多态性信息量（共10篇）
多态性信息量 篇1
摘要：[目的]对贵州黑山羊和黔北麻羊进行RBP4基因多态位点的筛选,为从分子水平探究RBP4基因对动物繁殖性能的调控机制提供理论依据。[方法]采用DNA混池结合直接测序法分析RBP4基因外显子4在贵州黑山羊和黔北麻羊中的单核苷酸多态性,利用生物信息学软件分析SNP位点对RBP4基因mRNA二级结构的影响。[结果]RBP4基因外显子4在贵州黑山羊和黔北麻羊中均存在4-T214C突变位点,且为同义突变。生物信息学分析结果表明,外显子4-T214C突变导致RBP4基因mRNA二级结构发生变化,自由能降低,结构稳定性增大。[结论]在贵州黑山羊和黔北麻羊中检测到RBP4基因外显子4的1个SNP位点,该突变位点影响了RBP4基因mRNA的二级结构。
关键词：黑山羊,黔北麻羊,RBP4,SNPs,生物信息学
视黄醇结合蛋白(retinol binding protein,RBP)属于疏水小分子结合蛋白家族成员之一[1],是动物体内一类将维生素A从肝脏转运至靶组织的特异运载蛋白,在协助维生素A进行储存和转运等方面有着相当重要的作用。研究发现RBP主要由RBP1、RBP2、RBP3和RBP4四种结构形式来发挥其生理作用。RBP4是由RBP失去C末端的精氨酸-天冬氨酸-亮氨酸-亮氨酸残基后的195个残基构成,分别定位于人、小鼠、猪的10q24、19号和14q25-26染色体区[2,3]。国内外研究证明,视黄醇结合蛋白4(retinol binding protein 4,RBP4)基因在结合、转运视黄醇及其衍生物、视觉循环和胚胎发育等过程中发挥了重要作用[4],在猪的妊娠关键时期表达,显著影响产仔数[5,6],是孕体产生的主要蛋白质之一。此外,RBP4的功能障碍会造成维生素A在储存、转运、分布及代谢中的异常,进而影响动物骨组织的生长、分化,繁殖及胚胎发育[7]。目前,关于RBP4基因的研究主要集中在其对动物繁殖性能的影响,且发育孕体中子宫内膜及子宫肌膜中RBP4基因的大量表达也说明视黄醇的转运是胚胎发育所必需的条件之一[8]。但RBP4基因的研究对象主要是猪,在羊上的报道相对较少,在贵州黑山羊和黔北麻羊上的研究更是未见报道。鉴于此,笔者以贵州黑山羊和黔北麻羊为研究对象,以RBP4为候选基因,通过构建DNA池结合直接测序法分析RBP4基因外显子4的单核苷酸多态性,并进行生物信息学分析,旨在研究RBP4基因对贵州山羊的繁殖性能的影响,为开展贵州山羊品种选种选育提供基础。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验材料
实验用103只黑山羊和105只黔北麻羊分别来自贵州省赫章县黑山羊中心产区和习水县黔北麻羊中心产区。每个个体颈静脉采血10 ml于抗凝管中,用冰盒带回实验室,-80℃保存备用。
1.1.2 试剂
血液/细胞/组织基因组DNA提取试剂盒购自天根生化科技(北京)有限公司;2×Es Taq MasterMix、琼脂糖、Goldview染料、DL 1000 DNA Marker等均购自鼎国生物工程技术有限公司;dd H2O、0.5×TAE缓冲液等为实验室自制。
1.1.3 仪器设备
PCR扩增仪(C1000 TouchTM,美国BIO-RAD公司);凝胶成像分析系统(Universal HoodⅡ,美国BIO-RAD公司);凝胶成相系统(Universal HoodⅡ,美国BIO-RAD公司);电泳仪(Power PacTMHV Power Supply,美国BIO-RAD公司);超微量紫外分光光度仪(NANODROP 2000,美国Thermo Fisher公司);4℃冰箱(HYC-360,中国海尔);微量移液器(eppendorf,德国艾本德公司);震荡混匀器(VOR-TEX-GENIE2,美国Scientific Industries公司);高速冷冻离心机(Heraeus Multifuge X1R,美国Thermo Fisher公司)。
1.2 方法
1.2.1 基因组DNA的提取
按照全血基因组提取试剂盒说明书对血液样品中的基因组DNA进行提取,用1%浓度的琼脂糖凝胶水平电泳和紫外分光光度计检测提取样品的纯度和浓度,用超纯水调整全部个体终浓度为100 ng/μL,各取3μL等量混合分别构建黑山羊和黔北麻羊DNA池,贮存于-20℃冰箱。
1.2.2 特异性引物设计、合成和PCR扩增
参考NCBI上山羊RBP4基因的DNA全基因组序列(Gen Bank登录号:NC_022318.1),利用在线软件Primer-BLAST设计RBP4基因外显子4的特异性引物。上游引物:ATGGTCTCCTGCTTCCTAA下游引物:GGTTCCCCTGTTTTCTTCT,引物由上海生工生物工程技术有限公司合成。
PCR反应体系:基因组DNA混池1μl,10 pmol/μl上、下游引物各1μl,2×Taq PCR Master Mix试剂10μl,双蒸水7μl。
PCR扩增程序:95℃预变性3 min,95℃变性30 s,59℃退火30 s,72℃延伸30 s,34个循环,72℃终延伸5 min,4℃保存。用1%琼脂糖凝胶电泳将目的产物的特异性检测,凝胶成像系统记录结果,将特异性好的PCR产物进行双向测序,测序工作由北京诺赛基因组研究中心有限公司完成。利用DNAStar软件结合BLAST进行测序结果的校正比对和SNPs分析。
1.2.3 RBP4基因序列分析和等位基因频率估算
用DNAStar软件的Seq Man程序对PCR产物测序峰图进行拼接比对,BLAST分析确定存在的单核苷酸多态性。利用MWSnap中标尺测量测序峰图中突变位点处各等位基因的相应峰高,根据峰高比值,利用以下公式估算等位基因频率[9]。
公式中Ai表示某多态位点等位基因频率,Ba和Bb分别代表测序图上其SNP等位基因a、b峰高。
1.2.4 RBP4基因的生物信息学分析
利用http://www.genebee.msu.su/services/rna2_reduced.htmlmRNA二级结构在线预测软件对RBP4基因突变前后DNA序列对应的mRNA二级结构变化进行预测。
2 结果与分析
2.1 黑山羊和黔北麻羊血液DNA的提取
提取的血液DNA经1%的琼脂糖凝胶电泳检测,在凝胶成像仪上观察到完整清晰的条带,经紫外分光光度计检测发现OD260/OD280在1.6~1.8之间,表明提取的DNA效果较好,可直接用于后续实验。
2.2 PCR扩增产物检测
根据设计的特异性引物以基因组DNA池为模板,扩增RBP4基因外显子4片段。取5μL PCR扩增产物加样于1%琼脂糖凝胶中,110 V电压,电泳30 min观察结果(如图1)。由图可见目的条带清晰无拖尾,特异性良好,片段长度430 bp与预期的相符,可直接用于进行测序。
注:1~4:贵州黑山羊基因组DNA;5~8:黔北麻羊基因组DNA。Note:1-4,Genomic DNA of Guizhou Black goat;5-8,Genomic DNA of Qianbei Ma goat.
2.3 PCR产物的SNPs分析
对贵州黑山羊和黔北麻羊RBP4基因的测序结果表明在RBP4基因第214位点处存在T→C的突变(以RBP4基因第4外显子第1位为+1位计)如图2,将其命名为exon4-T214C,进一步分析发现T214C为同义突变,未引起编码氨基酸的变化。
2.4 SNPs等位基因频率估算
利用MWSnap软件中的标尺对2个山羊品种中RBP4基因外显子4-T214C位点存在的等位基因进行峰高测量,并由等位基因频率估算公式估算各等位基因频率(表1)。由表1可见,两个山羊品种均存在4-T214C突变,且突变前后等位基因频率有所差异,但均以C为优势等位基因。
注:M:DM1000 Marker;GB:贵州黑山羊;QM:黔北麻羊。Note:M:DM1000 Marker;GB:Guizhou Black goat;QM:Qianbei Ma goat.
注:GB:贵州黑山羊;QM:黔北麻羊。Note:GB:Guizhou Black goat;QM:Qianbei Ma goat.
2.5 RBP4基因mRNA二级结构分析
对exon4-T214C突变进行mRNA的结构变化预测,结果见图3。由图可知,外显子4中存在的T214C突变引起编码mRNA的二级结构发生改变。经分析表明,当exon4-T214C位点碱基为T时,mRNA二级结构自由能为-170.5 k J/mol,当exon4-T214C位点碱基为C时其mRNA二级结构自由能为-174.2 k J/mol,突变引起RBP4基因mRNA二级结构自由能降低,结构稳定性增大。
注:A为外显子4-T214C位点为T时RBP4基因mRNA二级结构;B为外显子4-T214C位点为C时RBP4基因mRNA的二级结构。Note:A represented the mRNA secondary structure of RBP4 gene in which 4-T214C site was T;B represented the mRNA secondary structure of RBP4gene in which 4-T214C site was C.
