光敏色素与转录因子结合直接调控植物基因表达和发育

植物的光控发育一直是植物学中一个非常活跃的研究领域,是近该领域又取得重大突破性进展,人们通过酵母双杂交技术克隆到在体内与光敏色素相互作用的转录因子,并证实被光活化的光敏色素直接进入细胞核与转录因子结构合启动基因表达,本文就此研究进展作简要介绍。     

花发育调控基因的研究进展

花发育调控基因的研究进展聂亭,马诚（中国科学院发育生物学研究所．北京１０００８０）白书农白书农所在单位为中国科学院植物研究所花的发育是植物生长过程的一个重要阶段。九十年代初,随着植物分子生物学研究方法的逐步发展和模式植物的建立,在花发育调控基因方面的研究已经取得了一些结果,它们主要集中在拟南芥菜,金鱼草及单子叶的玉米等材料。本文特对这些工作做如下简扼的介绍。     

水稻光敏色素A和B的突变对气孔发育和OsAQP基因表达的影响

OsAQP是在水稻叶片保卫细胞中高表达的液泡膜型水通道基因,为研究该基因在水稻发育过程中的表达与光敏色素光信号通路的关系,观察统计了日本晴、光敏色素突变体phyA和phyB 3个水稻品种的生长发育特征,比较了开花时间、叶片气孔密度、气孔器长等指标,并采用半定量RT-PCR以及实时定量PCR技术检测OsAQP基因在3种材料不同时期叶片中的表达特性。结果显示,光敏色素突变体phyB叶片的气孔密度、气孔器长度均低于同时期的日本晴和光敏色素突变体phyA水稻,说明光敏色素B及其相关信号可能与气孔的发育关系密切;表达模式分析显示,OsAQP基因在3个水稻品种的叶片中具有不同的表达特性,并伴随发育时期呈现下降的趋势。本研究结果说明水稻光敏色素B以及相关信号不仅与气孔的发育有关,而且可能通过与光敏色素A及相关信号通路共同调节OsAQP基因的表达,参与气孔开闭的调节。     

植物气孔发育及其调控研究

气孔是植物与外界进行气体交换的通道。植物通过调节表皮气孔的开闭、大小和数目来优化气体的通过量,从而适应自身的生存环境。最近的研究工作揭示了控制气孔发育的基本遗传途径,以及环境信号如何调控气孔发育的基本遗传途径。文章总结了控制植物气孔发育基本途径的分子基础以及外界环境因素(主要是光和二氧化碳)与激素信号对气孔发育的调控机制,并对将来本领域需要解决的几个问题提出了看法。     

植物发育过程中特异性基因的表达

从基因的细胞、组织、器官特异性表达和特写发育阶段的时间表达等几个方面介绍植物发育过程中特异基因表达的研究进展。     

高等植物根边缘细胞的发育调控及其生物学功能

植物根边缘细胞是从根冠表皮游离出来并聚集在根尖周围的一群特殊细胞 ,以前曾称为根冠脱落细胞。最近的证据表明 ,绝大多数物种边缘细胞具有生物学活性 ,其发育是受内外信号调控。边缘细胞一旦从根表皮游离后 ,其代谢活性大大上升、基因表达明显不同于根冠细胞。最近 ,与边缘细胞发育早期和晚期相关的两个基因PsUGT1和RCPME1分别被克隆和鉴定。边缘细胞能特异性地合成、分泌一系列的化学物质 ,包括花色素苷、抗生素、特异性酶类及其他化学物质能抑制或促进根际周围的细菌、真菌、病毒、线虫等的生长以及中和根际周围一些有毒化学物质如铝毒。因此 ,边缘细胞在植物生长发育过程中起着多种生物学功能     

高等植物根边缘细胞的发育调控及其生物学功能

植物根边缘细胞是从根冠表皮游离出来并聚集在根尖周围的一群特殊细胞,以前曾称为根冠脱落细胞.最近的证据表明,绝大多数物种边缘细胞具有生物学活性,其发育是受内外信号调控.边缘细胞一旦从根表皮游离后,其代谢活性大大上升、基因表达明显不同于根冠细胞.最近,与边缘细胞发育早期和晚期相关的两个基因PsUGT1和RCPME1分别被克隆和鉴定.边缘细胞能特异性地合成、分泌一系列的化学物质,包括花色素苷、抗生素、特异性酶类及其他化学物质能抑制或促进根际周围的细菌、真菌、病毒、线虫等的生长以及中和根际周围一些有毒化学物质如铝毒.因此,边缘细胞在植物生长发育过程中起着多种生物学功能.     

