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关键词： 植入前胚胎遗传学检测   二代测序   妊娠结局   PGT-A   PGT-SR   嵌合体   整倍体  

摘要： 第一章 两种测序平台在植入前胚胎遗传学检测中的应用分析研究目的对比使用Ion Torrent测序平台和Miseq测序平台行植入前胚胎遗传学检测PGT(preimplantation genetic testing)助孕患者的胚胎检测结果和临床妊娠结局,探讨使用不同的测序平台对胚胎检测结果和妊娠结局的影响。研究方法本研究为回顾性队列研究,纳入了2017年12月至2019年11月期间就诊于山东大学附属生殖医院行PGT助孕夫妇。1.为探究不同检测平台对患者的妊娠结局的影响,根据参与临床试验使用的检测平台不同分为Ion Torrent组和Miseq组。2.为分析不同测序平台对不同指征患者的妊娠结局的影响,根据患者行PGT指征是否有染色体异常将患者分成:夫妻双方有一方具有染色体异常组(PGT-SR组)和夫妻双方均无染色体异常组(PGT-A组)。3.为分析平台检测结果的妊娠结局,根据移植的胚胎的检测结果分为整倍体胚胎组和嵌合体胚胎组。4.为比较不同平台对嵌合体胚胎检测真实性,将两种测序平台移植的嵌合体胚胎扩增产物交换平台进行重新检测,对重新检测的结果一致性和妊娠结局进行分析。研究指标:主要指标为移植周期活产率,次要指标为胚胎非整倍体率、临床妊娠率、持续妊娠率和流产率。研究结果1.本研究一共纳入了 865对患者夫妇、886个取卵周期的3471枚胚胎。根据其使用测序平台不同分为两组,Ion Torrent组445对夫妇、452个取卵周期的1836枚胚胎;Miseq组420对夫妇、434个取卵周期的1635枚胚胎。2.两组患者基础资料无显著性差异:患者基础资料分析:两组患者在女方年龄、女方体重指数(body mass index,BMI)、怀孕次数、生育次数、女方基础雌二醇(estradiol,E2)、卵泡生成素(follicle-stimulating hormone,FSH)和抗苗勒氏管激素(anti-Müllerian hormone,AMH)无显著差异;男方精子浓度和精子活力以及本周期取卵个数、最终囊胚个数均无显著性差异。*** Torrent组的活产率为53.91%,Miseq组的活产率为58.67%,两组间的活产率无显著性差异(P=0.163)。在PGT-A组中,Ion Torrent组的活产率为48.43%,Miseq组的活产率为53.37%,在PGT-A患者中,两组的活产率无显著性差异(P=0.291);PGT-SR组中,Ion Torrent组的活产率为60.68%,Miseq组的活产率为64.67%,在PGT-SR患者中,两组的活产率无显著性差异(P=0.416)。在移植整倍体胚胎的患者中,Ion Torrent组的活产率为54.48%,Miseq组的活产率为58.20%,两组移植整倍体胚胎的患者的活产率无显著性差异(P=0.291);在移植嵌合体胚胎的患者中,Ion Torrent组的活产率为43.48%,Miseq组的活产率为68.00%,两组移植嵌合体胚胎患者的活产率无显著性差异(P=0.087)。4.入组患者移植整倍体胚胎整体活产率为56.18%,移植嵌合体胚胎整体活产率为56.25%,两者无显著性差异(P=0.992)。在移植嵌合体胚胎的患者中,移植低比例嵌合体胚胎的患者活产率显著高于移植高比例嵌合体胚胎的患者活产率(72.00%vs.39.13%,P=0.022)。*** Torrent组胚胎的非整倍体率为56.46%,Miseq组胚胎的非整倍体率为46.03%,两者无显著性差异(P=0.392)。Ion Torrent组移植的23枚嵌合体胚胎在Miseq测序平台检测后有30.44%的胚胎与原检测结果不一致,Miseq组移植的25枚嵌合体胚胎经Ion Torrent测序平台检测后有24.00%的胚胎与原测序结果不一致,两者无显著性差异(P=0.445)。研究结论1.植入前胚胎遗传学检测过程中,患者的妊娠结局与使用的测序平台无关。*** Torrent测序平台和Miseq测序平台胚胎的检测能力相同,但对嵌合体的检测都存在假阳性。3.在没有整倍体胚胎移植的情况下,可以考虑嵌合体移植,但高比例嵌合体胚胎移植后活产率较低。第二章 植入前胚胎遗传学检测中嵌合体胚胎评级和妊娠结局相关性分析研究目的通过植入前胚胎非整倍体检测周期中嵌合体胚胎相关临床资料进行回顾性分析,探讨嵌合体胚胎的嵌合比例以及嵌合体胚胎的评级与嵌合体胚胎移植的妊娠结局是否相关,以期为临床嵌合体胚胎的移植选择优先级提供理论依据。研究方法采用回顾性队列研究对2017年10月至2020年5月期间在我院进行PGT-A治疗的患者的病历资料进行分析。根据胚胎PGT检测结果分为整倍体组和嵌合体组。为分析不同嵌合比例和胚胎评级对嵌合体胚胎移植后妊娠结局的影响,根

