猪鸡肉质性状分子标记遗传效应分析及其应用

该项目由浙江大学、中国农业大学、华中农业大学及海南省农业科学院畜牧兽医研究所共同承担.课题主要采用候选基因法及基因组扫描法来筛选主效基因及分子遗传标记,研究的品种为我国主要的地方品种,如梅山猪、金华猪、香猪、仙居鸡、丝毛乌骨鸡及一些外来品种,研究的群体为纯种群体及资源群体等.     

植物雄性发育与减数分裂研究现状和展望

植物生殖发育过程直接影响许多重要农作物的产量。雄性发育与减数分裂为植物生殖发育过程中的重要过程,对其调控机理的研究不仅有助于理解生殖发育的分子机制,也可以为农作物的遗传育种提供理论依据。近些年来,我国科学家在此领域取得了一系列高水平的研究成果,主要包括植物花药中关键细胞的命运决定、绒毡层细胞和小孢子发生的分子机制、减数分裂同源染色体相互作用的分子机理和花粉萌发及伸长的基因调控等等。本文对我国科学家所取得的诸多成就进行了简要的回顾,并提出了对该领域发展的一些思考和看法。     

妊娠建立和维持的分子机制

国家重大科学研究计划项目"妊娠建立和维持的分子机制研究"实施近5年来,围绕"胚胎与母体相互作用决定妊娠结局的分子机制是什么?"这一核心科学问题,以"胚胎着床决定妊娠结局"这一全新理念为主线,在已有工作的基础上,利用多种转基因、组织特异性基因敲除小鼠模型和我国丰富的人类临床资源,集成和运用组学、遗传/表观遗传学、细胞/分子生物学等传统和新兴技术,在囊胚获得着床能力的分子基础、胚胎着床和子宫内膜—蜕膜转化的分子调节机制、胎盘发育与妊娠维持的调控、妊娠维持的免疫调节机制以及先兆子痫等妊娠疾病的发生机制等方面取得了重要进展,为我国胚胎着床和胎盘发育研究奠定了科学基础,为解决关键技术问题做出了贡献。本文对该项目的研究思路与主要研究成果做一介绍。     

深同源性与语言

发育制约因素下的遗传改造是"进化-发育"概念框架的中心原则。在形态改造的发育过程中,某些分子调控通路以相似的方式进行着,如与昆虫和脊椎动物眼发育密切相关的Pax6基因,对四足动物的肢体和鱼鳍发育非常重要的Hox基因,都例证了这种"深同源性"的存在。"进化-发育"理论已扩展到对行为特征进行分子生物学研究,包括语言的研究,如语言相关基因FOXP2已得到鉴定。本文综述了比较法运用于语言研究的必要性以及不同动物模型脑发育过程中FOXP2的表达研究,以期了解FOXP2是否是人类语言和动物交流系统中"深同源性"的另一案例。     

深同源性与语言

发育制约因素下的遗传改造是"进化-发育"概念框架的中心原则。在形态改造的发育过程中,某些分子调控通路以相似的方式进行着,如与昆虫和脊椎动物眼发育密切相关的Pax6基因,对四足动物的肢体和鱼鳍发育非常重要的Hox基因,都例证了这种"深同源性"的存在。"进化-发育"理论已扩展到对行为特征进行分子生物学研究,包括语言的研究,如语言相关基因FOXP2已得到鉴定。本文综述了比较法运用于语言研究的必要性以及不同动物模型脑发育过程中FOXP2的表达研究,以期了解FOXP2是否是人类语言和动物交流系统中"深同源性"的另一案例。     

大豆优质、高产、多抗分子聚合育种的研究

1成果简述 （1）在国际上率先采用动态QTL方法分析了不同发育时期百粒重发育动态变化，并进一步对不同发育时期百粒重遗传效应和环境效应进行了估计；初步明确了大豆籽粒大小发育的基因调控机制，相应的研究结果在国际主流杂志上发表。     

