苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti) nifA基因通过诱导宿主防卫反应调节根瘤的形成

苜蓿中华根瘤菌nifA基因是固氮基因的正调节因子, 本文研究了nifA基因对根瘤形成的调节作用. 在分裂根实验中, nifA突变株对另一侧根的结瘤抑制率比野生型菌下降43.7%, 感染突变株植物合成的植保素和形成的坏死细胞的数量也相应减少, 与植物防卫反应相关的苯丙氨酸解氨酶基因、查儿酮合成酶基因和几丁质酶基因不能表达. 这些结果说明, 苜蓿中华根瘤菌nifA基因通过诱导宿主植物的防卫反应对根瘤的形成进行调节. 虽然nifA突变株在宿主植物上引发根瘤的数量增加, 它合成的结瘤因子的量却比野生型菌株少. 因此, 可以推测nifA基因介导了多种信号途径对根瘤的形成进行调节.     

植物与病原物的相互作用及协同进化

植物始终处于各种病原物的威胁之下.为了生存,植物进化出了复杂的免疫系统.基于对"非我"识别的植物先天免疫系统大致可分为两个层面:第一个层面是通过细胞表面的模式识别受体对病原物保守的相关分子模式或损伤相关分子模式的识别而引发的免疫反应,称为分子模式触发的免疫,能帮助植物抵抗大部分病原物;第二个层面是由抗病基因编码的R蛋白直接或间接识别病原物分泌的效应子(effector),进而激发较强的防卫反应,称为效应子触发的免疫.在自然选择压力下,植物与病原物不断相互影响、协同进化.环境因素及人类生产活动使得植物-病原物互作更为复杂和多样化.植物与病原物之间长期相互选择和适应,植物抗病性与病原物致病性之间的竞争呈现"zig-zag"动态变化,这也是植物不能免疫一切疾病的主要原因.     

胰核糖核酸酶基因(RNASE1)重复与功能分化

适应是生物进化中最根本的问题之一. 胰核糖核酸酶(RNASE1)由胰脏分泌, 是一种非常重要的消化酶. 目前已证实RNASE1基因重复与前肠发酵食草动物中独特消化系统的功能适应紧密相关, 成为研究动物对食性适应性进化遗传机制的重要模式系统之一. 同时有研究发现, 在不具有前肠发酵特征的某些哺乳动物中也存在RNASE1基因重复事件, 提示该基因在这些物种中可能产生了新的组织特异性或功能. 文章综述了RNASE1基因在动物适应性进化, 包括食性方面的研究进展.     

一个水稻P450 CYP72A基因簇受病原菌诱导和发育及组织特异性表达

细胞色素P450超基因家族广泛参与植物的各类生命活动,包括植物对病原菌的防卫反应.我们在植物病原菌诱导基因的DD-PCR分析时,分离到一个受病原菌侵染诱导的水稻cDNA片段.水稻基因组公布后,发现该片段位于1个包含7个P450 CYP72A基因(CYP72A17～23)的基因簇的保守部分.以此片段搜索水稻数据库发现,水稻CYP72A家族有14个成员,这14个蛋白质之间的差异主要在N端,C端则同源性很高.我们分别对该基因簇的7个成员进行了表达特性分析,发现其中CYP72A18,19,22和23的表达受稻瘟病菌侵染的调节,而且在抗、感植株中的表达存在明显差异.除CYP72A20外,其余6个CYP72A基因均具有发育和组织特异性表达的特征.CYP72A20在所有研究中均检测不到信号,可能为一个假基因.这些发现为水稻P450基因功能的研究提供了新的资料.     

拟南芥代谢通路下基因调控网络的构建

基因调控网络在研究基因之间的调控关系及揭示复杂的生命现象方面有着重要的意义. 拟南芥整个生长过程是由基因网络所调控. 本文利用拟南芥代谢通路下基因共表达这一属性, 结合启动子序列分析的生物信息学方法来预测拟南芥代谢通路下基因的调控关系. 基于这种方法, 一共预测到2268对具有调控关系的基因对, 其中91对为高可信度的调控关系. 在我们预测到的调控关系中, 有4对调控关系已被实验验证, 实验表明本文预测的结果有一定的可靠性. 我们预测的拟南芥代谢通路下基因的调控网络, 为深入研究代谢通路在植物生长过程中所起的作用提供了方便, 有助于进一步研究拟南芥未知基因的功能.     

