被子植物胚胎发育的分子调控

被子植物的胚胎发育受到精确的遗传调控。从双受精开始到种子成熟,胚胎发育经历了合子激活、细胞分裂与分化、极性建立、模式形成、器官发生和储藏物质累积等重要过程。过去20年来的分子遗传学研究鉴定了很多调控胚胎发生的基因．为了解胚胎形成的分子机理提供了大量信息。本文对这一领域的主要研究进展进行了简要评述,重点阐述了植物的早期胚胎发生过程,对尚未解决的科学问题及未来发展方向进行了综合分析。     

胚胎发育由母型调控向合子型调控过渡的机制

对有性繁殖的生物而言,合子的产生意味着胚胎发育的开始。随后的发育均具备如下通性:第一阶段为细胞分裂,由单个受精卵逐步分裂成为多细胞;第二阶段为细胞运动、分配、三胚层(外胚层,中胚层和内胚层)形成;最终为组织与器官的形成。第一阶段的细胞分裂基本上属母型调控,即由源自卵母细胞发生期间合成的大量蛋白质和mRNAs调控。母型mRNAs     

调控胚胎发育的基因

胚胎发育是一个沿时空顺序坐标在形态上剧烈变化,既复杂又充满神秘色彩的过程,对它的研究由来已久。孟德尔（Ｍｅｎｄｅｌ,１９００）和摩尔根（Ｍｏｒｇａｎ）的遗传研究,使生物学家们开始关注突变引起体形奇特性变化的重要性。Ｂｒｉｄｇｅｓ（１９１５）阐述了果蝇...     

早期胚胎发育合子基因组激活调控

动物早期胚胎发育始于分化成熟的雌雄配子经受精后重编程为全能性合子。在胚胎发育的初期,合子基因组的转录水平处于静默状态,母源物质调控占据主导地位。随着胚胎发育的进行,母源物质会经历分阶段的降解,合子基因组开始逐渐激活转录,标志着早期胚胎发育从母源性调控向合子基因组调控的转变,也称为母源-合子转换（maternal-zygotic transition,MZT）。其中一个关键的转折性事件就是合子基因组激活（zygotic genome activation,ZGA）,ZGA的正确发生对于早期胚胎发育和细胞命运决定至关重要。然而,目前对于ZGA的调控因子和具体的分子机制仍知之甚少。研究表明,ZGA在不同物种中存在较大差异,可能受到DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、染色质重塑以及ZGA相关因子等多种调控因素的影响。本文探讨了上述几种调控因素影响合子基因组激活的研究进展,对进一步研究早期胚胎ZGA的相关机制具有借鉴意义。     

早期小鼠胚胎发育的基因表达

受精是新个体发育的时 -空点 ,从一个形态单纯的单细胞受精卵发育成能独立生活的个体动物 ,形态上出现一系列的变化 ,而更重要的是基因表达。基因组是机体内惟一确定的 ,为所有各类细胞共同拥有 ,但基因组内各个基因表达的选择性和程度随时间、位置和环境条件的不同而发生改变 (严云勤等 ,2 0 0 2 ;胡静等 ,2 0 0 1;范衡宇等 ,2 0 0 1)。个体的发育和分化、内环境的稳定性、对外界刺激的应答、细胞循环的调节、衰老和程序化细胞死亡等正常的发育过程以及疾病的病理学过程 ,包括癌症的病理学过程 ,无论是由一个基因的突变引起的或是由于多基…     

MicroRNA在鱼类胚胎发育中的调控作用

MicroRNA(miRNA)是一类长度为21~23个核苷酸的调控性小分子RNA,它们通过抑制蛋白质翻译或降解mRNA的方式负调控基因表达,在胚胎发育、细胞凋亡、细胞增殖分化和肿瘤发生中发挥重要作用。近年来,越来越多的研究证实miRNA在鱼类胚胎发育过程中具有重要的调控作用。本文就近年来miRNA在鱼类胚胎发育中的作用研究作一综述,以期为进一步探索miRNA在鱼类生长发育、生理过程及疾病防御中的作用提供理论基础。     

猪胚发育分子调控机理与基因转殖猪

近年来,台湾大学畜产系和有关研究机构,对畜禽生物分子学与胚胎分子学调控方面的研究有一定进展,在猪滤泡发育分子调控、猪胚胎发育分子调控和基因转殖猪的研究都取得了重大成果。     

