组蛋白修饰在水稻中的研究进展

作为表观遗传学研究的重要内容,组蛋白修饰在维持真核生物基因组稳定性、基因表达调控和染色质结构等方面发挥重要作用.水稻是重要的粮食作物,也是科学研究的模式植物.近年来研究发现,组蛋白修饰参与了水稻生长发育、胁迫应答、产量以及品质形成等重要生物学性状的调控.因此,明确组蛋白修饰在水稻中的遗传和调控机制对于水稻遗传改良具有重...     

我国水稻株高表观遗传调控研究取得重大进展

最近,中国农业科学院作物科学研究所万建民课题组有关水稻株高表观遗传调控的研究结果被国际知名刊物《植物细胞（The PlantCell）》期刊接受。该研究首次报道了表观遗传修饰对水稻株高和花器官发育的重要作用,揭示了DNA甲基化和组蛋白修饰之间的关联,为进一步研究表观遗传修饰对水稻生长发育的调控机制奠定了基础。这是该课题组继2011年在《ThePlantCell》报道水稻育性相关研究成果后又一次在该期刊发表论文。     

茉莉素、生长素和表观遗传调控水稻颖花发育的研究进展

颖花是水稻的繁殖器官和形成籽粒的基础,其正常发育直接影响稻谷产量和稻米品质。因此,研究水稻颖花发育的分子调控机理,对于水稻发育的基础理论研究和农业育种具有重要的意义。近年来的研究结果表明茉莉素、生长素和表观遗传在水稻颖花发育中具有重要的调控作用。综述了茉莉素、生长素和表观遗传在调控水稻颖花的产生和形态建成等方面的最新研究进展,并提出未来研究需要分离更多相关基因以充实水稻颖花发育调控网络,促进其分子机制的解析。     

水稻白化转绿叶色突变体研究进展

水稻作为重要的粮食作物之一,随着人口增长、耕地减少及环境条件的不断恶化,进一步提高单位面积产量是育种家的重要目标。通过提高光合效率来增加生物量是进一步提高水稻产量的有效手段。叶绿体是植物光合作用的主要场所和细胞的能量供应中心,对植物的生长发育和细胞的新陈代谢至关重要。鉴定和克隆参与叶绿体发育和调控的关键基因,揭示其调控网络和分子机制,对于调控光合作用和植株的生长发育以及培育高光效水稻新品种均具有重要的科学意义和实践价值。植物叶色多种多样并且容易进行区分,因此叶色突变体常被用作探究植物光合作用机制、叶绿素生物合成、叶绿体结构和功能以及遗传发育调控等的重要材料。水稻叶色突变体较为常见,白化转绿突变体较容易区分,在研究水稻叶绿体发育、叶绿素合成、光合作用效率及遗传育种等领域具有重要的应用价值。从白化转绿突变体的表型、分类、来源、作用机制、遗传方式及影响因素等方面进行综述,以期为水稻白化转绿突变体的理论研究和实际应用提供参考。     

植物DNA甲基化与体细胞无性系变异的研究进展

为更好地理解植物DNA甲基化在植物体细胞无性系变异中表观遗传的调控作用,为体细胞无性系变异研究及作物遗传改良提供理论参照,对DNA甲基化的产生及维持机制、生物学作用以及体细胞无性系变异中DNA甲基化模式重建进行了综述。     

巴西橡胶树表观遗传研究进展

表观遗传是指在不涉及基因组DNA序列改变的情况下,基因功能发生了可逆的、可遗传的改变。研究表明,表观遗传调控在植物的生长发育及逆境胁迫应答反应中起着重要的作用。目前,表观遗传学研究主要集中在DNA甲基化、小RNA调控、组蛋白修饰、染色质重塑及基因组印迹等。与模式植物相比,橡胶树表观遗传的研究相对滞后,主要涉及DNA甲基化及miRNAs研究这2个方面。本文就橡胶树DNA甲基化及miRNAs的相关研究进行了简要综述,并对表观遗传在橡胶树中的研究前景提出展望。     

表观遗传学在木本植物中的研究策略及应用

表观遗传学可以解释DNA序列不改变而遗传功能改变,环境诱导的表型性状具有可遗传性的问题。介绍了表观遗传学的起源与发展,DNA甲基化（DNA methylation）、组蛋白密码(histone code)、基因组印迹(genomic imprinting)等多种表观遗传机制,并对目前木本植物的表观遗传学研究进行简要综述。由于木本植物自身基因组庞大,许多物种的全基因序列未知等原因,其表观遗传学研究滞后于拟南芥、水稻等草本模式植物。目前,仅杨树(Populus trichocarpa×P. deltoides)、辐射松(Pinus radiate D.Don.)、马占相思（Acacia mangium Willd.）等树种的基因组DNA甲基化研究取得初步进展,大多数树种尚未开展此部分研究。MSAP等木本植物上可行性技术的广泛应用,将为木本植物的表观遗传研究带来新的契机,并揭示出木本植物所特有的基因调控等表观遗传现象。     

DNA甲基化作用的生物学功能

DNA甲基化作为DNA序列的修饰方式,是一种重要的表观遗传机制,能够在不改变DNA分子一级结构的情况下调节基因组的功能,在生命活动中起着重要的作用。其功能主要可归结为以下4个方面：维持基因组遗传物质的稳定性,调控基因的表达,建立表观遗传模式以及参与细胞及胚胎的形态建成。     