3 讨论
近年来,国内外对RBP4基因多态性及其与繁殖性状的关联性开展了诸多研究,且发现该基因多态性对繁殖性状的影响在不同品种(系)间存在差异,表明RBP4基因可能是影响动物产仔数的主效基因。刘璐等[10]利用PCR-RFLP技术检测到在大白猪、长白猪和杜洛克猪中均存在RBP4基因外显子4的MspⅠ酶切位点多态性,且发现BB基因型对长白猪繁殖性能的影响要优于AB基因型。昌文林等[11]研究发现RBP4基因的G1223C突变位点与大白猪和湖南黑猪母猪的产羔性状显著相关(P<0.05)。朱吉等[4]以湖南黑猪为研究对象,采用PCR-RFLP方法检测到其RBP4基因存在AA、AB和BB 3种基因型,基因效应分析发现A等位基因可能是湖南黑猪繁殖性能的有利等位基因,这与于雷等[12]关于AA型为约克夏公猪优势基因型,A等位基因可能与配种母猪产仔数、产活仔数呈正相关的推测相符,但与罗仍卓么对北京黑猪繁殖性能的研究结果不同[13];Marantidis A等[14]利用PCR-RFLP技术对400头大白猪×长白猪母猪的RBP4基因的多态性进行检测,并进一步分析了RBP4基因与母猪主要繁殖性状间的关联性,发现AA基因型对猪的繁殖性能存在影响,与AB、BB基因型相比更有利于增加母猪窝产仔数;Lee DG等[15]发现RBP4蛋白优势表达于多羔组,表明RBP4蛋白与猪的繁殖力相关。王立辛等[16]采用PCR-RFLP方法在长白、大白和杜洛克3个猪群内检测到AA、AB和BB 3种基因型,且单基因分析表明各基因型对3个品种总产仔数的影响均不显著,与刘璐对这三个品种的研究结果基本相符;何庆玲等[17]对苏姜猪RBP4基因的多态性研究发现,在苏姜五世代母猪中均存在多态性,且合并基因型对繁殖性状的效应显著(P<0.05);龙石太等[18]克隆了川中黑山羊RBP4基因的c DNA序列,其编码区长为606 bp,编码201个氨基酸;白俊艳等[19]检测到大尾寒羊和小尾寒羊中B等位基因的频率分别为0.791和0.920,而A等位基因频率分别为0.209和0.080,但未发现AA基因型,这与本研究在贵州黑山羊和黔北麻羊中检测到的RBP4基因的等位基因频率基本相符;但肖礼华等[20]在黔北麻羊、内蒙古白绒山羊、关中奶山羊3个山羊品种的RBP4基因部分CDS区和3’UTR中并未发现突变位点,这与本研究的结果不符;此外对RBP4基因单核苷酸多态性与小尾寒羊高繁殖力的关系研究发现,RBP4基因对小尾寒羊的第一胎产羔数、第二胎产羔数有显著影响[21]。此外,王怀禹等[22]指出RBP4基因对雄性动物的繁殖性能也有一定的影响。综上研究结果,可知RBP4基因对动物的繁殖性能有着重要的作用。
本研究以贵州黑山羊和黔北麻羊为研究对象,首次在其RBP4基因外显子4上发现了T214C突变,进一步分析发现该突变为同义突变,并未引起编码氨基酸的改变。但有研究者报道沉默突变可影响体内蛋白的折叠和功能,以及基因的表达和表现型[23,24]。等位基因频率估算发现,C等位基因频率显著高于T等位基因,为优势等位基因,推测携带等位基因A的黔北麻羊或黑山羊个体更有利于在贵州地区生存或提高生产性能而被选留。结合生物信息学分析发现,突变前后mRNA的二级结构发生改变,突变后自由能下降,结构稳定性增加。RBP4基因mRNA二级结构的改变,会进一步导致其蛋白质结构的改变,而蛋白质的空间结构在很大程度上决定了其生物学功能,故RBP4基因生物功能可能受到影响。但由于本研究样本含量不是很大,检测的基因位点数量较少,所获得的结论只是初步的,故针对本研究在贵州黑山羊和黔北麻羊中发现的exon4-T214C突变位点对山羊繁殖性能和RBP4基因蛋白质生物学功能的具体影响,还需进一步扩大品种和样本数量对多态位点与产羔性能之间的相关性进行研究,以期进一步探索RBP4基因对山羊产羔数的影响机制,为贵州地方山羊品种的开发利用及遗传资源的保护提供科学依据。
多态性信息量 篇2
关键词：多态；继承；方法；抽象类；接口
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)16-31069-02
Thoroughly Analyzes Java the Polymorphism Properties and the Applied Research
ZHANG Ke-jun
(Graduate Student Third RowMilitary Economical Institute,Wuhan 430035,Chnia)
Abstract:The polymorphism properties are one of object-oriented important characteristics. Using the polymorphic concept, may improve the procedure code the organization as well as the readability, but also can found "is easy to expand" the procedure. Through in-depth study of polymorphism Java Principle, analytic specific examples, the presentation of polymorphism in the process of the application.
Key words:polymorphism;Inherits;method;abstract class;connection
“polymorphism(多态）”一词来自希腊语，意为“多种形式”。多态在面向对象语言中是个很普遍的概念，同时也是对象开发软件的一个特殊特性，指的是一个程序中同名的不同方法共存的情况。Java语言支持两种类型的多态性：运行时的多态性和编译时的多态性。运行时的特性(动态多态性)是指Java中的动态多态性实现手段---覆盖（替换）基类中的同名成员函数（函数原型一致），其调用规则是依据对象在实例化时而非定义时的类型相应地调用对应类中的同名成员函数。编译时的特性(静态多态性)是指Java中的静态多态性实现手段-----重载函数，其调用规则是依据对象在定义时的类型相应地调用对应类中的重载函数。Java多态性的主要表现形式有：继承多态、抽象多态和接口多态。
1 继承实现的多态
在Java中，当一个类获取另一个类中所有非私有的数据和操作的定义作为自己的部分或全部成分时，就称这两个类之间具有「继承」关系。「继承」可分为「介面继承」和「实作继承」两类，「介面继承」就是只继承父类别的函数名称，然后子类别一定会实作取代之。所以当我们以父类别的指标「多型」于各子类别时，由于子类别一定会实作父类别的多型函数，所以每个子类别的实作都不一样，此时我们（使用父类别指标的人）并不知道此多型函数到底怎么完成，因之称为「黑箱设计」。而「实作继承」就是继承父类别的函数名称，子类别在实作时，也会用到父类别的函数实作。所以我们（使用父类别指标的人）知道此多型函数怎么完成工作，因为大概也跟父类别的函数实作差不多，因之称为「白箱设计」。
Java的类别继承为实作继承，子类别会用到父类别的实作（更正确地说应该是父类别有定义实作，所以子类别可能会使用到，即使不使用到也会遵循父类别实作的演算法），所以父类别与子类别有一定程度的相关性；Java的interface接口则是介面继承，因为接口只能定义函数名称，无法定义函数实作，所以子类别必须用「implements」关键字来实现继承，且每个继承同一介面的子类别当然彼此不知道对方如何实作，因此为一个黑箱设计。
1.1方法的覆盖
根据实作继承及动态多态性的特点，派生类（子类）将继承基类（父类）所有的方法、属性和事件。同时，我们可根据需要来重新定义基类的方法、属性和事件，甚至增加或者修改部分内容，以提供不同形式的实现。
代码示例一：
//定义父类superc
import java.io.*;
class superc
{public void sc()
{ System.out.println("This is superc!");
}}
//定义子类subc1
class subc1 extends superc
{public void sc()
{ System.out.println("This is subc1!!");
}}
//定义子类subc2
class subc2 extends superc
{ public void sc()
{ System.out.println("This is subc2!!");
}}
class Test
{public static void main(String[] arg)
{superc a;
subc1 b=new subc1();
subc2 c=new subc2();
a=b;
a.sc();
a=c;
a.sc();
}}
程序运行结果为：
如上例所示，在父类superc中我们定义了方法SC（），其每一个子类都将继承这个方法。但是，这个方法在每个子类中的具体实现是各不相同的。
那么，Java编译器如何实现对同名方法函数的调用呢？面向对象程序开发中，我们将一个方法调用同一个方法主体连接到一起称为“绑定”（Binding）。Java中绑定的所有方法都采用后期绑定技术，即动态绑定：它意味着绑定在运行期间进行，以对象的类型为基础。若一种语言实现了后期绑定，同时必须提供一些机制，可在运行期间判断对象的类型，并分别调用适当的方法。也就是说，编译器此时依然不知道对象的类型，但方法调用机制能自己去调查，找到正确的方法主体。不同的语言对后期绑定的实现方法是有所区别的。但我们至少可以这样认为：它们都要在对象中安插某些特殊类型的信息，并可通过这些区别信息实现多态。由于动态绑定技术的支持，Java的程序在执行时灵活性就大大提高了。Java 的这种机制遵循如下原则：其一，当超类（父类）对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的方法必须是在超类（父类）中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。其二，每一个实例对象都自带一个虚拟函数表（virtualtable）,这个表中存储的是指向虚函数的指针，实例对象通过这个表来调用虚函数，以实现多态。实际上，使用虚拟函数表的方法，表项在编译时便已固定，把函数映射为在虚拟函数表中的偏移，到了运行时，只知道“偏移、执行”，至于究竟是哪个函数，无从知晓。类似于查表的过程，在编译的时候一定是存在的，但不存在于运行时。对程序而言，从源码到运行是一个完整的过程，一些功能被某些语言放到了编译时，而在另一些语言中被放到了运行时，折衷的原则取决于语言设计。虚拟函数表的实现中，每个类的表中，不仅仅要保持自己的定义的方法，还要保持自己超类的方法。我们知道，在面向对象的语言中，子类对象常常要当作超类对象使用，而在运行时，要找某个方法，只知“偏移”，所以，子类的虚拟函数表必须完全兼容超类的虚拟函数表，才能保证整个系统的正常运行，而保证的方法就是保存超类的所有表项。这样带来的问题是，当子类增多，虚拟函数表就无可避免的会增多，即便子类只有一个属于自己的方法，但它仍要带有超类所有的方法，这是一个巨大的负担。所以，那些建议“不要定义太庞杂的继承系统”的说法，是有一定物理基础的。
1.2函数的重载
重载是同一类中定义同名方法的情况。这些方法同名的原因，是它们的最终功能和目的都相同，但是由于在完成同一功能时，可能遇到不同的具体情况，所以需要定义含不同的具体内容的方法，来代表多种具体实现形式。
Java支持用户定义的函数重载。一个类中可以有相同名字的方法，这些方法可以有不同的意义。但是，这些重载的方法中，必须满足参数数目不同，相同位置上的参数类型不同等等。这些不同可以帮助编译器区分不同版本的方法；根据静态多态性调用规则，编译器依据对象在定义时的类型相应地调用对应类中的重载函数。
构造函数的多态性就是典型函数重载情况。
代码示例二：
import java.io.*;
class Gz
{//第一种构造函数
publicGz(){System.out.println("这个构造函数的参数是：空");
}
publicGz(int s)
{//第二种构造函数
System.out.println("这个构造函数的参数是：整数");
}
publicGz(char m)
{//第三种构造函数
System.out.println("这个构造函数的参数是：字符型");
}
public static void main(String args[])
{//三个Gz类的对象实例
Gz aa=new Gz();
Gz bb=new Gz(2);
Gz cc=new Gz('a');
}}
运行结果：
上面的例子中，我们定义了若干个构造函数Gz()，当用户创建该类对象的语句时，编译器会自动根据给出的实际参数的数目、类型和顺序来确定调用哪个构造函数来完成对新对象的初始化工作。
同样地，子类也可以根据实际情况对其父类的构造函数进行覆盖，有异曲同工的效果。但应注意：子类如果有多个构造函数的时候，父类要么没有构造成函数，让编译器自动产生，那么在执行子类构造函数之前先执行编译器自动产生的父类缺省的构造函数；要么至少要有一个显式的缺省构造函数可以让子类的构造函数调用。
2 抽象类实现的多态
在很多Java程序应用中，类层次的顶层类并不具备下层类的一些功能和方法。我们可以在超类中将这些方法声明为没有实现的抽象方法，如果一个类里包含了一个或多个抽象方法，类就必须指定成abstract即「抽象类」。使用abstract类型修饰符的抽象方法，属于一种不完整的方法，只含有一个声明，没有方法主体，基类不能实现它，必须由派生类过载实现，为其它子孙类用抽象机制实现多态性提供了统一的界面。对所有与基础类声明的签名相符的衍生类方法，都可以通过上面介绍过的动态绑定机制进行调用，该类未实现的方法由派生类提供，已实现的成员仍可被重写，并且派生类仍可以是抽象类或实现附加接口等功能。
代码示例三：
import java.util.*;
abstract class Animal {
//int i; // storage allocated for each
public abstract void Breath();
public String what() { return "Animal";}
public abstract void adjust();}
class Human extends Animal {
public void Breath() { System.out.println("Human is breathing.");}
public String what() { return "Human"; }
public void adjust() {}}
class Dog extends Animal {
public void Breath() { System.out.println("Dog is breathing.");}
public String what() { return "Dog"; }
public void adjust() {}}
class Bird extends Animal {
public void Breath() { System.out.println("Bird is breathing.");}
public String what() { return "Bird"; }
public void adjust() {}}
class Woman extends Human {
public void Breath() { System.out.println("Woman is breathing.");}
public void adjust() { System.out.println("I am woman.");}}
class Man extends Human {
public void play() { System.out.println("Man is breathing.");}
public String what() { return "Man"; }}
public class cxhs {// Doesn't care about type, so new types
// added to the system still work right:
static void tune(Animal i) {// ...
