植物抗病性的遗传基础及其分子机制

就植物对病原的防御反应,植物-病原互作模式和植物抗病性的遗传基础进行了概述.报告了病原无毒基因和植物抗病基因克隆;植物抗病分子机制的研究进展.     

海水养殖鱼类抗病分子育种研究进展及前景展望

病害是限制水产养殖业可持续发展的关键因素。而我国目前尚缺乏优良的抗病养殖鱼类品种。鱼类功能基因组和分子标记技术的发展为筛选鱼类抗病相关功能基因和分子标记提供了机遇。基因转移、分子标记和基因标记等分子育种技术是培育抗病优良鱼类新品种的很有潜力的技术手段，已成为国际上的发展趋势，也是我国今后应大力发展的研究领域。本文结合笔者实验室的工作，对某些海水养殖鱼类抗病相关功能基因及抗病分子育种研究的最新进展作一综述介绍；     

植物系统获得抗病性的水杨酸信号传递机制研究进展

根据近年来在水杨酸抗病信号分子发现、水杨酸生物合成途径、水杨酸结合蛋白、调控蛋白NPR1与转录因子TGA和WRKY互作等方面的研究结果,对植物系统获得抗病性的水杨酸信号传递机制作了综述.     

双分子荧光互补技术及其在蛋白互作研究中的应用

双分子荧光互补（bimolecula fluorescence complementation,BiFC）是近年新发展起来的在活细胞中研究蛋白质互作及其定位的新技术．该技术巧妙的将荧光蛋白切成不发光的两个片段,并与目的蛋白融合表达．如果目的蛋白相互作用,连接其上的荧光互补蛋白片段将会相互靠近并恢复荧光活性,从而实现了分子与细胞事件的可视化．BiFC既可以验证蛋白之间的互作、检测其互作强弱,还可以定位互作蛋白的位点．基于双分子荧光蛋白的应用已经越来越广泛,本文对双分子荧光互补技术的原理、应用现状、特点及其面临的问题进行了概述．     

林木分子育种研究的基因组学信息资源述评

分子育种是指利用与性状相关的DNA标记进行选育,也称标记辅助选择或标记辅助育种,广义上还包括基因工程育种和基因组学辅助育种。林木分子育种为早期选择和加速育种提供了极具潜力的高效手段。笔者对林木分子育种研究的基因组学信息资源进行了进展综述和前景展望。近30年来,林木分子标记技术从早期的低通量方法发展到目前基于微阵列芯片和新一代测序的高通量技术,如测序分型、转录组测序、重测序、扩增子测序和外显子组测序等,并广泛用于连锁作图、关联分析和基因组选择等林木性状相关的DNA变异检测研究。随着2006年毛果杨基因组序列的发表,已有50余个树种完成了基因组测序。基于连锁作图和关联研究检测了林木10余个属生长、材性和抗逆及非木质产品品质等性状相关的大量基因组位点,主要趋势表现为：① 表型广泛,涵盖经济性状、生理指标和代谢成分等;②标记数量成千上万甚至上百万,覆盖全基因组;③转录组和降解组等多组学的分子变异开始应用;④ 利用大群体以提高位点检测的精度;⑤ 重视环境的影响,大田试验设置多个地点,解析QTL与环境、年份的互作效应;⑥ 结合参考基因组序列和/或转录组差异表达基因进一步挖掘性状相关的候选基因,建立了桉属、松属和云杉属等主要造林树种的基因组选择模型。此外,积累了泛基因组、相关软件和算法、功能基因、基因组编辑技术及网站和数据库等其他信息资源。林木分子育种面临的挑战主要包括：① 如何获得稳定性好的性状相关基因组位点和基因组选择（GS）模型;② 缺乏自动化、无损和高通量的表型测定技术;③对大基因组的针叶树和一些多倍体树种,仍难获得高质量的基因组序列;④ 标记辅助选择增加了常规育种之外的费用,且存在不确定性;⑤多数树种的加速育种仍较困难。后基因组时代的林木分子育种将有效结合到常规育种程序中,显著促进遗传增益的提高。     

豇豆锈病研究进展

豇豆锈病是由担子菌亚门锈病目豇豆属单胞锈菌(Uromyces vignae Barcl)引起的真菌性病害,是世界范围内豇豆的主要病害之一。豇豆锈病主要侵染豇豆叶片,严重时叶柄和种荚也会出现感病表型。豇豆锈病会引起豇豆减产并影响豇豆品质,对豇豆的生产影响较大。综述了近年来国内外豇豆锈病的研究进展,主要包括病原菌生物学特征、病害流行、抗病资源鉴定与育种、抗病生理生化机制及抗锈病分子遗传学分析等,对今后豇豆锈病的研究方向进行了展望。     

