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重复的遗传学效应

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重复的遗传学效应范文第1篇

关键词: 羊水细胞染色体核型分析 产前诊断

染色体病是由于染色体数目或结构即便导致的疾病,是导致人类出生缺陷的主要原因。在妊娠中期,于超声引导下行羊膜腔穿刺术进行羊水细胞遗传学检查是产前诊断胎儿染色体疾病的主要方法之一,该方法具有安全性较高的优点,在临床上具有广泛的应用。本文收集了2011-2013年1292例在本院进行妊娠中期羊水细胞染色体核型检查的孕妇资料,通过分析胎儿染色体异常的发生率、主要类型等情况,以探讨其在遗传咨询中的意义。

1、对象与方法

1.1对象

2011年1月至2013年12月来我院产科就诊的有唐氏综合征筛查高风险、高龄、超声异常、父母为平衡易位携带者等产前诊断适应症的孕妇共1292例。年龄19-45岁,于孕16-24周抽羊水行产前诊断,培养成功1288例,具体指征主要包括胎儿超声筛查异常(包括结构异常和软指标异常)、唐氏筛查高风险、高龄、无创性产前基因检测高风险、不良生育史、父母染色体异常等。

1.2 方法

首先,指导孕妇进行适当活动,常规消毒铺巾后,在B超监视下,用一次性羊水穿刺针经腹部抽取20ml羊水,分别装于两只10ml无菌离心管中。将上述离心管以1000 r/min的转速离心10 rnins,弃上清液,保留0.5 ml细胞层,用吸管将其混匀后等分为2份,分别接种于2个25ml无菌培养瓶中,再加入羊水培养液(Gibico)5 ml,混匀,拧松瓶口,置于5%CO2、37℃培养箱中培养,第6天观察细胞贴壁生长情况,并更换新鲜培养液后继续培养。以后每天连续观察细胞贴壁生长情况,当在倒置显微镜下观察到有多个较大的、生长良好的贴壁生长的梭形细胞克隆时,加入秋水仙素使细胞分裂终止于有丝分裂中期,再用胰酶消化,使贴壁细胞从瓶壁上脱落,将其移至无菌10ml离心管内,再用吸管反复吹打均匀 , 2000 r /min离心 10 min三,弃去上清 ,加入 37℃ 预热的0.075 mol /L氯化钾 8 ml,用吸管轻轻吹打数十次, 37℃水浴3 mins,加固定液 (甲醇:冰乙酸 = 3:1 ) 1 ml预固定5mins,2000 r /min离心10mins,弃去上清,加固定液8ml,静置 30mins。离心、弃上清后再重复固定1次,常规制片,烤片后吉姆萨染色,镜下观察、记数分散良好的中期分裂相30个,分析3个,显微镜下拍取照片。细胞染色体核型分析按照人类细胞遗传学国际命名体制 ( ISCN 2009)标准进行核型分析诊断。

2、结果

2.1产前各种高危指证与染色体异常检出率的关系见表1。

表1产前诊断指证

*其他包括:孕期病毒感染、药物使用、接触致畸物质、不良生育史等指标。

2.2 染色体异常核型的分布

1165例培养成功羊水标本,其中发现21三体14例,18三体5例,结构异常32例,其他染色体数目异常5例,嵌合体5例,其余染色体核型均正常(表1)。

3讨论

染色体异常分为数目异常和结构异常两种类型,数目异常以21三体、18三体、13三体、性染色体数目异常最常见。三体的发生机理一般是因为生殖细胞在减数分裂中染色体不分离所致,随母亲怀孕年龄的增高,其生殖细胞发生异常的机率增加,从而使高龄孕妇的胎儿数目异常发病率也增加[1]。但是很多研究表明,年龄低于35岁的妇女,具有年龄以外的产前诊断指证时,三体发生率和高龄初产组发生率差异并无显著差异,因此对非高龄孕妇进行产前筛查(包括唐氏筛查及超声筛查)是必须的。 本研究共发现21三体14例,18三体5例,性染色体数目异常共4例,占染色体异常的37.7%,经遗传咨询后,该23例病例均作了引产。 据报道约75%的18三体和90%的13三体以多发畸形为特征,超声检查即可发现异常。而21三体综合征超声特征不明显,只有经验丰富的超声医师才能分辨出颈部透明带厚度是否增厚或鼻骨有无缺失等[2,3]。通过脐血、绒毛羊水培养染色体分析可有效增加21三体的检出率,减少社会和家庭的负担。

胎儿染色体平衡易位者,多数来自于父母,本研究发现8例平衡易位核型,均来自父母之一。染色体平衡易位携带者,由于其遗传物质没有丢失或重复,其表型无异常,但是其配子在形成的过程中,可以形成正常配子,也可以形成部分重复或部分缺失的异常配子,与正常配子结合形成的下一代中,可以形成部分三体或单体,从而导致胚胎异常,临床上表现为胚胎停育、自然流产、胎儿畸形等情况 [4]。因此父母中一方为染色体异常者必须进行胎儿染色体检查。

本研究发现一例18号染色体部分缺失的情况,由于一条染色体部分缺失会导致很多有关基因的丢失,从而导致智力低下及体格发育异常,经遗传咨询后,该病例也做了引产。

染色体的多态性以9号倒位最为常见,本研究共发现14例9号倒位,占染色体异常的22.9%,该13例病例检测其父母双方的染色体,均来自其父母,产后随访未见异常。群体中9号染色体倒位见于1.8%的人群[5],目前多数报道认为不会导致胚胎发育异常,可以继续妊娠,也有报道表明inv(9)可能与不孕不育有关[6]。另外,大Y(Y≥18号染色体)和小Y也是较常见的染色体多态性,本研究共发现4例大Y和一例小Y,关于染色体结构多态性是否产生临床效应,目前尚无定论。有学者指出,大Y染色体在汉族男性群体中占13.8%,并无遗传效应[7]。也有报道指出,大Y异染色质中DNA过多的重复,有可能产生剂量效应或微小变异,能使有丝分裂发生错误或影响基因调节和细胞分化,干扰相邻常染色质区以及生成和发育有关基因功能的正常发挥,从而导致生殖异常[8]。本研究4例大Y均遗传自父亲,目前随访未见异常。有关小Y染色体的研究相对较少。程烽等[9]报道了5例小Y染色体者无精或异常引起的不育。本研究中胎儿的小Y遗传自父亲,说明小Y不一定导致发生异常,也可以正常生育,胎儿出生后随访未见异常。

据报道,具有产前诊断指征的高危孕妇胎儿染色体异常检出率为3.8%[10,11]。本组胎儿染色体异常检出率为4.7%,与报道相近,均高于一般人群染色体异常发生率0.5% [12]。由此可见,对有产前诊断指征的高危孕妇进行产前诊断,能有效检出染色体异常的胎儿,增加有创检查的目的性。本研究发现,夫妇平衡易位组中胎儿染色体异常的发生率较高,占该指征的66.7%,充分体现了染色体平衡易位携带者是行产前诊断的重要指证;超声检查异常组胎儿染色体异常的检出率位于第2位(6.9%),说明超声检查胎儿异常是进行产前诊断的另一个重要指征;唐氏高危组、高龄组与高龄加唐氏高危组胎儿染色体异常检出率差别不大,说明高龄(35岁及以上)可以作为一个独立的产前诊断指征,先进行孕妇血清筛查,再根据筛查结果进一步判断是否行产前诊断既浪费人力物力,有时还会延误抽羊水行产前诊断的最佳时机。自2011年以来,随着无创性产前基因检测技术在临床的应用,胎儿染色体异常的筛查进入一个崭新的阶段,本院应用该方法检测近千份孕妇外周血,对其中3份阳性病例行羊膜腔穿刺检查胎儿染色体,结果完全一致。这显示了该项技术针对染色体非整倍性检测的特异性和敏感性非常高,随着该项技术成本的不断降低,在临床的应用有望愈来愈广泛。

总之,随着分子遗传学技术的飞速发展,应用微阵列比较基因组杂交等技术,可以检出常规G显带无法识别到的为微小缺失和重复,并且检测周期短,不需要进行细胞培养,在羊水细胞检测中联合应用细胞遗传学和分子遗传学技术,将会有助于产前诊断胎儿染色体病,对于预防出生缺陷和提高人口素质具有重要意义。

参考文献:

[1] 孟金萍,吴爱华,张会珍.77例唐氏综合征儿家庭再孕二胎的产前诊断,中国优生与遗传杂志,2005,13(4):102-103.

[2] TaslimiMM,Acosta R,Chueh J,et al .Detection of sonographic markers of fetal aneuploidy depengds on maternal and fetal characteristics[J],J Ultrasound Med,2005,24:811-815.

[3] 钟银环,尹爱华,付文婷,等.2046例胎儿脐血染色体检查的结果分析[J] .中华医学遗传学杂志,2014,31:113-114.

[4] 夏家辉,李麓芸.染色体病, 北京:科学出版社,1989,226.

[5]Kuehinka BD,Barritt U,Moya G et aL Two cases of confined platental mosaicism for chromosome 4,inclding one with maternal uniparental disomy.Prenat Diagn,2001,21:36-39

[6] 蔡美英,徐两蒲,李英等.155例孕中期胎儿羊水细胞染色体多态性分析[J].中华医学遗传学杂志,2012,29:100-101.

[7] 沈婉英.对男性大Y染色体相对长度分析152例.遗传与疾病,1990,7(1):37-38.

[8] 石化金.Y 染色体异常的临床表现及遗传学研究. 中华医学遗传学杂志,1992 ,9(5 ):30-31.

[9] 程烽,张宝珍,朱忠勇.507例男性不育患者细胞遗传学分析.中国优生与遗传杂志,2001,9(3):38-39.

[10] 方群,游泽山,王彩玲,等.妊娠中晚期300例胎儿脐血染色体核型分析.中华医学遗传学,2010,17(1):16-19.