i.Breath();}
static void tuneAll(Animal[] e) {
for(int i = 0; i < e.length; i++)
tune(e[i]); }
public static void main(String[] args) {
Animal[] orchestra = new Animal[5];
int i = 0;
// Upcasting during addition to the array:
orchestra[i++] = new Human();
orchestra[i++] = new Dog();
orchestra[i++] = new Bird();
orchestra[i++] = new Woman();
orchestra[i++] = new Man();
tuneAll(orchestra); }}
运行结果：
其逻辑结构如下图：
由于抽象类是其所有子类的公共属性和方法的集合，它可以在类的某些属性和方法中提供不变的因素和功能，同时大大提高了类的其他过程的灵活性。从上面的例子可以看出，除基础类以外，实际并没有进行什么改变。创建抽象类和方法有时对我们非常有用，因为它们使一个类的抽象变成明显的事实，可明确告诉用户和编译器自己打算如何用它。
3 接口实现的多态
以上所谈到的多态行为均用到了类的继承关系所建立起来的子类型关系。Java接口同样支持用户定义的类型，可以实现类型的「界面继承」；并且Java的接口机制启动了建立在类型层次结构上的多态行为，能够实现接口的组合和扩充，一定程度上对Java类型及其功能进行了优化。Java中一个类只能有一个父类，但是单个类可以实现一个或多个接口，多个类可实现相同的“接口”。
“interface”（接口）关键字使接口的抽象概念更深入了一层，我们可将其想象为一个“纯”抽象类。接口常常被用来为具有相似功能的一组类，对外提供一致的服务接口，这一组类可以是相关的，也可以是不相关的，而抽象类则是主为一组相关的类提供一致的服务接口。所以说接口往往比抽象类具有更大的灵活性，它允许创建者规定一个类的基本形式、方法名、自变量列表以及返回类型，但不规定方法主体。接口也包含了基本数据类型的数据成员，但它们都默认为static和final。接口只提供一种形式，并不提供实施的细节，这也为其本身及子类提供了较广泛的空间。
如例三中把Animal定义为一个接口：
interface Animal1 {
// Compile-time constant:
int i = 5; // static & final
// Cannot have method definitions:
void Breath(); // Automatically public
String what();
void adjust();
}
其中的三个方法函数均没定义方法体；换言之，接口可以看成只定义了API的协议规范，相当于C++中的只含有纯虚抽象类。其子类Human、Dog、Bird继承时，必须使用关键字implements或extends从接口实现或继承。由于接口中只有方法原形，实现接口时无成员变量名字冲突问题，也没有对父类方法的重定义问题，也不存在重复继承问题，比一般类的多态度继承简单。接口继承形成的层次独立于类层次，因此允许不同层次中的类实现同一接口，这些实现接口的类支持公共的行为，但实现这些行为的方法可以不同，无须共享任何实现方式，呈现多样化。同时，这样的多态行为使Java的接口的功能的重大意义显得很明显。通过接口，每个类都可以自由决定其实现的细节；利用继承技术，可方便地为一个接口添加新的方法声明，也可以将几个接口合并成一个新接口。这样，实现某一接口的多个类或接口可以以不同的方式实现相同的接口，而每个类或接口仍支持同一组方法，当实例化这些类或实现接口后，就弥补了Java中“一个子类，只能有一个父类”的不足，实现了多态性的“一个接口，多种方法”。
4 结束语
“多态性”意味着“不同的形式”，是建立对象模型的有力工具。为充分使用多态性乃至面向对象的技术，我们必须将自己的编程视野扩展到不仅包括单独一个类的成员和消息，也要包括类与类之间的一致性以及它们的关系。因为只有这样才可真正有效地加快自己的编程速度、更好地组织代码、更容易做出包容面广的程序以及更易对自己的代码进行维护与扩展。本文对Java中的多态性及其实现原理进行了深入地解析，目的在于希望学习和使用Java语言的程序设计人员，能更好地掌握开发Java程序。
参考文献：
[1]印旻.Java语言与面向对象程序设计[M].北京:清华大学出版社,2000-09.
[2]Bruce Eckel(美). java编程思想[M].北京:机械工业出版社,1999-04.
[3]Bruce Eckel.Think in Java[OL].http://www.cncode.com/downinfo/1675.html.
[4]耿祥义.Java基础教程[M].北京:清华大学出版社,2004-9-1.
[5]（美）Cay S.Horstmann,Gary Cornell.JAVA 2核心技术[M].北京:机械工业出版社,2006-05.
试论学生评价信息的动态性 篇3
学生评价包括对学生学业成绩、思想品德、个性等方面的评价。为更好地发挥评价的激励、诊断和发展的功能, 对学生评价必须坚持动态评价。这里的动态含义是: (1) 必须着眼于学生学习成长全程及全面发展变化; (2) 评价者与被评者的关系必须是互动的。为此, 应做好以下几方面工作。
一、评价信息动态收集
在此, “评价”是指学生评价, 包括学生外显的学习成长表现及学生内心世界的精神状态 (如态度、情感、价值观等) 的评价;“运动”是指学生在整个学习成长过程的活动和变化。为有效进行学生评价, 评价信息收集必须努力做到及时性、准确性、全息性和互动性。
及时性包括: (1) 要及时地发现和收集信息。因为学生评价信息纷繁复杂、瞬息万变, 有的信息稍纵即逝, 无法追忆。因此, 评价者必须随时随地最迅速、最敏捷地反映出学生评价的进程和动态, 并适时地记录下已发生的情况和问题; (2) 要及时传递和反馈信息。作为评价者, 要千方百计以最迅速、最有效的手段将评价信息收集、提供、反馈给学校、老师、家长和学生, 使其成为教学过程的决策调控和学生自我认识、自我修正的有效依据。
准确性要求评价者必须在真实的教育教学情境中对学生学习成长表现进行系统和全面的观察, 尤其要重视对学生的学习过程与方法、情感、态度、价值观等的观察, 同时要注意帮助学生收集反映自身成长和发展的各种材料, 在收集和整理各种材料的时候必须坚持实事求是的态度, 坚持随时随地全程、全面、动态地观察与记录, 克服主观随意性, 对评价材料认真加以核实, 使其能够准确反映实际情况。
全息性贯穿于学生学习成长活动的全过程, 即全面、全员、全程采集和利用与学生学习发展有关的评价信息。全息性强调评价的整体性情景, 旨在把诊断性评价、形成性评价和终结性评价有机结合为一个整体运动过程, 在一定的时域内, 不断循环反复, 动态调控学生学习和发展的全程, 让教师、学生、家长全员参与评价, 把握全体学生全面素质发展的整体状况。比如, 对学生综合素质的评价, 就要包括思想道德、行为习惯、学习态度、合作学习、实践操作、观察能力、身心品质、情感态度、价值观、沟通交流、组织能力、创新精神、社会责任感等。因此, 学生评价过程与教学过程必须融为一体, 动态并进, 在时间上要连续于评价全程的始终, 在空间上要从课内到课外、从校内到校外, 在评价内容上要关注全体学生德、智、体、美、劳全面发展, 以充分发挥评价的导向、诊断、反馈、激励等作用。
互动性既强调评价过程中主体间的双向评价、沟通和协商, 注重评价结果的反馈与认同, 又充分体现评价主客体之间的多向互动, 听取各方的评价意见, 综合评价结果, 及时反馈, 及时改进, 注重评价不断调整和不断完善, 以促使学生评价更趋科学、合理和有效。比如, 被普遍看好的“成长记录袋”评价法, 就是以被评学生自评为主, 通过收集反映学生自身发展变化及其成长轨迹的所有资料, 结合教师、同学、家长与社会有关人员对被评学生的评价, 综合各方全方位、多维度的评价意见, 突出评价的过程性和个体差异性, 使教师能及时、准确地获得学生学习与发展的信息, 对照自身教学, 适时调整学生学习目标, 选用有效的教育教学策略, 努力为学生创造适合其特点且卓有成效的教育。
二、评价信息动态反馈
学生评价的根本目的在于获得动态反馈信息, 以帮助师生不断地改进教学, 全面考察学生的学习成长状况, 激励学生的学习成长热情, 促进学生的全面发展。对学生而言, 他们所经历的每一次评价或测试都是自我总结、查漏补缺、建立自信的好机会。在评价过程中, 教师一定要善于运用评价得来的结果, 及时、动态反馈给学生, 让每一次的评价结果既是上一次评价活动的结束, 又是下一次评价活动的开始。只有依据评价结果分析原因、提出改进建议, 才能使学生了解自己的成长与不足, 不断对自己的表现进行纵向比较或与一定的评价标准比较, 使学生明确自己与他人的长短, 主动矫正不良习惯, 克服不足, 不断发展自我。
为此, 评价信息反馈必须努力做到及时、全面、准确, 同时要注意反馈方式, 评价结果的反馈方式直接影响到评价结果作用的发挥。因此, 要根据不同的对象采取灵活多样的方式, 以平等的态度反馈评价结果, 尤其对否定评价所作的反馈更要注意方式方法。此外, 还应注重指导。教师也要进行不断反思, 要虚心听取学生、家长对评价信息反馈的反馈, 甚至要允许学生对评价结果反馈提出不同的意见或说明、申诉, 以从中总结经验、吸取教训、改进教学, 促进学生更好发展。
三、动态调整与完善评价
评价活动是一个动态过程, 评价标准、评价方式方法都会随着教育价值观、社会人才观的改变而不断发生变化。同时, 任何一个评价方案都存在着不足, 再加上每个学生都有个体差异, 所以学生评价必须在实践中不断调整、完善。学生评价必须始终关注学生个体差异, 制定不同层次、不同种类的学生评价标准, 采用多种评价方式, 用发展变化的眼光看待学生, 从多个方面、多个角度, 用多把尺子评价学生。对评价实施过程中发现的问题要仔细分析, 有针对性地采取有效措施, 予以及时调整、改进、完善, 根据评价实际需要, 及时调整评价方法。如为促进全体学生全面发展, 改评“三好学生”为评定“十星级学生”。“十星”可设演讲之星、文明之星、文艺之星、体育之星、学习之星、进步之星、劳动之星、管理之星、竞技之星、创新之星等。当然, 还可以再增加星级评定。在“星级”评定方法上, 首先由学生本人对照“星级”指标自评, 向小组申报星级。其次由小组互评, 小组长组织本组学生对申报成员自评的星级进行核实、讨论、表决并上报班级。三是家长参评, 由家长对孩子的表现签出中肯意见。最后教师评定, 教师尊重学生自评、组评及家长评定情况结合学生表现, 对符合实际星级的予以认可并上报学校。学生“星级”申报及最终评定不受名额限制, 可根据学生实得“星”多少, 授予“X星级学生”称号。将“七星级”以下的由班级公示表彰, “七星级” (含七星级) 以上的报学校审批表彰, 并将申报与评定工作动态多次进行, 不受时间限制, 只要符合评定星级条件, 随时都可以申报与评定。当然, 当学生退步了, 达到要降星级评定, 也要随时降评。这样既可促进学生的个性化发展, 又能激励学生全面发展。
四、动态理性看待评价信息
科学的评价是重要的、有效的, 但不是没有瑕疵的, 让学生以积极的心态、以发展动态的眼光, 理性地看待评价信息是很重要的。
(一) 正确解释反馈评价信息
