抗条纹叶枯病基因qSTV11~(KAS)新分子标记建立及23种香型水稻qSTV11~(KAS)基因的调查分析

根据抗条纹叶枯病品种"秀水123"与易感品种"日本晴"抗条纹叶枯病基因qSTV11~(KAS)在距离起始密码子第一个脱氧核苷酸+640处的差异,建立了一种能够更便于区分qSTV11~(KAS)基因型的CAPS(BtgⅠ)分子标记及检测方法,并对23种香型水稻的qSTV11~(KAS)基因进行调查分析.结果表明,CAPS(BtgⅠ)分子标记可以用来区别水稻是否含有抗条纹叶枯病基因qSTV11~(KAS)及基因型;在检测的23种香稻中,仅有"中香1号"、"青香软粳"和"泰国香稻"3种水稻含有与"秀水123"相同的qSTV11~(KAS)抗性基因.本研究为今后分子标记辅助选育抗条纹叶枯病香型水稻新品种和筛选条纹叶枯病新的抗性基因资源应用奠定了基础.     

中国稻种资源中新抗白叶枯病基因的发掘

为防治水稻白叶枯病这种严重的细菌性病害,充分利用中国丰富的水稻遗传资源,以求发掘出新的抗性强且广谱的抗病基因.通过抗谱鉴定和抗病基因的功能性分子标记分析,对100份中国地方稻种进行了白叶枯病抗性鉴定.结果显示:筛选到1个抗性强、抗谱广的抗病品种水原300粒,其对强毒性小种PXO99表现抗病,其抗谱与分子标记检测与已知的抗白叶枯病基因不同.这些结果表明,水原300粒含有新的抗病基因,具有重要的育种应用潜力.     

白桦BpTCPs基因家族生物信息学及时空表达分析

【目的】通过研究白桦TCP转录因子的序列特征及其在不同时期组织中的表达规律,为揭示BpTCPs 在白桦生长发育中的作用提供证据。【方法】依据白桦45个转录组测序结果,共获得 15 条TCPs 基因。利用生物信息学方法对TCPs基因进行了全面分析,采用实时荧光定量PCR技术分析基因在不同组织中的表达模式。【结果】生物信息学分析发现,15 条 BpTCPs均含有 1 个高度保守的bHLH结构域,系统进化分析发现 15条白桦TCP分属于TCP 蛋白的两大类; qRT-PCR分析结果显示,自5月到 9月的生长阶段中,顶芽中 BpTCPs 的表达水平呈现不同程度升高的变化趋势; 茎中BpTCP3在整个生长季上调表达; BpTCP4、BpTCP10及BpTCP7、BpTCP8分别在越冬后的雌花及雄花中上调表达。【结论】明确了BpTCPs基因的功能及揭示其参与调控植物生长的分子机制奠定基础。     

因子工程在植物抗冷性研究中的应用

随着分子生物技术的快速发展,人们从分子水平上对植物抗冷性进行了大量研究。由于植物抗冷性并不是由单基因决定的,而是由一系列相关的直接或间接作用的基因形成一个复杂的调控网络,所以分子标记成为广大学者研究植物抗冷性的重要手段。笔者针对不同抗冷性基因及转基因植物中分子标记法的应用,并证明了分子标记为抗冷性育种和抗冷性基因定位打下了基础。     

植物抗感病的分子机制及利用途径

本文综述了国内外在植物抗感病分子机制方面的研究进展，从分子生物学水平上提出了植物抗感病的根本原因、抗病性和感病性都是由特定的分子遗传机制支配，遵循基因对基因关系。抗病性的发生一般经历信号识别、信号传导及有关防卫基因的激活与表达调控。感病性由植物感病基因对病原物毒性基因互作决定。了解这些可为我们利用不同的途径培育抗病品种，防治植物病害提供依据。     

结合基因芯片和生物信息学工具构建D-半乳糖致衰老小鼠模型的分子调控网络

为构建衰老模型的分子调控网络,本研究以D-半乳糖致衰老小鼠为模型,利用小鼠全基因组表达谱芯片和生物信息学工具分析模型小鼠肾脏组织的分子变化.衰老模型与对照组相比,小鼠肾小球体积增大,系膜细胞数量相对减少;差异表达的基因有232个(变化倍数≥2);GO和信号通路分析显示差异表达基因主要参与生物节律、药物代谢和PPAR信号通路等,其构成的分子调控网络,主要有四个核心调控分子,即Arnt1、Cidea、Hspa1b和Anxa13.这些基因将是研究衰老机制的潜在靶点,有助于抗衰老药物筛选及治疗研究.     

