RNA干扰途径调控南方水稻黑条矮缩病毒在介体白背飞虱体内的持久侵染

南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)由介体白背飞虱以持久增殖型方式传播,但有关病毒在介体内高效增殖的机制仍不明确.RNA干扰(RNAi)是昆虫保守的抗病毒免疫途径.为了探索SRBSDV在介体白背飞虱体内的持久增殖是否受到RNAi抗病毒免疫途径的调控,本研究采用小分子RNA深度测序发现SRBSDV侵染白背飞虱培养细胞后诱导产生病毒来源的主要长度为21和22 nt的小分子RNA,暗示病毒侵染可激活RNAi反应.在白背飞虱及其培养细胞中通过dsR NA处理干扰RNAi途径中的关键组分Dicer2和Argonaute2基因表达后,SRBSDV的侵染率和积累量显著提高,带毒昆虫的存活率下降、寿命减短.因此,RNAi途径具有调控SRBSDV在介体白背飞虱体内的持久侵染、控制植物病毒在介体昆虫内过度积累从而避免病毒对昆虫造成不利影响的作用.     

大鼠胃溃疡自愈过程中颌下腺EGF的免疫组织化学研究

以往的研究证明,机体存在着自然抗病机制,并且这一机制主要是通过神经和内分泌调节而实现的.随着内分泌概念的扩展,机体自然抗病机制可能涉及到更多的调节肽,表皮生长因子(EGF)很可能是这个机制中的一个重要因素.EGF是由53个氨基酸残基组成的单链多肽,在小鼠和大鼠主要由颌下腺颗粒曲管(GCT)细胞合成,并贮存在分泌颗粒内,随唾液进入消化道.已知EGF具有广泛的生物学效应,与多种生理和病理调节有关,但其与消化系统的关系似乎更为密切.已有的研究表明,EGF对整个胃肠道及肝脏都有生物效应.     

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.     

植物受体激酶的结构与功能研究进展

作为多细胞营固着生长的生命体,植物需要对外界多变的环境及内部不同组织细胞之间协调发育的多样信号做出精确的反应.与多细胞动物主要通过数量巨大的GPCR等受体蛋白参与细胞与环境及细胞之间的交流不同,植物主要靠数目庞大的植物受体激酶来完成相应功能.通过30多年的深入研究,植物受体激酶的功能研究取得了极大的进展,研究发现,植物受体激酶参与植物多种多样的生理病理过程,包括生长发育、气孔发育、分生组织发育、抗病、花粉管吸引和自交不亲和等.这些受体激酶的结构生物学研究在近10年取得了一系列重要的成果,使我们对各种受体激酶的配体识别及活化机制有了系统的认识.2017年国家自然科学奖二等奖授予"油菜素内酯等受体激酶的结构与功能研究",也是对这些成果的肯定.本综述对参与不同过程的受体激酶结构进行总结描述,随后对受体激酶的识别及活化规律进行总结,最后对该领域尚未解决的问题及研究方向提出展望.     

硬骨鱼类黏膜B细胞和免疫球蛋白研究进展

鱼类生存环境特殊,黏膜组织与外界水环境直接接触,极易受到水中各种病原的侵染.在长期演化过程中,鱼类形成了一套独特的黏膜免疫系统,即黏膜相关淋巴组织(mucosal-associated lymphoid tissues, MALTs),包含B细胞和免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)等重要的免疫细胞和效应分子,在抵御外界病原感染过程中发挥重要的功能.此外,鱼类黏膜表面定居着大量共生菌,其与黏膜免疫之间的互作共同维持了宿主的黏膜稳态平衡.类似于哺乳类和鸟类黏膜IgA,硬骨鱼类分泌型免疫球蛋白T(secretory immunoglobulin T, sIgT)能够结合到共生菌群表面发挥免疫排斥作用,在维持黏膜稳态中具有重要的功能.解析MALTs在鱼类抗感染免疫以及黏膜微生物稳态调节中的机制对鱼类免疫学乃至整个脊椎动物比较免疫学的基础研究都具有重要意义.本文就鱼类黏膜免疫系统组成、黏膜B细胞和Ig抵御病原感染的功能以及黏膜Ig与共生微生物互作等方面的研究进行了综述,并对鱼类黏膜免疫的发展前景进行了展望,旨在从黏膜免疫角度为鱼类疾病的防控提供参考依据.     

植物开花生热的生物功能及其调控机制研究进展

开花生热是某些植物科属在长期进化过程中形成的一项重要适应机制,有助于植物花器官抵御低温伤害,并且能够促进昆虫访花和传粉受精,对于确保植物的生殖成功具有重要的生物学意义.本文基于国内外近年来植物开花生热研究方面取得的重要进展,结合开花生热活体实时检测的技术发展,对植物开花生热的类型、生物学功能以及调控机制进行综述,并展望了植物开花生热研究领域亟待解决的重要问题.     

