/中藥復方，可能不一定在各水平上都有影響，基因轉錄水平的機理研究主要就是考察對相關靶基因mRNA水平的改變，也是目前分子生物學技術在中藥機理研究中的主要應用范疇。中藥尤其是中藥復方的多成分多功效決定了其很可能對基因轉錄水平有影響，已完成的研究結果已證明了這一點。

中藥的機理研究通過應用分子生物學技術已深入到幾乎是最根本的基因轉錄水平，并在該水平上對中藥的療效獲得了一定解釋，但整體上還處于探索階段。已有的研究主要是應用如核酸分子雜交、RTPCR技術等考察“單基因”的技術，應用如DDPCR、DNA陣列等研究多基因的技術的報道較少。中藥調節機體平衡的特點決定了對基因轉錄的影響很可能是對多基因的協同影響，如對補腎生血方的系列研究已表明此方的功效與影響EPOR、SCF、cmyc、Bcl2、GMCSF基因表達有關。因此，應用研究多基因表達的技術考察對多基因的協同影響將是未來中藥基因轉錄水平作用機理研究的主要方向。相信隨著現有技術的不斷發展和完善、新技術的出現及多種技術相結合加上疾病細胞分子水平研究的深入，復雜的中藥作用機理會逐步得到闡釋，中藥的療效和可能發現的新功效將從機理上獲得科學依據，為中藥獲得像西藥一樣的市場準入權提供有力的支撐。

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第4篇：分子生物學概述范文

關鍵詞：結直腸癌；化療；新輔助化療

Progress in Chemotherapy for Colorectal Cancer

WANG Bao-hua

(Taikang People's Hospital of Henan Province,Zhoukou 461400,Henan,China)

Abstract：Chemotherapy for unresectable and postoperative recurrence and metastasis of colorectal cancer treatment is important.In recent years,with the development of modern pharmacology and modern molecular biology,chemical treatment in treating colorectal cancer is gradually improved.Chemotherapy drugs affect the mechanism of tumor cells gradually become the focus of academic circles.The essay focuses on the chemotherapy of colorectal cancer progress and overview of neoadjuvant chemotherapy.

Key words：Colorectal cancer;Chemotherapy;Neoadjuvant chemotherapy

結直腸癌是我國較常見的惡性腫瘤，近年來，隨著環境、生活方式、飲食習慣等的改變，發病率呈逐年不斷增長的趨勢。化療作為治療腫瘤的主要方法，可有效地殺死或者抑制結直腸癌患者的腫瘤細胞，對于減少術后的復發率，防止腫瘤細胞轉移具有重要意義。通過目前的化療方案治療，75%的結直腸癌患者術后3年無復發，50%晚期結直腸癌患者生存期達2年[1]。在進展性結直腸癌中，各種有效的新藥已進入了輔助治療的領域。卡培他濱與放射治療的聯合使用作為局部進展期低位直腸癌的新輔助治療,可使腫瘤達到降期，從而提高手術切除率和保肛成功率，并使局部復發率降低且無腫瘤進展的發生。總之，化學治療在結直腸癌的綜合治療中已占有越來越重要的地位。

1結直腸癌化療進展

1.1結直腸癌化療變遷近幾年來，隨著對腫瘤生物學認識的不斷增加和治療手段的不斷創新，結直腸癌的化療從過去單一的FAM方案轉變成現在以5-FU/CF為主的多方案及多途徑的治療方法，包括介入治療、腹腔灌注治療等區域性治療。5-FU/CF方案被證明是目前較為有效的治療方案[2,3]，而且化學治療的副作用明顯減輕。近幾年，由于新藥的不斷問世，單獨使用5-FU藥物進行輔助化療的機會已經越來越少。奧沙利鉑為第三代鉑類藥物，與5-FU聯合使用有協協調作用。5-FU/LV方案中加入奧沙利鉑輔助治療結直腸癌能夠明顯改善Ⅱ期結腸癌的預后，復發率下降20%。

1.2結直腸癌的靶向藥物治療以細胞信號傳導過程中各種生物酶、受體、基因為靶點，篩選出有效抗癌組分，通過"轉譯性研究"，轉化為臨床應用的分子靶向治療藥物，已成為當下腫瘤治療的熱點[4]。近年來，隨著分子生物學技術的不斷提高和對發病機制從細胞、分子水平的進一步認識，新的靶點治療藥物不斷出現，包括表皮生長因子受體（EGFR）抑制劑、環氧合酶（COX-2）抑制劑和血管內皮生長因子抑制劑（VEGF）等，其中EGFR和VEGF是重要的血管形成抑制因子，也是近年來的研究熱點，在動物實驗中顯示了強有力的抗腫瘤活性而不產生耐藥[5]。前期研究發現內皮抑素能抑制大腸癌新生血管形成，誘導腫瘤細胞凋亡，使殘存腫瘤細胞進入休眠狀態。隨著癌癥分子生物學的深入研究，可供臨床研究和應用的分子靶點藥物越來越多，對這些新藥以及新藥與傳統化療、放療合用的療效及不良反應必須進行嚴格的觀察和評價。遵照詢證醫學的原則進行臨床篩選，從中找出理想的藥物及其最佳用法，以開辟結直腸癌治療的新途徑。

