编者按

<正>器官正常发育是器官行使正常生理功能的基础,组织器官发育异常会导致出生缺陷、器质性疾病甚至胚胎期死亡,心脑血管疾病、代谢性疾病、免疫相关疾病等与器官发育异常也有密切关系。因此,深入研究和解析器官发育的细胞和分子基础意义重大,是生命科学的研究热点,对于保障人类健康具有重要意义。     

植物发育研究进展及前景

在植物一生中,分生组织不断产生根、茎、叶和花等器官。植物的发育,是基因型与环境因子相互作用的结果。最近,已鉴定出几种参与植物器官发育的基因。利用基因工程,调节植物激素的表达,可有效地控制植物器官的发育。不久,人们可以控制、改良植物发育的任何方面,赋予其理想的性状。     

利用抑制性差减杂交技术筛选草原龙胆花器官发育特性基因

目的:探讨草原龙胆花发育的分子机制,为进一步阐述花器官同源异型、属于MADS-box基因家族的一系列基因在调节开花植物花瓣和雄蕊的发育中的作用奠定基础。方法:以草原龙胆不同发育时期的花器官(萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊)原基的cDNA作为试验方(tester),以茎叶组织的cDNA作为驱动方(driver),利用抑制性消减杂交技术构建了一个富集花器官发育特性基因的抑制性差减cDNA文库。对抑制性差减cDNA文库进行筛选、测序及Blast同源性比较。结果:获得了与花器官发育相关的特异性基因。结论:构建了抑制性差减cDNA文库,为克隆草原龙胆花器官发育特异性基因全长序列奠定了基础。     

类器官在发育与再生中的研究进展

类器官(organoid)作为体外模拟器官结构和功能的三维培养体系,已经广泛应用于发育研究、疾病建模和药物筛选。类器官在再生医学中具有重要的应用前景。胚胎干细胞、诱导多能性干细胞和多组织成体干/祖细胞来源的类器官再现了发育分化、稳态自我更新和组织损伤再生过程,为揭示发育和再生调控机制、明确生理病理进程提供了可能。近年来,多细胞类型的新型培养模式和单细胞测序等技术的应用促进了类器官的发展。该文总结了类器官在发育与再生中的最新研究成果,并就前沿技术在类器官研究中的应用进行了综述与展望。     

妊娠期母体营养调控子代骨骼发育与代谢的研究进展

骨骼组织作为动物机体重要的支撑器官和旁分泌器官,其发育过程正常与否影响机体整体的发育和健康。妊娠期是胎儿骨骼发育最为关键的时期,妊娠期营养状态的变化不仅可能影响胎儿骨骼发育和代谢过程,而且这些影响甚至可能出现在动物出生后甚至伴随其一生。本文概述了动物骨骼发育代谢过程及其作为旁分泌器官对其它组织器官的影响,并就通过母体妊娠期营养(如蛋白,能量,矿物质,维生素和采食量)调控影响胎儿骨骼发育代谢相关研究进行了综述,以加深对关于妊娠期母体营养调控胎儿骨骼发育的认识。同时,对畜牧生产上通过调控妊娠期母体营养改善动物骨骼发育代谢状态,为进一步实现健康养殖提供新的思路。     

被子植物花器官发育的模型演变和分子调控

基于模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和金鱼草(Antirrhinum majus)花器官突变体研究提出的四聚体模型揭示了花同源异型蛋白的相互作用方式;进一步提出的核小体拟态模型,解释了花同源蛋白四聚体调控目标靶基因的分子机理。被子植物花器官形态多样化与MADS-box基因的表达模式和功能分化密切相关。多年生被子植物花发育的高通量转录组分析表明,多种基因参与调控花器官发育过程。本文重点综述了被子植物花器官发育的模型演变、MADS-box基因结构和基因重复、miRNA调控以及相关转录组分析的最新研究成果,并对花器官发育的研究前景进行了展望。     

经典WNT信号通路与哺乳动物肺器官发育

肺器官发育是上皮和问充质相互作用的过程,由多条信号通路共同调控。已知经典WNT信号通路对细胞的增殖、凋亡和分化起着重要的调控作用,在小鼠等模式生物上研究发现,它也参与了哺乳动物肺器官发育的调控过程。综述近年来经典WNT信号通路成员在哺乳动物肺器官发育过程中的表达变化、作用功能及表达异常可能诱发的肺部疾病,以期为研究经典WNT信号通路调控人类肺器官发育的分子机制及相关肺部疾病的诊治奠定基础。     