关键词： 骨骼发育异常   全基因组拷贝数变异测序   全外显子组测序   出生缺陷   产前诊断  

摘要： 研究背景和目的骨骼发育异常(Skeletal Dysplasias,SD)在新生儿中的发病率约为2.3/10000,是我国常见的出生缺陷之一,造成患儿外观和功能的缺陷,严重影响儿童的生存质量。骨骼系统畸形通常由遗传因素引起,临床表型多样,是一类异质性很强的疾病。目前,产前超声检查虽然可发现许多骨骼系统的结构异常,但是对于骨骼发育异常的精准诊断仍然具有一定的局限性,而且胎儿超声仅能针对本次妊娠做出检测,无法为夫妻双方再生育提供指导。随着科技的进步,遗传学检测技术也在更新迭代,基于高通量测序技术的全基因组拷贝数变异测序(Copy Number Variation Sequencing,CNV-seq)技术和全外显子组测序(Whole Exome Sequencing,WES)技术应运而生,逐渐广泛应用于临床。CNV-seq主要用于检测样本是否存在非整倍体和拷贝数变异(Copy Number Variations,CNVs),相较于染色体微阵列分析技术,该技术不仅具有较低的成本和较高的通量,而且可以检出更多的CNVs。WES主要针对单个碱基的突变以及小片段缺失/重复所导致的单基因疾病进行检测,尤其是家系全外显子组测序(trio-WES)策略在变异检测和分析新发突变、复合杂合突变方面具有独特优势。本研究通过分析30例SD胎儿的产前超声表现及遗传学检测结果,探讨CNV-seq和trio-WES在明确SD胎儿病因中的应用价值,找到致病变异与疾病相关的遗传链条,为家系遗传咨询和优生优育指导提供理论依据。研究对象和方法1.收集2019年9月至2021年9月就诊于郑州大学人民医院医学遗传研究所,产前超声提示四肢短小,上下肢骨缺如,手脚数量及姿势异常等骨骼发育异常,伴或不伴其他系统结构畸形的胎儿30例。详细记录孕妇的临床资料和胎儿的超声检查结果。2.签署知情同意书后,留取胎儿样本(羊水、脐血、组织)及家系成员外周静脉血,提取基因组DNA并质检合格后,采用杭州贝瑞和康基因诊断技术有限公司的CNV-seq检测试剂盒进行文库构建,Illumina Nextseq CN500测序平台进行检测,关联 DGV、Decipher、ClinVar、ClinGen、OMIM 等数据库,结合 ACMG指南判断CNVs的性质,将致病性和可能致病性的变异纳入阳性结果,将意义不明确、可能良性和良性的变异纳入阴性结果。***-seq检测结果为阴性时进一步行trio-WES检测,采用IDT公司XGen?Exome Research Panel V 1.0 捕获试剂盒,Illumina Novaseq 6000 高通量测序平台进行全外显子组测序,结合多种在线数据库及疾病的表型和遗传方式,依据ACMG指南,综合评定变异的性质,将致病性和可能致病性的变异纳入阳性结果,将意义不明确、可能良性和良性的变异纳入阴性结果。针对阳性的基因变异位点,采用Sanger测序进行验证及共分离分析。结果1.通过CNV-seq和trio-WES技术的应用,结合胎儿的超声表型分析,共检出12个阳性结果。股骨短小是30例SD胎儿中最常见的临床表型,有12例,CNV-seq检测结果均为阴性,trio-WES额外检出6例阳性。2.30例SD胎儿中CNV-seq共检出3例阳性。检测结果为:家系5:1q12-q23.2重复;家系8:13三体综合征;家系11:18三体综合征。其中,1q12-q23.2重复既往未见报道。3.27例CNV-seq阴性的SD胎儿中trio-WES额外检出9例阳性。检测结果为:家系13和14:分别为FGFR3基因c.1948A>G和c.742C>T杂合变异导致的致死性侏儒;家系16、17和24:分别为COL1A2基因c.2944-2A>G、c.3034G>A和COL1A1基因c.804+2.804+3delTG杂合变异导致的成骨不全;家系19:COL2A1基因c.2249G>T杂合变异导致的Ⅱ型软骨发育不良;家系20:FGFR1基因c.758A>C杂合变异导致的Hartsfield综合征;家系29:TTN基因c.61921C>T和c.38876-2A>C的复合杂合变异导致的肢带型肌营养不良症;家系30:KIAA0586基因c.182.185delTGAA和c.704.705delAA复合杂合变异导致的短肋胸廓发育不良14伴多指(趾)。其中,TTN:c.38876-2A>C变异和KIAA0586:c.182.185delTGAA变异未见致病性报道和数据库收录。对9个候选致病变异位点进行Sanger测序验证,结果显示突变与表型在家系中共分离。结论***-seq和trio-WES技术的联合应用明确了 12例骨骼发育异常胎儿的的遗传病因,为这些家系的遗传咨询和未来妊娠中的胚胎植入前或产前基因