林木生物技术育种未来10年若干科学问题展望

随着新一代基因组测序设备和技术的快速发展,林木生物技术育种也即将步入后基因组时代。笔者对未来10年林木生物技术育种可能面临的一些重要科学问题进行了梳理和思考;对林木基因组研究,木材产量和品质形成的遗传调控,林木干细胞生物学与林木生产力,林木基因工程育种,林木理想型育种,林木基因型与生物、非生物抗性互作等方面可能遇到的困难和机遇等问题进行了讨论。并对我国重要针阔叶模式树种的基因组研究,木材产量和品质育种,以及林木干细胞生物学等基础研究提出了建议。     

草莓白粉病病原菌及分子防御机制的研究进展

草莓白粉病的发生具有逐年上升的趋势,已成为我国草莓产业发展的主要障碍之一.作者从草莓白粉病病原菌的种类与分类地位、生活史,以及草莓植株的分子防御机制等方面进行综述,并结合白粉病病原菌的致病机制和草莓植株的抗病机制进行了分析、讨论与展望,从而为有效控制草莓白粉病提供思路.     

DNA分子标记技术在菠菜遗传育种中的应用研究进展

简述了DNA分子标记的种类和特点,综述了分子标记技术在菠菜遗传育种中的主要应用,包括:性别鉴定、抗病菠菜育种、高产优质菠菜培育、物种亲缘关系和遗传多样性研究,及分子标记辅助育种等方面的研究进展,并对分子标记技术的发展和应用前景进行了展望.     

分子标记及其在林木遗传多样性研究中的应用

介绍了RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR等遗传标记技术的基本原理与特点．综述了DNA分子标记在林木遗传多样性研究、林木遗传资源研究、DNA指纹图谱研究和种质资源鉴定等方面的应用及前景。     

白粉菌效应蛋白研究进展

在病原菌与植物的相互作用过程中,病原菌分泌大量效应蛋白帮助其侵染植物,因此效应蛋白一直是植物病理学研究的热点课题.该文基于大量白粉菌效应蛋白的研究成果,就近年来白粉菌效应蛋白的生物信息学预测分析结果、功能效应蛋白鉴定及其作用机理和无毒效应蛋白研究进展等方面进行综述,同时对未来值得重点关注的研究方向进行探讨,以期为白粉菌致病性的研究提供理论参考.     

酵母耐高温分子机制的研究进展

耐高温是酵母在工业生产中的重要特性之一.近年来,人们对耐高温酵母的应用研究日益重视并取得较大的进展,但其耐高温分子机制尚未明确.目前的研究结果表明,酵母耐高温机制涉及代谢网络调控、信号转导途径及多基因/蛋白共同作用等方面.本文从代谢途径、基因表达、酶活特性和蛋白质相互作用等4个方面综述当前酵母耐高温分子机制的研究进展,...     

Ecological interference between fatal diseases

An important issue in population biology is the dynamic interaction between pathogens. Interest has focused mainly on the indirect interaction of pathogen strains, mediated by cross immunity. However, a mechanism has recently been proposed for 'ecological interference' between pathogens through the removal of individuals from the susceptible pool after an acute infection. To explore this possibility, we have analysed and modelled historical measles and whooping cough records. Here we show that ecological interference is particularly strong when fatal infections permanently remove susceptibles. Disease interference has substantial dynamical consequences, making multi-annual outbreaks of different infections characteristically out of phase. So, when disease prevalence is high and is associated with significant mortality, it might be impossible to understand epidemic patterns by studying pathogens in isolation. This new ecological null model has important consequences for understanding the multi-strain dynamics of pathogens such as dengue and echoviruses.     

植物抗病基因克隆的研究进展

植物抗病基因的分子生物学研究已成为一个热点，抗病基因克隆研究突飞猛进的发展展示了诱人的应用前景。分别从功能克隆、定位克隆、序列克隆和表型克隆4个方面分析讨论了植物抗病基因克隆的研究进展，指出了存在的问题及今后可能解决的策略。     

The structural basis for activation of plant immunity by bacterial effector protein AvrPto

Pathogenic microbes use effectors to enhance susceptibility in host plants. However, plants have evolved a sophisticated immune system to detect these effectors using cognate disease resistance proteins, a recognition that is highly specific, often elicits rapid and localized cell death, known as a hypersensitive response, and thus potentially limits pathogen growth. Despite numerous genetic and biochemical studies on the interactions between pathogen effector proteins and plant resistance proteins, the structural bases for such interactions remain elusive. The direct interaction between the tomato protein kinase Pto and the Pseudomonas syringae effector protein AvrPto is known to trigger disease resistance and programmed cell death through the nucleotide-binding site/leucine-rich repeat (NBS-LRR) class of disease resistance protein Prf. Here we present the crystal structure of an AvrPto-Pto complex. Contrary to the widely held hypothesis that AvrPto activates Pto kinase activity, our structural and biochemical analyses demonstrated that AvrPto is an inhibitor of Pto kinase in vitro. The AvrPto-Pto interaction is mediated by the phosphorylation-stabilized P+1 loop and a second loop in Pto, both of which negatively regulate the Prf-mediated defences in the absence of AvrPto in tomato plants. Together, our results show that AvrPto derepresses host defences by interacting with the two defence-inhibition loops of Pto.     

