MicroRNAs对动物皮肤和毛发发育调控作用的研究进展

MicroRNAs是近年来发现的一类由19-25个核苷酸组成的非编码单链小RNA分子,它们通过与靶基因mRNA3’UTR结合抑制靶基因的翻译,在转录后水平调控基因表达.MicroRNAs参与了包括细胞分化、增殖和凋亡及免疫系统应答在内的一系列发育调控和生物学过程.最近研究发现MicroRNAs在多种哺乳动物皮肤中均表达,并参与了哺乳动物皮肤及毛发发育的调控过程,这些都为研究这个新颖的调控因子在干细胞生物学和发育生物学中的功能奠定了基础.本文综述了近年来MicroRNAs对哺乳动物皮肤和毛发发育调控作用的研究状况.     

OsMADS34与OsMADS56蛋白互作及OsMADS56表达模式分析

MADS-box蛋白可以通过形成多聚体复合物发挥功能。Os MADS34作为一个多样功能的SEPALLATA(SEP)基因,其可以控制水稻花序及小穗的发育。为了了解Os MADS34在控制水稻花序及花发育的机理,我们利用水稻Os MADS34作诱饵蛋白,从构建的水稻枝梗分生组织的c DNA文库中筛选可以互作的未知蛋白。利用酵母双杂交分析,筛选到了互作蛋白Os MADS56,并通过自激活验证及蛋白定位分析降低了假阳性及假阴性的因素影响。利用定量PCR对Os MADS56的表达模式进行分析,Os MADS56在水稻花序和小穗发育时期表达,Os MADS56可能是在蛋白水平上与Os MADS34相互作用共同调控水稻花序的发育。本工作为今后进一步研究Os MADS34及开花基因如何调控水稻花序和花发育提供了见解。     

胚珠发育的分子机理

胚珠是研究器官形态发生和模式建成遗传分子机理的一个理想系统.近年来,关于胚珠特征的决定、模式建成、珠被形态建成和胚囊形成等发育事件分子机理的研究取得了重要进展,初步建立了胚珠发育的基因调控模型.同时,离体花器官再生系统为研究激素调控胚珠发育的机理提供了有效途径.本文对拟南芥(Arabidopsis thaliana)胚珠发育的分子调控机制进行了综述.     

高粱SbSBP17基因的克隆及表达分析

SBP box(Squamosa promoter Binding Protein box)蛋白是绿色植物中特有的一类转录因子,其功能涉及植物叶片发育、胚胎发生、间隔期长度、营养到生殖生长的更替、育性维持等生长发育的重要过程。该研究以高粱材料BTx623花序总RNA为模板进行RT PCR,克隆了高粱SbSBP17基因,并对其进行了系统进化及半定量PCR表达分析,为进一步研究SbSBP17基因的生物学功能奠定基础。结果表明：SbSBP17含有2个内含子和3个外显子,编码1个444氨基酸的蛋白质,在其195~269 aa区域含有一个典型的SBP box结构域;系统进化分析表明,18个SBP17蛋白可分为三组,第Ⅰ和Ⅱ组只有单子叶植物基因,而第Ⅲ组只有双子叶植物基因,SbSBP17与玉米PWZ17260.1亲缘关系最近;启动子顺式作用元件分析显示,SbSBP17启动子含有细胞周期调控元件MSA like、分生组织发育调控相关元件CAT box和组织特异性表达元件RY element等。基因表达分析显示,SbSBP17是花序特异性表达基因,随着花序发育(长度增加),SbSBP17基因表达量逐渐增高,当花序长至10 cm时基因表达量达到峰值,约是花序长度最小点(≤2 cm)时的40倍,随后表达量逐渐降低,并于花序长度20 cm时显著降低50%以上。研究推测,随着高粱花序进一步发育,SbSBP17基因的表达量可能逐渐降低,最终消失。     

