利用基因组编辑技术创制抗白粉病小麦

普通小麦(Triticum aestivum L., 2n=42, AABBDD)是异源六倍体, 是世界上最重要的粮食作物之一, 为人类提供约20%的能量。由于其基因组庞大(17 Gb), 约为人类基因组的5倍, 并且80%~90%的基因都存在3个或多个拷贝, 因此利用传统的正向或反向遗传学手段来解析小麦基因功能以及作物的性状改良都有很大的难度, 这使得小麦基因组研究远远落后于其他作物。随着小麦基因组测序的逐步完成, 建立一种高效的反向遗传学手段将成为小麦基因组功能解析和作物改良的关键。基因编辑技术是目前突变或改造基因的最具潜力的技术体系, 特别是类转录激活效应因子核酸酶(TALENs)和成簇规律间隔的回文重复序列及相关系统(CRISPR/Cas9 system), 具有效率高、特异性好以及高通量的特点。     

环境内分泌干扰物对基因甲基化的影响

环境内分泌干扰物广泛地存在于人类的生存环境中,大多数具有显著的生殖毒性,不仅影响胚胎神经系统及生殖系统的发育,并可有传代效应及致癌作用.研究表明,环境内分泌干扰物大多是通过表观遗传学机制发挥其毒性作用. 目前,此方面的研究主要集中在胎儿及新生儿期暴露于内分泌干扰物对机体基因甲基化修饰的改变方面.本文就环境内分泌干扰物对胚胎发育的影响,及其传代效应和致癌作用在基因甲基化修饰调控方面作一综述.     

基因组学与表观遗传学在肿瘤标志物研究中的应用

肿瘤标志物是一类能反映肿瘤存在与生长状态的生化物质,它们在肿瘤的早期筛查、辅助诊断、预后判断、疗效评价、复发和转移监测中具有重要意义. 随着细胞与分子生物学领域的发展,人类基因组计划大量研究成果的涌现,人们对肿瘤的发生和发展机理有了越来越清楚的认识,肿瘤标志物的研究也得到了极大的拓展与更新,特别是基因组学和表观遗传学的进展大大促进了新型肿瘤标志物的发现. 文章就肿瘤标志物发展历程,常用肿瘤标志物的种类和临床应用进行介绍,分析了现有肿瘤标志物的局限性,重点阐述了新型肿瘤标志物,如多种表观遗传学标志物及循环核酸的研究及应用. 同时,对肿瘤标志物的研究前景提出了一些观点.     

DNA甲基化与动脉粥样硬化

DNA甲基化是一种重要的表观遗传调控方式,可在转录前水平调节基因的表达.近年来的研究表明,动脉粥样硬化的发生发展与DNA甲基化密切相关. 对DNA甲基化模式改变在动脉粥样硬化发病的相关机制做深入研究,可能为动脉粥样硬化的诊治提供一种新的途径.本文将从基因组低甲基化、相关基因异常甲基化以及动脉粥样硬化危险因素的DNA甲基化等方面重点阐述DNA甲基化与动脉粥样硬化的关系.     

我国濒危哺乳动物保护生物学研究进展

本文简要论述了2010-1015年间,我国濒危哺乳动物（主要是食肉类、灵长类、有蹄类和鲸类) 保护生物学的研究进展,涉及进化保护生物学、保护生态学、保护行为学、保护生理学、保护遗传学、保护基因组学与宏基因组学和保护政策建议与实践等诸多领域。以大熊猫和金丝猴为代表的濒危动物保护生物学研究成绩显著。各项研究结果表明,大熊猫并非是一个已走到“进化尽头”的物种,仍具进化潜力。虽然大熊猫仍然面临栖息地破碎等环境问题,总的来看其种群数量在逐渐增长,栖息地面积在逐渐扩大,已走出困境并脱离“濒危”的状态,可降为“易危”。我国大熊猫的保护为世界生物多样性保护树立了成功的范例。根据国内研究进展和国际发展动态,该文还对未来保护生物学的研究提出了一些建议,包括加强长期定点监测与系统性的研究工作,加强新理论、新方法和新技术的研发及应用,加强宏微观研究手段的结合从机制上揭示科学问题,加强动物对食物、高原极端环境和水生生态环境的适应性进化分子机制的揭示,加强理论与实践相结合积极推动研究成果的应用,为濒危动物的有效保护保驾护航。     

基于高通量测序的植物群体基因组学研究进展

作为群体遗传学一种新的表现形式,群体基因组学是将基因组概念和技术与群体遗传学理论体系相结合,通过覆盖全基因组范围内的多态位点的分布式样推测位点特异性效应和全基因组效应,从而提升人们对微进化的理解。近年来,随着第二代高通量测序技术的出现和改进,完成基因组测序的植物种类迅速增加,大规模的重测序也随之开展。与此同时,在一些尚未完成基因组测序的植物物种中,也开展了一些平行测序。这些重测序和平行测序极大地促进了群体基因组学的发展,加深了人们对相关植物种群在基因组水平上的遗传多样性、连锁不平衡水平、选择作用、群体历史及复杂性状的分子机理等群体基因组学方面的认识。本文简要介绍了群体基因组学的概念、研究方法等,重点综述了基于高通量测序的植物群体基因组学的研究动态,展望了植物群体基因组学的发展前景并讨论了存在的问题,以期为相关研究提供借鉴和参考。     