纤毛虫大核发育过程中程序化的DNA消除

纤毛虫大核发育过程中发生程序性的ＤＮＡ消除,被消除的序列为内在删除顺序非编码区。消除以后,大核胚基中的ＤＮＡ发生片段化,在腹毛目纤毛虫中,ＤＮＡ断裂成为只有基因大小的ＤＮＡ分子;在四膜虫中,ＤＮＡ断裂成为平均长度约６００ｋｂ的片段,在断裂位点发现一个１５ｂｐ的顺序,为断裂位点的标志信号。通过对四膜虫小核基因组某一内在删除顺序的研究,发现此序列的删除受两套顺式作用顺序的控制。     

植物抗病基因的克隆与分子育种

植物抗病基因的克隆与分子育种翟文学,朱立煌（中国科学院遗传所植物生物技术实验室）植物抗病常常是由于宿主和病原菌的基本遗传因素的不相容引起。这些遗传因素决定了感染早期落特对病原菌的识别,然后导致植物中一系列生化反应、这些反应组成了名为过敏反应（ＨｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅＲｅｓｐｏｎｓｅＨＲ）的区域防御机构,过敏反应特点是病原菌感染部位附近的植物细胞的快速坏死．     

肝脏发育过程中转录因子的调控

肝脏的发育经历了一系列内胚层和中胚层之间复杂的相互作用,其中转录因子扮演着重要角色。肝脏发育主要可分为两个阶段,首先是前肠内胚层感受心脏中胚层的信号而建立响应态(competence),肝向特化基因逐渐表达并形成新生肝芽。此阶段受到转录调控网络的控制,其中FoxA家族,锌指结构转录因子GATA4/6,同源结构域因子Hhex、Onecut1、Onecut2和Prox1发挥了重要的作用。其次是肝脏内细胞群体如肝细胞和胆管细胞的分化成熟阶段。这个过程的完成主要受肝富集转录因子HNF1α、HNF4、HNF6和C/EBPα的调控。本文概述了肝脏发育中复杂的转录调控网络及其发挥的作用。     

被子植物叶的发育和调控机制

叶是植物重要的营养器官.通过一些模式植物叶的发育研究,介绍了叶的发育过程,综述了叶的起始、极性建立和大小形态的控制机制.     

心肌细胞发育过程中胞浆内钙稳态的调控

Ca^2＋信号是细胞和各器官生长发育、行使其生理功能的基础,维持心肌细胞的钙稳态是保持正常心脏功能的先决条件。作为在胚胎发育过程中最早出现并行使功能的器官,胚胎期心脏的形态结构发生了明显的变化,泵血功能不断增强,以适应不断增强的机体的生理需求。从胚胎到成年,心肌细胞的功能有非常大的改变,各钙离子通道的表达也发生明显变化。因此,发育早期心肌细胞的钙稳态调控与成熟心肌细胞有明显的不同,在发育过程中引起细胞收缩的Ca^2＋来源也有明显的变化。随着分子和细胞生物学研究的发展,以及胚胎干细胞体外分化模型的应用,人们对心肌细胞发育过程中钙稳态的调控有了进一步的认识。本文综述了早期心肌细胞发育过程中胞浆内钙稳态的变化,总结了早期心肌细胞钙稳态调控机制的最新研究进展。     

调控花发育的同源异型基因

对形态发生突变体进行遗传学和分子生物学分析,是揭示发育的分子调控机制的最有效的途径。最近,世界上若干开创性的研究小组正致力于用这种分子遗传学手段研究植物花发育的调控机制,并取得了令人瞩目的进展。     