重复的遗传学效应范文第2篇

【关键词】 染色体

【关键词】9 号染色体;臂间倒位;遗传效应

9号染色体臂间倒位是染色体结构异常的一种类型,对其引起的临床效应众说不一,有的认为是导致自然流产、死胎、畸形、不育不孕的原因之一[1],有的认为是正常多态[2]。为此,我们对在遗传咨询和细胞遗传学检查时发现的 21 例 9 号染色体臂间倒位携带者的临床与遗传效应进行了分析。报告如下。

1对象和方法

1.1对象1994 ―2004 年来我室进行遗传咨询和染色体检测者,包括自然流产史、畸形生育史、不育不孕、智力低下等。年龄在5 ~ 38岁之间。

1.2方法常规行外周血淋巴细胞培养与制片,进行G显带,每例计数 30 个分裂相,分析 5 个核型,异常者加倍计数与分析。

2结果

21 例 9 号染色体臂间倒位中,11 例发生自然流产,3 例不孕不育史,4 例畸形生育史,1 例智力低下,1 例少精症,1 例畸形儿。9 号染色体臂间倒位携带者的临床与遗传效应见表 1。

表1染色体臂间倒位携带者的临床与遗传效应序号[略]

3讨论

染色体臂间倒位是染色体结构异常的一种类型,它几乎涉及到所有的染色体,但在临床上 9 号染色体臂间倒位发生率最高。国内报道其发生率为 0.82%[3]。染色体臂间倒位携带者在其配子形成过程中,同源染色体配对在第一次减数分裂中将形成特有的倒位圈、经过倒位圈内奇数互换,理论上将形成 4 种不同配子。如倒位环内不发生互换,将形成一个正常配子,一个携带倒位染色体的配子,如倒位圈中发生一次交换,将形成 2 种不平衡的配子,均带有部分重复和缺失的染色体。 以上 4种配子与正常配子结合形成不同类型的 4 种合子,其中 1 种为正常染色体,1 种为倒位染色体携带者;其余 2 种为部分重复和部分缺失的异常染色体的携带者。由于染色体臂间倒位本身属于一种平衡重排,不会导致遗传物质的丢失,因此携带者通常具有正常表型。但如果断裂点破坏了该位点上的基因,就可导致疾病的发生。臂间倒位染色体的遗传效应主要决定倒位片段长短及是否互换,倒位片段越长,越易互换,重组后染色体的重复和缺失部分越短,合子越易发育,畸形儿发育率越高。反之,倒位片段越短,越不宜发生互换,一但互换,重组后重复和缺失部分越长,合子越难以发育,多表现为不育和早期流产,却很少有畸形儿的出生[4,5]。在我们检出的 21 例 9 号染色体臂间倒位中,有 11 例发生自然流产、死胎,3 例不孕不育史,4 例畸形生育史,1 例智力低下,1 例少精症,1 例畸形儿。它们都有临床效应(可能与我们的病员来源有关)。我们认为,9 号染色体臂间倒位,不能视为正常多态,应该引起高度重视。对在临床上检出的染色体臂间倒位携带者再次妊娠时应做好产前诊断,指导其生育,避免畸形患儿的出生。

参考文献

1.何春娜,张海瑞,王爱勤,等.9 号染色体臂间倒位对生育影响的研究[J].中国优生与遗传杂志,1996,4(5):33

2.周焕庚,夏家辉,张思仲.人类染色体[M].北京:科学出版社,1987.63

3.李麓芸,夏家辉,戴和平,等.染色体臂间和臂内倒位的遗传 咨询[J].遗传与疾病,1985,2(1):35

重复的遗传学效应范文第3篇

迈克尔・路特(Michael Rutter,1933-)是英国著名的发展变态心理学家,被称为“儿童精神病学之父”。1933年出生于黎巴嫩首都贝鲁特城,1936年随父母回到英国,1940至1944年被父母寄养在美国。1944年后在英国接受了正规的学校教育。

路特1955年毕业于伯明翰大学医学院。在获得神经病学、儿科和心脏病学的硕士学位后,1958年在伦敦莫兹利医院(Maudsley Hospital)接受了精神病学的训练,1961年获得资格认证,然后去纽约爱因斯坦医学院进行了为期一年的研究。1962年回国后,他加入了医学研究委员会的社会精神病研究所,1965年应聘到伦敦大学精神病研究所,1966年在伦敦被指定为精神病学会的高级讲师。1973年,他成为儿童精神病学教授、儿童和青少年精神病学系系主任。

1984年,路特创立了医学研究委员会(Medical Research Council)儿童精神病学分会,于1984年至1987年担任该会的荣誉主席;1994年,他又创立了精神病学会下的社会、遗传和发展精神病学研究中心(Social,Genetic and Developmental Psychiatry Research Centre),在1994年至1998年间担任该中心的名誉主席。他在1987年当选为英国皇家学会院士,1992年被授予爵士爵位,是欧洲科学院(Academia Europaea)和医学科学研究院(Academy of Medical Sciences)的创始人之一。他还拥有莱顿大学、伯明翰大学、爱丁堡大学、芝加哥大学、明尼苏达大学、沃里克大学等院校的名誉博士学位。现在,他担任伦敦皇家学院精神病学院发展精神病学教授和伦敦莫兹利医院的精神病顾问。

迄今为止,路特出版了38本专著,并发表了400多篇论文。最有影响力的著作是《母爱剥夺再评估》(Maternal Deprivation Reassessed,1972),被New Society评价为“儿童保育领域的经典”。路特被公认,为儿童精神病学在医学和生物心理学领域打下了坚实基础,并做出了卓越贡献。1995年他获美国心理学会颁发的杰出科学贡献奖。在20世纪最著名的100名心理学家中,他排名第68位。

一、对母爱缺失与剥夺的研究

路特的研究思路主要是诠释自然和教养之间的关系,研究论题围绕母爱剥夺对儿童心理社会发展的影响展开。这个论题涉及依恋关系的缺失与剥夺、依恋关系的丧失等。

依恋关系的缺失与剥夺。母爱剥夺的相关研究,是路特研究的重要领域,形成了他关于儿童成长的心理环境的重要研究范式和观点。路特认为,儿童依恋理论的提出者鲍尔比对母爱剥夺的概念过于简单化。鲍尔比认为,母爱剥夺是指儿童与一个依恋的人分离,失去了依恋对象且没有发展出对他人的依恋。路特认为,这些依恋的性质,每种都有不同的效应。为此他在缺失(privation)和剥夺(deprivation)之间作了区分。如果儿童根本未能形成依恋关系,这是依恋的缺失;而剥夺是指依恋关系的失去或受损害,即曾经拥有过以后的失去。依恋的缺失有两种原因,一是儿童有许多不同的养育者,二是家庭不和阻碍了儿童和成人建立依恋关系。路特发现一个有趣的结果,对于儿童精神问题的风险因素而言,父母离婚和父母去世显然具有相同的效应,然而,事实是父母离婚对儿童造成的负面影响远远大于父母去世。他认为,儿童期依恋关系的缺失可能导致了最初的粘滞、依赖行为,寻求注意和不加选择地建立友谊等行为。然后,随着儿童逐渐成长,表现出无法遵守规则,建立持久的人际关系或者有负罪感。路特还发现了行为的证据,情感障碍,以及语言、智力和体格发育的紊乱。出现上述问题,并非如鲍尔比所声称是缺失与母亲的依恋关系所致,而是由于缺少依恋关系通常所能提供的智力刺激和社会经验所致。

1989年,路特领导了英国和罗马尼亚被收养者研究小组,跟踪研究了许多十几岁时被送到西方家庭中收养的孤儿,对于影响儿童发展的早期剥夺进行了一系列的研究,包括依恋及新关系的发展,得到了乐观的结果。尤其在实验方法上他采用了更科学的方法,他将大量的时间投身于与儿童的接触,采用自然实验的方式发现可以得出因果推论的方法。作为一个临床工作者对儿童的了解,与对细节或例外结果的关注,路特在弥补鲍尔比提出的依恋关系基础之上,往前更迈进了一大步。

依恋关系的丧失――应对、心理弹性、遗传因素和保护因素。路特着力考察了当面临依恋关系丧失时,儿童的心理行为反应以及相应的机制。

第一,儿童需要考虑应对。即要么有身体上的应对,要么有心理上的应对。路特认为,儿童的应对行为包括问题解决和情绪调整两种,这两种方法中有许多属于偏差行为或不良适应行为。

第二,儿童需要避免压力和逆境,或者用某种方式减少压力所带来的影响。路特认为,在挑战与压力面前,儿童必须学会应对,一种方法是通过暴露,使儿童处于真实的危险中,只不过这种危险控制在儿童可以处理和应对的范围内。这方面的思想和研究使心理弹性成为到目前为止产出颇丰的一个研究领域。

第三,涉及到遗传因素。已有研究发现,遗传因素在环境对人影响的易感性方面起着重要作用。因此,需要寻找涉及到压力应对时的遗传路径,要么是增加风险,要么是增加保护性。

除以上所提到的三种面对压力时可能的机制,路特也是较早关注到部分不利处境儿童发展依然较好的研究者。他特别关注儿童成长中的保护性因素,即那些使儿童免于受到伤害、减低伤害或者修通所受伤害的因素。包括儿童面对应激的性质、儿童生活境况改变、儿童自身的因素、家庭内因素以及诸如学校、家庭外因素五个方面。这些保护性因素的提出,对于早期剥夺儿童后期的治疗工作提供了理论上的指导,尤其对研究处境不利儿童具有重要的现实意义。不过,路特同时也强调,为了了解与加强心理弹性与保护机制,人们必须考虑到家庭与政治、经济、社会、以及种族情境的互动,以及个人与家庭因而出现的衰败或兴盛。