如何正确地解释反馈评价结果直接关系到整个评价工作的水平和科学化程度;关系到教师对学生的正确认识和采取的教学改进措施;也关系到如何帮助家长学会分析评价结果, 引导家长正确、全面、动态地看待孩子, 以便与学校积极配合, 共促学生健康全面发展;更关系到学生能否正确认识自我, 针对自身不足, 扬长避短, 真正做到在否定评价面前“有则改之, 无则加勉”。教师在解释反馈评价信息时, 要把握学生心理, 注意运用评价语言艺术, 适时灵活选择评价信息反馈时机, 正确分析评价结果。比如, 在分析相对评价结果时应强调: (1) 相对评价结果只表明被评者在其所在群体中的相对位置, 而不表明其绝对水平, 或者说不表明其达到理想目标的程度。 (2) 相对评价的标准是被评群体的一般水平, 评价结果是相对的, 如果总体水平低, 其中的优秀者也未必真好, 反之同理。这样既给学生留足进步的空间, 又给学生进取的信心。再如, 在分析绝对评价结果时应强调:绝对评价的标准虽然独立于被评群体之外, 是客观标准。但评价标准也不能一成不变, 要不断地发生变化, 所以, 就算是绝对评价也要根据多种因素进行综合考虑, 其评价结果也只能达到“相对客观公正”。因此, 学生应动态理性地看待各种评价结果。
(二) 多作“纵向比较”, 适作“横向比较”
所谓“纵向比较”是指学生自己与自己以往水平作比较, 看自己进步与否及变化的幅度。所谓“横向比较”是指学生自己与同学比较, 它表现出了强烈的竞争导向。其实, “横向比较”的可比性是很差的, 就如三角形和正方形, 它们是不同个体, 我们就不能用同一种标准尺度去判定它们的好坏, 同理, 如果不重视学生个体差异, 将泯灭学生的个性, 严重伤害学生的自尊心和自信心。而“纵向比较”能使学生看到自己的成绩和进步, 对重塑学生的自尊和自信有着不可低估的作用。故作为教师, 要引导学生多作“纵向比较”, 同时适度作“横向比较”。只有这样, 才能让学生既看到自己的进步与长处, 增强自信, 又能看到自己与同学的差距与不足, 不断进步。
(三) 引导学生积极归因
归因理论告诉我们:不同的归因将导致对成败不同的情感反应, 导致对成败的不同期望, 将影响个体对所从事活动投入的努力, 并影响个体的自我认识、自我改进、自我完善、自我教育和自我发展。因此, 要使学生对学习成长活动产生良好的激情, 那么引导学生对学业成败评价结果进行积极归因是十分必要的。而消极归因的学生无论成败都容易降低成就动机, 他们往往把成功归因于运气好等, 把失败归因于自己的能力低、脑子笨, 从而陷入对自身失望的状态, 自暴自弃, 进而丧失学习兴趣。所以, 教师应了解每个学生对评价结果的归因倾向, 应针对学生不同的归因, 予以积极引导, 让学生明白学业不良有多方面原因, 并引导学生多从内部的可控因素去归因。尤其是针对学习困难学生的消极归因, 教师更应引导学生多作努力不够的归因, 当学生学习遇到挫折, 评价结果欠佳时, 教师也要引导学生作出努力不够的归因, 以保护学生的自尊心和自信心;当学生经过努力仍然无法取得学业成功评价时, 教师就要引导学生分析“还有哪些因素在多大程度上影响了自己的学业成就”, 并尽量引导最有效归因。比如, 可引导学生把失败归因于学习方法不当, 因为学习方法也是内部的、可控的非稳定性因素, 把失败归因于此, 这可以使学生保持对成功的信心, 把注意力转移到如何学习上, 并通过不断总结经验, 改善学习策略, 从而促进学习成绩提升。同时, 教师也要注意防止自身不良的归因, 比如, 把学生成绩好归因于自己教得好;把学生成绩差归因于学生自己不努力、脑子笨。如果教师将不良归因流露给学生, 学生将更易形成消极归因。这对后进学生的教育是十分不利的。
多态性信息量 篇4
[关键词] 青霉素过敏；白细胞介素13；血清浓度；基因多态性
[中图分类号] R817.4；R446.6 [文献标识码] B [文章编号] 2095-0616（2011）23-187-01
青霉素类抗生素是β内酰胺类的抗生素，属于广谱抗生素，过敏反应是其主要的不良反应，本研究通过观察研究青霉素过敏患者白细胞介素13血清浓度及其基因多态性直接的关系[1]，总结其临床应用价值如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取笔者所在医院2008年11月～2010年11月58例对青霉素过敏的患者，其中男35例，女23例，年龄18～67岁，平均（21.8±9.8）岁，设为观察组。再选取同期体检健康的的正常人群50例，其中男34例，女16例，年龄16～67岁，平均（20.6±8.9）岁，设为对照组，均无家族过敏史和过敏史（包括荨麻疹、湿疹、哮喘、过敏性皮炎等）。两组患者年龄、性别等方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。
1.2 研究方法
分别采集两组人群的静脉血样本，通过ELISA法检测血清白细胞介素13（IL-13）浓度，并进行放射过敏原吸附试验，测定血清中8种青霉素的特异性IgE抗体值，采用聚合酶链反应-限制性片段多态性的分析法对IL-13+2044G/A多态性位点的基因型进行检测，对两组检查结果进行观察对比分析[2]。
1.3 统计学处理
本组数据经卡方软件V1.61检验，P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果
两组IL-13浓度对比差异显著（P＜0.05），具有统计学意义。两组IL-13+2044G/A多态性位点的GA分型基因频率、等位基因频率对比，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1、2。
3 讨论
陈彩迪等[3]研究中显示，细胞因子如白细胞介素IL-13、IL-10、IL-5、IL-4及干扰素γ（INF-γ）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）等均参与了过敏反应的全过程，以IL-13在过敏反应中起的作用最为突出，完全无需IL-4的參与。发生青霉素过敏的反应中，IL-13和IL-4等细胞因子的mRNA的表达明显也会增加，IL-13可诱导嗜酸性粒细胞发生选择性的趋化因子（eotaxin）的表达，对嗜酸性粒细胞其间接的作用，明显强于IL-4的作用[4]。本研究结果也表明，经放射过敏原吸附试验显示，青霉素过敏患者的血清IL-13浓度明显比正常无过敏的人群高，青霉素的特异性IgE抗体的种类增加，血清中IL-13浓度也随之升高，二者具有正相关的关系[5] ，并且检测结果显示簇IgE抗体水平是由GG基因型的患者血清中氨苄西林的主要抗原所决定，并且显著高于AA、GA的基因型的患者。
综上所述，青霉素过敏与白细胞介素13血清浓度的升高有一定的关系，青霉素中某些IgE抗体水平升高与IL-13+2044G/A多态性位点的基因型也存在一定的关系。
[参考文献]
[1] 孙娟.青霉素过敏者的脱敏处理[J].临床医药实践，2010，19（9）：701-702.
[2] 乜玉荣.1例青霉素过敏患者的抢救[J].中国医学创新，2011，8（1）：131.
[3] 陈彩迪，王瑞娟.青霉素过敏迟发反应2例分析[J].中国误诊学杂志，2011，11（8）：59.
[4] 赵利君.青霉素过敏12例分析[J].中外医疗，2008，27（17）：143.
[5] 郜娜，乔海灵，贾琳静，等.青霉素过敏病人血清特异性IgG抗体[J].中国药理学通报，2008，24（8）：1053-1056.
多态性信息量 篇5
关键词：高校图书馆,信息生态位,动态性
信息时代的来临,使图书馆情报人员在方便快捷的掌握信息的同时,也不可避免的遇到信息失衡等多种问题[1]。一旦信息人方向迷失,信息活动难以正常有序的进行,信息生态系统就会丧失平衡、无法再持续发展[2]。要使信息生态系统健康发展,必须保证信息流转有序合理、系统传输平衡、系统中各要素之间协调[3]。信息生态位的动态性和演进发展机制的研究[4],可从根本上为实现信息生态系统的稳定、可持续发展解决问题。
高校图书馆是学校可持续发展的有力保障,它的创新与发展对高校教学科研及其总体水平的提升发挥着重要的作用。知识经济和信息时代的来临,对高校图书馆提出了新的内涵,抓住机遇、迎接挑战,是摆在新时代大学图书馆面前的重大课题[5]。本文从信息生态学的角度提出“高校图书馆信息生态位理论”,并对其动态性进行分析研究,以便更好地适应和促进高校图书馆未来的发展。
1 高校图书馆信息生态位理论概述
1.1 高校图书馆信息生态位理论定义
信息生态位作为信息生态系统的基本单元,它是任何信息人从事信息活动的基础,它的发展变化促动着信息生态系统的动态演进,是信息生态系统发展的动力,也是信息生态失衡的根源[6]。2006年,娄策群教授提出“信息生态位是指信息人在信息生态环境中所占据的特定位置”。[7]信息生态位理论是信息生态学的核心理论,是分析信息人之间的相互关系、信息资源的优化配置、以及信息生态链、信息生态系统循环等的理论基础[8],它的提出对探讨信息生态失衡的根源、制定平衡信息生态系统策略都有重要的现实意义。
高校图书馆处在由政治、经济、社会、文化等因素组成的信息生态环境中,作为一个重要的高校信息服务部门,以其自身的独特性决定了在信息服务过程中必将充当的主要角色。依据信息生态学理论对信息生态位的定义,我们可以把高校图书馆信息生态位定义为:高校图书馆中的信息人(馆员、教师、学生)作为信息服务的主体在信息环境中,所占据的特定的位置。
1.2 高校图书馆信息生态位要素分析
高校图书馆信息生态位可分为信息生态位的维度、宽度、重叠、变动和分离5个要素[9]。各要素会随着信息人自身的发展和外部条件的变化而发生变化,并同时又反作用于生态环境,从而促进信息生态系统的演替和发展[10]。
(1)维度
信息生态位形成过程中的每一个影响因子可以看作是信息生态位的一个维度,若干个维度构成信息生态位的总维度[11]。高校校图书馆的维度包括两类:一是内部因素维度,即信息人自身条件,包括:高校馆员、教师、学生在内的信息传播者与接受者的年龄、学历、职务、信息技术能力、信息提取能力、信息分析能力、信息利用能力、信息重组能力、信息转化能力、创新力、协调力等。
二是外部因素维度,即信息人所处的信息环境中对信息生态位有直接或间接影响的因子,包括:信息政策、信息法律、信息文化、信息经济、信息伦理等。
(2)宽度
高校图书馆信息生态位的宽度指高校馆员、教师、学生在内信息人对所处环境中各种资源利用的总和,也可定义为信息维度所能发挥的最大价值[12]。信息生态位宽度值越大,信息人对环境资源的可利用率越高,对环境的适应能力越强,在信息竞争中获胜的机率也越大。对信息生态位宽度的测定,不仅可以掌握信息主体对外部环境的适应程度,也可以了解各信息人在信息环境中的所处地位和相互关系。
(3)重叠
信息生态位重叠指某高校馆员、教师、学生信息人之间在部信息生态位维度上的信息生态位宽度的重合、包含或相交。它提示不同的信息人利用相同的信息资源,占用了相同的信息生态位空间,是信息人之间相似度的揭示,也是信息人之间竞争的原因。按重叠的程度不同,可将信息生态位重叠分为三种状态:重合、包含和相交[13]。
(4)变动
信息生态位变动就是信息生态位发生变化,有两种可能,一是信息人因自身需求利用各种条件不断扩充信息生态位;二是信息人之间由于竞争的原因,信息生态位发生分化。信息生态位变动的基本方式有信息生态位拓展、信息生态位收缩、信息生态位转移三种[14]。
(5)分离
信息生态位变动的结果就是信息生态位分离。生态位分离是指信息人减少对资源的竞争而形成的生态位上发生某些差别的现象。生态位分离使有生态位重叠现象的两个物种避免发生激烈的竞争,让弱势物种不被消灭,而得以共同生存[15]。
2 高校图书馆信息生态位动态性分析
2.1 高校图书馆信息生态位变动方式
高校图书馆信息生态位是随时变动的,伴随信息活动,信息人会随着对信息资源利用程度加深、利用范围扩大,而使信息人之间发生信息生态位重叠,当重叠到一定程度,信息资源的缺乏影响到信息人的发展,就会引起信息人彼此的竞争,具有竞争关系的信息人为了避免损失,实现利益最大化,将通过改变自身的信息生态位的维度、宽度来实现双方信息生态位的分离,这就是信息生态位变动的终点,一个新的信息生态位就形成了,也成为下一个循环过程的起点。如图1所示:
2.2 高校图书馆信息生态位变动的原因
高校图书馆信息生态位变动的主要原因与信息人自身变化与信息生态系统中的其他要素的变化有关。