新型分子生物学技术在花卉定向育种中的应用进展

分子生物学技术可以提高花卉定向育种的效率和精准度,其中转基因技术是目前应用最广泛的花卉定向育种技术,基因编辑和高通量测序技术是近年来发展迅速的分子生物学技术。基于国内外研究现状,阐述了转基因和基因编辑技术在花色、花香、株型和抗性育种中的应用,以及高通量测序技术在花卉目标性状调控的分子机制研究、基因定位、分子标记开发方面助力花卉育种的研究进展。提出了利用新型分子生物学技术加快花卉定向育种进程的研究方向与建议,以期为定向培育出具有新奇花色、花香、花型、抗性的观赏植物新品种提供参考。     

小麦染色体配对基因Ph1结构剖析及调控机制研究进展

近年来,关于小麦抑制部分同源染色体配对基因Ph1的研究有了突破性进展.本文对该基因的结构和调控机理的最新研究进行综述.通过创造和分子标记鉴定Ph1缺失突变体,利用分子生物学及比较基因组学技术,该基因位点被界定于5BL上一个2.5 Mb的区域内,含有一个类cdk基因簇,且在该类cdk基因簇中插入一个亚端粒异染色质片段.细胞学研究显示,Ph1基因通过控制亚端粒的互作启始染色体识别和配对伙伴选择.与此同时,生物信息学揭示,这些类cdk基因与人类和老鼠的cdk2基因高度同源,它们与细胞周期中DNA复制、染色质凝集、碱基错配修复等事件相关.减数分裂时,该基因位点通过"感知"染色体的同源性程度而触发染色质的构象变化,从而控制染色体的配对和重组.此外,小麦中可能存在一种与Ph1相关的类似于酵母中的粗线期检查点机制.预测未来的研究将可能集中在Ph1对染色体同源性的"感知"机制、Ph1的开启与关闭、植物减数分裂重组的忠实性及减数分裂过程的检查点机制等方面.     

CRISPR/Cas9核糖核蛋白介导的无T-DNA插入的白桦BpGLK1精准突变

【目的】CRISPR/Cas9 RNP系统是一种高效的基因编辑技术,具有简单、精准等特点,已被广泛应用于动、植物的基因编辑研究中。目前,通过微粒轰击技术将Cas9蛋白和gRNA核糖核蛋白复合体(RNP)导入受体细胞,获得无选择标记的基因编辑植物,该技术的提出为快速创制植物突变体提供了崭新思路。【方法】本研究以白桦(Betula platyphylla×B.pendula)BpGLK1基因为编辑的靶基因,采用CRISPR/Cas9 RNP技术开展无T-DNA插入的BpGLK1基因编辑。在白桦BpGLK1基因的第1外显子处设计靶位点,采用PCR扩增技术获得BpGLK1-E1靶位点片段;采用酶切及连接技术构建pAbAi-BpGLK1-E1重组质粒,将该质粒线性化后与Cas9蛋白作用,体外检测CRISPR/Cas9 RNP活性及gRNA的精准性。以白桦合子胚诱导的愈伤组织为受体,采用微粒轰击技术进行BpGLK1定向诱变。【结果】CRISPR/Cas9 RNP体外活性检测显示：Cas9蛋白及gRNA复合体具有裂解活性,可在BpGLK1靶位点的特定位点进行有效切割。以白桦成熟胚为材料,在无光照条件...     

用RT-PCR技术研究水稻中抗病基因同源序列DFR-1、OsMlo-1所在基因的功能

DFR-1、OsMlo-1分别是最近从水稻中克隆的玉米Hml和大麦中Mlo抗病基因同源序列，这两个序列与两个已报道的水稻抗稻瘟病数量性状位点（QTLs）有较好的对应关系，表明它们所在的基因可能参与抗病反应，为了进一步研究水稻DFR-1、OsMlo-1所在基因的功能，在DFR-1、OsMlo-1假定的外显子上设计引物，通过RT-PCR技术，研究在接种白叶枯病（Xanthomanas oryza pv oryzae）菌株PX099以及接种稻瘟病（Magnoparthe grisea）菌株V86013前后，水稻品种IRBB13和水稻品种明恢63中DFR-1、OsMlo-1所在基因的表达．结果表明：在接种白叶枯病菌株PX099的水稻品种IRBBl3中与DFR-1对应的基因是诱导增强的；在接种稻瘟病菌株V86013的水稻品种明恢63中与DFR-1、OsMlo-1对应的基因是诱导增强的，进一步表明DFR-1、OsMlo-1所在的基因可能参与水稻抗病反应。     

植物抗病性的分子机制和信号传导

植物抗病性的分子机制一直是植物病理学关注的焦点.近年来,国内外不少学者和实验室正在大量分离和培养与抗病有关的突变体,并且寻找和研究与抗病有关的基因和抗病机制.研究表明,在病原物与植物的相互作用、病原信号的传导和抗病性激发的过程中存在着一系列的调节因子和基因,并形成复杂的调控网络.综述了近年来国内外植物抗病性的分子研究进展,阐述了植物抗病性分子机制和信号传导.     