二、孤独症的研究和思想

路特医学和神经病学的特殊背景,使他关注到了其他研究者可能较少关注的社会行为遗传因素,并且尝试对其机制进行研究,这一点尤其反映在他对孤独症儿童的研究中。

孤独症的发病机理:遗传因素的作用。20世纪60年代,人们普遍认为,孤独症是一种情感性的而非躯体,原因是不良的父母抚养方式和其他心理因素导致了该疾病的发生。1977年路特等的研究使人们开始认识到孤独症遗传因素的重要性。该研究对象是21对英国双生子,其中10对是异卵双生子(基因相似性与普通兄弟姐妹一样),并用严格诊断标准每对双生子至少有一个是孤独症。结果发现,没有一对异卵双生子是同时发病的,也就是说,异卵双生同时发病机率是0。这可能也是人们对孤独症的遗传因素未给予重视的原因。这篇论文公开发表后,路特开始质疑自己的观点,5%的概率是相当低,但是真正的核心不应该关注很低的绝对概率,而是相对于当时普通人群万分之四的发病率非常高的相对概率,显然,遗传因素非常重要。关于这一点,路特从研究中找到了支持证据,即1977年研究中的11对是同卵双生(基因100%相似),他们中有4对,即36%被同时诊断为孤独症。尽管该双生子研究的样本很小,但是两类双生子发病概率统计学上是具有显著意义的。另外,他的研究设计非常精细,因此,该实验对孤独症领域的研究具有里程碑式的意义。另外,基于路特与其同事的研究工作以及后来的验证性研究,孤独症从作为一个环境影响的心理问题逐渐被理解为重要的遗传性精神疾病之一,其结果大大促进了20世纪80年代的分子遗传学研究,而孤独症则是研究者们首先关注的几个重点领域之一。

孤独症的诊断。路特1977年的双生子研究是另一个重要发现,涉及到孤独症的诊断,他提出了孤独症谱系障碍(Autism Spectrum Disorders,ASD)的概念,其征状是社交及沟通上的广泛性异常、异常局限性的兴趣、高度重复性的行为。事实上,路特及其同事对参加实验的42名儿童进行了细致的评估,包括社会、情绪、认知以及语言功能。最令人振奋的发现是,遗传因素对孤独症谱系障碍的影响效应比对孤独症的影响效应更大:同卵双生子的相似性竟高达82%,异卵双生子的相似性仅有10%。

因此,路特与其同事认为,孤独症是与遗传因素相关联的广泛性认知障碍。这些发现也在后续的追踪研究中得到证实,即孤独症谱系的广泛性诊断,以及同卵双生子82%、异卵双生10%的症状相似性。路特及其同事的研究工作表明:孤独症的行为如果被认为是从出生到童年早期的发育障碍所致更为合情合理,孤独症是一种躯体性的、与父母抚育方式无更多关联的发育障碍。由于路特等的研究工作,到20 世纪70~80年代,人们基本上摒弃了孤独症所谓“父母抚养方式不当”的病因假说。无论是孤独症生物学病因探讨,还是临床实体的识别与描述;无论是相关症状群的分型,还是研究与其他精神障碍的联系,均提示了对孤独症研究的一个全新时代即将到来,即明确了孤独症与精神分裂症的区别。

三、遗传和环境的交互作用

路特在2006年出版的《基因和行为:自然-教养的交互说明》(Genes and Behavior:Nature - Nurture Interplay Explained)一书中,系统阐述了遗传与环境交互作用的观点。他主要阐释了基因是怎样影响行为的,以及在理解各种行为特点和精神障碍的因果路径中的重要性。他对行为遗传学、精神病遗传学以及环境对风险的调节效应研究等许多领域,进行了清晰而又通俗易懂的描述,尤其是对基本假设、方法的优点和不足之处的细致考虑,以及对研究结果的谨慎解释。同时,路特也指出了纯粹遗传解释的局限,其核心是基因和环境永远不可能完全分开。路特认为,几乎没有例外,人的特点和障碍、体格和精神都是基因和环境多因素影响的结果,一方面,这意味着对所有的行为而言,遗传因素尽管可能不一定是占支配地位的,却是普遍的。这一点不仅对于障碍,而且对于普通人的心理特性,包括气质和认知特点,甚至犯罪或离婚这样的行为也同样适用。另一方面,许多遗传影响效应的例子也通过与环境的各种交互而发挥作用。因此,一些遗传行为会在某种程度上暴露于环境的风险因素之下,即所谓的遗传-环境相关。例如,父母有遗传因素的行为,可能破坏家庭功能,反过来,它又把孩子置于形成行为的风险环境中。换言之,父母的基因通过环境的影响机制来增加孩子发展所面临的风险。

路特认为,这种遗传-环境的交互作用非常普遍,人们必须在研究中予以考虑。基因不是决定性的,他们不会以任何直接的方式,导致诸如孤独症和精神分裂症等或者精神障碍的产生。基因作用于行为的效应是间接的,很大程度上通过环境的调节而产生。基因和环境相互接触的主要途径是通过所谓的遗传-环境的交互作用,这说明了基因为什么影响一个人对环境风险的易感性。因此,遗传学者和心理学研究者,不仅仅是说着相同的语言,还要共同工作。路特因其丰富的跨学科研究背景,以及强有力的分析方法历史性地承担起了这项工作。

三、小结与展望

路特的研究领域和研究跨度非常广阔,包含了早期的流行病学研究、学校效能调查、社会心理学的风险调节测验、访谈技术的研究,以及后期的定量研究和分子遗传学,涉及到DNA研究、神经影像学、家庭及学校的影响、基因、阅读障碍、生物和社会因素之间的交互作用、压力等方面。他的临床心理学研究的重心包含了孤独症、神经精神障碍、抑郁、行为、阅读困难、剥夺综合症,以及多动症等。这种跨学科研究思路和研究实践,为后续相关研究奠定了坚实基础,并给心理健康研究提供了一个新的研究视角,大大拓展了心理健康研究的内容和范畴。

路特提出的儿童面对依恋关系丧失时可能的应对机制,以及保护性因素的提出,不仅具有重要的理论意义,也对儿童发展和学校教育具有现实指导意义。更为重要的是,他给面对不利处境的儿童工作者带来了力量和希望。因为儿童所经历的这些苦难,或许可以看成儿童生长所经历的磨难,而不只是悲惨的不幸与无力的怜惜,这种信念可能同样会传递给处境不利儿童,从而提升其自身的心理弹性。同时,也为早期剥夺儿童的后期治疗工作提供了理论上的指导,尤其对研究处境不利儿童具有重要的现实意义。这一点对于我国经济快速发展过程中所带来的儿童青少年社会问题尤其重要,大量的留守儿童显然处在一个相对不完整的家庭中,父母不在身边,养育者的变更把留守儿童置于处境不利地位,而在客观现实无法改变的条件下,考察和研究其成长中的保护因素并应用于实际,对于留守儿童的教育发展更现实和可行。此外,路特对孤独症的研究,不但扭转了人们对孤独症的看法,尤其是对孤独症儿童父母的看法,而且使孤独症儿童的父母尤其是母亲,减轻了养育的心理压力,从而使他们在对自己的养育能力方面减少挫折感,恢复养育孩子的信心。

路特关于遗传与环境交互作用的理论观点,在理解个体差异的来源方面迈出了重要的一步,与此同时也推动了行为遗传学研究方法的发展。

一是研究范式呈现多样化。一方面加强了收养研究的力度,使收养研究与双生子研究在行为遗传学中拥有同样重要的地位;另一方面使这两类研究成为确定遗传与环境交互作用的重要研究范式。

二是由于统计技术的发展与完善,研究方法开始由双生子研究、收养研究拓展到更为复杂的谱系研究,谱系研究可以为遗传与环境的相互作用过程提供更为完备的信息。从发展心理学的角度来看,未来或许可以关注两个方面的发展问题:一是在发展过程中,遗传与环境的作用是否会发生变化。比如,就认知能力来说,随着个体发育发展,遗传的作用不断加强;共同的家庭环境对童年期的个体是非常重要的,但到青春期以后它的影响可能逐渐变小。一是在个体发展的过程中,遗传与环境的作用在每个年龄阶段是如何持续与变迁的。例如,研究已发现在认知发展方面,从童年期到成人期的,存在令人吃惊的发展连续性。对这些问题的关注,不仅对发展心理学,而且对儿童精神病学都具有重要的理论意义和实际价值。

无论如何,撇开路特对儿童工作的热忱和天才的思想,单凭他对待科学研究善于质疑的态度,不盲从权威的科学精神,其“儿童精神病学之父”称号,实属名至实归,名符其实。

重复的遗传学效应范文第4篇

【关键词】羊水细胞;染色体; 核型; 产前诊断

404 cases of amniotic fluid cells karyotype analysis

YE Zi-li Liu Li CUI Wei

【Abstract】Objective:The use of second trimester amniotic fluid cell karyotype analysis for prenatal diagnosis. Methods:To come to our hospital for treatment and in accordance with the indications for prenatal diagnosis of 404 cases of pregnant women visit puncture amniotic fluid cell culture karyotype analysis. Results:Karyotype chromosomal abnormalities found in 19 patients (including five cases of variant polymorphism), anomaly detection rate of 4.7 percent. Eight cases in which the number of anomalies, accounting for 42.1 percent; structural abnormalities 11 cases, accounting for 57.9 percent; different indications for prenatal diagnosis in the detection rate is different from one side to the couple for chromosomal abnormalities carriers the highest, at 39.1%.Conclusions:Pairs of chromosomes in amniotic fluid of pregnant women in high-risk disease cells Karyotype analysis, can effectively fetus for prenatal diagnosis of chromosomal abnormalities.