病原体感染的天然免疫防御效应

机体的天然免疫系统是古老的、保守的和重要的抗感染防御体系.脊椎动物、无脊椎动物甚至植物受到病原微生物攻击时,均可以活化并产生不同的天然免疫防御应答.天然免疫系统如何防御病原体微生物感染,一直是免疫学甚至生命科学领域的重要课题.因此,哺乳动物(小鼠(Mus musculus)和人)的天然免疫防御效应和机制研究成为目前免疫学领域的研究热点和重点.研究主要集中在病原体的免疫识别、免疫细胞集聚和病原体免疫清除等不同阶段的天然免疫防御效应和机制.本文主要从以上3个方面简要评述了近年来在天然免疫细胞防御病原微生物感染的效应及机制方面的研究进展.针对某一热点研究主题,也引用了较为详尽的文献综述.这将有助于研究者从整体上认识天然免疫系统、天然免疫细胞和分子对病原体感染的防御效应.     

植物激素定量分析方法研究进展

植物激素是对植物生长发育具有重要调控作用的小分子化合物, 在低浓度下就能发挥生理作用, 参与调控植物生长发育的每一过程. 植物激素的合成、运输、代谢和分子作用机理的深入研究都需要对植物激素进行定量分析. 但是, 植物激素定量分析受到低含量、次生代谢产物背景干扰严重等因素的影响, 一直是植物激素研究领域的瓶颈. 近年来, 随着植物激素在提取、纯化和检测方法等方面的发展, 植物激素定量分析取得一定进展. 固相萃取技术和色谱/质谱联用技术的发展为植物激素的高效提取纯化和准确定量分析提供了可能, 成为植物激素定量分析领域广泛被接受的技术手段. 此外, 液相萃取、免疫纯化、免疫分析和电化学分析等纯化检测方法在植物激素分析中也有应用, 本文对各种纯化检测方法进行了比较和讨论. 随着植物激素调控机理和植物激素互作研究的深入, 需要对原位、动态和多种植物激素同时检测, 这将是植物激素分析领域的未来研究方向.     

ftsZ基因与质体的分裂

质体是植物细胞中一类重要的细胞器, 其正常分裂过程与植物细胞的分化和发育密切相关. 人们对于质体分裂的早期研究主要集中于质体分裂过程的形态学观察和对某些突变体材料的遗传学分析, 而对于控制质体分裂的分子基础尚无明晰的认识. 近年来, 随着原核细胞分裂基因类似物在植物中的发现以及对质体进化祖先原核生物细胞分裂机制的解析, 极大地促进了人们对质体分裂机制的认识. 通过对分裂相关基因的功能研究, 人们认为作为内共生产物的质体可能与其原核祖先具有相似的分裂机制, 特别是对在分裂过程中发挥关键作用的ftsZ基因功能的深入研究为人们从分子水平上认识质体分裂的机制奠定了坚实的基础. 本文对质体分裂的研究历史进行了简单的回顾, 并对近来质体分裂分子机制的研究进展做一简要评述.     

ftsZ基因与质体的分裂

质体是植物细胞中一类重要的细胞器, 其正常分裂过程与植物细胞的分化和发育密切相关. 人们对于质体分裂的早期研究主要集中于质体分裂过程的形态学观察和对某些突变体材料的遗传学分析, 而对于控制质体分裂的分子基础尚无明晰的认识. 近年来, 随着原核细胞分裂基因类似物在植物中的发现以及对质体进化祖先原核生物细胞分裂机制的解析, 极大地促进了人们对质体分裂机制的认识. 通过对分裂相关基因的功能研究, 人们认为作为内共生产物的质体可能与其原核祖先具有相似的分裂机制, 特别是对在分裂过程中发挥关键作用的ftsZ基因功能的深入研究为人们从分子水平上认识质体分裂的机制奠定了坚实的基础. 本文对质体分裂的研究历史进行了简单的回顾, 并对近来质体分裂分子机制的研究进展做一简要评述.     