关键词： 叉子圆柏   分子标记   生态位模型   种群遗传学   景观遗传学  

摘要： 叉子圆柏(Juniperus sabina L.)是欧洲、亚洲和美洲石质山坡、河谷及沙质山丘防沙固土的重要树种,对维持生态环境稳定具有重要意义。本文利用生态位模型模拟了欧亚大陆叉子圆柏的空间分布格局;基于SSR分子标记技术分析了种群遗传多样性;通过景观基因组学建立了环境异质性与遗传变异适应性模式间的联系,揭示了种群格局动态、主要驱动因子和适应性遗传分化,为制定相应的保护策略、资源管理与发展、种群恢复与重建等提供理论依据。主要研究结果如下:1.生态位模型模拟表明,年均气温、海拔、温度季节性变化是限制末次盛冰期、全新世中期、当前和未来(2070年)四个时期叉子圆柏空间分布格局的主导环境变量;山地是其主要避难所,亚洲是其主分布区。从末次盛冰期到未来叉子圆柏适宜生境面积为先增加后减少的动态变化、分布中心呈现由北向南再向北的迁移趋势。***分子标记的遗传结构分析显示,叉子圆柏种群可分为2组遗传区。Arlequin分层分子方差分析结果显示叉子圆柏的遗传分化主要存在于种群内(89.67%),且第一组种群内的遗传分化水平要明显高于第二组种群。3.多变量统计分析和非线性模型分析结果呈现叉子圆柏种群的遗传变异受地理隔离的影响不显著(P<0.05),对环境梯度表现出不同的适应机制,昼夜温差月均值(Bio02)、年降水量(Bio12)是影响种群遗传变异的重要因子。4.环境适应性位点检测(LFMM)共检测到JS4＿326、JS5＿309、JS6＿346、JS15＿264、JS17＿291等31个环境适应性位点(EAL)与环境变量相关,其中昼夜温差月均值(Bio02),年均降水量(Bio12)和降水量季节性变化(Bio15)解释度较高,JS6＿346、JS20＿330两个适应性位点同时受到四个被检测环境变量因子的影响。综上所述,环境变迁是叉子圆柏种群动态变化的驱动力,环境变量的差异虽然没有导致叉子圆柏地理种群间的明显差异,但已经引起基因位点的变异。环境和基因的变化共同决定着叉子圆柏种群的生存,生态位模型模拟和景观遗传学分析结果对此得到了相互印证。