【Key words】Amniotic fluid cells; Chromosome; Karyotype; prenatal diagnosis

【中图分类号】R446 【文献标识码】A 【文章编号】1006-1959(2009)10-0010-02

产前诊断是预防染色体病患儿出生的主要措施,羊水细胞染色体核型分析是产前诊断胎儿染色体病的主要方法之一,从而避免或减少染色体病患儿的出生,达到降低出生缺陷,提高人口素质,为家庭和社会减轻不必要的负担。我们对404例羊水染色体检查结果进行分析,目的是为今后的遗传咨询及产前诊断工作提供依据。现报道如下:

1 对象与方法

1.1 对象:自1990年以来因符合产前诊断指征在我室成功行羊水细胞培养染色体核型分析的孕妇404例,孕周介于17~31周之间,指征包括夫妇一方为染色体异常携带者、本人或家族有不良生育史、高龄孕妇、孕妇血清筛查高风险、孕妇血清致畸因子感染、B超检查异常、有害物质接触史、孕早期用药史、近亲婚配等,孕妇年龄介于22~42岁之间。

1.2 方法:在超声引导下,行羊膜腔穿刺术抽取羊水20~30ml,离心后,细胞悬液接种于培养基,培养5~7天,观察换液,当有较多克隆细胞时收获,常规方法制备、G显带,镜下分析,每例计数20~30个中期分裂相,分析核型3~5个,对异常核型加倍计数分析。

2 结果

404例羊水细胞培养发现染色体异常核型19例(包括多态性变异5例),异常检出率为4.7%。其中数目异常8例,占42.1%;结构异常11例,占57.9%;常染色体异常16例,占84.2%,性染色体异常3例,占15.8%。19例羊水染色体异常核型分布见表1。

3 讨论

3.1 产前诊断是预防染色体病患儿出生的主要措施:羊水细胞染色体核型分析是产前诊断胎儿染色体病的主要方法之一,不仅可以避免引起智力障碍和身体发育异常的如21三体等染色体病患儿的出生,也可以发现胎儿染色体结构异常是来自亲代遗传或者胎儿发生的突变,为孕妇及其家属决定胎儿的去留提供科学依据。

3.2 不同检查指征异常核型检出率:本室羊水染色体异常核型检出率为4.7%。高于一般出生婴儿自然发生率0.5%[1],与有关文献报道的3.1~6.7%相近,不同报道存在较大差异,究其原因一是病例来源与病例数不同,二是多态性变异是否纳入统计范围。从我室资料分析,夫妇一方为染色体异常携带者是发生染色体异常胎儿的首要原因,检出异常核型9例,占总异常核型的47.4%,检出率为39.1%(9/23),其余依次为B超异常、本人或家族有不良生育史、高、筛查高风险、致畸因子感染。其中三体的检出率为26.3%(5/19),与有关报道相近,一般认为三体综合征的发生是染色体畸变引起的,由于3条染色体载有相同的基因,破坏了遗传物质间的平衡,导致胎儿染色体异常。这说明,羊水染色体检查可以在减少染色体病患儿出生起积极的作用。

3.3 夫妇一方为染色体异常携带者与产前诊断:目前认为染色体异常占出生儿的1/120~1/150[2]。平衡易位是胎儿主要的染色体结构异常,在新生儿中发生率为1‰~2‰[1]。我室以夫妇一方为染色体异常携带者指征中,有6例是夫妇一方为平衡易位携带者,检出异常核型3例,检出率为50%,与有关报道一致,且异常核型与其父母的异常核型完全一致。平衡易位携带者其形成的配子在同正常配子受精时,生育正常后代和平衡易位携带者后代的机率各只有1/18,其余均可能因单体或三体造成遗传物质异常而致胎儿畸形、流产、死胎。在检出的5例多态性变异中,有4例来自亲代,1例inv(9)(p12;q21)为新发生的突变;核型为45,XN,rob(13;15),inv(9)胎儿其母亲是inv(9)携带者,inv(9)遗传效应主要决定于重复或缺失片段的长短及其所含基因的致死效应。其倒位片段越长,重复或缺失的部分越短,配子和合子正常发育的可能性越大,出生畸形儿的可能性越大;相反,其倒位片段越短,则重复或缺失的部分越大,其配子或合子正常发育的可能性越小,故出生畸形儿的可能性越小,但患者临床表现妊娠流产、不孕不育、死产及生育畸形儿的比例越高。rob(13;15),inv(9)胎儿可能是其母亲inv(9)(p11;q13)倒位片段相对较短所致,这说明,对包括多态性变异在内的夫妇一方为染色体异常携带者胎儿及时进行羊水细胞遗传学检查,防止染色体异常胎儿出生是十分必要的。

3.4 B超异常与产前诊断:B超异常是是产前诊断的一个重要指征。自1985年首先报道胎儿颈后透明层厚度改变与唐氏综合征有关,新的超声标记不断被发现,如胎儿鼻骨的缺如、异常导管静脉血流(缺损或逆流)等均可提高筛查检出率。胎儿2个或多个部位发生异常较1个部位发生异常更明显提示胎儿染色体异常,几率由2%上升至21%[3]。在超声检查中,当发现有解剖结构畸形,尤其是发现胎儿非特异性声像图标记者,应建议行胎儿羊水细胞遗传学检查,18、13三体通常具有明显的超声波改变,如唇/腭裂、心脏畸形等多发畸形。本研究检出1例18三体即因为胎儿心脏畸形、灶性回声,2例45,XO是因为胎儿脑积水、股骨头比例短小等生长发育障碍行细胞遗传学检查而检出。所以,产前超声检查对于是否应进行妊娠中期羊水细胞遗传学检查,尽可能把该人群降低到最小的范围是一种非常有效的手段,且因其是一种非创伤性诊断方法,乐于被广大孕妇所接受而越来越显示其优越性。

3.5 本人或家族成员有不良生育史与产前诊断:在本人或家族成员有不良生育史为指征组中检出异常核型2例,检出率为5.6%,均来自其家族成员曾有不良生育史,且孕妇夫妇双方染色体核型均正常,提示我们,本人或家族成员有不良生育史仍然是进行产前诊断的重要指征。

3.6 高龄孕妇与产前诊断:现在已公认染色体数目异常尤其是21三体的发生,与母亲年龄相关。本研究以高为指征组中,发现异常2例,检出率为3.8%,其中1例为21三体,相比其他的检查指征组,高指征检出率并不突出,可能因高龄组孕妇多数只以高龄作为指征,而非高龄孕妇有各种不同的指征。目前,对35岁以上高龄孕妇是先进行孕母血清筛查,还是直接进行羊水穿刺一直存有争议[4]。

3.7 孕血清筛查高风险与产前诊断:孕血清筛查高风险组中检出异常染色体2例,均为21三体,检出率为1.7%,有不少报道认为,唐氏筛查除了可以筛查21三体外,也可以筛出其他数目和结构异常染色体的胎儿,本研究未发现其他染色体数目异常和结构异常,可能与检查例数少有关。

3.8 致畸因子感染与产前诊断:本院开展的致畸因子检查包括巨细胞病毒(CMV)、风疹病毒(RUV)、单纯疱疹病毒(HSV)、弓形虫(TOX)、人类微小病毒-19(B-19)。孕早期TOX感染对胎儿影响较大,造成早期胚胎组织的感染性损害,从而导致自然流产,而直接导致13三体等三体儿的发生未见有报道,本研究检出的1例13三体儿其母亲从事宠物医疗(兽医)多年,年龄33岁孕1产0,其三体儿的产生是否与TOX感染有一定关联,我们认为,其合并致畸因子感染的可能性不可忽视。

3.9 在其他指征组中我们未检出异常染色体,也有报道在这些指征中检出异常染色体者。综上所述,对染色体病高危孕妇进行羊水细胞培养染色体核型分析,能有效地对胎儿染色体异常进行产前诊断。

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重复的遗传学效应范文第5篇

关键词 水稻花药培养力;评价指标;基因型效应;基因定位;标记辅助选择

中图分类号 S511.038 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)17-0025-04

Abstract Anther culture technology,combined with cross breeding,induced mutation breeding and transgenic technology,has become an important technology in rice breeding. The anther culture ability of rice is a quantitative trait and the genotype is a key factor in the rice anther culture. Characteristics used for evaluating tissue culture ability was introduced firstly and then genotypic effects and genetic control of anther culture ability in rice were discussed,to provide some useful information for the improvement of rice anther culturability by genetic manipulations.

Key words rice anther culturability;evaluating characteristics;genotypic effect;gene mapping;marker-assisted selection

组织培养技术是植物生物技术的基本方法,也是基因工程技术实际应用的先决条件,因此了解组织培养反应的遗传特性对基础研究和植物遗传改良在许多方面都具有重要意义[1-3]。花药培养是非常重要和实用的生物技术手段,也是目前获得单倍体植株和进行单倍体育种的主要方法[4]。水稻是最重要的粮食作物之一,自20世纪60年代末首次获得水稻花培植株后[5],国内外在影响花药培养效果的因素及花培特性的遗传等基础研究方面做了大量工作;同时,紧密结合育种实践,通过花药培养选育水稻新品种也取得了令人瞩目的成果[6-10]。目前,花药培养技术与杂交育种技术、诱变育种技术及转基因育种技术等相结合,已成为水稻育种的一个重要技术手段。笔者试图对近年来有关水稻花药培养特性遗传控制的研究进展进行综合评述,为通过遗传操纵改良水稻的花药培养力提供参考。

1 评价植物组织可培养力的指标

植物组织的可培养力包括愈伤组织诱导能力和再生能力2个方面。同一基因型不同外植体的可培养力存在很大差异,但愈伤组织诱导率和绿苗分化率在不同外植体之间的相关性却表现大不相同,例如,水稻花药与幼穗、成熟胚的愈伤诱导率存在显著正相关,幼穗和幼胚的愈伤诱导率也存在极显著正相关,但同一外植体的愈伤诱导率和绿苗分化率之间不存在相关性,愈伤诱导率与绿苗分化率无关,即愈伤诱导率高,绿苗分化率不一定高[11]。对水稻花药培养力的研究结果表明,花药愈伤组织诱导能力和再生能力之间无相关性[12-24],是2个独立的性状,这就需要分阶段采用不同的指标来综合评价水稻的花药培养力。