新基因的起源与进化

随着基因组数据的大量积累, 人们愈加认识到各种有机体中基因数目的巨大差异. 这些差异的存在表明, 新基因如何产生不仅是一个重要的进化生物学问题, 也是生命科学中面临的一个基本问题. 对新基因起源机制的探索, 可以追溯到大半个世纪以前, 然而直到上世纪90年代第一个年轻基因——精卫基因(jingwei)的发现, 才使以实证方法研究新基因起源的分子机制成为可能. 此后的10多年中又陆续发现一些新的年轻基因的例子, 对这些基因起源与进化的研究极大地丰富了人们在这一领域的认识. 但目前有限的例子难以从整体的水平对基因组中新基因产生的速率以及新基因的产生对原基因组的影响等问题作出解答. 我们正致力于在基因组的水平寻找更多年轻基因的实例, 以期总结新基因起源与进化的一般规律.     

浅析防卫过当

防卫过当是一种轻微的犯罪行为,它符合犯罪构成的一般原理,即犯罪构成的几个要件主体、客体、主观方面和客观方面,防卫过当的主体是具有刑事责任能力的单个公民,客体是不法侵害人的人身权利,即不法侵害人依法受刑法保护的生命权和健康权,主观方面是防卫人对过当结果持放任疏忽大意过于自信的态度,客观方面是防卫行为明显超过了制止不法侵害行为所必须的限度,并且造成了重大损害.     

真核基因转录的分子机制——2006诺贝尔化学奖简介

2006年10月2日,瑞典皇家科学院宣布,将本年度诺贝尔化学奖授予美国科学家罗杰·科恩伯格(RogerD.Kornberg),以表彰他在真核基因转录的分子基础研究领域所做出的杰出贡献。真核基因转录的分子机制是什么?这一机制是怎样被发现的?本文拟从这两个方面对这一领域做一点粗浅的介绍。     

水稻受稻瘟病菌诱导基因的分离和克隆

利用一对抗瘟性近等基因系(Near-isogenic lines, NILs)H7R(抗病)和H7S(感病),经稻瘟病菌小种早期诱导,提取RNA,进行mRNA差异显示(Differential display,DD)分析.在获得多个DD片段的基础上,经PCR重扩增、Sourthern杂交粗筛及Northern blotting进一步鉴定.阳性片段克隆于PGEM-T载体,经序列测定,国际联网查询,已获得两个受稻瘟病菌诱导的水稻新基因cDNA片段克隆. 在我国,Magnaporthe grisea是水稻稻瘟病的主要病害菌,由于生理小种的复杂性,抗病品种的抗性丧失已成为传统育种的一大难题.国际上对采用基因工程改良水稻的抗瘟性越来越重视并已成了各国竞争的热点.然而期望通过RFLP基因定位,并借助图谱克隆抗瘟性基因尚需多年的工作和大量的投入.此外,对于水稻与稻瘟病菌之间“基因对基因”的互作在分子水平上尚缺乏了解.本研究采用了本实验室完善的mRNA差异显示技术体系,在国际上首次用DD方法,鉴定和克隆受稻瘟病菌诱导的新的水稻抗瘟性和防卫反应候选基因.     

科学信息

·Discover《发现》Vol.12,No.1,1991年1.1990年医学回顾在1990年年度,医学研究在13个领域内取得了突破性进展,其中包括药物与乙型肝炎研究,纤维瘤的基因等等.本文论述了这些发展.2.控制性别的物质在决定胎儿性别方面,研究人员发现在Y染色体上有一种小小的基因,通过尖端技术的检测已知这种基因是保证胎儿成为男孩的关键.3.1990年航天回顾在去年一年中,有关航天发展的好消息源源不断,这一年中人们在探索外空、外星方面做了许多工作,并且得益非浅.     