植物雌配子体发育研究进展

高等植物雌配子体的形成涉及孢原细胞和大孢子母细胞的确立与分化、大孢子发生、功能大孢子以及胚囊的形成和发育等多种复杂调控过程。随着当代生物技术及功能基因组学的发展,近年对雌配子体发育的研究已从细胞学描述逐渐过渡到对基因和发育调控分子机理的探索。以拟南芥、水稻和玉米等模式植物为材料进行的相关研究,丰富了人们对于植物雌配子体和其它有性生殖过程遗传调控机理的认识。本文着重阐述了植物雌配子体发生和发育过程,并综述了这一领域最新研究进展。     

植物雌配子体发育研究进展

高等植物雌配子体的形成涉及孢原细胞和大孢子母细胞的确立与分化、大孢子发生、功能大孢子以及胚囊的形成和发育等多种复杂调控过程。随着当代生物技术及功能基因组学的发展, 近年对雌配子体发育的研究已从细胞学描述逐渐过渡到对基因和发育调控分子机理的探索。以拟南芥、水稻和玉米等模式植物为材料进行的相关研究, 丰富了人们对于植物雌配子体和其它有性生殖过程遗传调控机理的认识。本文着重阐述了植物雌配子体发生和发育过程, 并综述了这一领域最新研究进展。     

miR172参与植物发育调控的研究进展

microRNAs(miRNAs)是一类长度为19-25 nt的非编码小分子RNA,在转录后水平调控植物的生长发育、信号传导及逆境响应等多个过程,现已成为生物学研究的热点。miR172是植物中一个保守的miRNA家族,通过调控APETALA2类基因,在植物的开花诱导、花器官形态建成、果实成熟、叶片和根的生长等各器官的发育过程中起到重要作用。鉴于此,综述了近20年miR172在植物营养器官、生殖器官及其他器官的发育,以及在发育阶段过渡中的功能,讨论了其他因素对miR172的影响,以期为深入解析miR172及其靶基因的作用机理和分子调控网络提供参考。     

Vax基因与视觉神经系统的早期发育

视觉神经系统的发育与形成是一个相当复杂的过程,其基因调控机理是神经发育生物学领域的研究热点.Vax基因家族是新近发现的一类与视觉神经系统发育密切相关的同源异型盒基因,调控前脑、眼原基、视泡、视柄以及视网膜的发育.Vax-1参与色素上皮和视柄的分化;Vax-2则在视网膜及视神经背腹轴建立方面起重要作用.Vax基因的研究将对阐明视觉神经系统发育调控机制提供新的认识.     

果蝇心脏发育基因调控的研究进展

果蝇心脏的发育是一个受到一系列基因共同调控的复杂过程,这些基因在脊椎动物和无脊椎动物果蝇中具有惊人的相似性,对于它们功能的研究将有助于揭示人类心脏发育的过程及分子控制机理.通过将果蝇作为一种重要的模式动物,对心脏发育基因调控的研究进展作一综述.     

白桦雌花序抑制性消减文库构建及EST分析

为研究白桦雌花序发育过程中特异基因的表达,以白桦雌花序样品为tester,雄花序样品为driver,利用SMART策略构建了白桦雌花序抑制性消减（SSH）文库。构建SSH文库的重组率为72%,插入片段的平均长度为400 bp左右。随机挑选文库克隆测序,获得150条EST序列,这些序列被GenBank的dbEST数据库收录,收录号为EE284580-EE284681,EE595316-EE595363。通过BlastX对EST进行功能注释,并对其中同源性较高的111条EST按功能进行分类,EST功能涉及了代谢、细胞防御、转录调节、能量代谢及信号传导等途径。发现了多个已知的控制花发育相关的EST,它们占已知功能EST的21%其功能涉及到调控花序形成和花分化、调控花粉与柱头亲和性以及调控花粉管发育等,包括MADS-box、S-locus F-box等基因。这些EST的获得为了解白桦花期基因表达,白桦花发育相关基因克隆和功能解析奠定了基础。     