昼夜节律生物钟分子调控机制的研究进展

在中枢核团、外周细胞、整体行为、细胞信使和基因表达等不同水平上,较系统地开展了对生物钟的结构和功能的解析工作,继而深入探讨生物节律的内在控时机理。主要内容是（1）采用电生理、行为测定、形态学观察、生化检测和cAMP／cGMP及其相关酶分子昼夜活性测定等多种方法,探讨了中缝背核（DR）对视交叉上核（SCN）昼夜节律的调节机制。（2）围绕中枢核心钟组织SCN和松果体（PG）,观察了PG释放的第一信使褪黑素（MT）,作用SCN上不同MT受体亚型→调制SCN昼夜节律性放电、引起SCN中第二信使cAMP、cGMP、Ca^2＋和核内第三信使c-fos改变,检测各个信使昼夜节律性含量变化及其代谢调控的生物节律;探讨SCN和PG在昼夜活动度、体温调节功能上的差异;同时将cAMP／cGMP的周期性变化与细胞分裂的昼夜节律相联系,通过多种节律间的参数关系和位相性调控比较,在细胞水平上解析生物节律性活动的振荡特征、SON与PG间的跨膜信号转导及其对昼夜节律的调控机制。（3）研究昼夜模型动物中枢核团（SCN、PG）和外周血淋巴细胞的核心钟基因、钟相关基因和钟控基因在昼夜节律调控中的作用,明确在中枢生物钟系统中,SCN和PG的昼夜基因表达特征及其相互关系。同时,通过筛选和鉴定钟基因下游的目的基因,寻找中枢和外周组织中能够特征性表达或者共表达的钟控基因,从而为在分子水平上阐明中枢和外周昼夜节律生物钟间的机制性联系,提供实验依据。     

马岗鹅繁殖活动调控和反季节繁殖技术的研究和应用

广东省作为我国的鹅生产和消费大省之一，年出栏约4000万只商品肉鹅。然而与产业化进程飞速发展的养鸡业和养鸭业相比，养鹅业仍然非常落后。造成这一问题的一大原因是鹅的繁殖性状。为了促进养鹅业的发展，华南农业大学动物科学学院的鹅生产技术研究开发课题组，决定研究广东省饲养的代表性鹅种——马岗鹅的繁殖活动调控机制，在此基础上开发调控繁殖活动的生产技术，并应用于指导养鹅生产实践。     

“人多能干细胞多能性维持和发育潜能差异的系统研究”进展

人类胚胎干细胞及诱导多能干细胞研究的一个目标就是将它们成功应用于临床细胞替代疗法,为人类健康做贡献。诱导人类胚胎干细胞及诱导多能干细胞向不同谱系的细胞定向分化是将其应用于临床的前提,系统研究具有不同发育潜能的人多能干细胞间多种差异的分子机制,不仅能够深入理解发育潜能建立的分子基础,而且对筛选和建立符合临床应用标准的人多能干细胞具有重要意义。由同济大学康九红教授领衔的国家重大科学研究计划项目,通过研究不同来源的人类胚胎干细胞及诱导多能干细胞系在多能性、分化潜能、临床有效性和安全性差异的内在本质的区别,对其中所涉及的4个关键科学问题开展了深入研究,取得了若干重要进展。本文就该项目研究的概况、研究进展、实施效果进行回顾与论述,并对后续研究提出展望。     

