克隆弊大于利
导读: 克隆弊大于利
克隆，是Clone的译音，意为无性繁殖，克隆技术即无性繁殖技术。在自然界，有不少植物具有先天的克隆本能。科学家在认识掌握植物动物有关克隆技术的内在规律的基础上，开展了对植物和动物的克隆研究，并取得了举世瞩目的研究成果。让我们大家一起来了解克隆的利与弊吧！
克隆技术是人类科学技术上的一大进步，有突破性意义。克隆技术的应用大致有以下好处：一是利用克隆等生物技术，改变农作物的基因型，产生大量抗病、抗虫、抗盐碱等的新品种，从而大大提高农作物的产量。二是培育大量品种优良的家畜，如培养一些肉质好的牛、羊和猪等，也可以培养一些产奶量高，且富含人体所需营养元素的奶牛。三是对医疗保健工作产生重大影响，如依靠分子克隆技术，搞清致病基因，提出疾病产生的分子生物学机制；将一头奶中含有治疗血友病的药物蛋白的转基因羊进行克隆，则可以较好地满足血友病人食疗的需要；为器官移植寻求更广泛的来源，将人的器官组织和免疫系统的基因导入动物体内，长出所需要的人体器官，可降低免疫排斥反应，提高移植成功率。四是为保护环境和濒危动植物，以克隆技术再现物种。五是为医学研究提供更合适的动物，大大提高试验的精确度和安全性。等等。
有的学者则认为，克隆技术是令人担忧的，它将从根本上破坏
生物个体的独一无二性，有可能对生态系统造成意想不到的影响。克隆技术的负面影响，尤其是克隆人将会引发十分棘手的社会伦理问题，受到学术界的普遍重视，进行了有益的探讨。技术上的可能并不等于价值上的正当。科学家在克隆技术研究时如果只着眼于技术上的可能性，而忽视或不考虑其价值正当性的话，那么克隆技术带给人类的将是弊大于利，甚至是一场难。
从道德价值的角度看待克隆人有以下几个方面：一是从社会伦理角度，克隆人是对人类发展的一种过强的干预，可能影响人种的自然构成和自然发展。二是从家庭伦理角度，会加剧家庭多元化倾向，瓦解正常的人伦秩序，改变人的亲系关系，丧失基本的归属感。三是从性伦理学角度，完全改变了人类自然的、基于性爱的生育方式，使人口的产生与性爱分离，破坏人类的感情。四是从生命伦理学角度，破坏了人拥有独特基因的权利，有可能导致人种的退化，还会使正常的生与死的观念发生动摇。
有的学者还从更广阔的视野批判性地反省了克隆技术有可能带来的负面后果，除了上述的道德层面以外，这种还表现在：一是生态层面，克隆技术导致的基因复制，会威胁基因多样性的保持，生物的演化将出现一个逆向的颠倒过程，即由复杂走向简单，这对生物的生存是极为不利的。二是文化层面，克隆人是对自然生殖的替代和否定，打破了生物演进的自律性，带有典型的反自然性质。与当今正在兴起的祟尚天人合一、回归自然的基本文化趋向相悖。三是哲学层面，通过克隆技术实现人的自我复制和自我再现之后，可能导致人的身心关
系的紊乱。人的不可重复性和不可替代性的个性规定因大量复制而丧失了唯一性，丧失了自我及其个性特征的自然基础和生物学前提。
在新技术与人们的观念发生矛盾时，要以理性的态度去对待生命伦理学问题，既要尊重科学技术，又要尊重人的人格尊严，让时间去化解矛盾。人类历史发展表明，伦理道德标准将随着社会的进步和发展而演化，人类无性繁殖所遇到的社会伦理障碍，将在未来社会得以化解。
克隆技术究竟会给人类带来多大的好处，例如，英国PPL公司已培育出羊奶中含有治疗肺气肿的a——1抗胰蛋白酶的母羊。这种羊奶的售价是6 千美元一升。一只母羊就好比一座制药厂，用什么办法能最有效、最方便地使这种羊扩大繁殖呢？最好的办法就是"克隆"。同样，荷兰PHP 公司培育出能分泌人乳铁蛋白的牛，以色列LAS公司育成了能生产血清白蛋白的羊，这些高附加值的牲畜如何有效地繁殖？答案当然还是"克隆"。母马配公驴可以得到杂种优势特别强的动物――骡，然而骡不能繁殖后代，那么，优良的骡如何扩大繁殖？最好的办法也是"克隆"，我国的大熊猫是国宝，但自然交配成功率低，因此己濒临绝种。如何挽救这类珍稀动物广克隆" 为人类提供了切实可行的途径。母马配公驴可以得到杂种优势特别强的动物――骡，然而骡不能繁殖后代，那么，优良的骡如何扩大繁殖？最好的办法也是"克隆" ，我国的大熊猫是国宝，但自然交配成功率低，因此己濒临绝种。如何挽救这类珍稀动物广克隆" 为人类提供了切实可行的途径。除此之外，克隆动物对于研究癌生物学、研究免疫学、研究人的
寿命等都具有不可低估的作用。不可否认，"克隆绵羊"的问世也引起了许多人对"克隆人"的兴趣，例如，有人在考虑，是否可用自己的细胞克隆成一个胚胎，在其成形前就冰冻起来。在将来的某一天，自身的某个器官出了问题时，就可从胚胎中取出这个器官进行培养，然后替换自己病变的器官，这也就是用克隆法为人类自身提供"配件" 。
克隆是一把双刃剑，它有利也有弊，我们要正确对待。
量子克隆进化算法 刘 芳,李阳阳 (西安电子科技大学计算机学院,陕西西安710071) 摘 要: 本文在量子进化算法的基础上结合基于克隆选择学说的克隆算子,提出了改进的进化算法———量子克 隆进化策略算法(QCES ).它既借鉴了量子进化算法的高效并行性又利用克隆算子来代替其中的变异和选择操作,以增加种群的多样性,避免了早熟,且收敛速度快.本文不仅从理论上证明了该算法的收敛,而且通过仿真实验表明了此算法的优越性. 