毛竹实时荧光定量PCR内参基因的筛选及成花基因PheTFL1表达分析

通过qRT-PCR对毛竹相关成花基因PheTFL1的表达进行研究,为毛竹开花机理的研究提供理论依据.从毛竹UBC18、PP2A和EF1α等9个候选内参基因中筛选出在叶、幼嫩花序、花序轴、枝、竹青等11个组织器官中都稳定表达的PP2A用于毛竹PheTFL1基因qRT-PCR结果的校正.结果显示:PheTFL1基因在开花竹叶、枝和竹青中低丰度表达,与未开花竹差异不显著,但在花和花序轴中高丰度表达;在实生苗叶和根中高丰度表达,在实生苗茎中低丰度表达.PheTFL1基因在具有分生能力的幼嫩组织中高丰度表达,说明其不仅参与花发育的调控,还参与了分生组织生长的调控.     

5个葡萄microRNAs及其靶基因在冬芽二次成花过程中的表达

试验以‘藤稔’葡萄为材料,利用荧光定量PCR技术检测5个葡萄miRNAs( vv-miR160a、vv-miR171a、VVmiR159、vv miR164c和vv-miR167c)及其靶基因在不同摘心处理的冬芽发育过程中的动态表达特征,以探讨microRNAs调控花发育的分子机理.结果显示:5条miRNAs及其靶基因在二次成花的冬芽中的表达发生了明显变化.其中,vv-miR160a、vv miR171a和vvmiR159表达水平明显增强,在花序中有最高表达;vv-miR164c和VVmiR167c的表达水平明显减弱,在花序中的表达最低或较低,而这些vv-miRNAs在对照组中表达水平均无明显变化.研究表明,上述miRNAs参与了葡萄冬芽的二次花的发育;从miRNAs与其靶基因的表达呈现的消长变化趋势看,这些vvmiRNAs通过负调控其靶基因表达而起作用.     

胚珠发育的分子机理

胚珠是研究器官形态发生和模式建成遗传分子机理的一个理想系统。近年来, 关于胚珠特征的决定、模式建成、珠被形态建成和胚囊形成等发育事件分子机理的研究取得了重要进展, 初步建立了胚珠发育的基因调控模型。同时, 离体花器官再生系统为研究激素调控胚珠发育的机理提供了有效途径。本文对拟南芥(Arabidopsis thaliana)胚珠发育的分子调控机制进行了综述。     

玉米bHLH类转录因子ABP7的启动子克隆及其活性分析

bHLH类转录因子广泛存在于植物中,在花的形态建成、光和激素信号转导等方面发挥着重要作用,但其表达调控机理尚待深入研究。从玉米中克隆了bHLH类转录因子ABP7,初步研究结果显示它可能参与了籽粒形成、激素应答等多个信号转导途径的调控。为进一步阐明ABP7基因上游调控途径,克隆了ABP7的5′侧翼序列,利用原生质体瞬时转化体系验证了其启动子活性,并对其顺式作用元件进行了分析。结果显示,位于ABP7基因起始密码子上游长为2 266 bp的DNA序列具有启动子活性,能够启动报告基因的表达,并且存在许多潜在的与GA、IAA和ABA激素信号转导和逆境胁迫响应相关的元件,为进一步鉴定ABP7基因发挥作用的信号途径、上游调控因子和分子机理以及ABP7基因在玉米生长发育和逆境应答中的功能奠定了基础。     

参与胡杨异形叶发生的发育相关基因表达模式及作用

为了阐明胡杨异形叶发生的分子机制,本研究以胡杨披针形叶和宽卵形叶为材料,通过RNA-seq分析了上述两种叶形的基因表达谱,发现在胡杨异形中发生的4个时期中,共有3 991个基因在两种叶形中差异表达,利用权重基因共表达网络分析(WGCNA)发现一个含有583个基因的模块与叶形指数高度相关(r=0.93,p=0.004)。然后我们用Gene Ontology对这些基因的功能进行了注释和富集,发现其中有40个基因与发育密切相关。这40个基因的表达模式和功能分析表明,这些基因可以通过参与极性建成、细胞增殖、细胞生长、信号传导和代谢等生物学过程在胡杨异形叶发生中起重要作用。因此,我们的研究有助于进一步完善叶形发育的调控机制。     