生命科学及其相关学科的研究进展(一)

评述了利用细胞融合技术抗衰老、用苍蝇制造抗癌药物、人造血开发、生长因子与癌形成机制揭示、作物基因表型诱导调控表达提高光合作用效率以及基因重组培育抗晚疫病马铃薯研究的进展和产生的效益。     

白桦BpGRAS1基因的克隆及耐盐功能分析

【目的】 GRAS转录因子是植物特有的转录因子家族之一,在植物响应盐、干旱等非生物胁迫中发挥重要的调控作用。从白桦(Betula platyphylla )中克隆GRAS转录因子基因,研究其耐盐功能,为研究木本植物GRAS转录因子的抗逆机制奠定理论基础。【方法】 在白桦转录组数据库中获得一个GRAS转录因子基因,命名为BpGRAS1 (GenBank 登录号: MN117546.1)。利用生物信息学进行多序列比对、构建进化树。分别构建植物过表达(pROKⅡ-BpGRAS1) 及抑制表达(pFGC5941-BpGRAS1) 载体。利用农杆菌介导高效瞬时遗传转化体系获得BpGRAS1基因瞬时过表达(OE)、抑制表达(IE) 及对照 (WT) 白桦植株。通过实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR) 技术分析盐胁迫下OE、IE及WT植株中BpGRAS1基因的表达情况,鉴定转基因植株中BpGRAS1的表达效率是否响应盐胁迫。在盐胁迫下比较了BpGRAS1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株的电解质渗透率、失水率、丙二醛(MDA) 含量、过氧化物酶 (POD) 和超氧化物歧化酶 (SOD) 活性。【结果】 BpGRAS1基因的开放阅读框为1 425 bp,编码 474个氨基酸。BpGRAS1具有GRAS家族的序列特征,在C端的氨基酸序列相似度较高,与AtSHR亲缘关系较近。盐胁迫处理下,BpGRAS1的表达量升高,过表达植株中表达量高于对照,抑制表达植株中表达量低于对照,说明BpGRAS1受盐胁迫诱导,成功获得过表达及抑制表达植株。过表达BpGRAS1基因能降低白桦在盐胁迫下的电解质渗透率、失水率及 MDA 的积累,并显著增强了 POD 和 SOD 酶的活性,从而提高转基因植株的耐盐性。【结论】 BpGRAS1基因响应盐胁迫,过表达BpGRAS1基因降低了盐胁迫下植株细胞受损程度,通过增强POD 和 SOD 活性提高白桦的耐盐能力。     

2017年昆虫毒理学热点回眸

 从基因编辑技术在昆虫毒理学研究中的应用、杀虫剂作用机制及抗性机制研究、昆虫抗药性的分子调控机制研究、昆虫毒理相关的基因组学研究等方面,综述了2017年昆虫毒理学的主要研究进展,并展望了昆虫毒理学研究的新方向、害虫抗药性治理的新策略。     

SPL转录因子调控植物花发育及其分子机制研究进展

SPL(squamosa promoter-binding protein-like)转录因子是植物所特有的一类基因家族,广泛存在于绿色植物中,在植物生长发育中具有重要作用。花发育是植物生殖发育中最为重要的一个过程,涉及不同发育方式的转变,即开花决定、花的发端和花器官发生与发育。简要综述了SPL基因的结构与功能并着重阐述了SPL基因在植物花发育过程中的分子机制及生物学功能。最后总结出: SPL转录因子可直接或间接通过参与光周期途径,赤霉素途径及年龄途径来调控植物的开花时间; SPL基因可通过直接激活下游花分生组织特异基因,如LEAFY(LFY),从而调控植物的成花转变; SPL基因可通过与下游花器官特征基因相互作用来调控花器官及其育性的发育,如调控花序、花柄的长度与外形及花器官的大小; SPL基因可调控植物大小孢子发生及雌雄配子体发育。据拟南芥的相关研究结果,初步构绘出拟南芥开花调控中的分子机制。     