关键词: 克隆算子;进化算法;量子克隆进化策略中图分类号: T N957 文献标识码: A 文章编号: 037222112(2003)12A 22066205 Quantum Clonal Evolutionary Algorithms LI U Fang ,LI Y ang 2yang (Institute o f Computer ,Xidian University ,Xi ’an ,Shaanxi 710071,China ) Abstract : Based on the combining of the quantum ev olutionary alg orithms (QE A )with the main mechanisms of clone ,an im 2proved ev olutionary alg orithm —quantum clonal ev olutionary strategies (QCES )was proposed in this paper.By adopting the high 2effec 2tive parallelism of QE A and replacing clone operator by mutation and selection of the classical ev olutionary alg orithms (CE A ),it has better diversity and the converging speed than CE A and av oided prematurity.The convergence of the QCES is proved and its superiori 2ty is shown by experiments in this paper. K ey words : clone operator ;ev olutionary alg orithm ;quantum clonal ev olutionary strategies 1 引言 计算是人类思维能力的最重要的方面之一,计算能力的提高与人类文明进步息息相关.从古老的算盘到现代的超级计算机,人类的计算技术实现了革命性的突破.综观当今,计算机的广泛应用已经并且仍在继续改变着我们的世界.一方面,人们为计算机的神奇能力所倾倒.另一方面,人们也为它无力完全满足实际的需要而烦恼.因此,加速计算机的运算速度以提高计算机的运算能力成为计算机科学的中心任务之一. 如何加快计算机的运算能力呢?这一问题大体可以从两个方面着手解决.一是制造更为先进的计算机硬件,另一则是设计恰当的计算机运算流程,后者可以称之为“算法”.一类模拟生物进化过程与机制来求解问题的自组织、自适应人工智能技术即进化计算(包括用于机器学习问题的遗传算法,优化模型系统的进化规划和用于数值优化问题的进化策略)的出现为我们寻找快速算法提供了新思路.进化计算是一种仿生计算,依照达尔文的自然选择和孟德尔的遗传变异理论,生物的进化是通过繁殖、变异、竞争、选择来实现的,进化算法就是建立在上述生物模型基础上的随机搜索技术.我们所熟悉的 遗传算法(G enetic alg orithms )[1],它通过模拟达尔文的“优胜劣汰,适者生存”的原理鼓励好的个体,通过模拟孟德尔的遗传变异理论在进化过程中保持好的个体,同时寻找更好的个体,由此来模仿一切生命与智能的产生与进化过程.理论上已经证明:进化算法能从概率的意义上以随机的方式寻求到问题的最优解;但在实际应用当中随着问题的复杂和海量的数据量,也出现了一些不尽人意的情况,主要表现在:计算后期解的多样性差即易造成早熟,收敛速度慢等缺点.因此,为克服上述缺点关键是构造性能良好的进化算法. 在改进的进化算法中,有些是将传统寻优算法与遗传算法相结合提出了混合遗传算法[2,3],有些则另辟蹊径提出了新颖的学习算法———量子进化算法[4]和免疫进化算法[5],量子力学是20世纪物理学最惊心动魄的发现之一,量子计算是物理理论与计算机的成功结合,在量子体系中,一位的信息位不在是经典的1比特,而是由两个本征态的任意叠加态所构成即称之为量子比特位(qubit ),例如一个n 位二进制的串在量子体系中就可同时表示2n 个信息,而量子计算机对每个叠加分量(本征态)实现的变换相当于一种经典计算,所有这些经典计算同时完成,并按一定的概率振幅叠加起来,给出量子计算的结果,这种计算称之为量子并行计算[6].正是量子的 收稿日期:2003209210;修回日期:2003212210 基金项目:国家自然科学基金(N o.60133010);国家高技术研究发展计划(863计划)(N o.2002AA135080) 第12A 期2003年12月 电 子 学 报 ACT A E LECTRONICA SINICA V ol.31 N o.12A Dec. 2003
一２０１９,３５(２)中国人兽共患病学报 C h i n e s e J o u r n a l o f Z o o n o s e s D O I :１０．３９６９/j ．i s s n ．１００２－２６９４．２０１８．００．２３７ 论一著 我国利什曼原虫伽师株有毒力和无毒力前鞭毛体 定量蛋白质组学比较分析 危芙蓉,高春花,汪俊云,杨玥涛,石一锋 国家自然科学基金项目(N o ．８１４７２９２３)通讯作者:汪俊云,E m a i l :w a n g j y ＠n i p d ．c h i n a c d c ．c n ;O R C I D :００００Ｇ０００１Ｇ５３２３Ｇ０７２１作者单位:中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所,卫生部寄生 虫病原与媒介生物学重点实验室,国家级热带病国际联合 研究中心,世界卫生组织疟疾二血吸虫病和丝虫病合作中 心,上海一２０００２５摘一要:目的一应用定量蛋白质组学方法比较我国利什曼原虫伽师株有毒力和无毒力前鞭毛体蛋白表达的差异.