2新輔助化療

新輔助化療也稱術前化療或早期化療，指惡性腫瘤在局部治療（手術或放療）之前給予的全身化療。新輔助化療的應用，使得有可能通過特定的根治手術對不可切除的原發癌進行治療，或者可能縮小可切除癌灶的手術切除范圍。新輔助化療是綜合治療策略的新進展，主要采取介入化療和配合術前放療使腫塊縮小，減少周圍組織黏連，提高中下段直腸癌保肛手術的成功率。術前接入的方法是股動脈穿刺，插入導管靜茹腸系膜動脈，越過乙狀結腸動脈，到達直腸上動脈后注射5-FU(1g)、CDDP(80mg)、ADM(60mg)、絲裂霉素（MCC 10mg）。介入治療后可以緩解患者癥狀，腫塊縮小、變軟，從而提高手術的可行性和安全性。從而提高RO切除率并降低局部復發率。也有研究表明，與新輔助放療相比，新輔助化療的病理學完全緩解率更高[6]。隨著直結腸癌的治療的研究與發展，新輔助化療手段逐漸在近些年來的直結腸癌治療中嶄露頭角，并且在直腸癌的預后中顯示出極大的作用，效果顯著[7]。

3結論

綜上所述，數十年來在結直腸癌化療領域的取得了長足的發展。化療不僅有效減少Ⅱ、Ⅲ期患者術后的復發率，而且延長了晚期患者的生存期、改善了生活質量。后期的治療研究仍將以優化化療方案、提高治療效果、減輕化療導致的毒副作用為主，并針對各個患者的具體情況施以治療。新一代藥物的不斷研發及新的聯合應用方案的試用為結直腸癌患者的治療提供了更多的希望，也明顯的提高了化學治療在大腸癌治療中的地位。相信不久的將來，隨診腫瘤基礎理論的不斷進步和腫瘤分子生物學的不斷發展，結直腸癌的治療將會走向更加具有針對性與預見性的個性化治療時代。

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第5篇：分子生物學概述范文

本書以2004年9月在倫敦帝國理工學院舉辦的“干細胞修復與再生專題研討會”講義為基礎，內容涵蓋了當今在基礎干細胞生物學、干細胞操作以及干細胞治療的臨床應用等領域的研究熱點。

全書共16章。第1章概述干／祖細胞生物學的基本觀點與最新研究進展；第2章介紹不對稱分裂原理在成體干細胞的鑒別與擴增方面的應用；第3章介紹造血干細胞的形成與定向分化的轉錄調控；第4章介紹出生后新血管形成過程中內皮祖細胞、生長因子和細胞外基質分別發揮的作用；第5章介紹干細胞的位點特異性重組基因工程改造；第6章從動力學角度介紹造血干細胞自我更新、分裂以及植入體內后發生的變化，同時概述了實驗血液學和造血干細胞移植的發展歷程；第7章介紹干細胞與組織工程已取得的成就和面臨的挑戰；第8章介紹人胚胎間充質干細胞的特性，以及在產前診斷和基因治療等方面的應用；第9章介紹基因修飾間充質干細胞在再生治療方面的應用；第10章介紹源于胚胎干細胞的心肌細胞的藥理學特性表征；第11章介紹成體干細胞在心臟細胞替代治療方面的應用；第12章介紹胰臟與肝臟的再生；第13章介紹肝外干細胞在肝臟再生與修復方面的應用；第14章概述胚胎干細胞誘導分化β胰島細胞的研究歷程；第15章概述干細胞移植臨床應用前的審核步驟與標準以及主要應用領域；第16章介紹應用于移植后干細胞體內示蹤的核磁共振成像技術與對比劑。

本書的內容以研究進展和存在的問題為主，沒有對基礎理論與概念做系統講解，貼近干細胞研究領域的前沿，可供對干細胞領域有一定了解的基礎生物學、分子生物學、發育生物學、生物醫學工程、臨床醫學等相關專業的研究人員、教師、研究生和高年級學生參閱。

第6篇：分子生物學概述范文

[摘 要] 為了能快速、有效、準確地克隆出有意義的基因,本文就常用的三種基因克隆方法,即差異顯示PCR、抑制性消減雜交、PAP-PCR,從其原理、應用、優越性、主要缺陷等幾方面進行了簡要概述。這些方法為中醫、針刺治療各種疾病過程中有關的基因差異表達,以及有關基因分子克隆提供有效的分子生物學工具。

[主題詞] 針灸原理;基因表達;克隆,分子;聚合酶鏈反應ComparisonamongThreeDifferentialExpressionGeneCloningMethodsZhangXue

chao,SunGuojie(HubeiCollegeofTCM,Wuhan430061)[Abstract] Theprinciple,application,advantagesanddisadvantagesofthecommonlyusedthreecloninggenemethods,i.e.,differentialdisplayreversetranscriptasePCR(DDRTPCR),suppressionsubtractivehybridization(SSH)andRNAarbitrarilyp

rimedPCR(RAPPCR)arebrieflyintroductedinordertoclonesignificantgenesrapidly,effectivelya

ndaccurately.Thesemethodsprovideeffectivemolecularbiologictoolsfordifferent

ialexpressionofgeneandmolecularcloningofgeneintreatmentofdiseaseswithtraditional

Chinesemedicineandacupuncturemoxibustion.