为了评估可培养力这种特性,人们提出了不同的评价指标(表1)。总体上反映培养力的指标可分为两大类,一类与愈伤组织诱导能力有关,涉及愈伤诱导的数量、质量、生长与形态等;另一类则与愈伤组织分化或再生能力有关,涉及到再生芽、苗或植株的产量、倍性等。这些指标可反映出植物对不同培养阶段的响应特性,为分析遗传与环境因子对植物培养能力的影响提供了测定参数。然而,由于不同的研究者对同一性状采用的测定指标不同,报道的结果往往缺乏可比性,例如,在评价再生能力时,有的采用再生频率(能分化出植株的愈伤组织百分数),有的则采用产率(平均每块愈伤组织产生的植株数),使得即使利用相同的群体对控制再生能力的QTL(quantitative trait loci,数量性状位点)定位结果也有差异[25]。相对而言,植株产率变异范围比再生频率大,可解释更多的表型变异,以其为指标更能准确反应再生能力,且检测出的QTL更多[26-28]。

2 水稻花药培养力的基因型效应

在众多影响因素中,基因型是影响水稻花药培养力的最重要因素[4,10,49-51]。从不同的研究报道来看,通常野生稻的花药培养力低于栽培稻,而在栽培种中则以粳稻培养效率较高,籼稻培养力较低,籼粳杂交后代则介于二者之间。这充分说明花药培养力是受遗传控制的,供体品种的选择对提高花培的培养力特别重要。

不同野生稻之间的花药培养力存在很大差异。对不同野生稻花药培养力的比较研究结果表明,普通野生稻>药用野生稻>疣粒野生稻[52]。这种培养力的表现和它们与栽培稻的亲缘关系有关,一般来说,基因组为B、C、E、BC和CD的野生稻花药培养力通常低于基因组A的普通野生稻[53-54]。对不同生态型的普通野生稻的研究发现,直立型普通野生稻>倾斜型普通野生稻>匍匐型普通野生稻[55]。野生稻与栽培稻杂交后,无论是粳稻与野生稻的杂种,还是籼稻与野生种的杂种,其花药培养力均可得到改善[56]。

对籼稻和粳稻花培效果的差异已有很多研究报道,总体来说粳稻的花培效率高于籼稻。籼稻花药培养力一般偏低,平均出愈率不超过5%[57-58],有些材料甚至不能诱导出愈伤组织[20,59],花培植株产率1%~3%[60]。相对而言,粳稻的花培效率较高,已取得良好的效果[6]。愈伤组织诱导率一般在10%以上,有的可达40%以上[20,61]。但亚种内不同材料或品种间也有很大区别,例如,在籼型亚种内,不同品种的愈伤组织诱导率可相差10倍或以上,绿苗再生率变幅甚至更大(1.6%~82.9%)[19,58]。

3 水稻花药培养力的遗传控制

3.1 杂种F1花药培养力的表现

水稻花药培养力受遗传控制,是一种可遗传的特性[62]。如果双亲的花药培养力均较高,F1代的培养力也会较强。在光(温)敏核不育两系杂交稻的花药培养中,具有较高培养力的2个亲本,其杂种F1花药培养力相对也较高,但低于最优亲本;在高×低或低×高培养力类型中,杂种F1的花药培养力介于双亲之间,并偏向高值亲本;低×低培养力类型的杂种F1培养力为最低[63]。在籼粳交及籼爪交中,2类杂种F1出愈率大致相同,均显著高于籼籼交。绿苗分化率高低为表现为籼籼交>籼粳交>籼爪交[64]。

3.2 水稻花药培养力的遗传行为

水稻花药培养力包括花药愈伤组织诱导与绿苗分化能力2个方面,但它们是独立遗传的,不存在相关性[17-24,65]。已有研究结果表明,愈伤诱导能力是条件制约型性状,受少数隐性基因控制[66-67];高培养响应特性是隐性性状,同时受几个基因的控制[22]。

水稻花药培养力的遗传行为十分复杂,受到加性效应、非加性效应作用及细胞质效应的影响。目前,在水稻花药培养力遗传的研究中,由于所用材料不同,所获得的结果并不完全一致,大体上可以分为以下几类:①愈伤组织诱导率和再生率的遗传同时受加性效应和显性效应影响,但加性效应的贡献占主导地位[17,22,67]。②愈伤组织诱导率和再生率的遗传同时受加性效应和显性效应影响,对愈伤组织诱导率来说加性效应大于显性效应,而对再生率则主要是非加性效应的作用[18,68-69]。③愈伤组织诱导率和再生率的遗传同时受加性效应和显性效应影响,对愈伤组织诱导率来说基因加性作用和非加性作用都较重要,而绿苗分化率以基因加性作用为主[70]。④愈伤组织诱导率主要受加性效应影响[22,71],再生能力主要由母体效应影响,加性效应较小[71]。⑤胞质效应的不确定性。有些报道认为,培养力不但受核基因的控制,还受细胞质的影响[25,67-68,72],但也有报道认为愈伤组织诱导率和再生能力均不受细胞质效应的影响[22]。由以上可知,水稻花药愈伤组织的诱导在很大程度上受加性效应控制,非加性效应的影响较小;但对绿苗再生的研究结论尚不充分,它同时受加性效应和显性效应的控制,而且在某些杂交组合中还受母体或细胞质的影响[73]。

3.3 控制花药培养力的基因定位与标记辅助选择

近年来,随着分子标记技术的发展和应用,可以将控制数量性状位点(QTL)进行逐个解析,利用QTL作图技术可估算各控制遗传变异位点的数目,鉴定这些位点在基因组中的分布、互作及其对表型变异的贡献大小。通过QTL分析,在包括水稻在内的多种不同植物中已定位许多与不同外植体培养力相关的位点[25,74]。

对水稻花药培养力的研究结果表明,它是受多基因控制的数量性状,通过分析已鉴定出了一些与水稻花药培养力有关的QTL(表2)。通过对Nipponbare与Milyang 23杂交的加倍单倍体(DH)群体的花药培养和RFLP连锁作图,Yamagishi等[34]发现控制愈伤组织形成的基因位于第1染色体,控制绿苗与白花苗比例的基因则位于第10条染色体。何 平等将籼稻窄叶青8号与粳稻京系17杂交的11个加倍单倍体(DH)株系用同一种培养基进行花药培养,利用该DH群体已构建RFLP连锁图谱进行了有关水稻花药培养力的数量性状基因座位(QTL)分析,在第6、7、8、10、12条等5条染色体上分别检测到与愈伤组织诱导率有关的5个QTL,其加性效应均为正,在第1、第9条染色体上检测到与绿苗分化率有关的2个QTL,这2个性状间的QTL不存在连锁,在第9条染色体上有1个主效基因与白苗分化率有关,对绿苗产率则没有检测到特有的QLT[12,21]。Kwon等[41]利用Milyang 23与Gihobyeo杂交的164个重组自交系,将控制绿苗再生能力的位点qAGR-10定位在第10条染色体上,在3种不同条件下可解释表型总变异的7.6%、8.9%和17.9%。并鉴定出与之连锁的3个RFLP标记RG323、RG241和RZ400;通过对43水稻品种和2个F2群体的标记基因型分析,发现与qAGR-10连锁的分子标记RZ400能够有效地识别再生能力高(>10%)和低(

Kwon等[75]进一步的研究结果展示了通过分子标记辅助选择改良水稻花药培养力的良好前景。他们将自己选育的具有较高的绿苗再生频率(可到38%以上)水稻品系MRGI079与IR64杂交,对F1、F2和BC1F2群体进行了花药培养,并利用标记RZ400进行了基因型鉴定。结果显示,在F2中具有MRGI079标记基因型个体的平均绿苗再生率为15.4%,而呈IR64标记基因型个体的平均绿苗再生率仅为2.42%,BC1F2中显示类似的结果。该研究结果证明通过该标记的辅助选择可获得高再生能力株系和改进籼稻的花药培养力,进而提高籼稻花培育种的效率。

4 存在的问题与展望

对植物培养力遗传控制的研究,促进了人们对愈伤组织诱导、生长与分化的分子机制的了解。尽管对水稻花药培养力的遗传研究取得了很大进展,但也存在一些问题。在进行花药培养力的分析时,有的研究因完全双列杂交的工作量太大而所用亲本较少,所得结果缺乏普遍意义,有的仅用了正交组合或反交组合材料而忽视了母体效应,有的未设置重复而不能准确估算误差方差,相关分析结果的可靠性可能会受到一定程度的影响。在进行花药包括其他组织培养力的QTL效应评估和定位时,由于不同杂交亲本的遗传背景、种植环境和生理状态的差异,各报道中检测的QTL位点数及其效应的大小有所不同,已定位的这些QTL的实际应用价值还有待于进一步确认。

虽然水稻花药培养已成为水稻育种比较成熟的手段,但在籼稻中仍存在愈伤组织诱导率和绿苗分化率偏低的问题,限制了花药培养技术在籼稻育种中的广泛应用。可通过3个方面来解决这一问题:一是改进培养体系。包括改善培养条件、改进培养基成分、选择合适外植体及处理方法等,建立一种对大多数籼稻基因型有效且简单易行、低成本的花培技术体系,使其在籼稻花培育种中更有效地发挥作用。二是通过亚种间杂交来改良籼稻的花药培养力。目前,水稻籼粳亚种间杂种优势利用已成为我国超级稻育种的主要途径和主攻目标之一[76-77]。不同籼稻品种间花药培养力存在差异,粳稻的花药培养力大于籼稻,籼粳亚种的花药培养力也优于籼稻。为此,可选择花药培养力高的籼粳品种杂交,一方面结合目前已鉴定出的高培养力QTL和已建立的籼粳特性分子标记进行辅助选择而改良籼稻的花药培养力;另一方面也可利用水稻花培育种优越之处快速选育超级稻的杂交亲本。三是通过基因聚合和转基因来创造适宜的材料。既可以利用标记辅助选择技术将能提高愈伤诱导率和绿苗分化率的QTLs 聚合在一起,也可以通过转基因技术将控制高培养力的位点转入籼稻,进而培育出愈伤诱导率和绿苗分化率均较高的籼型材料。

