转录因子AtMYB103是拟南芥花药发育必需基因

在花药发育过程中,绒毡层细胞为花粉发育提供胼胝质酶、合成花粉外壁酶及花粉成熟所需的其他营养物质.许多绒毡层发育关键基因的突变都会导致花粉发育缺陷,从而导致突变体呈现雄性不育的性状.     

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.     

高等植物开花时间决定的基因调控研究

开花是植物从营养生长向生殖生长的转变过程,在这一过程中植物顶端分生组织从钠部的代谢途径到外部表型都会发生一系列程序化的变化的变化。与开花相关基因的表达是实现这一转变的基础,环境因子（春化作用和光周期）以及细胞自身的生长状况对这些基因的表达起着调控作用。近年来在高等植物成花决定过程的基础调控研究方面取得了很成就,简要综述该领域国内外的最新进展。     

调控基因表达的miRNA

近年来, 在小分子RNA中发现了一类与调节基因表达密切相关的分子micro RNA (miRNA). miRNA由内源性基因编码, 可通过诱导mRNA的切割降解, 翻译抑制或者其他形式的调节机制抑制靶基因的表达. 寻找这类调节分子及其靶基因已成为研究的热点. 我们试图回顾miRNA的研究历史, 简介miRNA 分子的检测方法, 介绍 miRNA 在基因组中的位置、miRNA靶基因的搜寻、miRNA生物功能的鉴定, 并探讨miRNA的作用机制, 最后展望 miRNA 在调控生命体的发生、生长、发育和分化等方面的重要作用. 可以预测, 全部miRNA基因功能的鉴定必将给人们对生命体的研究带来新的理念、方法和思路.     

胚胎发育的基因调控

１９９５年诺贝尔生理学／医学奖授给了三位国际名发育生物学家，他们对果蝇早期胚胎的基因调控作用出了杰出了贡献，他们发现了一些重要的基因能控制果蝇的胚胎发育，这为研究人类的胚胎发育物阐明畸形产生的机理奠定了重要理论基础，虽然他们采用的方法是经典遗传学手段，但得到的成果却令人惊叹而信服，这些突破性成就来自于纯性的基础研究，在当前强调应用性研究的气氛中，颇为理论研究鼓气壮胆。     

基因调控网络的生物信息学研究

DNA微阵列技术和蛋白质质谱技术为基因调控网络的研究提供了可能的技术装备.基因调控网络的研究试图以系统的观点为出发点,从基因之间相互作用的角度揭示复杂的生命现象.基因调控网络是功能基因组学研究的重要内容,也是当前生物信息学研究的前沿.本文着重从生物信息学的角度对基因调控网络的研究从源起内容到方法进行了全面的回顾和总结.     

利用亚细胞位置特异的基因功能模块与表达调控网络识别疾病特征基因

利用Gene Ontology中的生物过程(biological process)及细胞组分(cellular component)两种分类体系, 选择显著聚集差异表达基因的复合功能模块, 识别其中能够有效分类疾病样本的特征功能模块, 以特征功能模块中的差异表达基因作为特征并分析它们与疾病的相关性. 对前列腺癌、胃癌和白血病数据的分析结果表明, 基于特征功能模块的特征基因选择方法可以识别与疾病高度相关的功能一致的特征基因. 进一步的分析显示, 根据特征功能模块和基因表达调控信息构建基因表达调控网络, 可以从中挖掘可能的疾病关键特征基因, 并提示对复杂疾病同时应答的多功能模块间协同作用关系机理研究的重要线索. 同时, 本研究结合基因功能分类的疾病特征基因选择方法提示了一种高准确度的疾病分类方法, 分类结果有明确的生物学意义, 对复杂疾病的分子病理学研究亦有重要的意义.     

胚胎发育的基因调控——1995年度诺贝尔生理学/医学奖简介

1995年度诺贝尔生理学/医学奖授给了三位国际著名发育生物学家,他们对果蝇早期胚胎的基因调控作出了杰出的贡献.他们发现了一些重要的基因能控制果蝇的胚胎发育.这为研究人类的胚胎发育和阐明畸形产生的机理奠定了重要理论基础.虽然他们采用的方法是经典遗传学手段,但得到的成果却令人惊叹而信服.这些突破性成就来自于纯理论性的基础研究,在当前强调应用性研究的气氛中,颇为理论研究鼓气壮胆.     