[Keywords]AcupMoxMechanism;GeneExpression;Cloning,Molecular;PolymeraseChainReaction

高等生物大約有100000個不同的基因,但在生物體內任一細胞中只有15%的基因得以表達。而這大約15000個基因的表達是按時間和空間順序有序地進行著,這種表達方式即為基因的差別表達(differentialexpression)[1]。生物體表現出各種各樣的特性,主要是其基因表達的差異引起的。基因差異表達的變化有兩種,即新出現的基因表達與表達量差異的基因表達。由于基因表達的變化是調控細胞生命活動過程的核心機制,通過比較同一類細胞在不同生理狀態下或在不同生長發育階段的基因表達差異,可為分析生命活動過程提供重要信息。當前,人類基因組研究的重心正在由“結構”向“功能”轉移,一個以基因組功能研究為主要內容的所謂“后基因組時代”(postgenomics),即功能基因組(functionalgenomics)時代即將到來,這就決定了尋找差異表達基因成為分子生物學的研究熱點之一。

目前已有針灸科研工作者從分子生物學水平探討針灸治療各種疾病的可能機理。有實驗[2]報道針刺翳風等穴位面神經組織中NT3及TrKCmRNA表達增加;針刺后癲癇大鼠海馬內nNOSmRNA和iNOSmRNA增加[3];針刺可調節CCK8mRNA、THmRNA、SOMmRNA、cfos\cjunmRNA、CGRPmRNA的增減[4]。為適應當前醫學的發展,為滿足針灸科研工作者分子生物學研究的需要,本文對差異顯示PCR、抑制性消減雜交及RNA任意引物PCR三種常用的差異基因篩選法,分別從其基本原理、過程、應用范圍及優缺點等作一個簡介。

1 差異顯示PCR(differentialdisplayreversetranscriptasePCR,DDRTPCR)

該方法是自1992年由Liang和Pardee建立起來的[1],后經多年改進,目前已被廣泛的使用。它已較成功地用于胚胎發生[5]、腦發育[6]、生長因子激活與抑制、信號傳導[7]、癌癥[8]等有關的基因的鑒定與克隆。其主要原理是:利用mRNAs結尾處的多聚腺苷酸[poly(A)]結構,在其3｀端設計如5｀T11CA排列樣的錨定引物,該引物可與mRNAs總數的十二分之一[即poly(A)前面2個堿基為TG的mRNA]結合,從而使這部分基因得到逆轉錄;而一套(即T11MN,N代表任意堿基,M為除T外的其他三種堿基,共12條)引物可將全部mRNA得到擴增。在其5｀端再設計一些任意堿基序列的引物,就可使不同長度的基因得到擴增。

DDRTPCR包括3個基本步驟:①用一套錨定引物反轉錄樣本mRNA為cDNA;

②用一套隨機圖1DDRT-PCR過程引物和錨定引物擴增cDNA;③電泳分離產生PCR片段。由圖1可知,條帶2、5分別為不同組織A、B所特有。將差別表達條帶進行回收、鑒定分析,即可獲得差異表達的目的基因。

DDRTPCR具有簡便、快捷、所需起始材料少;由于PCR技術的應用,使得低豐度mRNA的篩選成為可能;可同時對多個樣本進行比較;可檢測基因的上游調節和下游調節。但其缺點是假陽性條帶太多,有時甚至高達85%[9],而且重復性差;獲得的差異片段較短,因而在Northernblot檢測時往往得不到雜交信號。

2 抑制性消減雜交(suppressionsubtractivehybridization,SSH)

消減雜交最早由Lamar和Palmer于1984年報道[10],后經多年的改進,它已發展為許多基因克隆方法的基礎,SSH就是其中之一[11]。該方法運用雜交動力學原理,即豐度高的單鏈cDNA在退火時產生同源雜交速度快于豐度低的單鏈cDNA,并同時利用鏈內退火優先于鏈間退火的特性,從而選擇性地抑制了非目的片段的擴增。其基本過程(見圖2)為將tester(樣本)mRNA和driver(參照)mRNA分別逆轉錄為cDNA,用4堿基識別酶(RsaI)酶切兩種cDNA產生平端片段;testercDNA分別接上adapter(接頭)1及adapter2并與過量的經RsaI酶消化的driver樣本雜交。引物設計在adapter上,這樣僅使具有差異表達的片段成為PCR的模板,同時接頭上含有啟動子序列及限制性內切酶識別位點,為以后連接克隆載體和測序提供方便。經過重復消減雜交以便減少非特異性片段的擴增,使得差異表達的目的基因片段得到大量富集。

該方法具有高度的靈敏性、假陽性率低、分離的差異條帶多。然而其僅能比較成對RNA群體間差異表達的基因,起始材料要求較多、對小片段缺失的樣本無法檢出,由于稀有mRNA不適合雜交動力學而使這部分基因漏掉,通過使用driver序列和tester序列徹底雜交的扣除方法可以避免非差異表達的序列,但副作用是使那些不按“全或無”模式表達的基因之間的明顯差異變化變得模糊,并還存在adapter與cDN段的連接效率問題等。但SSH仍不失是目前較有效的克隆目的基因的方法之一[12,13]。

3 RNA任意引物PCR(RNAarbitrarilyprimedPCR,RAPPCR)

RAPPCR方法與DDRTPCR同時報道[14],其基本原理也較為一致。但其具體使用方法與DDRTPCR不同。首先,用任意引物在RNA模板和其配對最好的位點進行反轉錄合成第一鏈cDNA或者在反轉錄的第一步即加入5｀隨機引物與3｀錨定引物,如果RNA具有6～8個堿基與該5｀引物的3｀端相匹配,則該隨機引物同樣能引導cDNA第一鏈的合成。這樣,通過兩種引物的反轉錄即可以研究所有RNA,包括開放閱讀框(openreadingframe,ORF)。第二鏈是在任意引物所找到的最佳配對位點起始合成。在擴增序列引物和模板配對比較差的一端,可以由極好配對的另一端得到補償。以上的結果是收集了在3｀和5｀端側翼有和任意引物相同的序列(互補的序列)的基因片段。這些片段可作為模板進行謹性的PCR擴增,最終得到與基因組DNA指紋(DNAfingerprinting)相似的指紋。因此該方法也稱為RNA指紋技術(RNAfingerprintingtechnique)。凝膠電泳可以顯示全部PCR產物,再從中回收差異表達的基因片段,進行克隆、測序及功能分析。其基本步驟如圖3。圖中條帶A、C為組織1或2特有的,B為不同組織表達量差異的條帶。圖3RAP-PCR基本過程

