CRISPR-Cas系统在植物基因组编辑中的研究进展

基因组定点编辑技术是研究基因功能和生物体改造的重要工具。CRISPR-Cas(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR-associated proteins)系统是近年来发展的一种新型基因组编辑技术,该技术通过一段向导RNA和配套的核酸酶就可对特定的基因组序列进行定点编辑,具有简单高效、应用广泛的特点,受到了生物学家的广泛关注。本文着重介绍CRISPR-Cas系统在植物中的研究进展,包括CRISPR-Cas9系统在植物中的应用与完善、扩大基因组编辑范围的研究、Cas9切口酶和失活酶的拓展、特异性单碱基突变编辑系统的研究、无外源DNA污染的植物基因编辑技术的发展以及基因组编辑技术在作物育种上的应用等方面。同时也提出了还需解决的问题,并展望了基因组编辑系统在作物育种中的应用前景,为开展这一领域的研究工作提供参考。     

在应用实践中不断发展的植物生理生态学

大家知道 ,植物生理生态学并不是一门年轻的学科 ,早在植物生态学框架形成时期就存在了。有两个重要的原因使得这门科学在近 1 0年发展迅速。其一是生态环境问题的不断出现 ,尤其是以 CO2 升高为主题的全球变化问题 ,使她在解决实际问题 (气候变化、环境污染、粮食危机等 )上有了用武之地 ;其二则是技术的进步 ,便携式快速而精确测定仪器不断推出 ,可以实现在野外自然状态下测定植物的气体交换过程、叶绿素荧光、能量交换、水势、水分在植物体内的流动及进行冠层与根系生长的分析 ,各种环境控制手段的不断完善使实验的重复性加强 ,而室内稳…     

日本研究人员在植物杂志上发表糙米组学成果

日本理化学研究所植物科学研究中心（PSC）代谢组功能研究小组的齐藤和季主任、松田史生客座研究员等与农业生物资源研究所,在英国的植物杂志（ThePlantJournal）（影响因子为6．9）上发表了在水稻品种改良上将发挥重要作用的组学研究成果。该研究的一部分得到了日本农林水产省“新农业基因组计划”的资助。     

Cell Research发表HNFα在肝纤维化中的研究进展

<正>肝纤维化不但破坏肝脏结构,还能损害肝脏功能,和许多慢性肝疾病密切相关。肝细胞是维持肝内代谢平衡的关键,但是肝细胞在肝纤维化过程中的作用一直不甚清楚。在肝细胞行使功能的过程中,肝脏内广泛存在的转录因子HNF1α起着至关重要的作用。以往研究表明HNF1α对肝癌有显著的抑制作用,近期Cell Research发表的第二军医大学谢渭芬实验室的研究成果显示,HNF1α的表达能够显著抑制人和     

Nat Cell Biol：结肠癌转移的特殊模式

近日,刊登在国际杂志Nature Cell Biology上的一篇研究论文中,来自巴塞罗那生物医药研究所的研究人员通过研究鉴别出了促进结肠癌转移的基因。     

稳定性碳同位素在植物生理生态研究中的应用

稳定性碳同位素~(13)C/~(12)C比率是研究植物光合作用及有关的物质代谢、水分关系和生态系统中种间关系、进化及对环境的响应等的有效指标。δ~(13)C值与细胞间CO_2浓度及水分利用效率之间有一定的数量关系。光合作用过程中对碳同位素的辨别力主要是不同的CO_2扩散阻抗和羧化反应速率引起的结果。     

PCR-RAPD分子生物学技术及其在植物抗病性研究中的应用

PCR—RAPD技术是一种高效的基因组DNA多态性分析技术,能够在对生物细胞或组织中DNA遗传多样性、亲缘关系及系统进化分子标记检测的同时进行基因定位与遗传作图。本综述了PCR—RAPD技术的基本原理和应用范围,以及近年来在植物抗感病品种(品系)间亲缘远近关系分析、植物抗病性遗传基因的DNA分子标记与检测、植物抗病基因的标记和定位、植物抗病基因的分离与克隆、植物抗病育种的分子标记辅助选择与检测等植物抗病性分子机制研究方面的应用,并对该技术所存在的问题及应用前景进行了探讨。     