链霉菌lon基因的发现及初步研究

lon基因存在于很多微生物乃至高等动物中,是属于热休克基因(heat shock gene)的一个家族.它编码的产物为La蛋白,是一种具有ATP酶活性的ATP依赖性的丝氨酸蛋白酶.在体内作为抗逆蛋白,如热休克蛋白存在.有关lon基因的研究始于80年代初期,虽然至今只有近十年的历史,但其结构、功能和调控方面的研究都已取得很大进展.目前在大肠杆菌,芽孢杆菌,黄色粘球菌及解淀粉欧文氏菌等原核微生物中都已发现lon基因的存在一些研究表明,lon基因对于黄色粘球菌的营养生长是必须的,如该基因缺失或被破坏,该菌株将不能发育生长在研究链霉菌发育调控启动子p_(TH4)下游序列的结构中,首次发现了链霉菌中lon基因     

全球能源互联网及关键技术

<正>以全球变暖为主要特征的气候变化对自然生态系统和人类社会产生巨大影响,正日益威胁人类可持续发展.工业革命以来以化石能源为主导的能源供应体系是温室气体排放的主要来源,且随着全球能源需求的快速增长,全球温室气体排放也呈现爆发式增长.当前能源发展方式的不可持续性,主要体现在资源、环境和气候三个方面.首先是资源不可持续,按照目前开采强度,煤油气资源仅     

荧光蛋白开启健康奥秘之门

最近,韩国研究人员培育出一只小猎犬.这条狗看上去与一般的小狗没有两样,那么科学家为什么花那么大的心思去培育呢?把这条狗放在黑暗中,就可以看出它的与众不同之处:它的爪子居然在黑暗中能发出绿光.该研究项目负责人李秉春表示,我们的最终研究目的不是仅仅让狗发光,接下来将让一些致病基因与荧光基因绑定,移人实验狗体内.如果成功,研究人员就可以更准确地追踪这些致病基因的活动过程.由于人和狗拥有268种共同疾病,对荧光狗的研究将有助于寻找治疗人类疾病的方法.目前,科学家已经培育出多种荧光动物.究竟是什么东西让动物发光?这些荧光物质对人类健康究竟有什么帮助?     

水稻淀粉合成相关基因分子标记的建立

稻米品质改良是水稻育种的重要方面, 传统的常规育种方法由于缺乏对目标基因有效检测的手段, 无法对稻米品质的基因型进行有效操作, 因而品质改良进展缓慢. 利用分子标记辅助选择与传统育种技术相结合, 可以在对稻米外观品质进行鉴定的同时, 对被选个体的基因型进行准确的鉴定. 结合品质的测定, 可以大大提高育种效率. 但是, 目前可用于稻米品质分子辅助育种的分子标记很少. 稻米品质与淀粉组分密切相关, 我们分析了16个典型水稻品种18个在淀粉合成中的重要基因的全基因序列, 明确了各个基因在不同种质中的等位变异, 设计了51个可以区分不同等位基因变异的分子标记, 这可为稻米品质的分子育种提供可靠的依据.     

遗传变异与人类健康

人类遗传变异常常是与生物学功能相关的,遗传变异可影响人类健康.不同种类的遗传变异往往对人类健康产生不同的影响,深入了解不同变异对人类健康影响的机制,将大大促进人类健康的研究.而随着技术的进步,尤其是高通量测序技术的广泛应用及相关技术的出现和发展,必将极大完善基因诊疗方案.本文侧重于遗传学变异对人类健康的影响,探讨遗传变异和人体健康的直接联系,以了解在人类健康中基因与环境和基因与基因之间的相互作用,促进人们对人类健康的认识,而这也是目前亟待探索的领域和话题.     