早期胚胎发育母源基因的表达调控

精卵细胞是自身细胞系谱发生的产物 ,具有与双亲生物环境相互作用发育的先天性遗传。受精是新个体发育的起始点 ,是基因表达在胚胎发育过程中的选择性和时间上的规律顺序[1,2 ] 。基因组内各个基因表达的选择性和程度 ,无论是由单基因的突变引起或是多基因的复杂影响引起 ,都随时间、位置和环境条件的不同而发生改变[3 ] 。基因表达的变化是控制个体发生的细调节中心 ,决定着所有的生命过程。1 .早期胚胎发育的物质基础伴随卵母细胞生长的是核糖体和信使ＲＮＡｓ转录活化 ,Ｐｏｌｙ(Ａ)ｍＲＮＡ的合成约占总ＲＮＡ的 2 0 % ,小鼠大约在排卵…     

小鼠合子型基因激活（ZGA）的调控

合子型基因的激活是胚胎发育过程中母型基因的合子型基因调控过渡中的关键事件。本文对近年来有关ＺＧＡ的一些研究进展作了综述。在小鼠中,ＺＧＡ的起始是由受精后胚胎发育所经历的时间进程调控。即由所谓的合子钟调控。ＺＧＡ的启动依赖于源自母方的母型物质。ＺＧＡ的过程由两个时段组成,一个是起始于１细胞胚胎期的第一次转录爆发期,称为次要的基因激活期;另一个是起始于２细胞期的主要合子型基因转录期。有关研究还不断深入     

小鼠胚胎ZGA中的基因表达及调控机制

哺乳动物早期胚胎发育的关键事件之一就是合子型基因激活,它决定着胚胎的正常发育与否。早期ZGA的起始必须依赖于源自母亲的母型蛋白,而这些蛋白的翻译后修饰过程,尤其是蛋白质磷酸化过程在ZGA中起重要作用。在小鼠中,伴随2细胞胚胎的形成,ZGA发生时选择性激活基因往往需要增强子的作用。由于合子钟以及2细胞胚胎期的转录抑制环境的影响,避免了那些应该在胚胎发育后期表达的基因的成熟前表达,使它们能按正确的发育时空顺序被选择性激活。目前,已经发现了在ZGA初期被激活的一些合子型基因,诸如hsp70、eIF-4C、U2afbp-rs等,对它们的研究已有了新的进展。     

植物体细胞胚发生的分子基础

植物通过体细胞胚胎发生途径形成再生植株已是及其普遍的现象,这一发育途径为研究植物细胞的分化、发育、全能性表达和作物品种改良、突变体筛选等提供了良好的实验体系,在理论上和应用中都具重大意义.体细胞分化为胚性细胞是受细胞内外多种因子所调控[1, 2],其中最重要的是受特定基因的调控,在胚性细胞的分化过程中伴随着特定的遗传信息表达,其分化过程的实质是基因按顺序表达调控,是相应基因产物作为胚性细胞形成的分子基础.本文结合我们的工作来探讨体细胞胚发生分子基础研究现状.     

植物体细胞胚发生的分子基础①

ＭｏｌｅｃｕｌａｒＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｎＰｌａｎｔＳｏｍａｔｉｃＥｍｂｒｙｏｇｅｎｅｓｉｓＸＩＮＧＧｅｎｇ－ＳｈｅｎｇＣＵＩＫａｉ－ＲｏｎｇＳＨＡＮＬｕｎＷＡＮＧＹａ－Ｆｕ（ＴｈｅＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｒｉｄＡｇｒｏｅｃｏｌｏｇ...     

Plant Embryogenesis

The subject of this review is the development of the plant embryo. Plant embryo-genesis is a unique process in the sense that it can be started not only from the fertilized egg but can also be initiated from other cells of the reproductive apparatus and even from somatic cells. One of the challenges of this field is therefore to unravel the molecular mechanisms that lead to the formation of a cell destined to form an embryo. A second important area of research is to determine the molecular basis of pattern formation in the embryo, a process that results in a stereotyped organization of a seedling. On the one hand, the pattern formation process has to establish precisely arranged tissue organization, but on the other hand sufficient flexibility during plant development has to be maintained to allow continuous formation of new organs from meristems.