双孢蘑菇子实体不同发育时期的转录组分析

双孢蘑菇是世界第一大宗栽培食用菌,具有重要经济价值。为探讨双孢蘑菇子实体不同发育时期基因表达变化,利用高通量测序技术对双孢蘑菇原基期、采收期和开伞后期等不同发育时期进行RNA‐Seq分析,共筛选到6 328个差异表达基因,其中3 941个上调基因,2 387个下调基因。Gene Ontology(GO)功能聚类分析表明,差异表达基因主要富集在结合、催化分子功能组和代谢过程生物学通路中,且发育过程和有性繁殖相关的基因全部为上调表达,以利于细胞分化发育形成成熟子实体进入生殖生长阶段。KEGG功能富集分析结果表明,差异基因参与了氨基酸代谢、碳水化合物代谢、核苷酸代谢、脂类代谢和能量代谢这五大代谢通路,其中差异基因主要富集在氨基酸代谢通路中,氨基酸合成相关的多数基因上调表达,表明双孢蘑菇子实体发育形成需要一系列代谢反应协同调控,氨基酸代谢相关基因可能在双孢蘑菇子实体发育过程中起重要作用。本文通过全面分析双孢蘑菇子实体发育时期基因表达变化,获得了大量转录本信息,为深入了解双孢蘑菇子实体发育调控分子机理和相关功能基因提供了重要的基因数据资源。     

茎顶端分生组织在植物发育过程中的保持、转变和逆转

顶端分生组织(shoot apical meristems,SAM)为产生新的器官和组织而不断提供新的细胞,它的活性依赖于平衡分生组织细胞的增殖和器官发生之间关系的调控基因.来自不具备光合能力的顶端分生组织的细胞可形成具有光合能力的营养器官.在从营养生长到生殖发育的转变过程中,茎顶端分生组织,转变为花序分生组织,最终形成花分生组织.在进入开花决定状态以前,SAM的状态很大程度上受到环境信号和转录调控因子的影响.以模式植物拟南芥为主,对在顶端分生组织的保持和转变中复杂同时又有差异的基因调控网络进行讨论.在花和花序分生组织逆转过程中,SAM中的细胞也受到相关基因的调控,且表达方式存在明显的时空差异.因此,具有决定性的和未决定性双重特性的分生组织之间的转变和相互协调,对于器官发生和形态建成起到至关重要的作用.     

植物次生代谢基因簇研究进展

类似于原核生物的操纵子,在真核生物（如酵母、真菌、昆虫等）基因组中也出现了彼此功能相关的非同源基因成簇存在的现象。这些基因形成基因簇,可参与多种次生代谢途径。近年来,植物中也发现了越来越多的参与次生代谢产物合成的基因簇,它们已成为植物生物学研究的热点。本文总结并分析了植物中已鉴定的次生代谢基因簇。这些基因簇存在于玉米（Zea mays L.）、水稻（Oryza sativa L.）、拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.） Heynh.）、番茄（Solanum lycopersicum L.）等植物的基因组中,分别参与合成苯并噁唑嗪酮类、萜类和生物碱类等次生代谢产物。本文通过解析这些基因簇的组成及结构特点,对其特征进行总结,探讨了基因簇形成的分子机理及其调控机制,对植物次生代谢基因簇在合成生物学及代谢工程学中的研究方向和应用前景进行了展望。     

X连锁非特异性精神发育迟滞相关基因功能研究进展

X连锁非特异性精神发育迟滞相关基因是一类目前研究较多的基因,其突变或缺失患者仅具有一般或特殊认知功能障碍的单纯表现型。从生物学功能和认知功能两方面研究X连锁非特异性精神发育迟滞相关基因,不仅对弄清非特异性精神发育迟滞的遗传基础有重要意义,而且还能开拓出研究人类认知功能的分子遗传机理的新领域。文章就目前对X连锁非特异性精神发育迟滞相关基因的生物学功能和认知功能的研究现状,及该研究方向的发展前景进行了综述。