(1)信息人自身综合素质决定了信息人在生存态势的地位和获取信息资源的数量、能力等。高校图书馆员自身的综合素质程度决定了他对图书馆承担的责任程度,其素质程度越高,为图书馆发挥的作用也就越大。馆员要不断的自我调整和完善,来适应信息时代需求。在掌握学科知识服务平台的管理服务的基础上,采取走进教学队伍、科研队伍、实验队伍中去,与教研人员多交流、多沟通,负责学科资源建设与导航,构建学科团队互动服务模式。同时,作为信息接受者的教师、科研人员、学生在接受信息服务的过程中,提高自身内化信息的能力,并不断反馈信息,促进高校图书馆信息功能生态位向深层次,高水平的信息服务发展。
(2)随着信息化时代的发展,信息资源、信息技术在不断发展,加之信息政策、信息法律、信息伦理等的频繁变化,导致了信息人赖以生存的信息环境也呈现出多变性。信息人会随信息生态环境的变化而变化,在避免生态位发生重叠的过程中,不断形成新的信息生态位。
2.3 高校图书馆信息生态位变动的规律
高校图书馆信息生态位变动,随着信息人自身能力提高、信息环境因素不断变化,信息人之间因利用相同的信息资源而形成信息生态位的重叠,当重叠的程度达到并超过竞争点时,导致信息人彼此对某种信息资源进行竞争,基于信息人的趋利避害的特性,竞争的信息人双方在争夺信息资源的同时会尽量避免自身的损失,因此信息人之间的竞争过程也就是信息人自身生态位不断变化的过程。在竞争过程中,竞争力强的一方会占有更多的信息资源,拓展其原有信息生态位;竞争力较弱的一方,会压缩其原有信息生态位以避免与强者竞争导致更多的损失,或者直接转移信息生态位到没有竞争或竞争相对较小的领域。信息人的信息生态位变化的最终的结果只有一个,即竞争双方信息人的信息生态位分离。此时信息人的信息生态位被调整到一个新的位置,对信息资源的利用重新归于平衡,在一定时期内信息人之间将是一种相互协调的稳定发展状态。信息生态系统就是以信息生态位的变动为触动带动着系统在从平衡到不平衡再到新的平衡的循环运动发展的(如图2所示)。
2.4 高校图书馆信息生态位变动的影响
信息生态位的变动使信息生态链发生变化,从而使得信息生态系统中的各信息生态因子的相互协调,协同运动重新适应,最终影响到信息生态系统的平衡发展[16]。当信息生态位的变动达到新的平衡状态的时候,整个信息生态系统就随着达到新的平衡发展状态,即信息生态系统就是随着信息生态位的变动而呈现由平衡到不平衡再到新的平衡的螺旋式上升的发展过程的。最终表现为:信息人知识水平的提高、个人能力的增强、社会职务的提升。同时会使信息资源的需求增加;信息资源种类、数量扩大,信息技术、设备更新,信息政策趋于完善,生态环境得到改善。
3 结语
多态性信息量 篇6
一、目前农村信息服务的现状
目前, 经济不发达地区, 农民获取各种信息的渠道主要还是停留在村干部或村里的少数几个有点影响力的村民的口头传述的基础上, 这样的信息量是有限的, 也是滞后的, 还受村干部文化素质的影响。大多数的农民文化水平不高, 获取信息的能力很差, 又没有更好的途经让他们去获取。传统的农村信息服务发布和接收的渠道单一, 信息量少, 信息更新慢。信息服务人员的水平受地域性影响大, 统一的政策宣传和科技下乡活动不仅成本高, 且受益面窄、时效性差, 不能及时、有效地帮助农民解决生产中随时出现的新问题。
二、多态式的新的农村信息服务模式的构建
信息化的时代, 经济的竞争, 其实就是信息的竞争, 获取信息资源的能力已成为社会发展过程必需有的一种能力, 随着因特网技术的迅猛发展及广泛应用, 网上有大量的信息, 且共享性强, 利用网络来获取信息是必不可少的途经。我国的农业从传统农业向现代农业发展, 农村信息的获取也向多方式、多渠道发展。在新农村的建设过程中, 农业信息服务至关重要, 切实加强农村信息化建设和信息资源的开发与利用, 通过农村服务的信息化促进农村经济的发展显得非常重要。为新农村建设, 农业生产的各个环节提供及时、准确、经济、适用的信息服务, 是促进农业和农村经济结构战略性调整的必然要求, 也是增加农民收入、提高农业竞争力的重要因素。随着网络技术和通讯技术的发展, 农村信息服务的模式也要随之改变, 传统模式和现代模式交织一起, 构建一个多态式的农村信息服务模式尤为重要。
三、大力加强网络的信息服务功能
新农村建设中, 网络环境下的信息服务, 对加快农业的产业结构调整, 促进农业技术产业发展具有重要的意义, 为进一步提高吉安市农业产业化发展, 提高新农村建设中科技信息服务水平, 加强网络环境下新农村信息服务的功能是十分有必要的。网络环境下, 大量的信息通过网络发布, 获取信息的方法简单方便, 不受地域和时间的限制。
㈠目前网络的信息服务存在的困难
1. 农民文化水平不高, 制约了他们利用网络的水平。
2. 农村的网络硬件建设还有待于加强。
3. 农村干部的文化素质和工作能力还有待于提高。
4. 农村信息服务平台还不够完善。
㈡解决的方案
1.进行村干部和农民的计算机和网络基础知识培训。政府有专项基金用于对农民的技能培训, 当地政府要合理应用这些资金, 与当地的教育机构合作来完成培训任务。以吉安市为例, 可以与井冈山大学、吉安技校等学校合作, 请这些学校的专业老师到各村镇进行计算机和网络基础知识的普及。
2.构建一个具有当地特色、实用的农村信息服务平台。有网络还要有一个好的为农民服务的网络服务平台, 农民主要通过这个平台来获取、发布信息。这个信息服务平台主要功能模块有政策信息、农产品信息 (产品展示和供销情况) , 农业技术信息 (有文字、图像和视频) 、专家讲座、在线咨询、信息发布等。
3.通过政府补贴方法, 加强农村的网络的硬件建设, 采取“三网合并”的方法, 降低农民上网的费用。镇政府和村委会提供一些农民免费上网查询信息的场所。
四、充分利用有线电视和移动等通讯网络的信息服务功能
充分利用地方台的优势, 开播一个农村信息服务频道、主要是为农民服务的电视频道, 有农技服务专题栏目, 为当地的特色养殖业和种植业服务。如横江葡萄、井冈蜜柚、新干红桔、泰和乌鸡等。每天滚动播放农副产品的各种信息。还可以利用电信和移动为农民发送一些免费的农业服务信息。如天气预报、最新政策、最新农业信息、最新农产品信息, 常规的农作物的种植技术等。
五、提高农村信息服务人员的素质
传统的信息人进行宣讲的信息服务模式仍然发挥作用, 配备专门的信息服务工作人员, 他们的基本素质要提高。首先信息服务人员本身要对政策和一些农业信息能正确够理解和表达出来, 口头表达能力要提高, 要让农民愿听、能听懂。另外信息服务人员应该还要懂网络技术, 他同时也是信息服务平台的管理员, 许多的信息他不但要口头宣传, 还要放在网上, 让农民还可以上网浏览, 这样信息获取方式多, 以补偿口头宣传时农民没有听到的, 还可以从网上获取。另外还要具有较强的沟通和协调能力。
摘要：随着网络技术和通讯技术的发展, 传统的单一的农村信息服务模式是不适应农村的发展, 多态式的农村信息服务模式才能促进新农村建设的顺利进行。作者主要探讨了多态式的服务模式具体构建。
辽宁种猪氟烷基因位点多态性分析 篇7
荷包猪是是东北民猪的一个小型类群,是我国宝贵的地方良种资源,已列入《国家畜禽品种资源保护名录》,具有优秀的繁殖性能和优良的肉用品质。但由于荷包猪体型较小,生长速度缓慢,目前荷包猪只有很小的保种群体。大白猪、长白猪与杜洛克猪具有高生长速度、高瘦肉率和低脂肪的特点,是生产三元商品猪的主要种猪类型。
本试验通过对辽宁大白猪、长白猪、杜洛克及荷包猪种猪群体RYR1基因的多态性进行研究,为种猪候选基因标记辅助选择奠定基础,同时为荷包猪的保种提供分子遗传学的依据。
1 材料与方法
1.1 试验动物
荷包猪83头由辽宁省家畜家禽遗传资源保存利用中心提供,其他品种299头来自辽宁各地猪场,每个个体采集耳组织样1 g左右。采集后的样品迅速浸泡在75%酒精溶液中,冷冻保存。
1.2 试验方法
1.2.1 DNA的提取
采用传统的苯酚-氯仿抽提法提取基因组DNA,TE Buffer溶解后,-20℃保存。
1.2.2 引物设计与合成
参考文献报道的序列设计引物上游5′TCC AGT TTG CCA CAG GTC CTA CCA′,下游5′ATT CAC CGG AGT GGA GTC TCT GAG 3′。
1.2.3 PCR产物扩增
PCR反应总体系为20μL,PCR反应组分如下:其中10×buffer 2μL,dNTP(2.5 mmol/L)1μL,引物(20 pmol/μL)各1μL,MgCl2(2.5 mmol/L)1μL,Taq DNA聚合酶(10 U/μL)0.2μL,DNA模板50 ng,加双蒸水至20μL。PCR反应条件:95℃预变性4 min,94℃变性45 s,58℃退火30 s,72℃延伸1 min,共30个循环,最后72℃延伸10 min,降温至4℃保存。PCR产物用1%琼脂糖电泳检测。
1.2.4 PCR-RFLP分析及电泳检测
按HhaI内切酶说明书要求,酶切659 bp的扩增产物,PCR产物10μL,内切酶HhaI(10 U/μL)0.5μL,加超纯水至20μL,37℃恒温3 h,产物用2%琼脂糖凝胶电泳分析。
1.3 基因型及基因型频率
基因频率是指同一基因座上两个等位基因或多个复等位基分别在群体内该基因座上的基因总数中所占的比率。各基因的频之和等于1。
其中,Pi:第i个等位基因的频率;i:纯合复等位基因;j1,j2,……jn:与i共显的第1到第n个等位基因;N:群体总数。
基因型频率是指决定该性状的基因座上的两个等位基因或多复位基因所组成的各种基因型的个体分别在群体中所占的比率各基因型频率之和等于1。基因型频率=基因型个体数/测定群体总数。
用x2值检验基因型的观察值和期望值之间是否符合Hardy-Weinberg平衡。公式:x2=∑(观察值-期望值)2/期望值。纯合子基因型的预期值=(基因频率)2×样本数;杂合子基因型的预期值=2×等位基因1频率×等位基因2频率×样本数。
2 结果与分析
2.1 PCR扩增片段结果猪RYR1基因PCR扩增产物片段长度659 bp,电泳结果如图1所示。
注:M为100 bp DNA mar ker;1～5为659 bp RYR1基因扩增产物
2.2 猪RYR1基因PCR-RFLP分析
HhaI内切酶酶切消化RYR1基因未发生突变时,内切酶HhaI可将PCR扩增的659 bp的特异片段酶切成493 bp和166 bp两条带,基因型为NN(Hal N Hal N);当RYR1基因都发生突变(C-T)时,HhaI限制内切酶识别位点消失,659 bp扩增的片段不能被酶切消化,电泳后只有一条带,基因型为nn(Haln Haln);当一个RYR1等位基因发生突变,而另一个正常,用HhaI酶切可以观察到659 bp﹑493 bp和166 bp一共3条带,基因型为Nn(Hal NHaln),见图2。
注:M为100 bp DNA mar ker;1,2,3为NN型;4为Nn型。
2.3 基因型及基因频率的分布及Hardy-Wein-berg平衡性检验
适合性检验表明,在HhaI酶切位点上,外来群体与荷包猪的基因频率和基因型频率均达到了Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。结果见表1。
注:*表示P>0.05(x20.050(1)=3.84)
3 讨论
本试验对不同猪群的氟烷基因频率进行检测,结果显示在长白、大白和杜洛克猪中均检测出杂合子Hal N Haln,频率分别为2.46%、5.21%和9.88%,所有猪群中未能检测到纯合子Haln Haln。检测结果表明外来猪种均有氟烷敏感基因,但基因突变率低于国内外报道的数据[4,5],这可能跟近年来国外一些育种公司纷纷推出的无氟烷基因种猪有关,同时也可能和这些品种在辽宁地区引种时间较长,经多代繁育后与国外同一品种在遗传基础上有一定差距。鉴于氟烷基因的负面影响,应该从种猪群体中淘汰,下一步应该扩大检测群体,将氟烷基因从辽宁种猪中予以剔除。检测发现荷包猪基因型均为Hal N Hal N,即全部为氟烷阴性纯合子,这是否与荷包猪具有良好的抗应激性能有关,还待进一步研究。
本研究对荷包猪保种群体RYR1基因遗传特点进行了研究,填补了东北荷包猪RYR1基因多态性的研究空白,也为今后荷包猪的杂交利用及选育提供了分子生物学理论依据。研究结果还可为RYR1基因作为分子标记在今后育种计划的应用提供理论依据。
参考文献
[1]蒋思文,吴桢方,熊远著.用聚合酶链反应技术鉴别猪的氟烷基因型[J].华中农业大学学报,1995,14(5):473-475.