关键词： 男性不育   弱畸形精子症   CFAP65   顶体形成   鞭毛组装  

摘要： 背景:不孕不育症在世界范围内大约影响10–15%的育龄夫妇,其中男性因素约占50%。由精子形成障碍导致的弱畸形精子症是男性不育的常见原因,其致病原因与遗传因素密切相关。精子形成是精子发生的最后阶段,是一个复杂且高度有序的精细胞分化的过程,主要包括三个关键的分子事件,即顶体形成、鞭毛组装和伴随头部塑形的核凝聚。参与精子形成的基因缺陷会导致精子形态畸形且运动力下降,从而表现为严重的弱畸形精子症。目前大多数弱畸形精子症患者的遗传学病因仍不清楚。因此,明确弱畸形精子症的致病基因并阐明这些基因参与精子形成过程中的分子机制,是将来预防和治疗这类疾病的根本思路,也是了解复杂的精子形成过程本身的一个重要方式。目的:本研究的目的是寻找新的导致严重弱畸形精子症的致病基因,并探索新基因在精子发生过程中的作用及其潜在分子机制,为今后这些患者的遗传咨询和临床治疗提供重要的分子基础,也将为我们了解精子形成过程中的分子机制提供新的见解。方法:我们对来自45个不相干家庭的47名严重弱畸形精子症患者进行了全外显子组测序,并在包含637人的对照组中进行了突变筛查,其中包括219例少精子症患者、195例非梗阻性无精子症患者和223例可育对照。我们对CFAP65突变患者精子进行了电镜和免疫荧光染色以分析变异产生的影响。随后,我们构建了Cfap65基因敲除小鼠模型,通过组织病理学观察、免疫荧光染色、Western blotting、蛋白组学分析和内源性免疫沉淀等手段,以进一步探索CFAP65在精子形成中的作用机制。结果:通过全外显子组测序,我们在3例精子完全不动的严重弱畸形精子症患者中分别鉴定到了CFAP65的纯合无义突变(NM＿194302:c.G5341T:p.E1781X)、两对复合杂合突变(NM＿194302:c.C2284T:p.R762X和c.1751del C:p.P584fs;NM＿194302:c.5714＿5721del:p.L1905fs和c.C3021A:p.N1007K)。而在637名对照组个体中未检测到CFAP65双等位基因有害变异。携带CFAP65突变的患者可见多种形态异常的精子,包括头部畸形、尾部弯曲或卷曲等,超微结构和免疫荧光染色结果进一步显示突变患者精子头部和尾部存在严重的结构缺陷,包括顶体发育不全、线粒体鞘(mitochondrial sheath,MS)异常和中央微管复合物缺失等。免疫荧光显示,CFAP65蛋白定位于正常精子的顶体区域和鞭毛中段,但在CFAP65突变患者的精子中未见表达。对构建成功的Cfap65敲除小鼠进行表型观察,我们发现Cfap65敲除雄性小鼠完全不育,附睾精子头部和鞭毛形态存在多种缺陷,表现为严重的弱畸形精子症表型。此外,64.3%(18/28)的Cfap65敲除小鼠还表现出脑积水和鼻窦炎的表型。我们后续着重借助该敲除鼠模型探究了CFAP65在精子形成过程中的作用机制。我们发现,在Cfap65敲除小鼠睾丸中,精子形成过程中精子头部过度收缩,伴随精子领微管的发育异常和顶体形成异常;与此同时,鞭毛轴丝和MS组装也存在明显异常。Cfap65敲除小鼠睾丸组织的蛋白质组学分析表明,CFAP65缺失导致顶体形成、精子领组织和MS组装过程中的蛋白质稳态系统被破坏。机制上,CFPA65能够与顶体形成和鞭毛组装相关蛋白,如MNS1、RSPH1、TPPP2、ZPBP1和SPACA1等,形成复合物参与到精子形成中,CFPA65缺失导致这些蛋白在精子发生过程中的表达和定位发生异常,从而导致精子形成异常。结论:在本研究中,我们发现CFAP65的双等位基因突变可导致人类严重的弱畸形精子症,患者表现为精子头部缺陷和尾部形态异常。机制上,CFAP65突变可能通过破坏与顶体形成和鞭毛组装相关蛋白的相互作用导致精子形成异常,进而表现为严重的弱畸形精子症。研究结果将为这类患者的遗传咨询提供重要的分子依据,同时也为了解精子顶体形成和鞭毛组装中所涉及的分子机制提供了新的见解。图33幅,表10个,参考文献120篇。