方法 将分离于我国新疆伽师县黑热病患者婴儿利什曼原虫J S ５有毒力株前鞭毛体和无毒力株前鞭毛体经酶解后进行液相色谱串 联质谱(L i q u i d c h r o m a t o g r a p h y Ｇt a n d e m m a s s s p e c t r o m e t r y ,L C ＧM S /M S )的非标记(L a b e l Ｇf r e e )定量分析,利用M a x Q u a n t 软件查库,进行L a b e l Ｇf r e e 非标定量(L F Q )分析;每个样品重复３次质谱分析,只有１次有L F Q 值的蛋白舍弃.结果一本研究共 鉴定蛋白３９９４个,有毒力和无毒力株间差异蛋白为２９８个(差异倍数＞１．２或差异倍数＜０．８３,P ＜０．０５) ,其中利什曼原虫有毒力株前鞭毛体特有表达蛋白１５个,无毒力株前鞭毛体特有表达蛋白２３个,二者间表达丰度有显著差异蛋白２６０个, 其中有毒力前鞭毛体表达上调蛋白(高表达)７８个,表达下调蛋白(低表达)１８２个.这些差异表达蛋白中已鉴定功能的蛋白分别涉及糖与脂质代谢二核酸代谢二压力反应二细胞骨架形成二细胞周期与增殖等生物功能.结论一利什曼原虫伽师株有毒力株和无毒力株前鞭毛体蛋白质组的表达存在差异,为筛选和鉴定与利什曼原虫感染相关关键分子奠定了基础. 关键词:利什曼原虫;有毒力株;无毒力株;比较蛋白质组学;差异蛋白;表达 中图分类号:R ３８２．２一一一文献标识码:A 一一一文章编号:１００２－２６９４(２０１９)０２－００９７－０６C o m p a r a t i v e p r o t e o m i c s a n a l y s i s o f t h e v i r u l e n t p r o m a s t i g o t e s a n d a v i r u l e n t p r o m a s t i g o t e s o f a L e i s h m a n i a s t r a i n f r o mJ i a s h i ,X i n j i a n g ,C h i n a W E IF u Ｇr o n g ,G A O C h u n Ｇh u a ,WA N GJ u n Ｇy u n ,Y A N G Y u e Ｇt a o ,S H IF e n g (N a t i o n a l I n s t i t u t e o f P a r a s i t i cD i s e a s e s ,C h i n e s eC e n t e r f o rD i s e a s eC o n t r o l a n dP r e v e n t i o n ;L a b o r a t o r y o f P a r a s i t e a n dV e c t o rB i o l o g y ,M i n i s t r y o f P u b l i cH e a l t h ,N a t i o n a lC e n t e r f o r I n t e r n a t i o n a lR e s e a r c ho nT r o p i c a lD i s e a s e s ,WH OC o l l a b o r a t i n g C e n t r e f o rM a l a r i a ,S c h i s t o s o m i a s i s a n dF i l a r i a s i s ,S h a n g h a i ２０００２５,C h i n a )A b s t r a c t :W e a n a l y z e d t h e p r o t e i n a b u n d a n c e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e v i r u l e n t p r o m a s t i g o t e s a n d a v i r u l e n t p r o m a s t i g o t e s i n t h e s a m e L e i s h m a n i a s t r a i nb y c o m p a r a t i v e p r o t e o m i c s m e t h o d ．T r y p t i cd i g e s t so f t o t a l p r o t e i n sw e r ea n a l y z e du s i n g l i q u i d c h r o m a t o g r a p h y Ｇt a n d e m m a s s s p e c t r o m e t r y (L C ＧM S /M S ),f o l l o w e db y L a b e l Ｇf r e e q u a n t i t a t i v e d i f f e r e n t i a l e x p r e s s i o n a n a l y s i s ．T h eM Sd a t aw e r e a n a l y z e dw i t h M a x Q u a n t s o f t w a r e (v e r １．３．０．５)a g a i n s t d a t a b a s e ．T h em a s s s p e c t r o m e t r i c a n a l y s i so f e a c h s a m p l ew a s r e p e a t e d f o r t h r e e t i m e s ．