水产品香气研究进展

香气是水产品新鲜度和风味的重要评价指标,对产品品质评级及消费者消费导向均有重要影响。研究表明:挥发性化合物的种类和含量是造成水产品香气差异的主要原因,不同水产种类、新鲜程度和加工方式等均会影响其最终香气;水产品香气成分复杂,对挥发性风味物质的准确分析是研究其特征香气的关键。概述了水产品香气分析的感官品评和仪器分析技术,总结了不同水产品特征性香气物质。探讨在水产品中已发现的300余种挥发性成分(主要包括醛类、酮类、醇类、酸类、含硫化合物等)的特征性,基于分子感官科学剖析生鲜水产品、热处理及发酵等加工水产品的关键香气活性物质,发现醛类、酮类和醇类等物质赋予生鲜水产品特有的清香,而不同加工方式下的关键香气物质存在较大差异。为系统研究水产品固有香气的化学本质及其风味形成机理,应重点从分子层面揭示水产品关键香气物质的代谢途径。最后探讨了水产品基质与香气物质的相互作用以及腥味、异味的消减机制,提出现代仪器分析手段与分子感官科学结合,深入探讨水产品香气形成途径和香气释放机制等是未来水产品香气研究的重点。     

大肠杆菌耐热性肠毒素（ST）的分子生物学研究进展

大肠杆菌的耐热性肠毒素（ST）在产肠毒素性大肠杆菌引起的腹泻中扮演重要的角色,对人类和家畜的健康构成很大的威胁。文章从ST的理化特性、致病机理等一般生物学特性到基因克隆、定点突变以及分子结构与功能的关系等分子生物学特征,全面概述了ST的分子生物学研究进展,对于从分子水平全面了解ST的结构、性质、致病机理以及免疫原性等生物学性状具有重要意义。     

果树分子育种研究进展

我国是果树产业第一大国,具有丰富的果树品种资源。随着市场需求和自然环境的变化,我国果树产业中出现了一些新问题和新需求亟待解决。深入研究和系统分析我国果树育种现状,并探讨未来发展方向十分必要。转基因技术、分子标记技术等分子育种技术具有周期短、效率高、定向育种精确度高等优点,将其应用于果树育种可以改良果品品质并增强产业竞争力,是现代果树改良育种研究的重要手段。结合我国果树产业现阶段存在的品种单一、品质下降、病虫害危害增加等实际问题,从改善果实色泽、果型、大小、风味、质地、香味、功能物质等果实品质相关性状,以及提高抗干旱、低温、高温等非生物胁迫和抗病虫害等生物胁迫能力出发,综述了现代分子生物学技术在果树育种中的应用进展、不足以及发展建议,认为我国果树分子育种应该以满足不同人群和不同用途需求为基础,培育多样化、个性化的品种;以优质绿色安全为发展方向,培育抗性好、适合省力化栽培的品种;要充分利用果树全基因组丰富的遗传信息资源,在基因组或系统水平上全面分析基因功能,以揭示果树生长发育、环境应答互作分子网络、代谢等分子机制,为果树定向育种奠定基础;同时应综合运用现代生物学等各种先进技术,提升育种效率,逐步缩短培育新品种的周期。     

Bacterial virulence proteins as tools to rewire kinase pathways in yeast and immune cells

Bacterial pathogens have evolved specific effector proteins that, by interfacing with host kinase signalling pathways, provide a mechanism to evade immune responses during infection. Although these effectors contribute to pathogen virulence, we realized that they might also serve as valuable synthetic biology reagents for engineering cellular behaviour. Here we exploit two effector proteins, the Shigella flexneri OspF protein and Yersinia pestis YopH protein, to rewire kinase-mediated responses systematically both in yeast and mammalian immune cells. Bacterial effector proteins can be directed to inhibit specific mitogen-activated protein kinase pathways selectively in yeast by artificially targeting them to pathway-specific complexes. Moreover, we show that unique properties of the effectors generate new pathway behaviours: OspF, which irreversibly inactivates mitogen-activated protein kinases, was used to construct a synthetic feedback circuit that shows novel frequency-dependent input filtering. Finally, we show that effectors can be used in T cells, either as feedback modulators to tune the T-cell response amplitude precisely, or as an inducible pause switch that can temporarily disable T-cell activation. These studies demonstrate how pathogens could provide a rich toolkit of parts to engineer cells for therapeutic or biotechnological applications.