关键词： 十字花科和豆科   禾本科   IKU2   MEDEA   后期胚乳增殖速率   功能保守与差异进化  

摘要： 被子植物的种子由胚、胚乳和种皮三部分组成,胚乳增殖速率在发育中后期呈现巨大差异。禾本科及一些双子叶植物的胚乳占据了成熟种子的绝大部分体积;而其他一些双子叶植物如拟南芥(Arabidopsis thaliana),胚乳发育的早期阶段为合胞体胚乳增殖,细胞化阶段标志着种子及胚乳迅速发育的结束,随即胚胎吸收胚乳迅速生长。这两种胚乳发育的分子机制至今未明。本实验在拟南芥、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、水稻(Oryza Sative)和大豆(Glycine max)中进行,主要研究功能保守的HAIKU2(IKU2)及差异的表观遗传学修饰共同作用调控两种不同的胚乳发育模式。AtIKU2编码一个富含亮氨酸重复序列的受体激酶[leucine-rich repeat(LRR)receptor-like kinase],是调控胚乳增殖的关键因子;Atiku2突变体胚乳细胞化提前,胚乳细胞数目减少,产生小种子。拟南芥有三个Polycomb repressive complexes 2(PRC2)复合体,分别为EMBRYONIC FLOWER(EMF)PRC2、VERNALISATION(VRN)PRC2、和FERTILISATION INDEPENDENT SEED(FIS)PRC2复合体,其中只有FIS PRC2复合体在生殖发育过程中发挥功能。MEDEA(MEA)为FIS PRC2复合体的甲基转移酶,目前仅被报道在十字花科植物中存在,其SET结构域能够催化形成组蛋白H3K27me3标记,抑制靶基因的表达;Atmea突变体胚乳细胞核持续增殖,种子死亡。本研究从分子、生化及遗传学角度分析了MEDEA-IKU2途径调控两种不同的胚乳增殖速率的机制,具体研究结果如下:(1)二穗短柄草、水稻和大豆中存在AtIKU2同源基因,BdIKU2、Os IKU2和GmIKU2,在拟南芥中调控胚乳增殖的功能是保守的。我们获得了以下转基因植物:pAtIKU2::AtIKU2/Atiku2、pAtIKU2::BdIKU2/Atiku2、pAtIKU2::Os IKU2/Atiku2和pAtIKU2::GmIKU2/Atiku2,在种子百粒重、转基因表达模式、胚胎发育进程和胚乳细胞化进程中,都能将Atiku2突变体种子表型完全回补至Col。因而在这四个物种中,都存在功能保守的IKU2s。(2)BdIKU2调控胚乳增殖。二穗短柄草Bdiku2突变体表型为胚乳细胞化提前,胚乳细胞数目减少而胚乳细胞大小不具显著差异,突变体产生小种子。Bdiku2突变体的小种子表型可通过表达pBdIKU2::BdIKU2或者pBdIKU2::AtIKU2互补恢复,因而BdIKU2和AtIKU2在二穗短柄草中调控胚乳增殖的功能也是保守的。(3)AtIKU2位点在细胞化阶段存在转录抑制修饰。qRT-PCR实验结果显示,pAtIKU2::AtIKU2(pAtIKU2::AtIKU2/Atiku2转基因植物中)和pAtIKU2::BdIKU2(pAtIKU2::BdIKU2/Atiku2转基因植物中)在3 day after pollination(DAP)后m RNA表达量下降;原位杂交结果显示,pAtIKU2::AtIKU2(pAtIKU2::AtIKU2/Atiku2转基因植物中)和pAtIKU2::BdIKU2(pAtIKU2::BdIKU2/Atiku2转基因植物中)仅可在合胞体胚乳(1-3 DAP)中检测到极低表达。因而在发育中后期(3 DAP后),拟南芥AtIKU2表达被抑制。(4)At MEDEA在4-5 DAP抑制AtIKU2表达,从而抑制胚乳增殖。2-3 DAP(合胞体阶段)时,At MEDEA不能被招募到AtIKU2位点,AtIKU2能够进行转录,胚乳细胞增殖。4-5 DAP(细胞化阶段)时,At MEDEA被招募到AtIKU2启动子上,AtIKU2位点(主要在转录TSS区域)组蛋白H3K27me3标记富集,能够抑制AtIKU2基因转录及随后的胚乳增殖,拟南芥种子生长转向胚胎迅速发育。(5)BdIKU2和Os IKU2位点检测不到组蛋白H3K27me3标记抑制修饰,基因持续转录,胚乳持续增殖。qRT-PCR实验结果显示,BdIKU2和Os IKU2能够在发育至20 day after anthysis(DAA)种子中检测到表达。Ch IP实验结果显示,在2-3、6-7和14-15 DAA三个时间段内,在BdIKU2和Os IKU2位点检测不到任何组蛋白H3K27me3标记累积。原位杂交实验结果显示,BdIKU2和Os IKU2不仅能在合胞体胚乳中检测到表达,也在胚乳发育后期进行分裂的内胚乳细胞和糊粉层细胞中检测到表达,表达可持续到内胚乳细胞进行细胞程序