In this review we summarize recent work that employs a variety of experimental systems that range from genetic dissection of pattern formation in the zygotic embryo, androgenesis and in vitro fertilization to somatic embryogenesis. While each of these systems highlights a different aspect of embryogenesis, they can be mutually beneficial in helping to understand the making of the plant embryo.     

光周期影响植物花时的分子机制

日长感知是植物所具有的重要的生物学功能,光周期是决定植物开花时间的关键环境因子之一。光周期的暗期长度是决定植物成花的决定因素。通过形态学和遗传学研究,揭示了光周期敏感的一些遗传特性,并确定了光敏感指数的标准。构建了光周期性状相关的分子标记连锁图谱,是进行基因定位、克隆和分子标记辅助选择的重要基础工作,也是进行光周期机理研究的有效途径。通过模式植物拟南芥的研究,建立了一个长日促进开花的遗传途径。它的机理可以综合为:光和感光信息体系结合产生信号并传导,CO表达被激活。在每日日长循环、光体系及遗传背景的变化基础上,如果CO的表达和日长状况协调,那么CO激活FT表达,随后开花。水稻、小麦、玉米等作物在光周期机理研究方面也取得了一些进展。     

植物中硫代葡萄糖苷生物代谢的分子机制

硫代葡萄糖苷是十字花科植物中重要的次生代谢物。它在内源芥子酶作用下水解为具有不同生理功能的活性物质。现从分子水平综述硫代葡萄糖苷生物合成、降解反应及其代谢调控的研究进展,为提高植物抗病性和改善营养品质等方面研究提供一定的理论依据。     

植物病毒长距离转运的分子机理

植物病毒侵入寄主细胞后,其局部侵染和系统侵染的形成涉及病毒在植物体内二种不同的转运模式:经过叶肉细胞胞间连丝来实现的胞间转运(cel-to-cell movement)和经过植物维管系统的韧皮部筛管来实现的长距离转运(long-distance transport)[1].近十年来对胞间转运的大量研究,尤其是对TMV在烟草叶肉细胞间转运机理的出色研究,使人们逐步明晰了病毒胞间转运的一些基本步骤及转运机理,建立起了植物病毒胞间转运机理研究的基本模式[2-5].与此同时,因病毒的长距离转运是其实现系统侵染的关键过程,人们对病毒长距离转运机理的研究也积累了相当多的工作,该方面的研究日益成为植物病毒学研究的一个重要内容.本文拟对病毒长距离转运过程中所涉及的病毒因子、病毒-寄主的互作及病毒进出韧皮部筛分子的可能方式作一概述.     

植物UV-B生理效应的分子机制研究进展

中波紫外线UV-B（280～320nm）是植物必需的太阳光线的组成部分,具有明显的双重效应：一方面UV-B在强度较高时,就触发产生大量活性氧对DNA、蛋白质以及生物膜等造成伤害,同时植物通过抗氧化系统对其作出防御反应以减轻伤害;另一方面,低强度的UV-B是植物生长发育的光信号因子之一,经由UVR8等光受体介导中、低、极低强度的UV-B信号,可能通过几个分子途径控制相关基因的表达,分别对植物的UV-B保护基因表达、形态建成、昼夜节律、生长发育等进行调控。目前对UVR8介导的低强度UV-B信号转导的分子机制研究相对深入。在本文中,将对UV-B生理效应分子机制的最新研究进展作一个比较全面的介绍。     

Molecular Mechanisms of Stress Adaptation in Plant Natural Populations

Recent advances in studies of genetic variation at protein and DNA levels in plant natural populations and its relationship with environmental changes were reviewed with special reference to the works on the wild barley ( Hordeum spontaneum C. Koch.). On one side, adaptation was shown in statistic data, on the other side, the fact that a considerable part of genetic variation does exist within populations (subpopulations) under same ecological condition indicated its maintainability of neutral or near-neutral mutations in natural populations. The researches on adaptive populations of plants, especially on wild soybean ( Glycine soja Sieb. et Zucc.) mainly conducted in author's laboratory, have shown that the most part of molecular variation within and among populations can not be explained by selection particularly as far as the individual uniqueness was concerned. There are some data shown that adaptation may be caused by accumulation of a few near-neutral mutations. Recent publications on molecular mechanisms of morphological evolution has been received special attention to elucidate the discrepancy between molecular evolution and morphological adaptive evolution. A frame on the unified evolution theory has been built. Finally some related viewpoints of philosophy were discussed.