基于目前对水稻花培遗传控制的研究结果,在以后的水稻花药培养工作中,应注重高培养力材料的选育与应用,进行杂种花培育种时应注意选择高培养力材料为桥梁亲本,同时兼顾细胞质效应而关注杂交亲本组配方式;从基因效应的角度来看,则应重点关注那些对愈伤诱导率和绿苗分化率贡献率较大的QTL,利用标记辅助选择和转基因技术聚合有促进效应的主效基因,通过筛选或基因编辑技术减少或消除那些负效应的QTL,这样就有可能培养出愈伤诱导率和绿苗分化率均较高的材料,对大幅度提升水稻花药培养力将具有重要意义。

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重复的遗传学效应范文第6篇

[关键词] 胃癌;遗传学;表观遗传学;非编码RNA;DNA甲基化;组蛋白修饰

[中图分类号] R735.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2013)07(a)-0043-04

胃癌是消化道最常见的恶性肿瘤之一,在全球肿瘤死亡原因中排名第二,其5年生存率在10%左右[1]。胃癌的发生与发展是多种因素交互作用的结果,包括环境、饮食、遗传、幽门螺杆菌感染、慢性炎症浸润、癌前病变等。随着人们对胃癌研究的不断加深,遗传因素及表观遗传因素已经成为研究中的热点,对于胃癌的发病机制、细胞免疫与防御、细胞分化及预防治疗等方面具有十分重要的意义,本文就其研究进展做一综述。

1 表观遗传学

表观遗传学是研究细胞分裂增殖过程中,不改变相关基因的DNA序列而影响相关基因的表达,这种改变能通过有丝分裂和减数分裂进行遗传的一门学科[2-3]。表观遗传的变化在肿瘤的发生、发展、复发、预测预后的价值已经得到了证实[4-7]。表观遗传学的范畴包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA的改变等。

1.1 DNA甲基化与胃癌

DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMT)的作用下,将甲基由S-腺苷甲硫氨酸转移到胞嘧啶5位碳原子上,形成5-甲基胞嘧啶[8]。胃癌中存在很多癌相关基因的甲基化,在胃癌形成的各个阶段都能检测到DNA甲基化的存在[9]。Cooper等[5]对包括220份慢性萎缩性胃炎、196份肠上皮生化、134份胃腺瘤、102份不典型性增生和202份胃癌及其癌旁组织和相应血液标本,采用甲基化特异性聚合酶联反应(methylation-specific PCR,MSP)检测RUNT相关转录因子3(RUNX3)启动子的甲基化状态。结果发现RUNX3的甲基化水平与胃癌的发生发展有关,从萎缩性胃炎(15.9%)到肠上皮生化(36.7%)、胃腺瘤(41.8%)、不典型性增生(54.9%)、胃癌(75.2%),甲基化水平逐渐提高,RUNX3基因甲基化在血清中检测到的水平与胃癌组织中的水平显著一致,表示循环RUNX3基因甲基化可作为标志物检测早期胃癌并有望用于胃癌的筛查。

既然检测DNA甲基化可能用于胃癌的早期诊断,那么甲基化与胃癌的临床病理特征、预后及治疗是否存在某种联系呢?贾安平等[10]应用甲基化特异性PCR(MSP)检测74例胃癌组织p16基因的启动子CpG岛的甲基化状态,发现胃癌组织中p16基因的甲基化阳性率为56.8%,肿瘤分期晚、有淋巴结转移的阳性率更高。Guo等[11]使用MSP的方法检测了92例胃贲门腺癌RASSF1A基因启动子甲基化的情况,其中54例的出现异常甲基化,随着胃癌的进展,其甲基化率也逐渐增高。表明p16基因及RASSF1A基因甲基化可能与胃癌的病期相关。姜蕊等[12]在54例胃癌组织中检测钙黏蛋白(E-cadherin)基因的异常甲基化,发现E-cadherin基因启动子异常甲基化频率为48.1%,显著高于癌旁正常组织中的11.11%,并随疾病进展而进一步提高。E-cadherin异常甲基化状态与患者的性别及年龄均无关,而与胃癌的分化程度、病例类型、浸润深度及淋巴结转移、临床分期有关。提示胃癌组织中E-cadherin基因甲基化状态可帮助判断胃癌分化程度、进展情况,及预测预后。Sugita等[13]又对转移复发性胃癌异常甲基化与化疗疗效相关性进行了研究,分析80例手术治疗后发生转移或复发的患者,使用氟尿嘧啶为基础的化疗。发现存在BNIP3(Bcl-2/adenovirus E1B 19 kDa-interacting protein 3)和DAPK(death-associated protein kinase)基因甲基化的患者总生存期(OS)及无进展生存期(PFS)较短,且对化疗的反应率较低。可见DNA甲基化与胃癌发生、发展和预后之间有着密切的关系,进一步研究DNA甲基化的机制,全面绘制DNA甲基化谱,可能对于胃癌的筛查、早期诊断、疗效预测及预后判断有帮助。

1.2 胃癌与组蛋白修饰

组蛋白是存在于真核生物体细胞染色质中的一组进化上非常保守的碱性蛋白质,含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸较多,是由德国科学家A.柯塞尔于1834年首先发现的。常见的组蛋白修饰方式有乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等。研究发现组蛋白修饰与其他表观遗传学改变共存于胃癌中,现在以乙酰化、甲基化、磷酸化研究最多[14]。

组蛋白磷酸化 组蛋白磷酸化是在组蛋白尾区加入带有负电荷的PO4基团,常发生于真白的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基上,并且是可逆性修饰。其在有丝分裂、细胞死亡、DNA损伤修复、DNA复制和重组过程中有着直接的作用[15]。Fehri等[16]发现幽门螺杆菌可以诱导组蛋白H3丝氨酸10(H3S10)磷酸化水平降低,从而调节细胞周期,与幽门螺杆菌诱导胃癌发生相关。

1.2.1 组蛋白甲基化 组蛋白甲基化的位点多位于组蛋白H3和H4的精氨酸及赖氨酸残基上,其甲基化方式有单甲基化、双甲基化、三甲基化。其中H3-K4三甲基化的缺失、H3-K9甲基化和H3-K27三甲基化,这些甲基化改变在肿瘤早期出现并随肿瘤进展变化而改变[17]。这些都与胃癌的发生发展有着密切的关系。

1.2.2 组蛋白乙酰化 组蛋白乙酰化是组蛋白乙酰基转移酶将乙酰辅酶A乙酰基部分转移到核心组蛋白氨基末端特定赖氨酸残基上。一般认为组蛋白乙酰化与基因激活相关,而组蛋白去乙酰化与基因沉默或抑制有关。Mitani等[18]通过对29例胃癌组织标本的分析,发现组蛋白H3去乙酰化可以抑制抑癌基因p21(WAF1/CIP1)的表达,而对乙酰化抑制剂处理后,胃癌细胞组蛋白乙酰化水平升高,从而诱导p21(WAF1/CIP1)的表达上调。

总之,特定的组蛋白修饰与特定的基因激活或抑制相关,组蛋白修饰在基因调控中起着重要作用。进一步研究组蛋白修饰及其与基因调控的关系,有利于肿瘤发病机制研究,开发新的抗肿瘤药物,例如去乙酰化抑制剂等。

1.3 胃癌与非编码RNA

非编码RNA是指参与蛋白质翻译过程,不被翻译成蛋白质的RNA,如tRNA、rRNA、miRNA、snRNA等,而miRNA是目前研究的热点。miRNA(microRNA)属于非编码RNA的一种,是内源性非编码小RNA。miRNA是长约18-26nt的单链RNA分子,起始于pri-miRNA,pri-miRNA在核内被Drosha酶复合体切割为miRNA前体,经转运蛋白expoin5的作用下,从核内运输到胞质,再由Dicer酶进一步切割成miRNA[19]。Wu等[20]应用RT-PCR的方法检测了30例胃癌组织和配对正常组织的60个候选miRNA,从中筛选出5个miRNA(miR-125a-3p, miR-133b, miR-143, miR-195,miR-212),经过ROC分析表明miR-195和miR-212对于预测是否发生淋巴结转移具有较高的敏感性和特异性。Brenner等[21]通过从45例胃癌患者手术标本中提取RNA,再通过QRT-PCR(Quantitative real-time polymerase chain reaction)的方法检测发现,miR-451、miR-199a-3p、miR-195在预后良好及预后不良的患者中,表达存在差异,表达高的患者复发率高、预后差。miR-451、miR-199a-3p、miR-195可以作为胃癌预后的预测因子。Konishi等[22]对胃癌患者的血浆检测发现miR-451和miR-486的浓度在术后分别下降90%和93%,表明miR-451和miR-486可能作为血液学检查的手段用以筛查胃癌。

miRNA的种类很多,对胃癌的作用途径多种多样,表1列举了部分miRNA与胃癌的发生发展、治疗及预后之间的关系。随着对于miRNA作用机制的进一步深入研究,有望使miRNA成为胃癌诊断及预后预测的新的生物学标记,还可能使其成为药物标靶或模拟其进行新药研发,为胃癌治疗提供一种新的手段。

2 遗传学改变

遗传学改变是指基于基因序列改变而导致的基因表达水平的变化,如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等。其中尤其以单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)最为常见。SNP影响并改变了某些正常的炎症过程、免疫调节、DNA合成及修复等病理生理过程,而这些变化最终导致胃癌的发生。