O n l y t h e p r o t e i n s t h a tw e r e p r e s e n t i n a l l t h r e e r e p l i c a t e s (L F Qi n t e n s i t y )f o r a t l e a s t o n e c o n d i t i o nw e r e i n c l u d e d i n t h e d a t a s e t ．T h i s s t u d y r e s u l t e d i n t h e i d e n t i f i c a t i o no f ３９９４p r o t e i n s a c r o s s ２s a m p l e s ．O f t h e s e ,２９８d i f f e r e n t i a l l y e x p r e s s e d p r o t e i n s (r a t i o ＞１．２o r r a t i o＜０．８３,P ＜０．０５)w e r e i d e n t i f i e d i n a t l e a s t t w o o f t h e t h r e e t e c h n i c a l r e p l i c a t e sw i t h t w oo rm o r eL F Qi n t e n s i t y n u m b e r c o n s i d e r e d ．A m o n g t h e s e d i f f e r e n t i a l l y e x p r e s s e d p r o t e i n s ,１５p r o t e i n sw e r e u n i q u e l y i n t h e v i r u l e n t p r o m a s t i g o t e s ,２３p r o t e i n s i n t h e a v i r u l e n t p r o m a s t i g o t e s ．O f ２６０d i f f e r e n t i a l l y e x p r e s s e d p r o t e i n sw e r e t h e s a m e i n t h e t w o g r o u p s ,a m o n g w h i c h １６２p r o t e i n sw e r e d o w n Ｇr e g u l a t e d a n d ７８p r o t e i n sw e r e u p Ｇr e g u l a t e d b a s e d o n p r o t e i n a n n o t a t i o n ．S o m e o f t h e i d e n t i f i e dd i f f e r e n t i a l l y e x p r e s s e d p r o Ｇt e i n sw e r ed e m o n s t r a t e da n dt h e y i n v o l v e d i nb i o l o g i c a l f u n c Ｇt i o n ss u c ha s g l u c o s ea n dl i p i d m e t a b o l i s m ,n u c l e o t i d ea c i d m e t a b o l i s m ,s t r e s s r e s p o n s e ,c y t o s k e l e t o n ,c e l l c y c l e a n d p r o Ｇl i f e r a t i o n ．I t i s e v i d e n t t h a t d i f f e r e n t p r o t e i n e x p r e s s i o n p r o f i l e o ft h ev i r u l e n t p r o m a s t i g o t e sa n da v i r u l e n t p r o m a s t i g o t e si n t h e s a m e L e i s h m a n i a s t r a i n a n d t h i s f i n d i n g m a y l a y t h e f o u n Ｇd a t i o n f o rs c r e e n i n g a n di d e n t i f i c a t i o no f t h ek e y l e i s h m a n i a l ７９
https://www.doczj.com/doc/5f11855153.html, 量子克隆遗传算法1 李阳阳1，焦李成1 1西安电子科技大学电子工程学院，西安(710071) E-mail: lyy_111@https://www.doczj.com/doc/5f11855153.html, 摘要：遗传算法是解决优化问题的一种有效方法。但在实际应用中也存在着收敛速度慢，早熟等问题，使得其结果极不稳定。本文将遗传算法和量子理论相结合并利用免疫系统中所特有的克隆算子，针对0/1背包问题，提出了一种改进的进化算法——量子克隆遗传算法(QCA)。它能有效的避免早熟，且具有收敛速度快的特点。 关键词：遗传算法量子克隆遗传算法 0/1背包 中图分类号：TN957 1.引言 进化计算是一种仿生计算，依照达尔文的自然选择和孟德尔的遗传变异理论，生物的进化是通过繁殖、变异、竞争、选择来实现的，进化算法就是建立在上述生物模型基础上的随机搜索技术。