[2]Klont R E,Lambooy E.Influence of preslaughter muscle temperature on muscle metabolism and meat quality in anesthetized pigs of different halothane genotypes[J].J AnimSci,1993,73(1):96-107.
[3]Fujii J,Otsu K,Zorzato F,et al.Identification of amutation in porcine rynodine receptor associated withmalignant hythennia[J].Science,1991,253(2):448451.
[4]刘锐,赵海云,唐佳,等.嘉兴主要外来猪种氟烷基因频率分析[J].畜牧与兽医,2008,40(2):9-10.
KIR基因多态性与丙型肝炎 篇8
1.1 一般资料
54例CHC患者均来自我院2005年4月至2006年8月住院病人, 诊断符合中华医学会传染病与寄生虫病学分会、肝病学分会2000年西安联合修订的病毒性肝炎防治方案。
1.2 方法
入院后常规进行血常规、血生化、肝功能、H C V R N A定性检测以及抗HCV系列等病毒学指标、肝胆脾B超检查, 并排除其他肝炎病毒感染、酒精性肝病、自身免疫性肝病以及原发性胆汁性肝蚀化者;我院以保健门诊进行健康查体的随机个体324例作为正常对照。所有个体均采用标准盐析法从5m LEDTA抗凝外周血中抽提DNA备用, 采用序列特异性引物聚合酶链反应 (PCR/SSP) 法, 对每个DNA样本进行15种KIR基因同步扩增。扩增后产物经由1.5%琼脂糖凝胶电泳后, 在Alphaimager TM2000图像分析仪下扫描成像, 对每一样本进行基因分型, 比较两组间每一KIR基因位点的基因频率有无统计学差异。
2 结果
2.1 在CHC病人组与正常随机对照组中均可检测到所有15种KIR基因。
2.2 个体间基因频率比较发现
CHC病例组KIR2DL5基因 (pf=74.07%) 、KIR2DS3基因 (pf=33.33%) 的阳性率较随机对照组 (pf别为53.4%, 19.44%) 升高, 且具有显著性意义 (PKIR2DL5=0.005 PKIR2DS3=0.030) ;进一步比较分析发现, KIR3DS1和KIR2DS2的基因频率也较对照组有不同程度升高, 但统计学分析示差异无显著性意义;其它KIR基因位点基因频率未发现统计学差异。
3 结论
K I R基因多态性与C H C的易感性有关。活化性基因型尤其KIR2DS3以及抑制性基因KIR2DL5基因频率的异常在CHC易感性中发挥重要作用。
4 讨论
己经证实NK细胞在许多种病毒及病原微生物的入侵中发挥重要的免疫防御作用[1], 但是其在HCV感染中的作用仍有待于进一步深入探讨。肝脏富含NK细胞, NK细胞的抗病毒活性、免疫调节活性以及NK细胞与其它淋巴细胞之间的相互作用无不彰显出其在HCV感染中的重要性。这将改变以前所认为的只有CD4+T细胞, CD8+T细胞和/或肝侵润性T淋巴细胞介导肝细胞损伤的观点。
杀伤细胞免疫球蛋白样受体 (killer cell immnoglobulin-like receptor, KIR) 是属于免疫球蛋白样超家族的一系列分子, 表达在NK细胞和部分T细胞的表面。编码KIR的基因位于人类染色体19ql3.42。KIR家族的基因呈现多态性, 表现在两个方面:其一, KIR的基因数目在不同的NK细胞克隆, 不同的个体有差异, 不同的个体可表现为不同的单元型。其二, KIR的多态性还表现在同一KIR基因座位有多种不同的等位基因, 其中大多数为非同义突变。到2002年第13届国际HLA专题讨论会为止, 可分成14种KIR成员, 以及2个假基因X和Z, 根据胞外Ig样结构域的数目分为HIR2D和KIR3D, 后面加上L或S表示胞内段的长短。总的来说, 胞内段长的 (L) 属抑制性受体, 胞质区具有免疫受体酪氨酸抑制基序 (immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif, ITIM) , 其模式为V/I/Lx Yxx L/V保守序列;胞内段短的 (S) 属激活性受体, 胞质区具有免疫受体酪氨酸活化基序 (immunoreceptor tyrosinebased activatory motif, ITAM) , 其模式为YX (2) LX (6~8) YX (2) L保守序列, 这两种基序均可被PTK磷酸化, 并由此启动信号转导分子的活化并产生级联反应。KIR可与靶细胞表面的MHC I类分子结合, 传导激活或抑制信号, 从而调节NK细胞和T细胞的活性, 在肿瘤免疫、抗感染免疫及清除老化变异细胞等方面发挥调节作用[2]。
本研究中, 我们共分析了15种KIR基因。其中2DS3 (P=0.005) 、2DL5 (P=0.030) 在病例组中的频率都显著高于对照组。提示KIR基因可能与H C V感染的易感性有关, 并可能影响了感染后的转归。2DS3与2DL5同属于单元型B, KIR2DL5具有独特的D0-D2Ig样胞外段结构域和较长的胞内段结构特征[3], 在其胞浆区含有两个酪氨酸抑制基序 (ITIM) , 可通过募集SHP-2传导抑制性信号抑制NK细胞活性[4], 导致NK细胞不能识别信号, 诱导免疫耐受, 可能是增加HCV感染易感性的重要因素。
KIE2DS3是具有短胞内段的活化性受体, 由于其与含有免疫酪氨酸激活基序 (ITAM) 的分子DAP12偶联而传导激活性信号。活化性KIR的多样性, 如果是机能上的表达, 有可能偶然地增加免疫细胞的激活, 这种不正确的活化尤其发生在当抑制性KIR受体与它们的HLA配体不能有效结合的时候。我们的研究发现在C H C病人中KIR2DS3基因频率较正常对照显著升高, 其过度表达有可能导致NK细胞毒作用增强而对肝细胞造成迁延不愈的破坏。
NK细胞受体对HCV感染的影响可能涉及多个激活性和抑制性受体与肝细胞表达的多种HLA分子的相互作用, 由于KIR与HLA配体识别及相互作用的复杂性, 导致CHC的具体机制可能不同, 研究具有不同遗传背景及不同临床表型的病例, 可能有新的发现。总之, 无论是激活性还是抑制性KIR数目增多都有可能打破NK细胞和/或T细胞受体平衡, 便NK细胞和/或T细胞功能异常而导致机体发生不利的免疫反应, 明确KIR基因是否为HCV感染的易感基因及其各基因型在CHC记病程中的作用机制尚有待于进一步研究。KIR基因多态性分析有可能为我们研究CHC的发病机制带来新的思路。
参考文献
[1]Brion CA, Nguyen KB, Pien GC, et al.Natural killer cells inantiviral defense:function and regulation by innate cytokines[J].Annu Rev Immunol, 1999, 17:189￣220.
[2]Vilches C, Parham P.KIR:diverse, rapidly evolving receptorsof innate and adaptive immunity[J].Annu Rev Immunol, 2002, 20:217￣250.
[3]Vilches C, Rajalingam R, Uhrberg M, et al.KJR2DL5, a novelkiller2 cell receptor with a D0-D2 configuration of Ig2 likedomains[J].J Immunol, 2000, 164:5797￣5804.