2.1细胞因子及酶的基因多态性与胃癌

细胞因子是免疫细胞产生的一大类能在细胞间传递信息、具有免疫调节和效应功能的蛋白质或小分子多肽。主要包括白介素(IL)、肿瘤坏死因子(TNF)、表皮生长因子(EGF)、转化生长因子(TGF)、基质金属蛋白酶(MMP)、环氧合酶(COX)等。Guo等[29]通过分析中国北方人群胃贲门腺癌患者的转化生长因子-β1(TGF-β1)基因多态性,发现患者中-509T和869C基因型和等位基因分布较健康人群明显升高,与非携带者相比,携带者发生Ⅲ期和Ⅳ期肿瘤的风险增加。有研究发现,IL-10的-1082G等位基因与胃癌高风险相关[30],Sun等[31]研究发现,IL-10的基因多态性分析中-1082G等位基因使胃癌患者发生恶液质的风险显著增加。宋传贵等[32]对福建地区102例完整随访的胃癌患者进行MMP-1基因多态性的基因型鉴定发现,2G/2G基因型可能是影响福建地区胃癌患者生存的不良预后因子之一,与含1G基因型相比,2G/2G等位基因携带者发生肝脏转移的机会明显增大。殷霞丽等[33]通过对118例胃癌患者的COX-2基因启动子区-1195G>A的多态性研究发现-1195G>A基因型与肿瘤大小及浸润深度明显相关,其中-1195A提示存在肿瘤大、浸润深度深的高风险,同时与COX-2免疫组化表达存在显著相关性。

2.2 DNA修复基因多态性与胃癌

DNA损伤修复是一个非常复杂的过程,维持基因稳定性和细胞正常功能的中心环节主要是DNA修复能力,如果相关修复基因发生突变,就会导致整个基因组DNA修复能力下降,从而引起细胞增殖和分化失控,导致肿瘤发生[34]。Yuan等[35]通过分析160例胃癌患者与其对照组的X射线损伤修复交叉互补基因1(XRCC1)的基因多态性分布,发现携带XRCC1 194Trp基因型的个体患胃癌风险增高,可能是由于该变异影响了XRCC1蛋白的修复功能。

2.3抑癌基因多态性与胃癌

抑癌基因是一类调控细胞生长、抑制肿瘤表型表达的基因,可通过纯合缺失或失活而引起细胞恶性转化。p53基因作为重要的肿瘤抑制基因,在肿瘤的发生、发展中都具有重要作用。Song等[36]通过大规模的病例对照研究发现p53-72Pro.Pro基因型的个体患胃癌的风险增加。而Shirai等[37]的研究也表明该基因型的胃癌化疗效果及预后差、容易发生远处转移。

2.4其他基因多态性与胃癌

除了上述各种遗传基因多态性与胃癌的发生发展及预后密切相关,还有多种胃癌易感基因。在中国人群中研究发现,前列腺干细胞抗原基因(PSCA)的rs2294008T等位基因能显著提高非贲门胃癌的发病风险,并且rs2294008T等位基因和rs2976392A等位基因与非贲门胃癌低分化和高级别有关[38]。而最近的一项荟萃分析通过对9个病例对照研究的分析,表明PCSA的rs2294008T等位基因和rs2976392A等位基因与非贲门或弥漫性胃癌的易感性有关[39]。Xu等[40]通过对929例中国胃癌患者超氧化物歧化酶2(SOD2)和谷胱甘肽巯基转移酶(GSTP1)基因多态性研究发现,SOD2的rs4880 CT+CC基因型与淋巴结转移高度相关,GSTP1的rs1695 GA+GG基因型与肿瘤大小关系密切,表明SOD2的rs4880 CT+CC基因型与GSTP1的rs1695 GA+GG基因型与胃癌的进展及侵袭性相关,而活性氧(ROS)的代谢途径可能成为潜在的治疗靶点。

2.5遗传学改变研究中的一些问题

以上论述只是目前已发现颇具规模的胃癌易感多态性基因中的一小部分,然而只有PSCA等少数几个基因与胃癌易感性的关系较为明确。其主要原因可能为:①目前胃癌关联研究样本普遍都很小[41];②不同胃癌类型还受到表观遗传学的影响;③不良饮食、生活习惯和环境等外在因素促进甚至导致胃癌发生[42];④胃癌家系成员生活环境和遗传背景较一致,基于家系的连锁分析是鉴定胃癌相关基因的比较简单的方法,但是胃癌家系样本难以获得,并且通过家系定位的致病基因往往是该家族特异的,应用到群体中具有一定局限性。

因此尽量使病例同质化,采用较大规模的研究样本和不同群体的验证,并在分析时注意不良饮食、生活习惯及环境等外在影响因素,将有利于明确胃癌的易感基因。

3 总结

胃癌的发生是多基因遗传和表遗传共同作用的结果,通过研究遗传和表遗传改变发现了很多与胃癌的发生、发展及预后密切相关的因素,它们对于胃癌的早期诊断及预后判断起着至关重要的作用,而阻断这些遗传和表遗传改变的发生为胃癌的治疗提供了更广阔的研究和发展空间。

近年来的遗传学和表观遗传学研究主要集中在胃癌的早期诊断及预后预测方面,但是其中大多数研究仅针对单个位点或者单个基因多态性的变化上,很少有研究其相互关联的变化对胃癌的影响。而且这些检测运用于临床前,其敏感性及特异性也有待进一步明确。对于那些被发现可能成为潜在治疗靶点的基因位点,需要更多更大的重复性研究来确定它的真实可靠性,而后才是更深入地去发现通过何种手段去阻断及干预。随着研究的不断深化,基因与基因、基因与环境之间的相互作用将被更深入地解析,利用基因分析的方法来评估个体胃癌风险,制定更加个体化的治疗方案是未来研究的方向。

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重复的遗传学效应范文第7篇

关键词:大白菜;雄性不育系;配合力;遗传力

大白菜(Heading Chinese cabbage)又名结球白菜,原产我国,是我国分布最广、栽培面积最大的蔬菜作物,是我国北方地区冬季的当家菜,在蔬菜生产上占有相当重要的位置,因此生产上对大白菜品种的要求较高。利用5个雄性不育系为母本,3个自交系为父本,通过对F1最大外叶长、最大外叶宽、外叶质量、紧实度、净菜质量、净菜率、中心柱高、株高、株幅、抗病性和小区产量进行配合力分析,研究双亲主要优良数量性状,为优良亲本以及优势杂交组合的选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

母本(A)为5个雄性不育系:06a085,06a086,

06a087,06a089,06a099;父本(B)为3个自交系:A046,A049,A052。

1.2 试验方法

2008年10月将父母本定植于商丘职业技术学院科研基地,花期套袋、人工杂交授粉,配制15个杂交组合,收获种子。2009年8月11日将收获的种子在试验基地直播,随机区组设计,3次重复。10月下旬观察组合后代的最大外叶长、最大外叶宽、外叶质量、紧实度、净质量、净菜率、中心柱高、株高、株幅、抗病性和小区产量。

1.3 数据分析

①一般配合力(gca) gi=ui-u,其中gi表示第i个亲本与另外一组亲本配制的F1的一般配合力ui为第i个亲本性状的平均值,u为试验总平均值。

②特殊配合力(Sca) Sij=Xij-u-gi-gj,其中Sij表示第i个亲本与第j个亲本的杂交组合的特殊配合力,Xij表示第i个亲本与第j个亲本的杂交组合F1的某一性状的观测值,u表示群体的总平均;gi(gj)表示第i(j)个亲本的一般配合力。

③配合力方差(V) Vg(Vs)=Sg(Ss)/DFg(Dfs),其中Vg(Vs)为一般(特殊)配合力方差,Sg(Ss)为一般(特殊)配合力的平方和,DFs(DFs)为一般(特殊)配合力自由度。

2 结果与分析

2.1 大白菜各性状的方差分析

通过对大白菜各性状的方差分析可以获得差异性显著的性状,对差异性显著的性状进行一般配合力和特殊配合力方差分析和遗传力分析,可筛选出配合力好的亲本进行推广研究。

由表1可知,除最大外叶长、紧实度和抗病性3个性状外,不同组合间的其他性状均达到显著或极显著差异。其中,同一组合不同重复间的最大外叶宽和外叶质量性状差异显著,是区组间地力不均匀导致。进一步对参试亲本材料的各性状进行方差分析,结果表明,A亲本的最大外叶长、最大外叶宽、外叶质量、紧实度、净质量、净菜率、中心柱高、株高、株幅、小区产量均存在显著差异;B亲本的最大外叶宽、外叶质量、净质量、株高、小区产量、紧实度和净菜率等性状存在显著差异;AB互作方差分析表明,只有株高和最大外叶宽达到显著或极显著差异。

2.2 亲本一般配合力效应分析

大白菜的产量与最大外叶长、最大外叶宽、单球净质量、净菜率、小区产量等呈正相关,可以将这些指标用于亲本的选择。结合表1,根据表2结果,母本中,06a087各指标的一般配合力效应值均较大(中心柱高除外);06a099的净质量、净菜率、小区产量等性状的一般配合力效应值较高。父本中,A046各经济性状指标的一般配合力效应值均较高;A052最大外叶长、最大外叶宽、外叶质量、净菜率、小区产量等性状的一般配合力也较高。

2.3 亲本组合特殊配合力效应分析

亲本一般配合力大小是亲本选择的基础,对育种具有指导意义,但是表现型都非常优秀的2个品种杂交,不一定产生最优秀的组合,因此,在育种过程中,还必须进行组合的特殊配合力分析。

由表3可知,组合06a087×A046最大外叶宽性状特殊配合力最大,06a087×A052组合次之;组合06a087×A052的株幅特殊配合力最大,06a099×A046次之;组合06a087×A046的株高特殊配合力最大,06a087×A052组合次之。因此,可将06a087×A046,06a087×A052,06a099×A046作为优良的杂交组合。

2.4 群体配合力方差和遗传力分析

一般配合力与遗传加性效应相关,而特殊配合力与显性效应和非等位基因的互作相关。从表4可以看出,组合间差异显著的8个性状中,外叶质量、中心柱高、净菜率、净质量和小区产量的一般配合力方差大于特殊配合力方差,因此,上述5个性状的遗传主要受加性效应控制。最大外叶宽、株高、株幅性状的特殊配合力方差大于一般配合力方差,则表明这3个性状的遗传主要是显性效应和非等位基因的互作效应起作用。