我们所熟悉的遗传算法(Genetic Algorithms)[1]，它通过模拟达尔文的“优胜劣汰，适者生存”的原理鼓励好的个体，通过模拟孟德尔的遗传变异理论在进化过程中保持好的个体，同时寻找更好的个体，由此来模仿一切生命与智能的产生与进化过程[2][3]。理论上已经证明：进化算法能从概率的意义上以随机的方式寻求到问题的最优解；但在实际应用当中随着问题的复杂和海量的数据量，也出现了一些不尽人意的情况，主要表现在：计算后期解的多样性差即易造成早熟，收敛速度慢等缺点。因此，为克服上述缺点关键是构造性能良好的进化算法。 量子力学是20世纪物理学最惊心动魄的发现之一，量子计算是物理理论与计算机的成功结合，在量子体系中，一位的信息位不在是经典的1比特，而是由两个本征态的任意叠加态所构成即称之为量子比特位(qubit)，例如一个n位二进制的串在量子体系中就可同时表示n 2个信息,而量子计算机对每个叠加分量(本征态)实现的变换相当于一种经典计算,所有这些经典计算同时完成,并按一定的概率振幅叠加起来,给出量子计算的结果,这种计算称之为量子并行计算[4]。正是量子的并行性使得原来传统计算机无法解决的复杂问题以惊人的速度得以解决,但在量子计算机尚未构成的情况下，为了充分利用量子计算的高效并行性，本文借用了量子计算中的量子编码，继承了免疫克隆策略[5]中的克隆算子将二者相结合，提出了量子克隆遗传算法，并将其应用于0/1被包问题上，与传统进化算法相比较,它具有收敛速度快、寻优能力强的特点。 1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20030701013）资助。 - 1 -
毕业设计/论文 开题报告 课题名称红豆杉中MYB家族基因克隆及表达分析类别毕业论文 系别城市建设学院 专业班生物工程0701班 姓名于凯 评分 指导教师 华中科技大学武昌分校
华中科技大学武昌分校学生毕业论文开题报告
癌活性，对于治疗卵巢癌、乳腺癌等疗效突出。但是由于含量少、提取困难等诸多因素，高纯度紫杉醇价格昂贵，每公斤200万元人民币左右。因此，近年来国内外许研究人员、实验室和公司一直试图通过生物合成、化学合成、微生物提取、组织和细胞培养、寻找类似物等途径来解决紫杉醇的药源短缺问题。 研究紫杉醇的生物合成，尤其一些限速反应步骤机理的阐明对于人为定向的提高合成效率，克隆重组形成关键酶基因从而提高紫杉醇的产量意义重大。从理论上来说这是一个好方法，但是紫杉醇的合成途径非常复杂，涉及到多种酶以及很多分支途径，单纯依靠转化一、两种限速酶基因，只能保证转入的限速酶表达量提高，使之不再是限速因素，但其它阶段对于最终产量的限制依然存在，而且同时转入多种基因的可行性非常低，这种方法的缺陷很明显。 若采用化学合成，如从红豆杉植物中分离得到的巴卡亭Ⅲ经过四步化学过程可合成紫杉醇，为合成紫杉醇提供了新途径[5]。但化学合成从实质意义上说还没有取得彻底的突破，目前还不具备应用价值。 如果从共生真菌中直接提取紫杉醇，能够利用真菌生长速度快的优势，但目前分离的菌株无论从种类还是数量上都远不够工业化的要求，而且还存在很多不确定因素[1]。生产紫杉醇的微生物大多是与红豆杉共生的真菌，其紫杉醇含量极微，并且这些真菌的培养和大规模发酵困难，菌株衰退也是一个难题。 另外，红豆杉愈伤组织和细胞培养生产紫杉醇是研究的热点之一，是工厂化大规模生产紫杉醇的重要手段之一。但运用植物组织、细胞培养技术生产紫杉醇仍处在实验室阶段，如何获得高含量、产紫杉醇稳定的愈伤组织一直都是组织培养、细胞培养生产紫杉醇的关键。 1.1.3关于MYB基因 ①MYB基因 目前，在几乎所有的真核生物中都发现了与禽类逆转录病毒癌基因和细胞原癌基因c-MYB相似的基因，它们的编码产物在结构和功能上具有高度保守的DNA结合域，是一类转录因子[6]。在植物中首先从玉米中克隆了含有MYB结构域的转录因子C1基因，之后在植物中发现的MYB相关基因的数量迅速增加[7]。
基因的克隆、表达载体构建及功能验证（一般性方法） 一、基因克隆 ★事前三问 a.克隆这个基因干什么？它有什么功能？ b.这个基因在哪种材料中扩增？ c.材料需要怎么处理？ ◎实验前准备工作 a.设计引物，准备材料， b.购置试剂：Taq酶、反转录试剂盒、凝胶回收试剂盒、质粒提取试剂盒、连接试 剂盒 c.实验试剂及用具：枪头、离心管、培养皿、滤纸灭菌；Amp+ 、Kan+等抗生素准 备 ※基本流程 提取和纯化RNA—cDNA第一条链合成—PCR—凝胶电泳—胶回收—连接—转化—涂平板—挑单菌落—摇菌—提质粒—测序 1.总RNA的提取、纯化及cDNA第一链合成 1.1叶片、根总RNA的提取 Trizol是一种高效的总RNA抽提试剂，内含异硫氰酸胍等物质，能迅速裂解植物细胞，抑制细胞释放出的核酸酶，所提取的RNA完整性好且纯度高，以利于下一步的实验。 1）实验前准备 预先配制0.1%的DEPC水（ddH2O中含0.1%DEPC，V/V，37 ℃过夜处理12 h），高温灭菌后，用DEPC水配制75%乙醇，研钵、量筒、试剂瓶等需200℃灭菌至少4 h，所用枪头和枪盒均去RNA酶处理(直接购买)。 2)Trizol 法（小麦）叶片或根的总RNA实验步骤如下： （1）提前在1.5 ml离心管中加入1 mlTrizol，然后将200 mg样品液氮中研磨成白色粉末，