多态性信息量 篇9
摘要：目的：选取EPAS1基因序列第1内含子序列上rs13419896 G/A单核苷酸多态（single nucleotide polymorphism， SNP）位点，研究其与HiHiLo低氧训练后生理表型指标关联性，探寻预测低氧训练效果的遗传学标记。方法：选取35名北方汉族健康受试者（平均年龄19.54±2.55岁，平均身高177.94±4.27 cm，平均体重68.07±5.579 kg）在模拟海拔2 500 m高度（低氧环境O2浓度为15.4%）进行4 周高住-高练-低训（living high-exercise high-training low， HiHiLo）。采用关联研究方法（Association-Study），运用聚合酶链反应和基因测序实验技术分析EPAS1基因SNP rs13419896位点，研究该位点 与4周HiHiLo低氧训练后最大摄氧量（maximal oxygen uptake，VO2max）、血红蛋白（hemoglobin， Hb）、红细胞数（red blood cell， RBC）等生理表型指标变化的关联性。结果：1）EPAS1基因SNP rs13419896位点中GG、GA、AA基因型频率分别为40%、51.43%和8.57%，符合Hardy-weinberg遗传平衡定律（x2=0.70，P=0.40）。2）4周低氧训练后，EPAS1基因SNPrs13419896基因型组间ΔVO2max、ΔrVO2max、ΔRBC及ΔHb均无显著性差异。合并AA（AA基因型只有3例）与GA基因型统计发现，GA基因型受试者经4周低氧训练后，VO2max绝对值、相对值增长幅度有好于GG基因型趋势（76.17±245.31 ml/min vs -5.29±276.42 ml/min，P=0.09；1.22±3.37 ml/min·kg vs 0.13±4.18 ml/min·kg，P=0.09）。结论：平原人群4周 HiHiLo低氧训练后，EPAS1基因第1内含子序列上SNP rs13419896多态位点与VO2max指标变化可能存在着一定关联性。
关键词：内皮PAS结构；域蛋白1；高住-高练-低训；单核苷酸多态性
中图分类号：G804.7 文献标识码：A 文章编号：1006-2076（2015）01-0075-05
Abstract：Objective： This paper researched association between a single nucleotide polymorphisms rs13419896 （SNP rs13419896） in EPAS1 gene and physiological phenotype parameters response to hypoxia training. Methods： 35 healthy subjects completed 4 weeks living high-exercise high
低氧训练作为提高耐力项目运动员运动能力的手段一直是体育界的研究热点。近十几年来，低氧训练的有效性已被国内外学者所认同。但由于个体对低氧环境适应的生理反应差异性，会产生不同的低氧训练适应效果[1]。Friedmann B等的研究证实，低氧训练后运动员红细胞生成增多存在显著的个体间差异[2]。大量研究表明，由于低氧训练适应的生理反应差异性，会导致个体低氧训练效果的差异性，且产生不同低氧训练效果差异性与遗传学因素有着密切关联[3-5]。SCIENCE杂志2010年报道，人类对低氧环境适应与遗传因素有着高度紧密关联[6]。
内皮PAS结构域蛋白1（endothelial PAS domain protein 1， EPAS1） 又称低氧诱导因子-2α（hypoxia inducible factor-2α， HIF2α）。EPAS1在哺乳动物各种组织的内皮细胞中广泛表达，是慢性缺氧过程中的关键调节因子[7-8]。低氧环境下，机体内EPAS1蛋白的稳定性、表达量明显增加[9]，并通过识别靶基因，如促红细胞生成素基因（erythropoietin， EPO）、血管内皮生长因子基因（vascular endothelial growth factor， VEGF）、血管内皮生长因子受体基因（vascular endothelial growth factor receptor， VEGFR）、乳酸脱氢酶基因-A（lactate dehydrogenase-A， LDHA）的核心序列5`-TACGTGCT-3`与低氧反应元件（hypoxia reaction element， HRE）结合，诱导靶基因的转录，介导细胞对缺氧应答，在蛋白水平发挥其低氧适应的调节作用[10]。Yi 等在研究影响藏族与汉族人群低氧适应遗传因素差异中发现，众多低氧反应基因频率都有差异，其中EPAS1 差别最大，并提示EPAS1 参与了藏族的高原低氧适应过程[11]。同时，Beall 等采用Illumina Veracode 平台以及610-Quad SNP 分型芯片分析藏族基因组SNP 变化情况发现，与藏族低氧适应相关联的EPAS1基因多态位点大多位于该基因的内含子序列上，最远的SNP 位点位于基因下游235kb 处[12]。
鉴于此，本研究选取EPAS1基因第1内含子序列上一重要单核苷酸多态位点（single nucleotide polymorphism， SNP）rs13419896[13]，研究其与4周高住-高训-低氧（Living high-exercise high-training low， HiHiLo）低氧训练后生理表型指标变化的关联性，探究影响低氧训练期间生理表型指标敏感变化的遗传学标记。
1 研究方法
1.1 受试对象
本研究选取35名健康受试者（男性23名，女性12名），平均年龄19.54±2.55岁，平均身高177.94±4.27 cm，平均体重68.07±5.579 kg，均系中国北方汉族健康人群，无低氧暴露经历。
1.2 研究方案
所有受试者进行4周高住-高训-低氧（Living high-exercise high-training low， HiHiLo）方案。具体包括：每天在氧浓度为15.4%常压低氧环境（相当于海拔2 500 m高度，低氧制造设备：Hypoxic Tent System TM”和“CAT Hatch TM”，美国）休息和睡眠，低氧暴露时间≥10 h/天（pm 8：00-am 6：00），白天在海拔50 m的常氧环境下生活、训练，并且在低氧实验期间，每周进行3次、每次30分钟的低氧环境下蹬功率自行车定量负荷运动（以基础70%VO.2max强度为运动负荷，功率自行车转速为60转/分）。
生理表型指标测试：低氧实验前后分别进行1次最大摄氧量（maximal oxygen uptake，VO.2max）、血象指标（hematological parameters）、低氧定量负荷实验下血氧饱和度（oxygen saturation， SpO.2）的测试。VO.2max测试采用递增负荷实验进行（MedGraphicsVO.2000便携式气体代谢分析仪，美国），起始负荷60 W，功率车转速为60 RPM，每3分钟递增30 W，直至力竭，VO.2max判定标准以心率超过180 b/min，呼吸商超过1.1，VO.2不再增加，受试者不能保持蹬车频率等因素综合确定；血象指标测试要求受试者晨起后，空腹取静脉血0.5 ml，采用BECKMAN STKS型全自动血细胞分析仪（日本）进行测试分析，主要包括红细胞（RBC）、血红蛋白（Hb）等。
基因多态性分析：取静脉血2 ml，2% EDTA抗凝，用promega公司全血总DNA提取专用试剂盒提取受试者DNA。EPAS1基因内含子序列上SNP rs13419896多态性分析，依据人类EPAS1基因序列，用Primer 5. 0设计引物，引物由上海生工生物工程有限公司合成，上引物：5CTTCAGAGCAAATCAGAGGT 3，下引物：5CTCGCACCCAGATGACA 3。该位点应用LifePro Thermal Cycler PCR仪（中国）进行扩增（20μLPCR反应体系扩增，包括：10×PCR 2μL， 25 mM MgCl2 1.2 μL，dNTP各10 mM 1μL，上、下引物各10 pmol 0.5 μL，Taq酶2U，模板100 ng。各种药品均为上海生工产品。扩增方案是：（1）94℃预变性5 min；（2）94 °C变性40 s，50°C退火40 s，72°C延伸40 s，35个循环；（3）72°C延伸10 min。扩增产物为460 bp 片段。扩增PCR产物由上海生工公司测序，进行基因分型。
1.3 数据处理
数据统计学处理采用SPSS 11.5软件统计包（SPSS software for Windows 11.5 package）完成，所有数据以[AKX-]±SD表示。采用卡方检验（chi-square test）验证受试者人群的基因型频率是否符合Hardy-weinberg遗传平衡定律；低氧训练前后生理指标数据先用K-S检验是否符合正态分布，如符合进行下面统计学处理：低氧训练前基因型之间的生理指标差异，采用单因素方差分析处理，基因型之间生理指标的变化量采用协方差处理，以低氧训练前的初始值作为协变量进行分析。显著水平设为P<0.05。
2 结果
2.1 EPAS1基因SNPrs13419896分析
EPAS1基因内含子序列上SNPrs13419896位点分析结果见表1、图1。SNPrs13419896位点中GG、GA、AA基因型频率分别为40%、51.43%和8.57%，其中G、A等位基因频率分别为65.71%、34.29%； SNPrs13419896经卡方检验（x2=0.70，P=0.40），符合Hardy-weinberg遗传平衡定律，表明所选人群具有群体代表性。
2.2 EPAS1基因SNPrs13419896与VO2max和血象指标关联结果
低氧训练前，EPAS1基因SNPrs13419896多态位点各基因型组间的生理表型指标VO.2max、rVO.2max、RBC及Hb 经单因素方差分析显示无统计学显著性差异（表2）。
4周低氧训练后，EPAS1基因SNPrs13419896的各基因型组间与生理表型指标变化量分析结果见表2。结果显示，SNPrs13419896基因型组间ΔVO.2max、ΔrVO.2max、ΔRBC及ΔHb均无显著性差异。鉴于AA基因型只有3例，故将此基因型与其性质相近GA基因型合并后统计发现（见图2），GA基因型受试者经4周低氧训练后，VO2max绝对值、相对值增长幅度有好于GG基因型趋势（76.17±245.31 ml/min vs -5.29±276.42 ml/min，P=0.09；1.22±3.37 ml/min·kg vs 0.13±4.18 ml/min·kg，P=0.09）。
3 讨论
EPAS1是HIF家族一重要成员，对哺乳动物低氧适应过程中发挥着重要调节作用。人类EPAS1基因全长约120 kb，位于第2号染色体（2p16-21），包含15 个外显子和14 个内含子，cDNA 开放阅读框2607 bp，编码869个氨基酸，约为96.5 kD。本研究选取该基因序列第1内含子上SNPrs13419896位点研究其与低氧训练过程中生理适应效果关联性。
从本研究对SNPrs13419896位点分析发现，GG、GA、AA基因型频率分别为40%、51.43%和8.57%，即AA基因型较少（仅为3例），这与NCBI的SNP数据库中汉族人群基因型分布频率基本一致。EPAS1基因SNPrs13419896的研究对于揭示人类适应低氧环境的遗传因素是非常重要的。已有研究证实，低氧适应良好的夏尔巴和中国藏族人群，通过长期进化，其EPAS1基因SNPrs13419896中A等位基因频率分别为77.2%和79%，明显高于欧洲人群（0.009%）、日本人（33.6%）和中国北方汉族人群（30.3%）[13]，柯金坤等研究显示，对低氧环境适应能力越好的藏族人群，SNPrs13419896位点中AA基因型、A等位基因频率越高[14]。提示我们，是否具有SNPrs13419896位点A等位基因的平原人群进行低氧训练后会产生较好的生理适应效果呢，值得研究。
本研究通过平原人群4周低氧训练后生理表型指标变化与EPAS1基因SNPrs13419896关联研究并未发现SNPrs13419896各基因型试者低氧训练后VO.2max、RBC及Hb变化差异性，但通过合并性质相近的AA基因型（AA基因型例数仅为3例）和GA基因型进一步分析低氧训练后基因型组间生理表型指标变化发现，GA基因型受试者低氧训练后，VO.2max绝对值、相对值与训练前相比分别提高2.2%和2.4%，而GG基因型受试者低氧训练后，VO.2max绝对值降低0.2%，相对值仅提高0.3%，GA基因型受试者低氧训练后，在VO.2max改善程度表现出优于GG基因型的趋势，但在Hb和RBC指标变化上未发现基因型组间差异性。从EPAS1生物学功能分析，低氧环境下，EPAS1蛋白结构上的氧依赖降解区（oxygen dependent degradation， ODD）不能被脯氨酸羟化酶识别并羟化，使其不能与VHL泛素2蛋白酶复合体结合，导致EPAS1经蛋白水解酶而降解的途径被抑制，从而使EPAS1蛋白稳定增强、含量增加，充分发挥其诱导靶基因转录表达及其生物学功能[15]。EPAS1通过识别靶基因核心序列5-TACGTGCT-3与其HRE结合，诱导靶基因的转录。在EPAS1众多靶基因中，其对VEGF及血管内皮生长因子受体的转录调节尤为明显。研究发现，与HIF-1α相比，EPAS1（HIF-2α）与VEGF的结合更容易，同时在表达丰富的血管内皮中，与VEGF 的表达非常一致[16]，同时，通过诱导表达其他一系列与血管生成相关的基因，如VEGF受体（Flk-1 ）以及Dll4 和Notch 信号途径，诱导血管生成，并发挥着对血管的稳定和正常功能的作用[17]。当平原人群进入低氧环境中，EPAS1在骨骼肌中的表达量同样明显提高[18]。由此推测平原人进行低氧训练过程中，SNPrs13419896位点的GA基因型或携带A等位基因受试者骨骼肌中EPAS1表达量较多，从而促进骨骼肌毛细血管增生，增加了骨骼肌细胞氧的运输量，导致VO2max明显改善。
此外，从EPAS1基因SNPrs13419896位点与红细胞生成关联研究发现[19]，高原红细胞增多症人群和高原健康人群间SNPrs13419896位点基因型、等位基因频率无显著性差异，提示，该位点可能与低氧环境适应过程中血象指标改善无明显关联，这与本研究结果是一致的。
4 结论
平原人群4周 HiHiLo低氧训练后，EPAS1基因第1内含子序列上SNPrs13419896多态位点与VO.2max指标变化可能存在着一定关联性，表现为A等位基因携带者具有一定优势；该位点与血象指标变化无关联。
参考文献：
[1]Suzuki K， Kizaki T， Hitomi Y，et al.Genetic variation in hypoxia-inducible factor 1alpha and its possible association with high altitude adaptation in Sherpas [J]. Med Hypotheses， 2003， 61（3）： 385-389.