胃蛋白酶C基因在大鼠胃底腺发育过程中上皮细胞内的表达

胃蛋白酶原是胃蛋白酶的前体,是脊椎动物中普遍存在的非特异性蛋白消化酶,胃蛋白酶的生物学特性及分子特性已得到了充分研究,虽然有许多于胃蛋白酶产生细胞的研究报告,但胃蛋白酶原基因在这些细胞的表达却知之甚少,本研究采用地高辛标记的RNA探针,用原位杂交的方法研究了大鼠胃底腺中胃蛋白酶产生细胞的个体发育,研究发现,大鼠胃腺在胚胎18．5天开始出现,但没有形态分化;胃蛋白酶mRNA在出生后3．5天首次被原位杂交法检出。胃蛋白酶产生细胞在出生后8周发育成熟,胃蛋白酶的mRNA表达在主细胞和颈粘液细胞内,其发育可分为4个阶段：（1）胚胎18．5天至出生后0．5天;（2）出生后3．5天至2周;（3）出生后3周至4周,;（4）出生后8周,在胃底腺发育过程中,胃蛋白酶mRNA的表达只局限于某种特定的细胞,这些细胞的分布具有明确的阶段特异性,因此,我们认为胃蛋白酶C可作为胃上皮细胞分化的分子标志。     

光调控植物发育的一个新机制被揭示

中科院上海生科院植物生理生态所植物分子遗传国家重点实验室研究员林鸿宣领导的研究组,在水稻重要性状遗传与功能基因研究上又取得重要进展。该研究组通过对水稻耐盐相关基因OsHAL3的功能分析,揭示了光调控植物发育的一个新机制。相关研究论文于6月21日在线发表于国际著名学术杂志《自然·细胞生物学》（Nature Cell Biology）．并将刊登在7月份的该杂志上。     

水曲柳花发育过程中AG、SOC1基因表达的qRT-PCR分析

以水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)不同时期的雌雄花为材料,应用实时荧光定量PCR技术,分析了18S rRNA、GAPDH、β-actin和TU 4个常用内参基因在水曲柳花中的表达情况。经NormFinder软件分析选择出TU作为内参基因,并对水曲柳中的开花相关基因AG和SOC1在开花不同时期的表达情况进行了分析,结果表明：在水曲柳花发育期间AG、SOC1表达量在雌雄花间存在差异,AG基因在雌花初期表达量最高,之后逐渐降低,到了成熟胚囊时AG表达量又有所增加;而在雄花中AG在减数分裂时最高为1.53。SOC1基因在雌花中的表达量低于雄花。这一研究结果为深入了解水曲柳花发育过程中相关基因的表达提供理论依据。     

利用流式细胞仪研究拟南芥叶发育过程中细胞周期的调控

叶的形态建成依赖于细胞不断地分裂增殖和不同类型细胞的特化。在叶发育早期,叶细胞主要通过旺盛的有丝分裂来增加原基中细胞的数目。随着叶片的生长,叶细胞自顶部向基部逐渐退出有丝分裂进入内复制来增加细胞的倍性,同时伴随细胞的扩展和分化。本文介绍利用流式细胞仪研究双子叶模式植物拟南芥叶发育过程中细胞周期调控的方法和具体研究实例。我们发现至少存在3种类型的细胞周期异常的拟南芥叶发育突变体。此外,我们还介绍利用流式细胞仪测定DNA复制效率的方法。     

动物发育过程中热休克基因的表达

本文综述了动物发育过程中热休克基因的表达及热休克蛋白质的合成与生物耐热性的相互关系。动物发育过程中热休克基因的表达具有阶段依赖性。热休克蛋白质的合成与生物耐热性的获得呈正相关。     

ame-miR-14在意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道发育过程的调控作用

【目的】本研究旨在揭示ame-miR-14在意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂幼虫肠道发育过程的调控作用。【方法】通过Stem-loop RT-PCR和Sanger测序分别验证ame-miR-14在意大利蜜蜂工蜂6日龄幼虫肠道中的表达和序列真实性。饲喂ame-miR-14的模拟物(mimic-ame-miR-14)和抑制物(inhibitor-ame-miR-14)及其相应的阴性对照mimic-NC和inhibitor-NC对ame-miR-14分别进行过表达和敲降,利用RT-qPCR检测意大利蜜蜂工蜂4-6日龄幼虫肠道中ame-miR-14的表达量。利用生物信息学软件预测ame-miR-14的靶基因并进行相关分析。利用RT-qPCR检测ame-miR-14的过表达和敲降后其靶基因FoxO和Hedgehog在4-6日龄幼虫肠道中的相对表达量。【结果】ame-miR-14在意大利蜜蜂工蜂6日龄幼虫肠道中真实存在和表达。相较于饲喂mimic-NC,饲喂mimic-ame-miR-14后ame-miR-14表达量在意大利蜜蜂工蜂4-6日龄幼虫肠道中均为显著上调;相...