移入管内，用力摇15 s，在15-30℃温育5 min，使核酸蛋白复合物完全分离。 （2）4℃，12000g离心10min，取上清，离心得到的沉淀中包括细胞外膜、多糖、高分子量DNA，上清中含有RNA。 （3）吸取上清液加0.2 ml氯仿，盖好盖，用力摇15 s，15～30 ℃温育2～3 min。（4）在≤12000g，4℃离心10 min，样品分为三层：底层为黄色有机相，上层为无色水相和一个中间层，RNA主要在水相中，水相体积约为所用TRIzol试剂的60%。 （5）将上层水相转移到新的1.5 ml离心管中，加2倍体积的无水乙醇沉淀RNA，室温静止30 min。 （6）在≤12000g，4℃离心10 min，离心前看不出RNA沉淀，离心后在管侧和管底出现胶状沉淀。 （7）用≥1 ml的75%乙醇洗RNA，涡旋振荡样品，在≤7500g，4℃离心5 min，弃上清。（8）室温放置干燥或真空抽干RNA沉淀，大约晾5-10分钟，加无RNase的水100μl用枪头吸几次，55～60℃温育10 min使RNA溶解。 （9）配制以下体系： 10×DNase buffer 5 μl DNase I （RNase-free）（40 μg/μl） 1 μl RNasin Inhibitor（40 μg/μl） 1 μl Total RNA 70 μg 加去RNase水至总体积为50 μl （10）37 ℃水浴1h，加DEPC处理的水至总体积为100 μl，加入等体积氯仿抽提一次。（11）取上清，加入10 μl的3 mol/L NaAC溶液，200 μl的无水乙醇，-80 ℃沉淀30 min。 （12）2～8 ℃，12000g离心10 min，弃清液，干燥后取50μl无RNase的水溶解RNA。3）RNA的质量及纯度检测 （1）电泳检测取2ul RNA 与1 ul 10×Loading buffer上样缓冲液混合均匀在1% 的琼脂糖凝胶上电泳，在紫外灯下观察RNA 条带并记录实验结果。 （2）分光光度计RNA纯度检测 取1ul RNA液，以DEPC水为空白对照，测定A260/ A280 比值，估测RNA质 量。 4）cDNA第一条链的合成 按照以下体系将提取的总RNA反转录成第一链cDNA： 1）在Eppendorf管中配制下列混合液：
连续变量量子纠缠的产生和条件克隆 【摘要】：量子纠缠作为量子物理世界中的独特资源,它的出现改变了我们信息处理的方式,可以保证我们信息通讯的绝对安全和提供更为强大的计算能力,从而被广泛应用到量子密钥术、可控量子密集编码、量子离物传态和量子计算等量子信息科学中。另外,空间上的多模纠缠还可以用于提高图像成像质量；不同频率之间的多组份纠缠可以用于不同波长的光学系统的联接和作为连接量子存储的原子能级和通讯窗口的桥梁。因此量子纠缠的产生和研究已成为量子信息科学中最重要的工作之一。本文主要研究了以下关于连续变量量子纠缠的相关内容：1.为了产生高质量的纠缠源,首要条件是获得低噪声的激光光源。我们采用两种不同的方法对光纤激光器的噪声进行了抑制：前置电光反馈和模清洁器,抑制后光纤激光器的噪声在3MHz以后达到散粒噪声极限,最大噪声抑制高达27dB。2.在一个参量放大器中同时产生了两对高阶模纠缠态(HG01和HG10),其中HG01模的纠缠方差为3.42,HG10模的纠缠方差为3.34。并表明此纠缠态为同时具有轨道角动量纠缠和自旋角动量纠缠的超纠缠态,这种超纠缠态可以用于量子密集编码中,以提高量子信道容量。在此基础上,给出了一种产生高阶模四组份cluster纠缠的产生方案,并在实验上获得了四组份cluster纠缠。3.介绍和研究了OPO、SHG中量子多色三组份纠缠的产生情况。对倍频过程中额外噪声产生的原因进行了分析,为下一步实验工作指明了方向。本节中,从理论上给出了一种产生三组份纠缠的新方案,指
出产生量子多色三组份纠缠的最佳过程并不是在单纯的OPO过程,也不是在SHG过程中,而是一种SHG和OPO的中间过程OPDA。对于OPDA过程,给出了实验方案和一些实验结果,通过此过程中产生了5dB的1080nm两组份纠缠光。此量子多色纠缠可以用于不同波长的光学系统的联接和作为连接量子存储的原子能级和通讯窗口的桥梁。 4.首次将条件制备技术应用到了量子克隆过程中,提出了一种连续变量量子纠缠态的条件克隆方案。本克隆方案中仅用到线性元件,例如；光分束器、平衡零拍探测和条件测量,具有可控性和易操作的优点。通过我们的方案,克隆后的输出态可以保持良好的纠缠特性和保真度,纠缠态的条件克隆可广泛应用于量子信息领域中,例如量子计算过程中的纠错,量子密钥分发过程中的量子窃听。本文的创新之处：1.实验上采用两种不同的方法对光纤激光器的噪声进行了抑制。2.实验上产生了同时具有自旋角动量纠缠和轨道角动量纠缠的连续变量超纠缠态和高阶模四组份cluster纠缠。3.实验上分析了Ⅱ类非线性过程额外噪声的来源,理论上给出了通过Ⅱ类非线性过程产生三色纠缠的最佳条件及实验方案。4.提出了一种有效且可行的连续变量纠缠态的条件克隆方案。【关键词】：量子信息光纤激光器噪声抑制光电反馈模清洁器纠缠超纠缠态cluster纠缠态拉盖尔高斯模厄米高斯模参量振荡倍频条件克隆 【学位授予单位】：山西大学 【学位级别】：博士
3 结果与分析 3.1质粒提取 用醋酸铵法提取pET-28a 和pEGFP-N3质粒后，进行琼脂糖电泳检测质粒是否提取成功。得到电泳结果，如图一所示，3、4号泳道有明显清晰的条带说明pEGFP-N3提取成功。1、2泳道同样有明显清晰的条带，说明pET-28a 提取成功。 3.2 双酶切 用BamH1和Not1分别对pEGFP-N3和pET-28a 双酶切。1、2号泳道为pEGFP-N3的酶切结果，如图二所示，电泳会得到两条带，说明pEGFP-N3酶切成功。4号泳道为pET-28a 的酶切产物的电泳有明显条带，证明酶切成功。 3.3 抗性筛选 通过氯化钙法制备DH5α感受态细胞，用热激发将pET-28a-GFP 转入DH5α感 图 1 pET-28a 和pEGFP-N3质粒提取电泳图 1、2泳道为pET-28a 电泳结果 3、4号泳道为pEGFP-N3电泳结果 图 2 BamH1、Not1双酶切 pEGFP-N3和pET-28a 1、2号泳道为pEGFP-N3酶切产物 3号泳道为pEGFP-N3原始质粒 4号泳道为pET-28a 酶切产物 5号用泳道为pET-28a 原使质粒