关键词： 长芒苋   入侵遗传学   叶绿体基因组学   RAD-tags标记  

摘要： 长芒苋(Amaranthus palmeri ***)为苋科(Amaranthaceae)苋属(Amaranthus)异株苋亚属(Subgen Acnida)一年生草本植物，原产于北美洲，关于其确切的原产地，目前尚存争议。因长芒苋具有极强的传播能力、表型可塑性和多种除草剂抗性等特性，现已大肆侵入美国农业生态系统，致使农作物大量减产。长芒苋于1985年首次在北京发现，现已在我国京津冀地区大范围定殖并向周边地区扩散，一旦放任它入侵农田将会严重威胁我国的农业生产。因此开展长芒苋入侵遗传学研究，对我国的粮食安全和生态安全具有重要的意义。本研究利用叶绿体基因组数据与高通量RAD-Tags基因组分子标记技术，对美国和中国的长芒苋群体进行入侵遗传学研究，旨在解析长芒苋的原产地，重建长芒苋入侵中国的历史，并评估长芒苋在中国的进化潜力和适应性，预测未来的传播，为长芒苋在我国成功入侵机制的深入研究和防控管理提供参考。研究结果如下:　　1)基于叶绿体基因组学的长芒苋群体遗传多样性与谱系地理结构分析 长芒苋叶绿体基因组长度为150721 bp,cpDNA表现出被子植物叶绿体基因组的典型结构:LSC 为 83,997 bp,SSC 为 18,030 bp,IRs 为 24,347 bp。对 128 条长芒苋叶绿体基因序列进行单倍型分析，共获得44个单倍型.总体单倍型多态性与核苷酸多态性较高HT=0.968,πT×10-2=2.99,群体内单倍型多态性与核苷酸多态性多态性为HS=0.672,πS×10-2=1.74,美国群体单倍型多态性与核苷酸多态性为HS=0.960,πS×10-2=3.00,中国群体单倍型多态性与核苷酸多态性为HS=0.946,πS×10-2=2.96。单倍型网络图表明美国长芒苋群体和中美长芒苋群体单倍型网络结构基本一致，都可分为6个单倍型组，美国西南部群体的特有单倍型位于单倍型系统发育树基部，中国群体的特有单倍型分散于5个单倍型组中;单倍型地理分布图显示单倍型组Group 6为广泛分布型。以刺苋为外类群构建的叶绿体基因系统发育关系表明美国西南部群体位于系统发育树次基部位置，中国群体则分散于美国各个群体中。叶绿体基因组的谱系地理分析结果表明长芒苋起源于美国西南部群体，可能随人类活动和自然拓殖传播至美国中东部地区;入侵至我国的长芒苋从美国各地区经农产品贸易多源、多次引入.　　2)基于RAD-tags标记的长芒苋群体SNPs检测与遗传进化分析通过酶切实验选择最适合长芒苋DNA建库的限制性内切酶Taq Ⅰ,对21个长芒苋群体和1个糙果苋群体进行简化基因组建库，在IlluminaHiSeqTM平台进行测序。测序结果利用Stacks v2软件进行处理，通过denovo鉴定长芒苋群体SNPs位点，经过滤共获得7286个高质量SNPs位点。中美长芒苋群体的核苷酸多态性(Qπ)系数范围为0.254-0.293,观测杂合率范围为0.246-0.297,预期杂合率范围为0.192-0.269,中国群体的核苷酸多态性略高于美国群体的核苷酸多态性，中国群体的遗传分化指数略高于美国群体的遗传分化指数。群体遗传结构分析和主成分分析均支持中美长芒苋群体的最佳分组为3,基于最大似然法的系统发育分析结果显示美国西南部群体处于基部位置，中国长芒苋群体内嵌于美国群体分支中。基于DEC的祖先分布区重建结果表明在a-e分支中，祖先分布区域一直聚集在美国西南部加利福尼亚州和亚利桑那州（A、B区）区域，随后依次扩散至BC区域;在f-j分支中，祖先分布区从美国中东部科罗拉多州和堪萨斯州（C区）区域扩张至CE区域，并在后期从中国北京（E区）扩张至中国各区域（E、F、G、H区）。中美长芒苋群体基因流分析表明群体间有3次基因交流，分别表示美国西南部堪萨斯州（UAPK）群体基因型来源于糙果苋;北京大兴（BJDX）群体基因型来源于中国北京丰台（BJFT）群体;天津滨海（TJBH）群体基因型来源于美国中东部科罗拉多州（UCBU）群体.基于核基因的群体遗传分析同样表明长芒苋起源于美国西南部地区，传入美国中东部地区后或经遗传变异趋同进化与其他群体产生隔离，或在引入范围内定殖扩散蔓延至其他地区;入侵至中国的长芒苋群体经农产品贸易从美国多源分批引入中国境内，定殖后依旧具有高遗传变异水平并呈扩散蔓延趋势。