拟南芥种子萌发过程中差异表达基因的识别和pre-mRNA可变剪接图谱的构建

种子的萌发是植物新生命的开始,也是决定植物种群更新、物种延续的关键环节和影响粮食作物产量的重要因素.种子萌发事件是一个极其复杂的过程,其调控机制至今仍未完全知晓.本文基于拟南芥种子不同萌发过程的RNA-seq测序数据,分别从基因表达和pre-m RNA可变剪接层面系统地剖析了种子萌发过程中的组学特征和调控机制.首先,通过组学数据分析方法得到拟南芥的基因表达矩阵,系统地识别了种子不同萌发阶段间的差异表达基因,并解析了其生物学功能.结果显示,随着种子的萌发,一方面大量与糖酵解、DNA合成等代谢过程密切相关的基因被激活,保证了种子新陈代谢和基本的细胞活性的重新激活;另一方面,与氧化应激胁迫响应、有毒物质响应、热响应、水响应等相关的基因活性被抑制,保证了种子能够从休眠态顺利活化.其次,使用r MATS系统描绘了种子萌发过程中各阶段的pre-m RNA可变剪接图谱,鉴定了不同萌发阶段间的差异可变剪接事件,并分析了种子萌发过程中的可变剪接特征及差异可变剪接事件的生物学功能.该工作的开展将进一步促进种子萌发过程中的调控机制的阐明,并为相关实验工作的开展提供一定的帮助.     

水稻花发育基因调控的研究进展

开花是高等植物从营养生长转向生殖生长的一个重要的生理过程。近几年来对水稻开花的研究取得了一些新的进展。分析了水稻从营养生长向生殖生长转化过程的基因控制,以及环境因素与植物内在发育程序对控制水稻开花时间的基因的影响,阐释了与拟南芥花器官发育的ABC模型相似的水稻的花器官发育机制,简述比较遗传学中利用基因共线性对开花控制位点的研究,这些研究结果与寻找更多的水稻开花基因并研究其功能提供了有意义的启示。     

花药特异性表达的类查尔酮合酶基因D5与水稻花粉发育相关

采用ＲＮＡ原位杂交技术对水稻类查尔酮合酶基因Ｄ２进行细胞定位,结果表明Ｄ５基因特异地在水稻花药的绒毡层及维管束周围细胞中大量表达。为了进一步研究其功能,将水稻 劝蛋白基因（Ａｃｔｉｏｎｌ）启动子驱动的Ｄ５正义及反义基因分别转入水稻中,对转基因水稻花粉不同发育时进行观察,发现表达反义Ｄ５义及反义基因分别转入水稻中,对转基因水稻花粉不同发育时期进行观察,发现表达了反义Ｄ５基因的花粉其形态表现明显不正常     

具有环指结构域的E3泛素蛋白连接酶SDIR1正向调控拟南芥胁迫响应的脱落酸信号传导途径

2007年6月15日，中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗博士实验室在The Plant Cell在线发表题为“SDIR1 Is a RING Finger E3 Ligase That Positively Regulates Stress—Responsive Abscisic Acid Signaling in Arabidopsis”的论文，报道了一种具有环指结构域的E3泛素蛋白连接酶SDIR1正向调控拟南芥胁迫响应的脱落酸信号传导途径．     

分离鉴定拟南芥开花调控基因Flowering Locus D(FLD)的一个新等位突变

高等植物的开花是由植物的内在因素和环境因素两方面控制的. 在拟南芥中, 控制开花的几个主要的遗传位点已经被鉴定. 拟南芥Flowering Locus C 基因(FLC)通过作用于自主途径抑制由营养生长向生殖生长的转化. FLC 的表达能被FLD 抑制, 而后者编码组蛋白去乙酰化酶复合体的一个成分. 本研究分离鉴定了一个新的FLD 等位突变体fld-5. 遗传分析表明, fld-5(Wassilewskija 生态型)和前人报道的fld-3 和fld-4(Colombia-0 生态型)是等位突变体. 遗传学和分子生物学分析表明, fld-5 在FLD 编码区有一个移码突变, 从而导致其可读框的提前终止. 在fld-5 突变体中FLC 的表达显著增加, 因此可能导致该突变体呈现出异常的晚花表型。     