遗传力是指亲本传递遗传特性的能力,它是评价亲本不同性状优劣及遗传力强弱的重要指标。根据配合力方差分析结果,估算了上述8个性状的广义遗传力及狭义遗传力。从表4看出,广义遗传力的大小顺序为株高>株幅>最大外叶宽>中心柱高>外叶质量>净质量>小区产量>净菜率;狭义遗传力的大小顺序为最大外叶宽>中心柱高>株幅>净质量>外叶质量>株高>小区产量>净菜率。各性状的遗传力均较大,所以各性状由亲本传递给子代的遗传能力较强,遗传较稳定,受环境影响较小。

3 结论与讨论

试验通过配合力方差分析得出,除最大外叶长,紧实度和抗病性3个性状,其他8个性状在各组合间均存在显著或极显著差异,因此可以将这3个性状作为育种的目标性状进行定向选择。

一般配合力(gca)反映可累加的基因效应,其大小和符号表示加性基因作用的程度和方向,同时也表现了数量性状呈多基因方式传递给后代F1的能力,具有可遗传性。经分析,母本06a087最大外叶长、最大外叶宽、净菜率、净质量、株高、株幅和小区产量等性状的一般配合力均较大;母本06a099紧实度、净质量、中心柱高、小区产量等性状的一般配合力较大。父本A046紧实度、净菜率、净质量、中心柱高、小区产量、株幅等性状一般配合力较大;父本A052最大外叶长、小区产量、最大外叶宽、株高等性状的一般配合力较大。在实际生产中,可根据不同的选育目标选择一般配合力较高的亲本进行杂交组合。而特殊配合力是由基因的显性效应和非等位基因的互作效应控制的,不能稳定遗传。经分析表明,可将06a087×A046,06a087×A052,06a099×A046作为优良的杂交组合。

群体配合力方差和遗传力分析表明,外叶质量、中心柱高、净菜率、净质量和小区产量的一般配合力方差大于特殊配合力方差,说明这些性状的遗传主要受加性效应控制;最大外叶宽、株高、株幅性状的特殊配合力方差大于一般配合力方差,则表明这3个性状的遗传主要是显性效应和非等位基因的互作效应起作用。遗传力分析表明,各性状由亲本传递给子代的遗传能力较强、遗传较稳定,受环境影响较小。

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Research on Several Chinese Cabbage Phenotypic Hereditary

JIA Liyuan, HU Ke

( Shangqiu Professional Technology College, Shangqiu, Henan 476000 )

重复的遗传学效应范文第8篇

关键词:产教融合;生物科学;核心课程

群产教融合是高校根据自己所开设的专业开办专业产业,使专业产业与实际教学密切结合、相互支持,形成集人才培养、科学研究,科技服务为一体的校企合作办学模式。随着我国现阶段高等教育的改革,以学术研究型人才培养为主的高校会越来越少,而侧重于培养社会急需的、应用型人才的高校越来越多,且将逐步成为我国高等教育结构的主体。相对于学术型人才培养而言,应用型人才培养除了一定的理论知识外,更注重其实践性、应用性和技术性。安徽科技学院作为一所地方性高校,2009年被安徽省教育厅遴选为“示范应用型本科院校”建设单位,2014年被遴选为“地方应用型高水平大学”建设立项单位。其中生物科学专业的应用型人才培养方案实行“平台+模块”的课程架构,构建两个平台(通识教育课程平台、专业教育课程平台)和三个模块(专业方向课程模块、创新创业教育课程模块、个性化拓展课程模块)组成的“2+3”课程体系。生物科学专业教育课程平台包含专业基础课程(植物学、动物生物学、生物化学、微生物学、遗传学、生物统计学)和专业核心课程(细胞生物学、人体解剖生物学、分子生物学、植物生理学、生态学),在应用型人才培养方面起到了一定的促进作用。但这11门课程中有许多课程内容出现重复,部分课程的开设由教师自主选择教材、自行开展教学活动,缺乏交流和沟通,常常会出现课程之间的教学内容高度重复或脱节现象。例从理论层面来看,蛋白质和核酸结构、功能及其代谢、DNA复制、转录、蛋白质翻译和基因表达调控等内容,生物化学、分子生物学教材均要讲述。如果不能对上述教学内容进行有效重组,就不能形成专业知识的系统性,不利于应用型人才的培养。

一、构建生物科学专业核心课程群的目的

课程群是高等学校深化教育教学改革、提高教学质量的一种课程建设模式,它能够发挥课程的综合效应,优化配置教学资源,提高学生的专业水平。课程群建设是近年来课程建设与改革的发展方向。进行专业课程群建设,就是要推动专业课程的优化整合,改变过去课程改革单兵作战的做法,注重教学资源的优化配置及课程的规模效应和整体效应。为提高生物科学专业应用型人才的培养质量,以安徽省《生物化学》精品资源共享课程建设为契机,根据生物科学专业人才培养的特点,要整合理论课程内容,强化课程群观念,专业基础课程和核心课程之间要做到整体性和连贯性,使学生从整体角度掌握生物科学专业的基本知识。实践教学方面,要减少验证性实验,增加综合性、设计性实验,加大专业综合实习力度,使学生从理论和实践层面掌握生物科学专业的基础理论和基本技能,提高人才培养质量。

二、构建生物科学专业核心课程群的总体目标

结合目前人才培养的现状及对我校应用型人才培养的要求,研究生物科学专业核心课程群的构建策略,加强专业核心课程群内容建设,优化课程群建设的措施,重构教学质量评价体系,提升教师教学水平,提高教学质量,为生物科学专业应用型人才培养奠定坚实基础。因此,以产教融合为基础,构建以生物化学、微生物学、遗传学、细胞生物学、分子生物学等五门课程形成生物科学专业核心课程群,通过研究实践,逐渐形成一个有序的、统一的整体;以整合后的教学内容及探索出的新的教学方法、教学手段为切入点,创建新的相关课程,引进新的思路和教学模式;建立新的实验实践教学方式,体现学科交叉优势,培养应用型创新创业人才,符合应用型本科院校人才培养目标。

三、构建生物科学核心课程群的策略

1.充分调研,深入分析,积极推进产教融合。深入企事业等用人单位,调研生物科学专业毕业生的人才培养质量,收集用人单位对毕业生素质的需求,调研省内外相关院校生物科学专业人才培养方案中的课程设置情况,通过比较,对我校及校外应用型生物科学专业课程设置的现状及存在问题进行分析,构建符合我校生物科学专业应用型人才培养的核心课程群。产教融合可以推进校企合作办学。推动高校与企业间的深度合作,积极开展校企一体化办学实践,推动专业与企业、岗位对接。遴选本行业相关专业教师进企业实践基地教学培训,企业技术人员到学校教学,促进院校与企业的合作共赢。高校改革人才培养模式,实现教学与生产过程对接,着力探索专业核心课程群的建设,提升专业教学水平。2.重新修订生物科学专业人才培养方案。根据学校自身特点制定生物科学专业人才培养目标、人才培养规格和专业核心课程群,认真修订人才培养方案,并在实践中不断进行总结和完善。拟将生物化学、微生物学、遗传学、细胞生物学、分子生物学等课程组建成生物科学专业核心课程群。人才培养方案的修订经相关专家论证后报学院审定后,再报经学校审批。3.整合与优化课程群各门课程内容,构建核心课程群新的理论教学体系。生物科学专业核心课程群涉及的知识面广、内容多,学生理解难,且课程之间有些内容高度重复。因此,要对教学内容进行整合和优化,避免交叉、重复,同时要做到详略得当、重点突出。组建生物科学核心课程群教学团队,定期开展教研活动,充分研讨教学内容,构建核心课程群理论教学体系,并重新制定相关课程的理论教学大纲。4.优化、改革生物科学专业核心课的实践教学内容,构建新的实践教学体系。应用型本科专业要以应用性能力培养为目标构建实践教学体系,提高学生实践动手能力。实验性课程是检验学生对所学理论知识的掌握情况,是培养学生实践技能的重要手段。为此,整合、优化实验教学内容,构建新的实践教学体系,通过研究逐步形成基础性实验、综合性实验、设计性实验的“层次化”实验教学体系。基础性实验不同课程之间相对独立,目的是使学生掌握相应的基础理论和基本操作。设计性实验要独立授课,单独考核,可以以项目为载体进行设课,培养学生的创新能力、综合能力和实践动手能力。5.改革教学方法和教学手段。教学方法和教学手段是提高教学效果的一个重要因素。教师要引导学生掌握好的学习方法,养成良好的学习习惯。学生除了在课堂上听老师讲解外,还要学会自学。老师要鼓励学生自学,激发学生自主学习的热情和积极性。因此课题组要进行教学方法改革研究。拟采取:采取问题探究式教学方法,根据课程有关内容设计教学问题,引导学生思考并开展讨论,最后教师进行点评、总结;选出一些较为合适的章节,让学生分组备课、登台讲解,体验讲课过程,调动学习热情,增加趣味性。通过比较分析要进一步固化新的教学方法和教学手段,并加以推广。6.改革考试考核评价办法。评价是教育管理中实施控制的特殊手段,是教育管理的重要环节。传统的考核方式其弊端主要是评价体系采用简单划一的方式,未能反映出学生的真实水平和能力。要加大课程过程考核力度,研究可操作的公平公正的考核办法。对学生的评价不仅要重视理论知识考查,更要重视其动手操作、创新等能力的考查。考试方式要采取多样化,考试时间要自主化,通过写专题报告、撰写学术论文、参与科研项目等多种形式评价学生的学习效果。

四、结语

通过梳理应用型专业生物科学专业基础课程之间的关系,在产教融合背景下构建科学合理的展业核心课程群。整合教学内容、改革教学手段和教学方法,形成一套行之有效的人才培养方案。通过对生物科学核心课程群的建设与实践,制定核心课程群合理的教学大纲,提高教学效率,培养学生的专业技能和应用创新能力,提高学生的综合素质。

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