植物生殖的定量细胞学研究进展

当代植物胚胎学的主要任务在于揭示植物有性生殖过程——植物生殖细胞的产生、受精作用以及胚胎发育的基本规律.而植物生殖过程中的复杂问题,必将促使这门学科不断应用各种新的方法和技术来逐步解决.近年来,研究植物生殖的细胞生物学就是植物胚胎学与细胞生物学相互渗透和结合的产物,被认为是一个新的学科生长点.定量细胞学(Quantitative cytology)研究则是这个新的生长点上一个正在迅速发展的方向. 定量细胞学是应用电子计算机技术和数理方法通过对生物细胞的空间形态以及特征参数进行定量分析,从而揭示其结构与功能之间相互关系的一门边缘学科.随着细胞超微结构研     

补体系统的发育进化及其与特异性免疫的关系

哺乳动物的补体系统是一个由补体成份、血浆补体调节蛋白、膜补体调节蛋白及补体受体等30余种糖蛋白组成的,具有精密调控机制的复杂的蛋白质反应系统。多种病原微生物及抗原体复合物等可通过三条既独立又交叉的途径激活补体,产生调理吞噬,杀务细胞,介导炎症,溶解清除免疫复合物等多种重要的生物学效应,虽然抗原-抗体复合能通过经典途径激活补体,     

植物膜蛋白的囊泡转运及调控机制的研究进展

膜蛋白的囊泡转运对维持植物的生长发育、细胞内外的物质交换、细胞识别、免疫应答、信号转导等生物学过程具有重要的生理学意义.近年来,随着超分辨显微技术和蛋白标记方法的更新和进步,对膜蛋白转运相关机制的研究也取得了很大进展.尽管当前对囊泡转运机制的研究手段或技术方法有很多,但关于膜蛋白囊泡转运途径及其研究技术方法缺少系统的总结.本综述首先介绍了膜蛋白囊泡转运所涉及的相关细胞器,全面总结了植物膜蛋白的不同囊泡转运途径,并在此基础上,系统概括了研究植物囊泡转运所使用的化学方法和突变体;最后,展望了植物膜蛋白囊泡转运途径中的研究前景,以期为了解和阐明植物体如何感知及适应环境的调控机制提供一定的思路和见解.     

质谱技术探索蛋白磷酸化信号机制的研究进展

蛋白质磷酸化信号网络在植物生长发育和抵御外界环境变化过程中起重要调控作用,解析这些复杂的信号通路及其作用机理一直是生物学研究领域的重点和难点.近年来,已经发展多种方法用于分析蛋白磷酸化的动态变化和功能机理.本文总结了研究植物蛋白磷酸化信号网络的不同方法和最新进展:首先概述磷酸化蛋白的富集纯化技术和检测方法,评价每种方法的优缺点;其次重点讨论研究磷酸化蛋白质组学和互作组学的不同质谱方法和这些方法在植物生物学领域的研究进展,并结合案例分析其应用范围.此外,还归纳和探讨这些技术的不同特性以及在蛋白磷酸化研究中的优势,并对这方面的研究热点作了展望,为深入研究蛋白磷酸化修饰在植物生物学中的分子机制提供重要的指导作用.     

烟粉虱传播植物病毒特性及机制研究进展

烟粉虱是一类小型刺吸式口器昆虫,目前被认为是一个包含数十个隐存种的隐存种复合群.近年来随着进出口贸易的增加,烟粉虱在世界范围内急速扩散.烟粉虱主要通过传播植物病毒危害植物,对世界范围内的多种作物、蔬菜以及园林植物等造成巨大危害.目前可由烟粉虱传播的植物病毒涵盖5个属400多个种,其中菜豆金黄花叶病毒属为单链DNA病毒且均由烟粉虱以持久循环型方式传播,其余4个属均为单链RNA病毒并由烟粉虱以半持久型或非持久型方式传播.明确烟粉虱传播植物病毒的生物学特性,解析烟粉虱与病毒间的互作机制将为阻断烟粉虱传播植物病毒提供新方法、新思路.本文分别对烟粉虱传播不同属病毒的特性进行了综述,并着重讨论了烟粉虱与菜豆金黄花叶病毒属病毒的互作机制.菜豆金黄花叶病毒属病毒跨越烟粉虱中肠、唾液腺和卵巢屏障的过程需要多种介体蛋白的参与.烟粉虱不同隐存种传播同一种病毒的能力往往存在差异,而这种差异性传播往往与病毒穿过不同烟粉虱体内屏障的能力有关.同时,烟粉虱免疫系统在抵御病毒侵染过程中发挥重要作用.此外,多项研究表明病毒在烟粉虱体内存在复制迹象.     