miRNAs与药物成瘾

药物成瘾是一种慢性复发性脑病,主要表现为不可控制的对药物持续渴求和戒断后的高复吸。目前观点认为,成瘾是中脑腹侧被盖（ventral tegmental area,VTA）到伏隔核（nucleus accumbens,NAc）脑区多巴胺能奖赏通路中神经可塑性发生改变而导致的一种神经精神疾病。基因表达变化在神经可塑性中发挥着重要作用,但成瘾药物导致相关脑区结构和功能改变的机制还不甚清楚。微小RNAs（microRNAs,miRNAs）是一类非编码RNA,主要通过结合靶基因mRNA 3′非翻译区（3′untranslated region,3′UTR）,在转录后水平阻断其翻译成蛋白质或触发其不稳定而降解。越来越多的研究证实,miRNAs参与调节成瘾相关神经可塑性的变化。本文较系统地阐述miRNAs在药物成瘾中的作用研究进展,将为深入阐明药物成瘾的机制以及药物成瘾临床有效干预和诊治提供新思路。     

饲料中添加胆汁酸对牛蛙生长性能、体组成和营养物质表观消化率的影响

试验研究了饲料中添加胆汁酸对牛蛙Rana (Lithobates) catesbeiana生长性能、体成分和营养物质表观消化率的影响。基础饲料以鱼粉、豆粕为主要蛋白源, 棕榈油为主要脂肪源, 在基础饲料中分别添加0、100、200和300 mg/kg的胆汁酸(含量99.1%)制作4种等氮等能的试验饲料。试验将144只牛蛙初始体重(75.014.23) g随机分为4组, 每组3个重复, 每个重复12只牛蛙, 进行为期8周的生长试验。结果显示: 各试验组牛蛙成活率和摄食率差异不显著(P0.05)。200 mg/kg胆汁酸添加组牛蛙的增重率、特定生长率、饲料效率、蛋白质效率和氮保留率显著高于对照组(P0.05)。在饲料中添加胆汁酸显著降低了牛蛙脏体指数和全体的脂肪含量(P0.05), 但不影响肌肉粗脂肪以及全体和肌肉水分、粗蛋白、粗灰分含量(P0.05)。各处理组间血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇浓度均无显著变化(P0.05), 血清尿素氮含量随着饲料中胆汁酸添加量的增加而降低, 添加300 mg/kg胆汁酸组牛蛙血清尿素氮含量显著低于对照组(P0.05)。血糖水平则随着胆汁酸添加量的增加而先降低后升高, 其中100 mg/kg胆汁酸添加组牛蛙血糖水平最低(P0.05)。100 mg/kg胆汁酸添加组牛蛙肠道脂肪酶活力显著高于对照组和300 mg/kg胆汁酸添加组(P0.05), 与200 mg/kg胆汁酸添加组之间差异不显著(P0.05), 蛋白酶活力与脂肪酶活力有相似的变化趋势, 而淀粉酶活力未受胆汁酸添加水平影响。各处理组饲料营养物质的表观消化率随饲料中胆汁酸添加量的增加而先升高后降低, 其中饲料添加200 mg/kg胆汁酸显著增加了牛蛙对饲料营养物质的表观消化率(P0.05)。结果表明: 在饲料中添加适量的胆汁酸能提高牛蛙对饲料的消化率, 提高饲料效率, 从而促进牛蛙的生长, 同时可促进蛙体脂肪代谢, 降低机体脂肪沉积, 提高牛蛙可食部分比例。根据本试验结果, 建议牛蛙饲料中胆汁酸添加水平为200 mg/kg。       

利用文献精读教学新模式优化遗传学教学

《遗传学》是生命科学相关专业本科阶段最重要的课程之一。近年来,随着生命科学领域研究的不断深入,新知识与新技术也在不断更新。但遗传学的教学模式目前仍以理论讲授为主,这使得抽象的原理难以被学生理解接受,直接影响了教学效果。因此探索新的教学模式尤为必要。2010年以来我校在生物技术专业《微生物遗传学》教学中开展了新教学模式——文献精读,文章从文献精读的前期课程基础,如何选择专业文献,怎样组织教学过程,开展文献精读对学生和教师的意义等方面全面分析了实施情况和应用价值,指出该教学模式体现了“前沿”和“经典”的结合,使书本的知识在实践中具体化,既提高学生的学习效果,激发学习兴趣,又开拓了学生的思路,锻炼其能力。这种教学模式为《遗传学》教学授课不断探索新的模式、在“精准医疗”时代下如何培养兼具临床与科研能力的医疗人才提供新思路。     

番茄果重数量性状基因的研究进展及在遗传学教学中的应用

遗传学发展史上一系列经典的研究案例对学科的发展起了巨大的推动作用,将这些经典案例与教学内容相结合应用到遗传学课程教学中,对学生的科学思维和遗传分析能力是一个很好的训练。番茄果重基因的定位与克隆在数量性状基因座研究中是开创性的工作,完整的体现了植物数量性状基因的研究历程。将其作为一个综合案例应用于遗传学教学,可以生动直观地给学生展示一个精彩的科学发现过程,展现遗传学研究的魅力,激发学生的学习兴趣,收到了很好的教学效果。