植物乳杆菌P-8对肠道菌群的调控及其机制

生物多样性是支撑地球生态系统稳定持续的重要条件.作为微观世界的主宰者,微生物是地球生态圈中既古老又具有极强的进化能力的庞大种群.地球微生态系统关乎于地球的生命繁荣,而人体的生态系统,作为这个庞大家族的一个分支,对人体的健康也至关重要.人们对肠道菌群的探索起步较早,尤其在近10年,研究呈现出爆发式的增长.在掀开肠道菌群这层神秘面纱之后发现,原来菌群与许多人体常见疾病都有着密切的关联,甚至是与肠道看似毫无联系的神经系统疾病都有着直接的影响.工业化的现代生活产生了一系列对于微生态系统破坏极强的因素,使得人体肠道生态系统遭到破坏,而如何修复肠道微生态系统,则是在肠道菌群研究中的最终要面对的问题.益生菌作为调节肠道菌群的直接途径,具备大量的科学数据的支撑,其特有的安全无副作用等特点,已得到广泛的认可.目前研究较多的益生菌主要归属于乳杆菌和双歧杆菌.Lactobacillus plantarumP-8(植物乳杆菌P-8)是目前研究与应用较为成熟的一株益生菌,通过对其全基因组进行分析,从遗传层面鉴定其具有较高的安全性,不含抗性基因等对人体有潜在威胁的基因.从其与人体肠道菌群的调控以及机制研究中发现,Lactobacillus plantarumP-8不仅在人体肠道中具有超过17周的定殖时间,同时还能够针对不同年龄人群肠道菌群特征进行有效的平衡与改善,并且具有较高的抑菌能力,具有替代抗生素的潜能,实用意义较大,且兼顾人类、动物、环境三者间的和谐共存.     

植物茸毛形成的分子机制及其生理功能

在植物体生长发育过程中,茸毛作为植物抵御自然灾害的一道天然屏障,对于抵御紫外线辐射、病原菌侵袭、食草动物取食及水分过度蒸腾等方面起着不可或缺的作用.目前的研究表明,不同植物体茸毛的形成受多类型、多基因共同调控构成一个复杂的网络系统,在拟南芥中茸毛的形成调控还存在一系列的竞争机制对基因的活性进行促进和抑制.茸毛在发育过程中还能够与周围环境相互作用,如对光的反射和光量子辐射拦截,叶片的热量平衡,水分蒸发和气体交换等.而且茸毛对农作物种植和生产利用都具有重要的经济价值和参考意义.本文综述并分析了近年来植物体茸毛形成相关基因调控以及茸毛生理特性等方面的研究进展,旨在阐明茸毛形成相关基因调控植物体茸毛形成的机制以及茸毛在环境相互交互过程中各种生理生化特点,为进一步开展茸毛基因挖掘及其功能特性的相关研究提供重要的理论依据.     

基于特征基因识别的食源性致病微生物快速检测技术新进展

目前,由食源性致病微生物引发的食品安全问题备受社会的关注.基于特征基因识别的食源性致病微生物的检测方法,由于其识别对象在体外具有稳定且易于扩增等优点,因而特异性和灵敏度较好,其应用范围也越来越广泛.本文综述了近些年基于特征基因识别检测食源性致病微生物的新方法,总结了作者研究小组围绕电化学发光和微流控技术在开展快速检测食源性致病微生物工作中取得的新进展,最后对此类技术的发展方向进行了展望.     

地球大气中的有机化合物

城市空气光化学污染,对人们的健康造成威胁,从而导致了对地球大气中的有机化合物进行深入细致的研究,然而,目前这一工作已经超出了问题所研究的范围。近几年来,对大气的组成,以及在大气中所发生的化学过程的有关数据进行了大量的收集。通过这些研究工作,已经查明有机物质在大气过程中的作用是与其在大气中的浓度是不一致的。我们     

基因表达的调控

在同一个个体、同一个细胞中,为什么有些基因得到表达,而大部分基因却保持静默?这就是基因表达的调控问题。为什么一个受精卵可以分化为成体中各种各样的组织细胞?为什么正常细胞会转化为癌细胞?这些都将在基因表达的调控中找到答案。基因表达的调控是目前分子遗传学研究中的重要课题之一。虽然这种研究的历史只有20多年,却已经取得了很大成绩。 1961年法国著名分子生物学家、诺贝尔奖获得者莫诺达(J.Monod)和雅各布(F.Jacob)创立操纵子学说,开基因表达调控研究的先河。操纵子学说的大意是:细菌体内存在着一类称为“操纵子”的调控系统,这一系统控制着基因的转录,例如乳糖操纵子