拟南芥根特异表达转录因子AtMYB305的鉴定及功能研究

AtMYB305是拟南芥MYB基因家族的成员之一,对其蛋白结构和DNA结合活性进行了分析鉴定,并对其表达特征和细胞内功能作了初步分析。AtMYB305含R2和R3的两个重复序列及MYB蛋白特有的其他氨基酸组成,凝胶阻滞实验证明,GST－AtMYB305融合蛋白能与含有MYB识别位点（TAACTG）的DNA片段发生特异结合。在裂殖酵母中过量表达AtMYB305蛋白产生单核长细胞,其染色体异常凝缩,半定量RT－PCR分析表明AtMYB305基因在拟南芥的根器官中特异表达。     

拟南芥磷酸肌醇特异性磷脂酶AtPLC6基因的克隆与表达

利用文库筛选和RT-PCR方法, 从拟南芥中克隆到长度为1954 bp, 包括全长1734 bp编码区的AtPLC6 cDNA, 推测其编码一含有578个氨基酸的多肽, 其等电点为7.24, 分子量为66251.84 Da. 在GenBank中进行序列比对发现, AtPLC6为一新发现的拟南芥PI-PLC基因. 对推测的氨基酸序列结构的分析表明, AtPLC6具有EF手性结构、X结构域、Y结构域和C2结构域, 与植物中已知的其他磷酸肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC)在结构上相似, 类似于动物中典型的δ-型磷酸肌醇特异性磷脂酶. 将AtPLC6的编码区序列插入原核表达载体后进行了原核表达, 纯化的AtPLC6重组蛋白可水解PIP2产生IP3和DAG, 且水解活性呈明显的钙依赖特性, 反应的最适Ca²⁺浓度为10 μmol/L. Northern分析结果表明, 在检测的根、茎、叶、花、果和幼苗中均有AtPLC6 mRNA的转录, 但转录水平较低. 用ABA, NaCl, 冷和热等胁迫处理的实验表明, AtPLC6 mRNA的转录受到冷胁迫的诱导, 而受ABA, NaCl和热等胁迫影响较小, 推测AtPLC6可能参与了植株对冷胁迫的响应.     

胚胎发育合子型基因激活（ZGA）的调控机制

新受精卵超越早期分裂阶段正常的发育需要胚胎基因转录的重新起动与续后调控,ZGA（合子型基因激活）是胚胎发育过程中母型调控的合子型调控过渡中的关键事件,卵为新形成合子发育程序的起动提供了特殊的环境条件,并对其调节控制起了必要的作用,各类动物早期卵裂过程的胚胎基因转录起动精确时间是可变的,涉及染色质结构成分、调控元件（顺/反式）、RNA降解、DNA复制、修饰/加工作用、卵子发生因子、合子钟及天然信号等多种因素的调节控制,本文综述了当前胚胎发育合子基因表达的时间及相关调控机制的研究进展。     

发育时期专一性相关的调控因子与人体ε-珠蛋白基因5′旁侧调控元件DNA的结合

人体ε-珠蛋白基因是人体β-类珠蛋白基因簇中胚胎型结构基因,在胚胎发育过程中,它最先在卵黄囊血岛中表达,也最先关闭,呈现出严格红系组织特异性和发育时期专一性特点.最近有人报道,人ε-珠蛋白基因5’旁侧DNA序列对人ε-珠蛋白基因时空表达和调控起着很重要的作用.已鉴定出位于该基因5’旁侧DNA序列内,从-535bp到-453bp为一个正调控元件(PRE),从-392bp到-177bp为一个沉默子(Silenecer)(图1).但目前尚不清楚它们作用的分子机制.