关键词： 右位主动脉弓   迷走左锁骨下动脉   左位动脉导管   胎儿超声心动图   染色体核型   SNP芯片  

摘要： 目的:探讨胎儿右位主动脉弓(right aortic arch,RAA)的产前超声分型及其与介入性遗传学的关系,以达到提高产前超声诊断水平及为预后评估提供依据的目的。方法:选取2015年1月至2021年12月在我院行产前超声检查并随访至妊娠终止的229例RAA胎儿。本研究根据RAA是否存在迷走左锁骨下动脉、是否仅存在左位动脉导管及是否合并心内、心外结构异常采用三种方法进行分型。1、胎儿超声心动图以三血管-气管(three-vessel and trachea,3VT)切面为基础的3切面扫查,联合时间-空间关联成像技术的高分辨率仿真血流显像模式(STIC-HD live flow),对胎儿RAA进行诊断、分型。2、应用标准的胎儿系统超声检查切面筛查胎儿各个系统,分析胎儿RAA合并心内、心外异常的情况。3、行染色体核型和单核苷酸多态性微阵列(single nucleotide polymorphism array,SNP芯片)检测并对比各型胎儿RAA的遗传学特征。4、对产后新生儿行超声心动图检查并与产前超声、外科手术对照,同时对比观察部分终止妊娠病例的病理解剖或铸型,以评价产前超声诊断RAA的准确性。结果:1、229例胎儿RAA中67.7%(155(14)229)为RAA伴迷走左锁骨下动脉(RAA-ALSA)型,32.3%(74(14)229)为RAA非迷走左锁骨下动脉(RAA-Non-ALSA)型。其中,RAA左位动脉导管(RAA-LDA)型占83.0%(190(14)229),RAA非左位动脉导管(RAA-Non-LDA)型占17.0%(39(14)229)。2、229例胎儿RAA中42.4%(97(14)229)为RAA单纯型;57.6%(132(14)229)为RAA合并心内、心外结构异常型,其中56.3%(129(14)229)合并心内异常,7.4%(17(14)229)合并心外异常,有6.1%(14(14)229)同时合并心内、心外异常。RAA合并的心内异常主要为室间隔缺损、法洛四联症、肺动脉闭锁等,其中室间隔缺损高达39.5%(51(14)129)。RAA-Non-ALSA型与RAA-Non-LDA型心内异常的检出率分别为77.0%与79.5%,分别高于RAA-ALSA型与RAA-LDA型检出率的46.5%与51.6%,差异均有统计学意义(均P<0.05)。3、229例胎儿RAA中,80例行介入性遗传学检查,其中41例同时行核型与SNP芯片检查,31例单独行核型检查,8例单独行SNP芯片检查,核型、SNP芯片的检出率分别为11.1%(8(14)72)、20.4%(10(14)49)。RAA-Non-ALSA型与RAA-Non-LDA型染色体异常的检出率分别为40.0%与50.0%,均分别高于RAA-ALSA型与RAA-LDA型检出率的11.7%、14.3%,差异均有统计学意义(均P<0.05)。RAA单纯型和RAA合并心内、心外结构异常型染色体异常的检出率分别为18.0%和20.0%,差异无统计学意义(?(17)=0.049,P=0.824)。4、229例胎儿RAA中123例终止妊娠,其中10例行心脏局部解剖及血管铸型,产前超声诊断与此10例结果对照有9例符合,其中1例RAA伴右位动脉导管因合并复杂畸形(内脏异位综合征)误诊为左位动脉导管;其余106例(106(14)229,46.3%)继续妊娠,产后新生儿超声心动图检查结果与9例行手术治疗的RAA术后诊断结果均与产前一致;其中1例合并法洛四联症患儿于外院手术在新生儿期死亡,余105例随访均无明显气管、食管压迫症状。结论:1、不同类型的RAA心内异常的检出率不同,RAA-Non-ALSA、RAA-Non-LDA型心内异常检出率高;2、RAA-Non-ALSA型、RAA-Non-LDA型染色体异常的检出率高;RAA是否合并其他结构异常不影响染色体异常的检出率。建议RAA患儿常规行介入性遗传学检查,首选SNP芯片,并同时辅助以传统的染色体核型检查;3、产后超声检查与外科手术均证实产前超声诊断的可靠性的同时,通过对部分病例的心脏局部解剖及血管铸型的分析可增强对RAA的认识,进一步提高RAA的产前超声诊断水平。

关键词： 遗传学  

ISBN: (纸本)9787565526831

摘要： 本书共分16章，包括绪论、遗传的细胞学基础、遗传物质的分子基础、孟德尔遗传、连锁遗传、细胞质遗传、细菌和病毒遗传、数量性状遗传、群体遗传与进化、染色体结构变异、染色体数目变异、基因突变、基因组学、基因的表达调控、遗传与发育、基因工程。

关键词： 中华草龟   中华花龟   RAD-seq   微卫星   COX1   Cytb   群体遗传   遗传多样性  

摘要： 中华草龟(Mauremys reevesii)和中华花龟(Mauremys sinensis)是中国非常重要的两种经济淡水龟,然而受过度捕捞、栖息地丢失与碎片化等人类活动影响,正面临着遗传多样性丢失,野外资源枯竭的严峻现状,已被收录进世界自然保护联盟红名目录。然而,未经审查的亲本引入和近亲繁殖使得群体遗传背景模糊,遗传多样性流失。先前的中华草龟和中华花龟的群体遗传研究受限于分子标记种类与数量的限制,不能充分了解其遗传多样性和群体结构。在本研究中,基于简化基因组(RAD-seq)开发的5688个全基因组范围内SNP标记和线粒体CO1-Cytb基因串联序列,对中华草龟(安徽、广东和湖北)和中华花龟(台湾)群体的遗传多样性和群体结构进行了解析。主要研究结果如下:基于SNP标记的分析表明4个群体遗传多样性仍较为丰富,但可能是种间杂交和回交产生的假象,群体间缺乏遗传分化,人为活动引起的基因流动可能是促使群体间缺乏遗传结构的主要原因;基于线粒体CO1-Cytb基因的串联序列分析表明4个群体在经历了群体扩张后仍保留较高的遗传多样性,除广东群体外,其他群体间因较高的基因流导致遗传分化轻微;基于RAD-seq文库成功筛选并表征了12个具有多态性的微卫星位点,有效等位基因数量为5.67～9.20,观测杂合度范围为0.1～0.65,PIC范围为0.83～0.92,所有位点除MM8外均偏离哈迪-温布格定律。本研究可以为中华草龟和中华花龟的群体遗传学研究和种质资源开发与恢复提供遗传数据支持。