鸡miR-148a的组织表达及其发育调控功能预测分析

为了解鸡miR-148a组织表达谱和潜在发育调控功能,采用茎-环定量RT-PCR检测了固始鸡5个发育阶段、15种组织中miR-148a的表达,利用Pictar和TargetScan算法预测了miR-148a的靶基因,并对预测靶基因分别进行了Gene Ontology分析和通路分析. 结果显示,miR-148a的表达具有明显的时序特征,胚胎期各组织中的表达水平明显低于出壳后;miR-148a在出壳后的大脑、小脑、延脑、腺胃、小肠、肝、胰和胸肌等器官组织中的表达水平随着发育进程被显著上调;miR-148a预测靶基因在胚胎器官形态发生、血细胞生成、消化道形态发生、心血管发育、感觉器官发育、肠发育、骨骼系统发育、后脑发育、呼吸系统发育、免疫系统发育、淋巴器官等发育过程显著富集. 总之,鸡miR-148a为广泛性表达miRNA,可能参与鸡诸多器官组织发育过程的调控.     

Wnt信号通路及其与疾病的关系

Wnt信号通路是参与胚胎及器官发育的主要4大类信号传导途径之一,对胚胎及器官发育起着不可替代的作用.对其在疾病产生中的作用做了简要的概述,以期在发育生物学、生物医学及交叉学科的研究上带来全新的革命.     

水稻花器官特征决定以及数量控制的分子机制

继双子叶模式植物拟南芥之后, 单子叶模式植物水稻的生殖发育研究受到广泛的重视。随着水稻正向和反向遗传学研究的不断深入, 人们发现了一些调控水稻花器官特征以及花器官数量的重要基因, 使得对水稻花器官发育的调控机制有了更多的了解。本文着重概述和讨论水稻花器官特征决定以及花器官数量控制分子机理研究的最新进展。     

水稻花器官特征决定以及数量控制的分子机制

继双子叶模式植物拟南芥之后,单子叶模式植物水稻的生殖发育研究受到广泛的重视。随着水稻正向和反向遗传学研究的不断深入,人们发现了一些调控水稻花器官特征以及花器官数量的重要基因,使得对水稻花器官发育的调控机制有了更多的了解。本文着重概述和讨论水稻花器官特征决定以及花器官数量控制分子机理研究的最新进展。     

组织器官通讯对骨骼肌发育的作用及调控机制研究进展

骨骼肌是动物机体最重要的器官之一,研究骨骼肌发育调控机制对于肌肉相关疾病的诊断以及家畜肉质的改善都有着重要意义。骨骼肌发育调控是一个复杂的过程,受到大量肌肉分泌因子和信号通路的调节。此外,为了维持体内代谢稳态并最大限度地利用能量,机体协调多个组织器官形成了复杂而又精密的代谢调控网络,对于调控骨骼肌发育也发挥着重要的作用。随着组学技术的发展,人们对于组织器官通讯的潜在机制进行了深入研究。本文综述了脂肪组织、神经组织、肠道等组织器官通讯对于骨骼肌发育的影响,以期为靶向调控骨骼肌发育提供理论基础。     

水稻花器官发育的全新分子机理被揭示

长期以来．植物生殖发育学家们都在寻找控制花器官发育的基因．经过多年研究提出了著名的花发育“ABC”模型。该模型概括了在花的不同部位,不同类型的基因是怎样起作用,从而控制花部器官发育的,但这一模型仍有很多不清楚的地方。     

FGF8在脊椎动物早期胚胎发育中的调控作用

成纤维细胞生长因子8 (fibroblast growth factor 8,FGF8)是成纤维细胞生长因子家族的成员之一,是一种组织发育过程中的重要分泌性调控信号分子,参与脊椎动物的多种组织器官的发生与发育.早期胚胎细胞通过表达FGF8在组织和器官发育、血管发生、血细胞生成、附肢发生和伤口愈合等方面发挥着重要作用.FGF8不但可以在细胞外通过胞内信号通路,而且也可以进入细胞内部发挥生物学功能.本文就FGF8在脊椎动物神经系统、内脏器官、肢体发育及不对称发育等组织、器官发育中的调控作用予以阐述.     