疣粒野生稻抗白叶枯病相关基因ME196半定量RT-PCR分析

以从疣粒野生稻受白叶枯病菌诱导所建的差减文库中筛选出的一个具有丝氨酸一苏氨酸激酶抗病结构域的基因（克隆号为ME-196）,用半定量RT-PCR法,以肌动蛋白（β-actin）基因为内参,研究疣粒野生稻抗白叶枯病相关基因ME196基因mRNA的表达水平。通过ME196基因与β-actin基因PCR产物的灰度之比,确定ME196为诱导性表达,并进一步推测其为疣粒野生稻抗白叶枯病相关基因,甚至为抗病基因。     

基于ChIP-seq筛选睾丸支持细胞中雄激素受体靶基因初步研究

雄激素及其受体在精子发生中有重要作用.寻找并鉴定更多雄激素及其受体的靶基因,对阐明雄激素及其受体介导精子发生的分子机制,解析其调控精子发生的网络具有非常重要的科学意义.在本研究中,我们分离了睾丸支持细胞,以睾酮刺激,并以ARKO小鼠睾丸作为背景对照,进行ChIP-seq和分析验证.数据分析显示了8679个差异表达基因,其中4830个基因在睾酮处理组表达上调,3849个表达下调.我们从差异基因中筛取了43个靶基因进行验证,其中39个基因的启动子区域找到了ARE结合位点.候选靶基因介导雄激素调控精子发生的分子机制仍有待进一步研究.本项目初步鉴定的靶基因可为进一步深入系统研究雄激素及其受体调控精子发生的机制提供参考.     

中国科学院植物研究所孔宏智研究员应邀来山西师范大学作学术报告

<正>2014年11月26日上午,中科院植物研究所孔宏智研究员应山西师范大学邀请,在实验大楼四层报告厅作了"花器官身份决定:机制与进化"的学术报告.孔宏智,研究员,博士生导师.1995年毕业于西北大学生物学系,2000年在中国科学院植物研究所获博士学位并留所工作,2002至2004年在美国宾夕法尼亚州立大学进行合作研究.主要从事植物系统学、进化发育生物学和调控基因组学研究,在"花发育调控网络的进化"、"重复基因的结构分化"和"花瓣发育、进化和缺失的分子机制"等研究中做出     

鱼类体色相关功能基因的研究进展

鱼类表皮色素形成复杂,涉及一系列基因表达调控、基因编码酶催化及细胞因子等参与。为了解鱼类体色形成的相关机制,本文综述了色素合成通路中重要色素——黑色素形成的分子机制,并对鱼类体色相关基因中的酪氨酸酶相关蛋白1基因(tyrosinase-related protein gene 1, TYR1)、性别决定区基因(sex determining regionY-box10,SOX10)、多巴素异构酶基因(dopachrometautomerase,DCT)、黑皮质素受体-1基因(melanocortin 1 receptor, MC1R)和鼠灰色基因(Agouti)的研究进展概括。对于鱼类遗传、系统发育及分子进化等领域的研究具有重要意义,为体色形成机制提供理论参考和借鉴,并展望了今后对鱼类体色形成机制研究的新方向。     

基于网络药理学和分子对接探讨蛇床子治疗乳腺癌的作用机制

利用网络药理学和分子对接探讨蛇床子抗乳腺癌的分子机制。采用中药系统药理学数据库与分析平台获取中药蛇床子的化学成分及其相关靶点,借助Uniprot数据库进行基因转换;在GeneCards、OMIM数据库中检索乳腺癌疾病的相关靶点;利用Venn在线软件获取药物与疾病的共同靶点;由Cytoscape 3.7.2绘制药物-成分-靶点-疾病网络;STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用网络;基于DAVID数据库对靶点进行基因本体功能富集和京都基因与基因组百科全书通路富集分析,运用AutoDock软件对蛇床子的关键活性成分与作用靶点进行分子对接验证。结果表明, 蛇床子的17个有效成分通过调控19个靶点和56条通路对乳腺癌产生作用,4个关键的化合物分别为β-谷甾醇、(E)-2,3-bis(2-keto-7-methoxy-chromen-8-yl)acrolein、豆甾醇、蛇床子素,可通过HSP90AA1、JUN、PRKACA、KDR等关键靶点介导癌症通路、癌症的蛋白聚糖、粘着斑、PI3K-Akt等信号通路发挥抗乳腺癌作用。该研究初步揭示了蛇床子抗乳腺癌的作用机制,为蛇床子的临床应用及其治疗乳腺癌的相关研究提供了理论依据。