該技術經過多年的應用和改進,利用此方法有人已成功的尋找到一種新的神經膜蛋白基因[15]、并在某些疾病相關基因[16]、信號傳導相關的調節基因等方面得到廣泛的應用[17～19]。有實驗表明,RAPPCR在一定的反應條件下,重復性相當好,可達90%。RNA的濃度、DNA的污染等均對結果無明顯影響;組間條帶的亮度差異在20%以上即可定為基因的差異表達[20]。與DDRTPCR、SSH比較,該方法有其獨特的優點:首先,RAPPCR可以同時比較2個以上的RNA樣本,并且來自各式各樣的調控種類的基因能直接克隆。因此,對于任何被觀察到的差異片段,能分析許多因素的影響。其次,以PCR為基礎的RNA指紋分析方法另一個優點是可以在幾天內產生結果,而不像DDRTPCR及SSH那樣需要許多步驟,花幾周時間。再次,由于長序列隨機引物的應用大大降低了假陽性條帶的出現。另外,RAPPCR靈敏高、起需起始材料少。盡管RAPPCR具有諸多的優點,但該方法需要較高的變性溫度和較低的離子強度;并且隨機引物并非選擇性擴增的專一目標,有可能正好在某一類基因的保守區或分散的基因重復序列區,這樣有可能只擴增這一類基因。象其他方法一樣,RAPPCR電泳產物的回

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第7篇：分子生物學概述范文

關鍵詞 桑樹育種；研究概況；育種方法；品種；發展方向

中圖分類號 S888.31 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2014）05-0289-01

桑樹優良品種是重要的蠶業生產資料，桑葉產量及其品質與養蠶收成、經濟效益密切相關，是奪取蠶繭豐收、增加蠶業經濟效益的物質基礎，要提高桑園的生產能力，重要的是選擇優良品種栽培。因此，桑樹育種領域的研究歷來為蠶業界所重視。近30年來，我國桑樹育種研究取得了重要的成就，各蠶區已培育了一大批優良桑品種。隨著生物工程研究的發展和多種育種手段的應用，桑樹育種技術發展迅速[1]。現將近年來桑樹育種的研究概況綜述如下，并對桑樹育種未來的研究發展方向進行初步探討。

1 我國桑樹育種研究概況

建國初期，我國即已開展了大規模的地方品種選育工作，先后育成了湖桑32號、湖桑7號、湖桑197號、桐鄉青、火桑、早青桑、蠶專四號等桑樹品種，其中湖桑32號、湖桑7號等系列品種由于具有產量高、適應性廣的優良特性，在全國逾20個省區得到推廣，種植面積約占全國桑園面積的40%[2]。從20世紀80 年代起，通過全國蠶桑品種審定委員會審定，農業部批準的新桑品種有紅星五號、華明桑、農桑14、農桑12、育711、7707等30余個，目前我國優良桑品種普及率超過達80%，基本實現了桑樹品種良種化[3-4]。

1.1 雜交育種

我國學者利用有性雜交育種技術，在對豐產性狀遺傳規律、雜交親本選配、授粉技術以及雜交后代選擇方法等方面深入研究的基礎上，先后育成了育2號、育151號、育711、育721、農桑系列、強桑1號、豐田5號、川981、皖桑1號、皖桑2號[5]等一系列桑樹新品種，這些品種都具有產葉量高、抗病性強的特點。利用種間雜交組配特殊性狀是雜交育種技術的優勢所在；同時，應用雜交桑F1代，可通過有性繁殖進行桑苗繁殖，縮短育苗時間。

1.2 誘變育種

在桑樹誘變育種方面，隨著對誘變機理、誘變技術及鑒定技術的深入研究，近20年來有關人工誘變的成功報道較多。20世紀80年代以后，人工誘變多倍體與有性雜交育種相結合，在桑樹品種選育上取得了突破性的進展，已育成了嘉陵16號、嘉陵25號、大中華 、粵桑3號等三倍體品種，這些品種不僅具有高產、抗病性強的特征，而且葉質特別優良。

1.3 多倍體育種

選育三倍體、四倍體等多倍體桑品種是以改良桑葉品質、提高桑葉產量為主要目標的桑品種改良的重要途徑。楊今后等[6]總結了多倍體桑的性狀、人工誘導四倍體的方法，有利于桑多倍體育種研究的進行。而且近年來我國在多倍體種質資源研究和多倍體育種等方面也有突破性進展，常用的方法有γ射線處理、秋水仙堿處理和激光處理。利用人工誘導方法培育的四倍體材料逾100份，人工三倍體桑品種嘉陵16號、大中華、粵桑2號（雜優組合）的出現也開創了我國三倍體桑品種的新紀元[7]。且這些生產上廣泛應用的多倍體桑品種材料一般都高產、優質、抗逆性強，有利于提高桑葉的產量和質量。