2012年第8期《遗传》封面说明

水稻的开花时间、花序和花器官的形态结构对它们的产量和品质构成重要的影响。多少年来,水稻颖花发育的过程和机理,一直是人们很想揭开的奥秘。这不仅是因为水稻颖花在生长发育中处于中心位置,而且其花器官发育过程也为研究基因的表达调控与器官形态特征之间关系,提供了一个极其独特的思路。因此,阐明水稻颖花发育的遗传机制不     

驴蹄草属和金莲花属(毛茛科)花器官的形态发生及系统学意义

利用扫描电镜观察了驴蹄草Caltha palustris L.和川陕金莲花Trollius buddae Schipcz.花器官的发生和发育过程。结果显示:驴蹄草和川陕金莲花的所有花器官均螺旋状向心式发生、向心式发育,花器官的螺旋状发生方式在毛茛科Ranunculaceae可能是一种基本式样;苞片、萼片与其他花器官原基的形状明显不同,显示苞片、萼片与其他花器官在系统发生上有所不同;川陕金莲花的花瓣在早期延迟发育且基部具囊,花瓣的延迟发育在毛茛科具花瓣的属中非常普遍,而花瓣基部的囊类似于耧斗菜属Aquilegia一些植物;两个属雄蕊群一纵列雄蕊中的小孢子均向心式发育,这种发育方式在毛茛科可能为基本类型。两个属植物的心皮原基均为对折式,在发育过程中,驴蹄草心皮顶端沿腹缝线形成下延的柱头组织,川陕金莲花不形成明显的柱头组织。根据花形态发生和发育特点,并结合其他研究成果,认为这两个属不应当属于同一个族。     

棉花变异体(CHV1)的花形态特征分析

棉花体细胞培养再生植株存在大量的生理变异和可遗传变异,从中分离到一个性状稳定的花器变异体(CHV1)。从花器官形态特征和表面显微特征分析,该变异体的所有花器官都变成了苞叶状器官,但中央数片叶状器官的基部有胎座和胚珠着生。变异体每朵花有苞叶3-7片,苞叶状器官19-41片。苞叶状器官在花梗上的排布介于“轮”与“螺旋”状之间。据花器发育理论和变异体花的生长特性推测,该变异体中控制花器发育的A、B和C功能皆失活。对造成该变异的可能机理和棉花花发育模式进行了分析。该变异材料对研究棉花花发育和体细胞无性系变异的机理有一定价值。     

棉花变异体（CHV1）的花形态特征分析

棉花体细胞培养再生植株存在大量的生理变异和可遗传变异,从中分离到一个性状稳定的花器变异体(CHV1)。从花器官形态特征和表面显微特征分析,该变异体的所有花器官都变成了苞叶状器官,但中央数片叶状器官的基部有胎座和胚珠着生。变异体每朵花有苞叶3—7片,苞叶状器官19—41片。苞叶状器官在花梗上的排布介于“轮”与“螺旋”状之间。据花器发育理论和变异体花的生长特性推测,该变异体中控制花器发育的A、B和C功能皆失活。对造成该变异的可能机理和棉花花发育模式进行了分析。该变异材料对研究棉花花发育和体细胞无性系变异的机理有一定价值。     

植物花发育的分子机理研究进展

花的发育分为开花决定、花的发端和花器官的发育三个阶段。植物开花由多条途径诱导,包括光周期和光质诱导、春化作用、自主途径、赤霉素诱导、碳水化合物诱导等;植物体本身也存在着开花抑制途径。各种开花诱导途径能激活花分生组织特性基因,使茎端分生组织转变为花分生组织。花器官的发育由器官特性基因决定,这些基因的精确表达需要花分生组织特性基因的激活和多个正、负调节因子的调控;另有一类基因控制着花发育的对称性。花发育机理的研究具有重要的理论意义和广泛的应用前景。     

花器官发育的分子机制研究进展

经典的ABC模型成功地解释了模式植物拟南芥和金鱼草因同源异型基因突变而引起的植物花器官的变异。随后,大量花器官特征基因和新突变体的研究不断完善和发展了ABC模型。该文综述了近年来花器官发育分子模型及花器官同源基因的调控机理等方面的最新研究成果,并对未来的研究方向进行了展望,以期为深入了解花发育的分子机理和遗传机制奠定基础。