受态细胞。转化重组质粒后涂平板，进行重组质粒的抗性筛选。因为28a中含有 抗卡那基因，所以筛选后可以得到含28a的重组质粒。从图中可以看出1号平板 长出较多菌落，说明DH5α感受态细胞存活。2号平板无菌落生长，说明DH5α中 不含抗卡那基因。3号板生长出较少菌落，证明卡那有活性。4号板无菌落生长。 失败原因其一可能是在倒了第一个平板加入卡那后，由于倒平板速度太慢，导致 培养基凝固，影响了卡那的浓度和活性。其二可能是在转化过程中，离心后，弃 上清的过程中，将沉淀和上清混在了一起，影响了溶液的浓度。 图3重组质粒转化DH5α感受态细胞 1号图为不含卡那的阴性对照 2号图为含卡那的阴性对照 3号图为含卡那的自提pET-28a的阳性对照 4号图为含卡那的连接产物结果 3.4PCR鉴定 经PCR扩增后，进行琼脂糖凝胶电泳检测是否扩增成功，得到电泳结果如图 四所示，结果表明，1、2泳道的条带约为700bp，说明成功扩增出含有GFP的基 因。DNA电泳检验扩增片段,选出能够得到700bp左右片段的阳性克隆。 图4阳性重组菌的PCR鉴定 1、2号泳道为重组质粒转化结果
克隆载体：大多是高拷贝的载体，一般是原核细菌，将需要克隆的基因与克隆载体的质粒相连接，再导入原核细菌内，质粒会在原核细菌内大量复制，形成大量的基因克隆，被克隆的基因不一定会表达，但一定被大量复制。克隆载体只是为了保存基因片段，这样细胞内不会有很多表达的蛋白质而影响别的工作。 克隆载体(Cloning vector )：携带插入外源片段的质粒或噬菌体，从而产生更多物质或蛋白质产物。(这是为“携带”感兴趣的外源DNA、实现外源DNA的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。) 其中，为使插入的外源DNA序列可转录、进而翻译成多肽链而设计的克隆载体又称表达载体。 是否含有表达系统元件，即启动子--核糖体结合位点--克隆位点--转录终止信号，这是用来区别克隆载体和表达载体的标志。 表达载体：有的是高拷贝的，有的是低拷贝的，各有各的用处，是一些用于工程生产的细菌，被导入的目标基因会在此类细菌中得到表达，生产出我们需要的产物，导入的基因是由克隆载体产出的。表达载体具有较高的蛋白质表达效率，一般因为具有强的启动子。 表达载体（Expression vectors）就是在克隆载体基本骨架的基础上增加表达元件（如启动子、RBS、终止子等），是目的基因能够表达的载体。如表达载体pKK223-3是一个具有典型表达结构的大肠杆菌表 达载体。其基本骨架为来自pBR322和pUC的质粒复制起点和氨苄青霉素抗性基因。在表达元件中，有一 个杂合tac强启动子和终止子，在启动子下游有RBS位点（如果利用这个位点，要求与ATG之间间隔5-13bp），其后的多克隆位点可装载要表达的目标基因。 （RBS位点：1974年Shine和Dalgarno首先发现，原核生物，在mRNA上有核糖体的结合位点，它们 是起始密码子AUG和一段位于AUG上游3～10 bp处的由 3—9bp组成的序列。这段序列富含嘌呤核苷酸，刚好与16S rRNA 3，末端的富含嘧啶的序列互补，是核糖体RNA的识别与结合位点。根据发现者的名字，命名为Shine-Dalgarno序列，简称S-D序列。 由于它正好与30S小亚基中的16s rRNA3’端一部分序列互补，因此S-D序列也叫做核糖体结合序列。 真核生物存在于真核生物mRNA的一段序列，其在翻译的起始中有重要作用。加Kozark sequence(GCCACC), Kozak sequence是用来增强真核基因的翻译效率的。是最优化的ATG环境，避免ribosome出现leaky scan） 克隆载体目的在于复制足够多的目标质粒，所以常带有较强的自我复制元件，如复制起始位点等，往往 在菌体内存在多拷贝，所以抽质粒会抽出一大堆。但不具备表达元件。而表达质粒有复杂的构成，为的是控制目标蛋白的表达，如各种启动子（T7），调节子（LacZ）等，而且以pET为代表的表达载体在菌体内都是低拷贝的，防止渗漏表达。 克隆载体只是把你要的基因片段拿到就可以了，不管读码框什么的，但是表达载体是不但要你的目的基因连在上面，而且要表达蛋白，所以就要求你的读码框不能乱了，否则就不能得到你想到的表达产物。 1.载体即要把一个有用的基因（目的基因——研究或应用基因）通过基因工程手段送到生物细胞（受体细胞），需要运载工具（交通工具）携带外源基因进入受体细胞，这种运载工具就叫做载体（vector）。 2. 载体的分类 按功能分成：（1）克隆载体: 都有一个松弛的复制子，能带动外源基因，在宿主细胞中复制扩增。它是 用来克隆和扩增DNA片段（基因）的载体。（2）表达载体 :具有克隆载体的基本元件（ori,Ampr,Mcs等）还具有转录/翻译所必需的DNA顺序的载体。 按进入受体细胞类型分：（1）原核载体（2）真核载体（3）穿梭载体（sbuttle vector）指在两种宿主生物体内复制的载体分子，因而可以运载目的基因（穿梭往返两种生物之间）. 克隆载体顾名思义就是质粒拷贝数比较高,在做上游克隆时比较方便, 其重点在于质粒的复制.