1.4 組織培養快繁育種

植物組織培養技術為桑樹優良品種快速繁殖、桑樹無毒苗繁殖以及桑樹遺傳工程品種改良等提供了解決方法和技術基礎[8-9]。桑樹組織培養研究雖然起步較晚，但發展迅速，也取得了很好的研究進展[10-12]。冬芽、頂芽或腋芽均可作為培養材料，切取莖尖部分，經初代培養、繼代增殖、生根移栽等一系列過程而再生植株[13]。桑樹組培快繁技術的發展為試管苗大量繁殖、工廠化育苗和桑種質資源保存工作的開展奠定了基礎。

2 桑樹育種方法發展方向

2.1 常規雜交育種

我國桑樹品種資源豐富，通過有組織、有計劃的桑樹品種資源調查和統計，目前已整理出我國各類桑樹品種資源的數量與分布。可以利用資源作親本，進行雜交育種選育新品種。目前，常用的優良品種大多是通過常規系統選育或雜交選育而來的。堅持用常規育種方法與現代科學育種方法相結合的方式開展桑樹育種工作，提高桑樹育種效率。

2.2 分子生物學技術育種

利用分子生物學技術通過定向導入有關目的基因的方法，有目標地進行高產優質、高抗等優良性狀的篩選，改變傳統的盲目雜交與大量篩選的育種方式，提高育種效率。例如利用桑樹原生質體培養獲得植株，可將抗菌肽基因導入桑樹而得到抗青枯病的桑樹植株[8]；通過分子標記技術輔助育種可以篩選高產基因、抗逆基因和抗病抗蟲基因，創造出高產、優質、多抗的新品種[14]。隨著重組DNA技術、外源基因導入等分子生物學技術在桑樹育種方面的深入應用，使得桑樹育種和桑樹品種改良得到了突破性的發展。

2.3 細胞工程育種

我國桑的芽尖、花藥組織培養以及單倍體植株早在 20世紀80 年代就已培育成功，由花藥、花粉培育成單倍體，再加倍后育成桑純系[11]，今后各項細胞工程技術在桑樹育種方面的廣泛應用，將進一步推動細胞工程桑樹育種技術的發展。運用細胞工程育種技術完善桑樹育種過程中的染色體加倍和優化花培技術，從而提高綠苗誘導效率，促進優良桑苗規模化發展。

雖然常規育種方法存在周期長、效率低的問題，但傳統育種方法作為桑樹育種的基礎，永遠無法被取代，應處理好開展生物技術研究與常規育種之間的關系。生物技術育種方法應與常規育種方法相互補充應用，將常規育種方法與組織培養、分子生物學、基因工程以及細胞工程等多種生物技術相結合是桑樹育種技術發展的主要方向[15]。

3 桑樹品種發展方向

3.1 高產多抗品種

高產、優質、多抗是桑樹育種工作的三大目標，需加強對種質資源的深入評價，發掘優質高產抗病種質、優良多倍體種質、種繭育專用種質、優質抗源等特異性種質以滿足需求。同時，為了降低生產成本，從栽桑工作方面考慮，應該向密植化種植、采收機械化、多回育化等方向發展。

3.2 特殊用途桑品種

隨著我國蠶桑生產的快速發展，對桑種質呈多元化需求，應積極開展特殊用途桑品種的選育工作，如飼料桑、果桑、觀賞桑等。通過研究桑樹品種間桑葉活性成分及組織結構的差異，育成飼料效率高的新桑品種，收集培育椹多、籽少、味佳的果用種質。

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第8篇：分子生物學概述范文

關鍵詞：榕樹與榕小蜂共生體系；線蟲；種類鑒定

中圖分類號：Q961 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2012）-04-0245-3

榕屬植物（Ficus spp.）統稱榕樹，俗名無花果，為被子植物門雙子葉植物綱蕁麻目桑科榕屬的植物統稱，廣泛分布在熱帶和亞熱帶地區，是熱帶雨林生態系統中一類關鍵樹種[1,2]，目前全世界大約有750種[3] ，為高等植物中最大的屬之一。我國榕樹資源豐富，有98種[4]，主要分布于華南地區和云南等省份。榕樹花序為隱頭花序，每一種榕樹專一地由一種榕小蜂傳粉，極少例外。榕小蜂隸屬昆蟲綱膜翅目小蜂總科榕小蜂科（Hymenoptera：Chalcidoidea：Agaonidae）[5,6]。按照是否為榕樹傳粉，榕小蜂分為傳粉榕小蜂和非傳粉榕小蜂。榕樹與傳粉榕小蜂共生，榕果為傳粉榕小蜂提供生長發育的環境和條件，傳粉榕小蜂為榕樹傳粉，二者的繁衍都離不開對方[6]。這種特獨的繁殖系統和傳粉昆蟲榕小蜂間構成了一個十分獨特的且專一性很強的互利共生體系[7]，這種共生關系已發展到一對一、不可互缺的高級階段，在形態、生理、生態、行為等各方面已全面適應[8]，是動植物間歷史悠久，關系密切的協同進化模式系統[9]。近幾十年來榕樹與榕小蜂協同進化的研究是國際上研究植物—昆蟲相互作用的一個熱點。有趣的是，人們在研究榕樹與榕小蜂協同進化的同時，發現在榕樹與榕小蜂所處的共生體系中，除榕樹和榕小蜂外還涉及線蟲，這些線蟲與傳粉榕小蜂密切相關且存在明顯的種的專化性[10]。