[2]Friedmann B， Frese F， Menold E，et al.Individual variation in the erythropoietic response to altitude training in elite junior swimmers [J]. Br J Sports Med， 2005， 39（3）： 148-153.
[3]刘海平， 胡扬. 低氧诱导因子-1α基因C958G多态性与个体低氧训练效果的关联性研究[J]. 体育科学，2007， 27（2）： 38-41，93.
[4]刘海平， 胡扬. HIF-1α和eNOS基因多态性与个体低氧训练效果的关联性研究[J]. 中国应用生理学杂志， 2006，22（4）： 434-438.
[5]周多奇， 龚莉， 胡扬，等. HiHiLo对心功能的影响与ACE基因I/D多态性的关联研究[J]. 体育科学，2011， 31（11）： 52
-55，76.
[6]Simonson TS， Yang Y， Huff CD，et al.Genetic evidence for high-altitude adaptation in Tibet [J]. Science， 2010， 329（5987）： 72-75.
[7]Tian H， McKnight SL， Russell DW. Endothelial PAS domain protein 1 （EPAS1）， a transcription factor selectively expressed in endothelial cells [J]. Genes Dev， 1997， 11（1）： 72-82.
[8]Holmquist-Mengelbier L， Fredlund E， Lofstedt T，et al.Recruitment of HIF-1alpha and HIF-2alpha to common target genes is differentially regulated in neuroblastoma： HIF-2alpha promotes an aggressive phenotype [J]. Cancer Cell， 2006， 10（5）： 413-423.
[9]陈伟. 一种新的转录因子——EPAS1[J]. 生理科学进展， 2000， 31（4）： 334-336.
[10]Asikainen TM， Ahmad A， Schneider BK，et al.Stimulation of HIF-1alpha， HIF-2alpha， and VEGF by prolyl 4-hydroxylase inhibition in human lung endothelial and epithelial cells [J]. Free Radic Biol Med， 2005， 38（8）： 1002-1013.
[11]Yi X， Liang Y， Huerta-Sanchez E，et al.Sequencing of 50 human exomes reveals adaptation to high altitude [J]. Science， 2010， 329（5987）： 75-78.
[12]Beall CM， Cavalleri GL， Deng L，et al.Natural selection on EPAS1 （HIF2alpha） associated with low hemoglobin concentration in Tibetan highlanders [J]. Proc Natl Acad Sci U S A， 2010， 107（25）： 11459-11464.
[13]Hanaoka M， Droma Y， Basnyat B，et al.Genetic variants in EPAS1 contribute to adaptation to high-altitude hypoxia in Sherpas [J]. PLoS One， 2012， 7（12）： e50566.
[14]柯金坤， 姚宇峰， 刘舒媛，等. 不同海拔高度低氧环境差异对EPAS1基因多态性的影响[J]. 中华医学遗传学杂志， 2011， 28（5）： 583-588.
[15]Hu CJ， Wang LY， Chodosh LA，et al.Differential roles of hypoxia-inducible factor 1alpha （HIF-1alpha） and HIF-2alpha in hypoxic gene regulation [J]. Mol Cell Biol， 2003， 23（24）： 9361-9374.
[16]Aprelikova O， Wood M， Tackett S，et al.Role of ETS transcription factors in the hypoxia-inducible factor-2 target gene selection [J]. Cancer Res， 2006， 66（11）： 5641-5647.
[17]Skuli N， Majmundar AJ， Krock BL，et al.Endothelial HIF-2alpha regulates murine pathological angiogenesis and revascularization processes [J]. J Clin Invest， 2012， 122（4）： 1427-1443.
[18]Morita M， Ohneda O， Yamashita T，et al.HLF/HIF-2alpha is a key factor in retinopathy of prematurity in association with erythropoietin [J]. EMBO J， 2003， 22（5）： 1134-1146.
多态性信息量 篇10
1 材料与方法
1. 1 试验材料92 头贵州关岭黄牛全血样采自贵州省关岭县种群核心保种区。采取的黄牛全血样肝素抗凝, 放入冰盒中带回实验室- 80 ℃保存备用。
1.2基因组DNA的提取采用蛋白酶K和Ta KaRa Blood Genome DNA Ex-traction Kit (购于北京天根生物公司) 提取基因组DNA。
1. 3 引物设计和PCR扩增根据在Genbank中登录的牛POMC基因序列 ( Genbank登录号: NC -928357) , 使用引物设计软件Primer Premier 5. 0 设计1 对引物, 引物由上海生物工程技术服务有限公司合成。引物序列信息如表1 所示。
PCR反应体系为20 μL, 其中2 × Taq PCR Master Mix ( 购于北京天根生物公司) 10 μL, 上下游引物各1 μL, DNA模板2 μL, dd H2O 6 μL。PCR反应条件为: 94 ℃ 预变性5 min, 94 ℃ 变性30 s, 57 ℃退火30 s, 72 ℃ 延伸30 s, 30 个循环, 最后72 ℃延伸10 min, 4 ℃保存备用。
1. 4 PCR产物的测序将PCR产物在2% 琼脂糖凝胶中进行电泳, 然后用琼脂糖凝胶电泳回收试剂盒回收扩增片段, 送上海生物工程技术服务有限公司进行测序。
1. 5数据统计与分析测序所得的序列用DNAstart软件包中的Seq Man对序列进行校对, 用Clustalx程序进行同源性比对。基因型频率、等位基因频率、杂合度等群体遗传参数采用POPGENE生物技术软件处理。
2 结果与分析
2. 1POMC基因SNP检测贵州关岭黄牛POMC基因PCR扩增片段长度为870 bp, 经测序检测, 发现138C > T, 430C > T, 644C > T, 668C > T, 693A > G5 个突变位点, 均存在3 种基因型。结果如图1 所示。
2. 2 贵州关岭黄牛POMC基因多态性分析由表2 可见, 5 个变异位点均是杂合子基因型为优势基因型。138C > T, 430C > T, 644C > T变异位点C等位基因频率大于T等位基因, 668C > T变异位点T等位基因频率大于C等位基因, 693A > G变异位点A等位基因频率大于G等位基因。X2检测结果表明, 除430C > T变异位点处于HWE不平衡外 ( P < 0. 05) , 其他4 个变异位点均处于HWE平衡状态 ( P > 0. 05) 。5 个变异位点的杂合度 ( He) 介于0. 419 1 和0. 499 8 之间, 有效等位基因 ( Ne) 介于1. 721 5 和1. 999 1 之间, 多态信息含量 ( PIC) 均呈现中度多肽。
3 讨论与结论
3 . 1候选基因法是一种寻找畜禽重要经济性状遗传标记的常用方法, 它可以直接地研究该基因多态性与个体经济性状的关系。本研究通过测序方法对贵州关岭黄牛的POMC基因进行了多态性分析。结果发现5 处变异位点, 均具有3 种基因型。从进化角度看, 群体中的遗传多样性是历史的产物[7], 多态性信息含量和杂合度都是群体内遗传变异的重要度量指标, 杂合度值越大, 群体内的遗传变异就越大。多态信息含量值衡量基因变异程度高低, Botstein等[8]提出衡量基因变异程度高低的多态信息含量指标, 当PIC > 0. 5 时, 该变异位点为高度多肽, 0. 25 < PIC > 0. 5 时为中度多肽基因座, PIC < 0. 25 时为低度多肽。本研究中5 个变异位点的杂合度 ( He ) 介于0 . 419 1 和0. 499 8 之间, 多态信息含量 ( PIC) 介于0. 331 3 和0. 374 9 之间, 均属于中度多肽, 研究结果与张春雷等[6]研究结果相类似。根据HWE平衡定律, 如果没有选择、突变和迁移等发生, 在一个大的随机交配群体内, 等位基因频率和基因型频率随世代的增加而保持不变, 本研究中, 5 个变异位点中除430C > T变异位点外其他变异位点均处于HWE平衡状态。以上结果表明关岭黄牛POMC基因的遗传多样性比较丰富, 选择潜力较大。
3. 2 POMC基因的突变会导致很多疾病的发生, 例如肥胖症、肾上腺功能障碍以及毛色改变等, 这都是由POMC基因不同功能肽的突变或者表达水平差异所致[9]。张春雷等[6]研究结果表明, 南阳牛的POMC基因变异位点与体重具有关联性, 因此POMC基因完全可以作为牛生长性状的潜在遗传标记。
参考文献
[1]Nakanishi S, Inoue A, Kita T et al.Nucleotide sequence of cloned c DNA for bovine corticotrophin-beta-lipotropin precursor[J].Nature, 1979, 278 (5 703) :423~427.
[2]Montangue CT, Farooqi IS, Whitehead JP et al.Congenital leptin deficiency is associated with severe early-onset obesity in humans[J].Nature, 1997, 387 (6 636) :903~908.
[3]Clement K, Vaisse C, Lahlou N et al.A mutation in the human leptin receptor gene cause obesity and pituitary dysfunction[J].Nature, 1998, 392 (6 674) :398~401.
[4]Thue TD, Buchanan FC.Linkage mapping of POMC to bovine chromosome 11[J].Anim Genet, 2003, 24 (2) :146~160.
[5]Buchanan FC, Thue TD, Yu P et al.Single nucleotide polymorphisms in the corticotrophin-releasing hormone and pro-opiomelancortin genes are association with growth and carcass yield in beef cattle[J].Anim Genet, 2005, 36 (2) :127~131.
[6]张春雷, 王艳红, 陈宏, 等.牛POMC基因多态性及与南阳牛生长性状的相关分析[J].遗传, 2009, 31 (12) :1 221~1 225.
[7]Nei M, Jajima F, Tateno Y.Accuracy of estimated phylogenetic trees from molecular date[J].Journal of Molecular Evolution, 1983, 19 (3) :153~170.
[8]Valizadeh M, Kang K, Kanno A et al.Analysis of genetic distance among nine Medicago species by using DNA polymorphisms[J].Breeding Science, 1996, (46) :7~10.