细菌c-di-AMP特异性磷酸二酯酶的研究进展

c-di-AMP特异性磷酸二酯酶(c-di-AMP-specific phosphodiesterase, PDE)是一类能够将c-di-AMP水解为线性pApA或AMP的酶,对维持细菌体内c-di-AMP的代谢平衡至关重要.在不同的细菌中存在着不同结构类型的PDE,其功能既具有一定的保守性,又存在特异性. c-di-AMP作为第二信使分子在包括古菌、革兰氏阳性菌及支原体、衣原体、蓝细菌等部分革兰氏阴性菌等在内的原核生物中发挥多种功能.近年来研究显示, PDE通过调节细菌中cdi-AMP水平,进而调控细菌生长、生物被膜形成、细菌耐药性、细菌毒力和宿主细胞的免疫应答等生物学过程,是预防和治疗病原菌感染的重要潜在靶点,在疫苗研发及小分子药物筛选开发领域中具有极大的潜力.本文对近年来PDE分类、结构及生物学功能等方面进行综述,旨在为相关研究人员提供参考.     

水稻的病程相关基因简

在几乎所有的植物中都有病程相关（pathogenesis-related,PR）基因的报道,其广泛存在及序列特征和功能的保守性提示着其重要性. 最初发现PR基因主要是由于它们在植物受到病原物侵染时会大量表达. 但近年来的研究表明,PR基因在衰老、伤害、非生物逆境胁迫、激素处理甚至正常生长发育过程中也发挥着作用. 由于PR基因种类、数目较多,前期的命名系统不统一,给深入了解PR基因的功能造成了不便. 本文系统整理了水稻PR基因的相关报道,集合了PR基因的类别、数目、名称、注释信息、代表性基因的功能,归纳了PR基因在抗病、抗逆和发育过程中的转录或表达特征及转PR基因后的表现,并以Loc号和序列为核心,将文献中有不同名称的同一基因进行了对应. 另外,还展望了水稻PR基因研究的意义和今后的重点研究方向,以供同行参考.     

慢性情绪应激对大鼠行为、神经内分泌和免疫反应的影响: 一个新的情绪应激模型

介绍一种新的情绪应激模式, 即以不确定性空瓶饮水刺激作为情绪应激源, 考察14 d情绪应激对大鼠行为、神经内分泌和免疫功能的影响. 结果表明情绪应激诱发出明显的攻击行为, 激活了HPA轴和交感神经系统, 减少了特异性抗体的产生和血白细胞数目. 而单纯缺水但无空瓶刺激的应激只引起探究行为、HPA轴激活和血白细胞数目降低. 这些结果证明了心理行为因素对行为、内分泌和免疫功能的作用. 该模型可用作拟人类的情绪应激模型(例如愤怒或焦虑), 它有助于进一步研究情绪应激、行为和免疫功能间的复杂关系.     

水稻的病程相关基因

在几乎所有的植物中都有病程相关(pathogenesis-related,PR)基因的报道,其广泛存在及序列特征和功能的保守性提示着其重要性.最初发现PR基因主要是由于它们在植物受到病原物侵染时会大量表达.但近年来的研究表明,PR基因在衰老、伤害、非生物逆境胁迫、激素处理甚至正常生长发育过程中也发挥着作用.由于PR基因种类、数目较多,前期的命名系统不统一,给深入了解PR基因的功能造成了不便.本文系统整理了水稻PR基因的相关报道,集合了PR基因的类别、数目、名称、注释信息、代表性基因的功能,归纳了PR基因在抗病、抗逆和发育过程中的转录或表达特征及转PR基因后的表现,并以Loc号和序列为核心,将文献中有不同名称的同一基因进行了对应.另外,还展望了水稻PR基因研究的意义和今后的重点研究方向,以供同行参考.     

我国小麦条锈菌模式菌系的DNA指纹分析

分子生物学的迅速发展推动了群体遗传学理论在植物病理学中的应用,由于建立了有效的DNA遗传标记体系,大大推进了对一些重要病原真菌群体遗传特征的认识,如稻瘟菌(Magnaporthe grisea),马铃薯晚疫菌(Phytophthora infestans),大麦白粉菌(Erysiphe graminis f.sp.hordei),以及小麦颖枯菌(Septoria tritici)等。阐明病原菌的群体生物学特征是筛选和鉴定抗病资源、合理布局抗病基因以及设计有效的病害防治策略的基础。小麦条锈病是我国小麦最重要的病害之一,全国协作攻关已有四十多年的历史,通过对病菌群体的毒性分析,逐步形成了条锈病的有效的综合防治体系,为稳定小麦生产做出重大贡献。然而,由于传统的毒性分析方法本身缺乏遗传标记,限制了对这一活体营养病菌群体进化和毒性变异机制认识的深入,建立其DNA分子标记体系,可望为深入认识条锈菌的群体生物学和流行学奠定基础。在前期工作中我们在条锈菌基因组中克隆到一个中度重复的DNA序列家族PSR序列,这在锈菌类中尚属首次,本文报道用其中的PSR331序列的亚克隆PSR331S3对我国小麦条锈菌模式菌系进行DNA指纹分析的研究结果。