1 榕樹與榕小蜂共生體系中線蟲種類多樣性研究現狀

1864年Gasparrini首先報告了榕小蜂和線蟲之間的聯系[11]，當時他描述了一種裂嚙滑刃線蟲Schistonchus caprifici（Gasparrini，1864）[12]，與無花果（Ficus. carica）的傳粉榕小蜂Blastophaga psenes L.（Gasparrini，1864）有某種聯系[13]。Martin等[14]在研究非洲榕樹時認為榕樹也許與各種各樣的線蟲有關，包括Schistonchus（Cobb 1927），但缺乏分類學細節。20世紀80年代至今美國佛羅里達大學Giblin-Davis領導的研究小組對美國及中、南美洲榕樹與榕小蜂共生體系中線蟲進行了系統的調查研究，發現相關線蟲有3個屬：Schistonchus，Parasitodiplogaster和Tylaselvia，描述和鑒定了6個種[15-17]。另外，該研究小組還發現處于不同生態系統中的北美洲與南美洲相關線蟲存在一定的相似性和差異性。澳大利亞Davies領導的研究小組的研究結果表明，澳大利亞榕樹與榕小蜂共生體系中線蟲至少有2個屬，其中1個是Schistonchus，另1個是Teratodiplogaster[18]，描述和鑒定了Schistonchus的4個種[19,28,41]，Teratodiplogaster的一個種[18]。Kumari和 Reddy[20]，Reddy和Rao[21]及Anand[22]分別描述和鑒定了1個印度榕樹的相關線蟲種。Vovlas等[23]描述和鑒定了1個非洲榕樹的相關線蟲種。曾永三、李昌輝等描述和鑒定了采自中國廣州對葉榕（F. hispida）、細葉榕（Ficus microcarpa）、粗葉榕（F. hirta）、榕果內Schistonchus的4個種，同時對在聚果榕（F. racemosa）、筆管榕（F. wightiana）、高山榕（F. altissima）中發現的Schistonchus的3個種正在描述和鑒定中[24]。迄今全世界共描述了榕樹與榕小蜂共生體系中線蟲有4個屬：Schistonchus，Parasitodiplogaster，Tylaselvia和Teratodiplogaster，其中Schistonchus，Parasitodiplogaster為優勢線蟲屬。已描述Schistonchus的12個種，分布在中美洲，北美洲，亞洲、非洲和澳洲[10,11,17,19-28]；Parasitodiplogaster的11個種[15,16,29,30]；Tylaselvia的1個種[16]；Teratodiplogaster的1個種[18]。

曾永三，李昌輝等對廣州市區內開展的相關線蟲多樣性調查鑒定表明Schistonchus為優勢線蟲屬，未發現Parasitodiplogaster，Tylaselvia和Teratodiplogaster，但發現了另一個正在鑒定的屬：盆咽屬Panagrolaimus，此屬描述后將為榕樹與榕小蜂共生體系中線蟲的新紀錄屬。然而目前對于攜帶粗葉榕盆咽線蟲的昆蟲寄主及其傳播途徑還不清楚，需進行廣泛的采樣和調查研究。曾永三等還發現在同一種榕樹寄主上出現多種線蟲。例如，在同一地點采集的粗葉榕的榕果中陸續分離獲得三種不同的線蟲：一種是粗葉榕裂嚙滑刃線蟲，一種是未鑒定的盆咽屬線蟲，還有一種是未鑒定的滑刃類線蟲；在廣州的聚果榕上發現的未鑒定的裂嚙滑刃線蟲與印度學者在印度的聚果榕分離的兩種裂嚙滑刃線蟲：S.racemosa和S.osmani在形態學上有明顯差異。曾永三等[25]在中國的對葉榕上同時發現兩種裂嚙滑刃線蟲：S.guangzhouensis和S. centerae，但在形態上這兩個種與[20]在印度的對葉榕上分離得到的S.hispida明顯不同。有趣的是，兩個中國對葉榕線蟲種是在同一時間同一地點的同一棵榕樹上采集得到的，形態學及分子生物學比較的結果表明S. guangzhouensis和S. centerae這兩種生態分布區重疊發生的線蟲是不同的種類。

Schistonchus線蟲是一類植物寄生線蟲，在榕果花序的小花表皮上或者表皮內取食和繁殖，或者寄生在它的寄主榕小蜂上從而轉移到其他榕果[10,13,31,32]。在榕果發育的雌花期（B階段），榕小蜂進入到榕果內，而其體腔內攜帶的線蟲轉移到榕果的花序上，直到雄花期（D階段），榕小蜂完成其生活史離開榕果，線蟲在榕果內繁殖，所以一般要在B階段到D階段的榕果里面采集和分離線蟲。已有組織學研究表明，絕大多數種類的榕樹與Schistonchus線蟲都有著潛在的聯系[10]，其中包括一些Schistonchus線蟲種與榕果有寄生關系。目前，從組織學上顯示Schistonchus線蟲造成榕樹榕果花序的表皮細胞壞死或腫大等病理作用的僅限于少數榕樹種，包括F. carica sylvestris L.[13,31]和六個新熱帶榕樹種（來自佛羅里達的F. laevigata Vahl和F. aurea Nutt.以及F. popenoei Standl.，F. maxima Mill.，F. trigonata L.，以及來自巴拿馬的F. glabrata Kunth）[32]。

例如在F. laevigata中，S. laevigatus成熟的昆蟲攜帶型雌蟲（entomophilic female）在榕小蜂Pegosapus sp.雌蟲的體腔中被攜帶到B階段的榕果內，然后線蟲脫離榕小蜂，侵染未成熟的花粉囊，造成表皮和內子囊層細胞腫大[10]。相比之下，F.carica中的S.caprific造成表皮細胞腫大和雌花花梗皮層的軟組織和花粉囊細絲壞死[32]，F.carica榕果中線蟲的卵，幼蟲和成蟲可能由榕小蜂Blastophaga psenes L.的雌蟲的體腔攜帶[13,31,32]。在F. aurea中，Schistonchus線蟲造成約1%的榕果組織腫大，其病理作用大多是造成榕果壁的壞死和腫大[31]。Schistonchus線蟲與F. laevigata以外的其他榕樹之間的病理聯系都是表面的，不會對其寄主植物或傳粉榕小蜂的繁殖延續造成真正的傷害[32]。