关键词： H4K20me2/3   山羊   ZGA   体细胞核移植   卵母细胞减数分裂  

摘要： 体细胞核移植(Somatic cell nuclear transfer,SCNT)是由卵母细胞(Oocyte)胞质对体细胞重编程(Reprogramming),获得细胞全能性(Totipotency)的一种方法,在干细胞生物学和治疗性克隆等方面有着巨大应用潜力,而克隆效率低下却极大的限制了该方法的进一步应用。在成熟卵母细胞质中,体细胞核重编程经历了早熟染色体浓缩(Premature chromosome condensation,PCC)、卵母细胞活化、合子基因组激活(Zygotic genome activation,ZGA)等细胞事件,但是体细胞的部分表观遗传特性对重编程存在抗性,这些重编程障碍可能是哺乳动物克隆效率低下的主要原因。 异常的ZGA会阻碍核移植(Nuclear transfer,NT)胚胎发育,组蛋白甲基化修饰参与此过程的调控。另外,卵母细胞成熟过程中m RNA的选择性降解是ZGA的前提,组蛋白甲基化修饰调控卵母细胞成熟过程中的基因表达。但是,组蛋白H4K20me2/3修饰在山羊卵母细胞成熟中的修饰模式以及是否作为重编程障碍阻碍NT胚胎发育尚不清楚。本文探究了H4K20me2/3修饰在山羊卵母细胞成熟过程中的动态模式,比较了体外受精(In vitro fertilization,IVF)胚胎、孤雌激活(Parthenogenetic activation,PA)胚胎和NT胚胎ZGA期H4K20me2/3修饰的动态变化,研究结果如下: 1.卵母细胞成熟过程中H4K20me2/3的动态修饰 研究白血病抑制因子(Leukemia inhibitory factor,LIF)对山羊卵母细胞体外成熟(In vitro maturation,IVM)效率的影响,对成熟率进行统计学分析,结果显示,当LIF浓度是10 IU/m L时,卵母细胞成熟率显著提高,为79.3%(P<0.05)。通过对减数分裂时期的卵母细胞进行免疫荧光染色以及荧光强度相对定量分析,结果显示,H4K20me2/3在GV-MII期持续存在,均在AI期修饰水平最低(P<0.05),不同的是,H4K20me2高度富集在GV期(17.8±0.8),H4K20me3高度富集在MI期(45.9±2.0)和MII期(51.3±2.3,P>0.05)。这表明H4K20me2/3在卵母细胞成熟中存在着不同的动态修饰模式。 2.钙离子载体A23187对NT胚胎体外培养的影响 钙离子载体A23187能引发钙离子振荡,用以模拟受精过程,通过A23187刺激次数探究山羊NT最佳激活体系,结果显示,5μM的A23198一次处理的卵裂率达到40.8%,显著高于未处理组(P<0.05),处理一次和处理两次对卵裂率在统计学上无显著性差异(P>0.05),其中处理两次显著提高了裂解率(P<0.05),且PA胚胎的4-8细胞卵裂率显著高于NT胚胎(P<0.05)。 ***胚胎ZGA期H4K20me2/3的异常修饰 对IVF胚胎、PA胚胎和NT胚胎进行H4K20me2/3抗体免疫荧光染色和荧光强度相对定量分析,结果显示,在IVF胚胎中,H4K20me2/3抗体荧光强度均呈现先升高后降低的趋势,不同的是,H4K20me2高度富集于2细胞期(4.7±0.5,P<0.05),H4K20me3高度富集于4细胞期(45.5±1.0,P<0.05),这表明H4K20me2/3富集在IVF胚胎的不同发育时期,且均发生了不同程度的擦除现象;和IVF胚胎相比,NT胚胎和PA胚胎在4-8细胞期表现出异常的H4K20me2高修饰(P<0.05),初步表明H4K20me2可能是山羊NT胚胎重编程过程的表观遗传障碍;相比较于IVF胚胎和PA胚胎,NT胚胎在2-8细胞期表现出异常的H4K20me3低修饰(P<0.05),表明H4K20me3在山羊NT胚胎中修饰不足。 综上所述,本研究成功优化了卵母细胞IVM体系和NT胚胎激活体系,提高了卵母细胞IVM效率和NT胚胎IVC卵裂率;发现了H4K20me2/3在卵母细胞IVM过程中不同的动态修饰模式,以及在IVF胚胎ZGA期均发生不同程度的擦除现象;并发现了NT胚胎ZGA期H4K20me2的异常高修饰和H4K20me3的修饰不足现象,表明H4K20me2修饰可能是山羊NT胚胎重编程过程的表观遗传障碍,为提高NT效率和揭示重编程过程的表观遗传机制奠定了理论基础。