DNA损伤应答相关蛋白质机器维持基因组稳定性与细胞稳态的机制

基因组不稳定性和细胞稳态失衡是衰老及肿瘤、糖尿病、神经退行性疾病等老年重大疾病的重要诱因,但其中的分子机制尚不清晰,因此缺乏有效的治疗靶标和手段。DNA损伤应答(DNA damage response,DDR)是维持基因组稳定性的关键,其过程包括损伤感应、信号激活和传导、效应等不同阶段,涉及分子识别和靶向募集、信号激活和传导、损伤修复和基因转录、细胞凋亡、转化与衰老等生物学过程。DDR依赖诸多损伤修复因子的直接参与,也需要染色质重塑(chromatin remodeling)及关键蛋白质机器的可逆性翻译后修饰的精细调控作用。国家重点研发计划蛋白质机器与生命过程调控重点专项项目"参与DNA损伤应答的新型蛋白质机器维持基因组稳定性的机制研究"针对DNA损伤应答的动态过程,聚焦染色质重塑(chromatin remodeling)与蛋白质翻译后修饰(post-translational modification,PTM),筛选、鉴定新型调控染色质重塑的蛋白质机器及新型蛋白质翻译后修饰,阐明其对DNA损伤应答的时空调控机制,阐明其结构特性,揭示其结构或功能异常所致DNA损伤应答缺陷,诱发基因组不稳定性、细胞稳态失衡和肿瘤发生发展的关联机制,筛选靶向先导化合物并探讨其在肿瘤治疗中的作用机制及应用,为药物研发、临床诊治提供新的理论依据。     

抗病毒天然免疫、炎症与癌变机制

免疫反应是宿主防御病原感染、组织损伤和细胞癌变等危险信号的保护机制,受到精密调控。而失调的免疫反应是诱发急慢性炎症、自身免疫和肿瘤等多类重大疾病的关键因素。本项目以抗病毒天然免疫与炎症反应信号转导调控、适应性免疫细胞调控炎症反应以及组织免疫(炎性)微环境调控炎症反应及癌变的机制等3个相互关联的研究方向为重点,从分子、细胞、动物模型及人类临床样本等多层面上贯通研究,系统阐述病毒诱发的免疫反应的动态调节网络、炎症与癌变的关系等,并以此为基础发展相关疾病的新型免疫干预策略。     

解读囊泡运输的调控机制

2013年10月7日,诺贝尔生理学医学奖揭晓,该奖授予发现了细胞囊泡运输调控机制的三位科学家,分别是美国耶鲁大学细胞生物学系主任詹姆斯·罗斯曼、美国加州大学伯克利分校分子与细胞生物学系教授兰迪·谢克曼以及美国斯坦福大学分子与细胞生理学教授托马斯·聚德霍夫。     

神经元发育与退行性病变的分子细胞遗传机制

神经精神疾病的防治是全球所面临的重大科学问题。而多数神经精神疾病都与神经细胞的发生发育异常和退变有关。深入研究神经细胞发育及退变的分子机制,将有助于我们理解神经精神疾病的发病病理过程,并为这些疾病的防治以及新药的开发奠定重要基础。     

为什么摩尔根没有想到?─—从基因调控到发育遗传

１９９５年，诺贝尔生理医学奖授予三位发育遗传学家，但完成这些成果的技术和理论早在３０年代就已具备，为什么一直关注发育问题的摩尔根以及后来的生物学家没有取得重大进展？本文给出的基本答案是，长期以来生物学家认为对发育的理解依赖于对基因调控的了解。由此，本文对发育遗传学技术和摩尔根发育遗传思想作了历史的考察，并比较了发育遗传和基因调控两种研究形态的异同，以期洞见生命科学发展的一般结构。     