2 線蟲的分子系統發育研究概況

傳統上人們主要是通過對比較形態學、胚胎發育、生理特性和生態特征的研究推測線蟲的起源和系統發育，然而形態學和生態學等特征易隨著生態環境的不同而發生變異，對形態學特征的選取和描述，也會有人為的影響。20世紀80年代后期，以分子生物學、系統學、遺傳學、分類學和進化論等為理論基礎的分子系統學（Molecular Systematics）發展起來，是在分子水平上進行生物體間以及基因間進化關系的研究的一門學科。

通過現代分子生物學技術, 獲得物種特定遺傳標記的大量數據，構建系統進化樹，是對傳統分類的主要佐證以及補充或修正。徐芬[33]采用RAPD 技術對我國索科線蟲4屬5種的親緣關系進行了討論，但由于線蟲的種類有限，以及RAPD 技術自身存在的一些缺點，不能較完整地反映索科線蟲的系統進化關系。真核生物的核DNA 編碼區18S rDNA（SSU）和28S rDNA（LSU）含有大量的高度保守基因序列，是探討生物高階元分類類群系統演化的有效分子標記，近十多年來在線蟲的分子系統發育研究中得到廣泛應用。28S rDNA的高保守區中還含有一些高變區即進化速率較快的變異區域或者說是擴展區（D1、D2和D3），可以用于一些線蟲種的鑒定和系統發育研究。D2/D3擴展片段是LSU上最常擴展的片段，比較容易擴增，可以用來研究類群之間進化關系，已經用于植物寄生線蟲分類和進化研究[34,35]。線粒體DNA (mtDNA) 中蛋白質編碼基因COI(細胞色素氧化酶I 基因) 屬于快速進化序列，COⅠ在種內相對保守，在種間相對變異較大，在分子系統學研究中主要用于近緣種類之間的比較分析。

Blaxter等及Vandergast、Roderick對線蟲動物門52屬包括小桿科（Rhabditidae）[36]、墊刃目（Tylenchida）[37]和索科(Mermithidae)等共57種線蟲的18S rDNA 序列進行分析，探討了它們之間的系統發生關系。汪江一、徐芬等通過分子生物學方法對中國常見6屬10種索科線蟲的18S rDNA、28S rDNA和COI基因序列進行了分析，構建了它們的進化樹，探討了其系統演化關系。分析結果顯示，選用18S rDNA、28S rDNA 和COI 基因三個進化速率不同的分子標記對索科線蟲親緣關系進行分析，能夠反映出不同線蟲間的遺傳差距，從而較好地進行屬、種間的分子分類及系統演化等問題研究。Nicole DeCrappeo等[17]；Baris等[38]；Bartholomaeus等[29]通過LSU D2/D3區段序列與相近屬種線蟲同源序列比對來分析Schistonchus（Aphelenchida: Aphelenchoididae）的線蟲種。Ye等[39]利用rDNA LSU D2/D3、SSU及mtDNACOⅠ基因序列研究了Bursaphelenchus20個種間的系統發育關系。Zhao等采用貝葉斯系統分析法（Bayesian analysis）對部分滑刃科線蟲的COⅠ基因及rDNA序列進行分析，發現從枯死的輻射松（Pinus radiata）分離的2種滑刃線蟲與傘滑刃線蟲無密切關系[40]。曾永三、李昌輝等利用核糖體DNA小亞基（SSU）rRNA基因、大亞基（LSU）rRNA基因D2/D3區段及線粒體DNA細胞色素氧化酶Ⅰ（COⅠ）基因序列分別構建了Schistonchus的種間系統發育樹，對其系統發育關系進行了分析，是首次針對該屬的分子系統發育關系分析[24]。

3 展望

目前榕樹與榕小蜂共生體系中的線蟲與其植物寄主（榕樹）、昆蟲寄主（榕小蜂）之間的互相關系還不夠明確，需要對該共生體系中線蟲及其寄主進行更多的取樣調查及組織學，組織病理學等方面的研究。我國有著豐富的榕樹資源，但目前我國對該共生體系中線蟲多樣性還缺乏研究，該體系中相關線蟲到底有多少種還是一個未知數。這些線蟲種間分子系統發育關系究竟如何也尚未清楚。顯然對我國不同生態條件下該共生體系中線蟲種類多樣性開展調查，以及對相關線蟲種間分子系統發育關系進行分析非常必要。

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第9篇：分子生物學概述范文

關鍵詞：中藥 糖尿病 機制

中圖分類號：R587 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0259-01

糖尿病是由于胰島素分泌缺陷及其生物學作用障礙引起的以高血糖為特征的全身代謝紊亂性疾病，近幾年呈逐年上漲并年輕化趨勢。糖尿病病程長且復雜，難以根治，因而需要長期用藥。西藥降血糖作用強，起效快，但往往不良反應多，本文概述了近幾年研究的中藥對高糖誘導血管內皮細胞的作用及其機制的研究進展，以期對糖尿病患者提供更多藥物參考方向。