基因工程实验设计 题目：绿色荧光蛋白基因(gfp)的克隆及表达 专业：生工1001 姓名：刘会淼 2013年3月13 实验目的：研究绿色荧光蛋白（Greed Fluorescent Protein，GFP）基因的基因克隆及在大肠杆菌中的表达。 实验方法; 通过分别将DH-5α(pEGFP-N3)和DH-5α(pET-28a)提取质粒、酶切并连接形成重组质粒pET-28a-GFP，将重组质粒导入E.coli DH-5α感受态细胞中进行转化,通过限制性核酸内切酶Not I与Bam H1和PCR对所建质粒进行分析鉴定后, 通过转化的方法把含绿色荧光蛋白（GFP）外源基因转入大肠杆菌体BL-21内进行表达，再用IPTG诱导GFP基因表达，如果可以看到显现绿色，判断GFP基因在大肠杆菌中成功表达。 1.材料与方法： 1.1.1 实验材料 克隆菌E.coli DH-5a、表达菌BL-21为本实验室收藏菌种，质粒pET-28a 和pEGFP-N3，引物，限制性内切酶Bam H1、Not Ⅰ 1.1.2 仪器设备 Eppendof离心机、电泳仪、电子天平、台式离心机、控温磁力搅拌器、调温电热套pH计、冰箱、台式冷冻恒温振荡器、紫外灯、生物洁净工作台、电热恒温水温箱、琼脂糖凝胶电泳电泳装置、凝胶成像分析系统、酒精灯、培养皿、、移液枪、枪头、接种环、酒精棉球、灭菌枪头、平板封口膜、离心管 1.1.3 试剂及溶液 分装后于121 ℃高压灭菌20 min。（LB固体培养基是在液体LB中加琼脂粉至1 %）； 溶液Ⅰ50 mL 葡萄糖50 mmol/L Tris-Cl (pH 8.0) 25 mmol/L EDTA (pH 8.0) 10 mmol/L 121℃高压灭菌15 min后置于0~4℃贮存； 溶液Ⅱ100 mL NaOH 0.2 mol/L
Cloning and expression of peroxisomal Ascorbate Peroxidase gene from wheat Yaping Chen,Huazhong Wang,Xiue Wang,Aizhong Cao&Peidu Chen* State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement,Nanjing Agricultural University, Nanjing210095,People’s Republic of China;*Author for correspondence(Phone:+86-25-84396026;E-mail: pdchen@https://www.doczj.com/doc/5f11855153.html,) Accepted24October2005 Key words:peroxisomal ascorbate peroxidase,powdery mildew,SSH,wheat Abstract A full-length cDNA encoding wheat peroxisomal ascorbate peroxidase(pAPX)was cloned by Suppression Subtractive Hybridization(SSH)and in silico approach.The cDNA was1027bp in length and contained a complete ORF of876bp,which encodes a protein of292amino acid residues.Its deduced amino acids sequence had84%identity with that of pAPX from barley.The gene was designated as Ta-pAPX.The Ta-pAPX homologous genes were mapped on wheat chromosome7A and7D using Chinese Spring nulli-tetrasomic lines analysis.Northern analysis indicated that,after inoculation by Erysiphe graminis Dc.f.sp. tritici,the expression of Ta-pAPX gene in Yangmai5was enhanced,but its expression in wheat-Haynaldia villosa6VS/6AL translocation lines changed a little.The results implied that Ta-pAPX may be related to susceptibility of wheat to powdery mildew.The complete coding sequence of Ta-pAPX was cloned into an expression vector pET32(a+)and a protein with the same deduced molecular weight(MW)was expressed in E.coli BL21(DE3),which showed ascorbate peroxidase activity. Abbreviations:APX–ascorbate peroxidase;ESTs–expressed sequence tags;IPTG–isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside;MW–molecular weight;ORF–open reading frame;pAPX–peroxisomal ascorbate peroxidase;SSH–Suppression Subtractive Hybridization. Introduction Ascorbate peroxidase(APX),found in higher plants,cyanobacteria,and algae[1],is the key enzyme in degradation hydrogen peroxide.So far, at least?ve APX isoforms have been identi?ed in plants:cytosolic isoforms,mitochondria isoforms, peroxisomal/glyoxysomal isoform and two chlo-roplastie isoforms,one in stroma and the other associated with the thylakoid membranes,all of which catalyze the reaction: 2ascorbate peroxidasetH2O2! 2monodehydroascorbatet2H2O APXs activity increased in response to a num-ber of stress conditions,such as drought[2],salt [3],high temperature[4]and pathogen infection [5].Relationship between di?erent stress condi-tions and changes of APX activity were observed. Powdery mildew caused by E.graminis DC.f.sp.tritici is one of the most serious diseases of common wheat in China and many other countries.The Triticum aestivum(‘‘Yangmai5’’)–Haynaldia villosa6VS/6AL translocation line carrying powdery mildew resistance gene Pm:21 confers e?ective resistance to all current powdery mildew races.To investigate the mechanism of Molecular Biology Reports(2006)33:207–213 DOI10.1007/s11033-005-4536-1óSpringer2006