王洪春先生逝世

中国科学院上海植物生理生态研究所研究员王洪春先生因病于2007年11月19日在上海逝世,享年83岁。王洪春先生曾任中国植物生理学会环境生理专业委员会召集人,长期从事植物环境生物学研究,发表研究论文数十篇,主编和参与编写专著数部。     

CRISPR-Cas9技术在细菌中的研究进展及应用

CRISPR (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)最早发现于绝大多数细菌和古细菌中,帮助其防御和抵抗噬菌体和外来质粒的入侵。近年来,随着对该系统结构及功能的逐步深入认识和研究,CRISPR-Cas9技术已经发展成为一种简易高效的基因组定点编辑手段,但是在使用过程中仍存在一些问题。本文重点介绍了CRISPR-Cas9系统功能和分类,在细菌基因编辑中的应用和问题以及应对措施。     

植物生理生化研究中的DAPI技术

提要DAPI是一种新型的DNA专一荧光染料,它在生物学方面的应用,在国内报道不多.本文总结性地报道我们近年来应用DAPI在植物生理生化一些领域中的研究结果.试验表明DAPI能清楚地显示植物原生质体细胞核、细胞器类核和花粉核(营养核、生殖核及精核)的DNA,也适于显微分光光度测定研究,为有关的研究提供了有效的检测技术.     

DNA芯片技术在植物功能基因组研究中的应用

DNA芯片技术是功能基因组学研究中应用非常广泛的高通量方法之一。随着该技术的不断发展,DNA芯片技术可广泛应用于植物重要性状的基因克隆,鉴别和功能分析,植物抗性机理,重要性状的遗传及杂种优势遗传机理等的研究,同时在诸如植物病原菌转基因产品检测等应用方面也将发挥重要作用。     

基因组编辑技术在植物中的研究进展与应用前景

外源DNA导入细胞并与基因组靶基因发生同源重组可以精确修饰或替换靶基因,但在植物中产生自发同源重组的概率很低.近几年出现的人工改造核酸酶可以大幅提高同源重组的效率,实现基因组的精确、定向改造.其中,归巢核酸酶、锌指核酸酶和TALE核酸酶已在植物基因工程中得到成功应用,最近开发出来的基于CRISPR/Cas系统的基因组编辑技术则更具有高效方便等特点.这些人工核酸酶的应用为植物基因工程的发展呈现了更加美好的前景.首先介绍了基因组编辑技术及其发展历程,随后详细阐述了提高植物基因组定点编辑效率的策略,最后对基因组编辑技术在农业和植物基因工程上的应用进行了展望.     

RNAi技术及在植物功能基因组研究中的应用

RNAi,即RNA干扰,是通过外源或内源性的双链RNA在细胞内诱导同源序列的基因表达受抑的现象,自RNAi现象在上世纪90年代中期被发现以来,它就被利用到基因组功能的分析研究之中,成为分子生物学研究的热点。本文简要阐述了RNAi的作用机制,并通过将RNAi方法与其他功能基因组研究方法的对比,阐述了RNAi作为高通量植物功能基因组研究方法的优点,同时综述了利用RNAi技术在植物功能基因组研究中的应用进展。     

CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的研究进展

CRISPR-Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated proteins)系统为细菌与古生菌中抵御外源病毒或质粒DNA入侵的获得性免疫系统。该系统在crRNA的指导下,使核酸酶Cas识别并降解外源DNA。其中,Ⅱ型CRISPR-Cas系统最为简单,仅包括一个核酸酶Cas9与tracrRNA：crRNA二聚体便可完成其生物功能。基于CRISPR-Cas9的基因组编辑技术的核心为将tracrRNA:crRNA设计为引导RNA,在引导RNA的指导下Cas9定位于特定DNA序列上,进行DNA双链切割,实现基因组的定向编辑。CRISPR-Cas9系统以设计操纵简便、编辑高效与通用性广等优势成为新一代基因组编辑技术,为基因组定向改造调控与应用等带来突破性革命。从CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的发展与应用等方面综述其最新研究进展,并着重介绍该技术的关键影响因素,为相关研究者提供参考。     

二十五年来中国大陆第一篇发表在"Cell"上的文章

2005年1月14日“Cell”杂志上报道了中国科学院神经科学研究所关于神经元极性形成和维持的一篇研究论文,这是近二十五年来中国大陆第一次在“Cell”杂志上发表的研究论文(蒋辉,郭蔚,梁新华,饶毅．神经元极性的形成和维持需要主动机制：GSK-3B及其上游调节物的关键作用．Both the establishment and the maintenance of neuronal polarity require active mechanisms: Critical roles of GSK-3β and its upstream regulators.cell, 120 : 123 -35. 2005. Jiang H, Guo W, Liang X, Rao Y. Institute of Neuroscience, Shanghai Institutes of Biological Sciences. The Graduate School, Chinese Academy of Sciences, 320 Yueyang Road, Shanghai 200031,China)。     

CRISPR-Cas9技术在细菌耐药性防控研究进展

近年来,多种新型耐药基因的出现和全球性流行,严重威胁了全球公众健康.CRISPR-Cas9系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR associated protein 9 system)是细菌的一种适应性免疫系统,可切割耐药...     

同工酶分析技术及其在植物研究中的应用

同工酶几乎存在于所有生物的所有组织中,是生物化学和分子生态学的重要研究内容。本文阐明了同工酶分析技术的特点,及其在植物系统学、植物生理生态学研究中的应用,并着重阐述了同工酶分析技术在云杉研究中的应用。     

大气颗粒物对植物影响研究进展

大气颗粒物是大气中固态或液态微粒物质的总称。大气颗粒物的增多会对气候、空气能见度、公共卫生等造成重大影响。种植合适的植物成为减轻大气颗粒损害的良好措施,但大气颗粒物覆盖在植物叶片表面及进入植物体内都会对植物造成不同程度的影响。本文围绕大气颗粒物的成因及组成,大气颗粒物对植物生长发育、生理生化、抗病虫性、植物生产力和产量的影响方式及机理与减轻途径等进行了系统综合与评述,并展望了未来的研究趋势。综合发现,大气颗粒物对植物的影响广泛且复杂多样,并受到环境条件、颗粒物浓度及组成、植物种类及研究尺度的影响。通过提前预知大气颗粒物浓度变化、提供充足的营养和水分、及时冲洗叶片、人工补光及合理选择并种植植物等方式可避免或者减轻大气颗粒物所带来的负面效应。未来可增加大气颗粒物影响下景观和造林植物的研究、大尺度植被生理生态、各种化合物和微生物颗粒物对植物影响的研究,研究内容可关注植物生理生态、植物叶片氮分配、叶肉细胞导度及植物遗传育种学等。     

植物组织培养技术在本科教学中的改革

随着学科的发展,植物生理实验教学面临着实验内容陈旧,缺乏对学生创新思想的培养等一些新问题。应革新实验教学内容,改进教学方法,培养学生的动手能力和创新思想。本论文针对"植物组织培养技术"这一重要的植物生理实验,结合生物全息现象进行了实验内容的革新。     

Fiber-FISH在植物基因组研究中的应用

FiberFISH是近几年发展起来的一项高分辨率和高灵敏度的荧光原位杂交技术,已被广泛应用于人类及动植物基因组的研究。本文对FiberFISH在植物基因组研究中的特点及其在染色体物理图谱的构建,染色体结构与分子构成分析和在比较基因组中的应用等进行了探讨。