棉花纤维品质功能基因组学研究与分子改良研究进展

本项目基于基因组学、功能基因组学、蛋白质组学和生物信息学等多学科交叉研究了棉花纤维品质发育的分子机制:利用辐射诱变、杂交、回交、系谱选择等技术培育、挖掘出优异纤维资源384份;利用徐州142棉纤维无长绒、无短绒突变体筛选出纤维伸长相关基因;用体外培养方法验证了乙烯、油菜素(BR)的生物合成途径及部分次生物质在纤维生长过程中的作用;构建了海岛棉品种Pi-ma90-53和陆地棉7235的BAC文库;利用蛋白质组学研究了棉纤维发育过程中的一些重要蛋白质的变化,构建了棉纤维细胞蛋白质表达谱;利用抑制扣除杂交方法、基因芯片技术或从纤维cDNA文库中筛选等共获得棉纤维发育相关基因199个,并用模式系统和棉花对基因的功能进行了分析和验证;建立了高效农杆菌介导、花粉管通道、基因枪轰击3种规模化的快速基因功能验证技术体系;开发了新标记,构建了陆海、陆陆高密度分子标记遗传连锁图谱,并选择有用分子标记和生化辅助育种相结合,初步建立了棉花纤维品质分子改良育种体系。     

跨细胞蛋白质内稳态调控机制

蛋白质内稳态平衡是受到多级调控的,并不仅限于细胞水平。细胞特定的分区如线粒体(Mito)、内质网(ER),有其独特的调控蛋白质稳态平衡的信号通路。当Mito、ER稳态失衡导致未折叠蛋白在其中累积,会诱导一种适应性的反应,叫做"非折叠蛋白反应"(unfolded protein response, UPR),重建细胞器内部蛋白质稳态平衡。虽然关于Mito和ER蛋白质稳态调控机制已被广泛研究,但对于不同细胞/组织之间是否可以相互影响、协调其Mito、ER UPR来适应环境变化、系统调控物种整体的应激状态这一领域内的重大问题,却一直缺乏研究。基于前期工作基础,本研究将利用线虫和哺乳动物细胞培养两大手段,详细考察跨细胞内稳态调控的分子机制,为治疗衰老、神经退行性疾病、癌症等疾病提供新思路和新靶点。     

给消化道发育画个像

正我国科学家首次系统揭示人类消化道发育细胞图谱。我国科学家日前在学术期刊《自然—细胞生物学》在线发表论文,首次从单细胞分辨率和全转录组水平,全面、系统、深入地阐明了食道、胃、小肠和大肠这4种器官在人类胚胎发育过程中的基因表达图谱及其信号调控机制,揭示了这4种器官不同细胞类型之间的精准发育路径和基因表达特征,并详细解析了大肠从胎儿到成人的发育、成熟路径和关键生物学特征。     

脑科学研究回顾与展望

大脑是结构与机能极其复杂的系统。脑科学的研究是当前生命科学的前沿和热点领域，其终极目标是破解智力起源与意识本质。近年来，脑科学研究已取得重大的进展。分子神经生物学从基因和生物大分子的角度，对神经活动基本过程的分子调控机制进行了探索。     

猪规模化健康养殖新型模式研究与示范

该课题针对我国养猪生产方式落后、生产水平低、药物残留和有害物质污染比较突出、人畜共患传染病时有发生等问题，结合我国自然条件，主要从饲养模式、饲养过程中的关键技术研究等方面入手，进行“提高高温高湿地区种猪生产性能饲养新工艺研究与示范、母猪一仔猪生产轴高效养殖关键技术研究与示范、生长育肥猪健康养殖及肉品质营养调控关键技术研究与示范、规模化猪场和养殖小区生物安全控制技术研究与示范、生态循环健康养猪模式研究与产业化示范”。     

伪狂犬病基因缺失疫苗SA215的研究

伪狂犬病分布广泛、危害严重,全世界有40多个国家和地区,40余种动物曾感染发生该病,给畜牧业尤其是集约化养猪业和毛皮动物的生产造成了极大的损失.我国自1947年首次报道猫的伪狂犬病以来,已有20多个省市报道发现该病,诸多调查研究资料显示该病在我国的流行正呈不断上升趋势,特别对种猪场和集约化养猪场造成了严重经济损失,业已成为严重影响我国畜牧业特别是养猪业发展的重要制约因素.鉴于,伪狂犬病引起的损失十分巨大,流行的范围相当广泛,在欧美、日本和前苏联等许多国家已将其列为重点防治的猪病之一.