銀杏葉提取物的主要成分為銀杏黃酮甙、銀杏內酯等，已被證明是一種有效的抗氧化物。已有研究證實氧化應激是細胞凋亡的重要誘導因子，降低細胞內 ROS水平或增加細胞內還原型谷胱甘肽GSH-PX水平，可阻斷內皮細胞凋亡。糖尿病的高血糖狀態可通過葡萄糖的自身氧化、線粒體呼吸等使細胞內 ROS水平升高，另有研究報道高血糖狀態下細胞自身清除自由基的功能降低，使高糖狀態下內皮細胞內 ROS的堆積更明顯。銀杏葉提取物可有效抑制細胞內ROS生成，同時提高內皮細胞活力，降低其凋亡率。銀杏葉提取物可通過其抗氧化功能提高內皮細胞在高糖環境下的活力，降低其凋亡率，對血管內皮細胞起保護作用，在糖尿病血管病變的防治中有潛在的應用價值[1]。

橘紅、骨碎補、枳實、枳殼等中藥的主要有效成分為柚皮苷，具有廣泛的生物學活性。已有研究表明高糖誘導產生 ROS，ROS 活化核因子κB（ NF-κB），促進粘附分子的表達，誘導白細胞粘附到血管細胞表面，啟動血管炎癥發生，這是當前研究高糖誘導血管炎癥的一條重要信號通路。NF-κB 普遍存在于各種細胞中 ，是一組重要的核轉錄因子 ，在機體防御反應 、組織損傷和應激、細胞分化和凋亡及腫瘤生長機制過程的信息傳遞中起重要作用。已有研究表明柚皮苷可能通過抑制高糖誘導的活性氧產生，從而抑制轉錄因子NF-κB的活化，進一步抑制細胞間粘附分子和血管內皮細胞粘附分子的表達，影響HUVECs 細胞的粘附，從而抑制高糖誘導的血管炎癥過程，并提示柚皮苷可能有效地預防糖尿病并發癥的發生[2]。

梔子是茜草科梔子屬植物，其干燥成熟果實作為中藥梔子，具有瀉火除煩、清熱利尿、涼血解毒的功效。現代藥理研究表明梔子具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、降血脂等多種藥理活性，成為研究的熱點[3]. PPARγ（過氧化物酶體增殖激活受體）屬于核受體的超家族成員，它在脂肪細胞分化及脂質代謝中起著重要作用。PPARγ主要表達于脂肪細胞及脾細胞，在培養的2型糖尿病病人的脂肪細胞中，PPARγ激動藥增加IRS-2的基因、細胞表達。PPARγ受體是血糖調控的重要環節，介導胰島素對葡萄糖的吸收利用進行調控[4]。梔子苷可激活增加 PPARγ受體活性，增強下游基因對胰島素的響應程度，減輕胰島細胞補償性分泌胰島素的負荷，減緩胰島細胞的凋亡，從而阻止Ⅱ型糖尿病向Ⅰ型多器官衰竭糖尿病的發展。

丹參屬活血化瘀藥，研究顯示，丹參能夠顯著提升高糖損傷的血管內皮細胞的存活率，并改善內皮細胞的多種功能，對丹參保護血管內皮細胞作用，目前主要集中于丹參能通過抗氧化作用抵抗自由基造成的內皮細胞損傷，增加超氧化物歧化酶（SOD）含量，下調丙二醛（MDA）含量。同時丹參能夠調節血管收縮舒張，維持內皮素一l（ET一1）與一氧化氮（NO）的動態平衡，抑制黏附因子等炎癥因子的表達，從而調節血管內皮細胞功能，抑制血流細胞黏附，防止血栓形成，此外， 丹參的某些單體還能通過下調細胞凋亡信號通路中的重要成員Caspase一3，抑制細胞凋亡，保護內皮細胞[5]。因此，丹參對內皮細胞的保護作用是通過多種通路，多個靶點提高內皮細胞的存活率，維持其功能完整性。

人參為五加科植物人參的干燥根和根莖，人參皂苷為其有效活性成分。現代藥理研究表明，人參皂苷在治療和改善糖尿病及其并發癥方面具有顯著效果。加工后的紅參能夠刺激小鼠胰島素的釋放，提示紅參對糖尿病的治療作用是經由葡萄糖依賴性方式刺激胰島素釋放來實現的[6]。

綜上所述，糖尿病患者長期的高血糖對血管內皮細胞的損傷與多種細胞因子有關。中醫藥在幾千年的臨床實踐中積累了豐富的診療經驗，為臨床治療提供了有力的指導。因此，以中醫理論為指導，結合現代分子生物學技術，從分子細胞水平進一步研究中藥有效性機制，對于中醫藥的發展及應用，提高患者生存質量，降低糖尿病血管并發癥具有重大意義。

參考文獻

[1]王曉，李果，李紀平，劉S，羅敏. 銀杏葉提取物降低高糖誘導的血管內皮細胞的凋亡. 中華內分泌代謝雜志，2005，21（2）：171-172.

[2]熊鶯，王廣發，張俊艷，吳少瑜等. 柚皮苷抑制高糖誘導的臍靜脈內皮細胞與單核細胞的粘附作用.南方醫科大學學報，2010，30（2）：321-325.

[3]孟祥樂， 李紅偉， 李 顏， 余 奇， 萬麗麗， 郭 澄. 梔子化學成分及其藥理作用研究進展. 中國新藥雜志，2011，20（11）：959-967.

[4]Florence Gizard and Dennis Bruemmer. Transcriptional Control of Vascular Smooth Muscle CellProliferation by Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-γ： Therapeutic Implications for Cardiovascular Diseases. Hindawi Publishing Corporation PPAR Research，2008.