表观遗传对植物开花相关基因表达的调控

综述表观遗传对植物开花过程中基因表达的调控。目前,对表观遗传的研究越来越深入,对植物开花过程中的基因调控过程也有很大程度上的把握,但二者的结合即表观遗传对植物开花过程中基因表达的调控还处于初级的探索阶段。因此,对这方面进行深入的研究有助于加深对植物生命周期调控机制的理解,并且对农业生产具有较大的指导意义。     

DNA甲基化在植物抗逆反应中的研究进展及其育种应用

DNA甲基化指通过对基因组DNA上的胞嘧啶的共价修饰,从而对生物遗传信息进行表观遗传水平上的调控,其在植物应对外界环境胁迫、调控基因的表达、稳定基因组等方面发挥重要作用。综述了DNA甲基化在植物抗逆反应中功能研究的最新进展及DNA甲基化的隔代遗传以及其在植物育种中的潜在应用,为从表观遗传水平上研究植物抗逆性的机理以及DNA甲基化在育种上的应用提供理论参考。     

水稻粒型调控基因功能研究进展

水稻是世界上的重要谷类粮食作物之一，其产量和品质一直都是育种学家关注的重点，关系到全球粮食安全和人类健康。水稻粒型主要包括粒长、粒宽、粒厚等，是受多基因控制的重要数量性状，不仅直接影响水稻产量，还与水稻品质密切相关。深入了解水稻粒型的形成与调控机理将有助于进一步提升水稻单株产量、改善稻米品质。分子生物学的发展和基因组学的研究为探究水稻内部调控机制带来了新的变革。大量水稻粒型的数量性状遗传位点（Quantitative trait locus，QTL）成功被鉴定与解析，并验证了与之有关的基因功能。目前，已有几条调控粒型的通路得到鉴定，如泛素 - 蛋白酶体降解途径、G 蛋白信号途径、丝裂原活化蛋白激酶途径、转录因子调控途径、植物激素途径以及表观遗传途径等。然而，粒型调控网络极其复杂，多数基因上下游的调控组件作用机制尚不清楚，甚至影响粒型的各条通路间均存在一定的交叉互作。本文综述了影响水稻粒型的不同信号通路相关基因研究进展及关键粒型基因间的互作关系，总结了近年来粒型基因在育种上的应用情况，并提出结合多组学解析水稻粒型的调控机理研究，以期更好地服务于分子设计育种，为开发新的高产优质稻育种提供支撑。     

肌肉发育相关LncRNA的研究进展

生长发育性状是受遗传和环境因素共同作用和/或相互作用的复杂性状,尽管利用全基因组关联研究可分析基因组上全部基因,筛选出与某类性状关联的SNP,但很难综合评价某个基因对其确切的作用。寻找与生长发育相关的精准基因是育种研究的目标之一。长链非编码RNA(long noncoding RNA,LncRNA)在细胞增殖分化、个体发育、信号转导、干细胞维持、代谢等几乎所有重要生命活动中发挥关键的调控作用,在表观遗传水平、转录水平及转录后水平等方面具有控制基因表达的作用,与多种重大疾病的发生密切相关。LncRNA是一类长度大于200个nt,且不表现出蛋白质编码潜能的RNAs,通过多种机制发挥生物学功能,参与染色质修饰、X染色体沉默以及基因组印记、转录干扰、转录激活、核内运输等多种重要调控过程,涉及表观遗传调控、转录调控及转录后调控等多个层面。深入探讨LncRNA调控生肌因子进而调节肌肉发育分化的新路径,阐释哺乳动物生肌分子时间,寻找肌肉组织中与生长发育相关的新LncRNA分子,深入研究与生长发育密切相关的LncRNA分子及其靶基因的生物学功能,阐明 LncRNA 在肌肉生长发育的调控机制,是肌肉发育遗传育种的主要研究内容。本文就LncRNA在哺乳动物肌肉生长发育、细胞生长、分化、增殖中的作用进行综述。     

水稻耐盐性的遗传机理及遗传效应分析

盐胁迫是造成水稻减产的重要环境因素之一。该文介绍了水稻耐盐性的遗传机理,并对近年来对水稻耐盐遗传机制、耐盐性QTL鉴定、基因的克隆以及耐盐水稻选育所取得的进展进行了总结和分析,然后进一步讨论了水稻耐盐性机制的研究以及在生产实践中应用的前景,以期为深入开展水稻耐盐性研究提供参考。     

DNA甲基化与肿瘤

DNA甲基化与组蛋白修饰、染色质重塑、RNA干扰都是表观遗传的几种重要机制.表观遗传学是一门新兴的学科,它研究非DNA序列变化引起的,在细胞分裂中能以相当高的保真度遗传的基因修饰作用.     

DNA甲基化的植物学意义及其研究方法

DNA中碱基的化学修饰一直是生命科学领域研究的热点之一。DNA甲基化作为DNA序列的修饰方式,是一种重要的表观遗传机制,能够在不改变DNA分子一级结构的情况下调节基因组的功能,在生命活动中起着重要的作用。对于受到环境胁迫的植物生命体基因表达调控过程中也有DNA甲基化变化的痕迹。本文对植物DNA甲基化的产生机制、功能,DNA甲基化在植物应对逆境胁迫中的作用以及用来分析检测DNA甲基化技术方法的原理特点进行综述,以便更好地理解植物DNA甲基化及其对环境胁迫的响应,为植物抗逆性研究及作物遗传改良提供理论参照。     

表观遗传学及其研究进展

表观遗传学是指以不涉及到核苷酸序列的改变、但可以通过有丝分裂和减数分裂进行遗传的生物现象为内容的生命学科.它通过DNA的甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA调控4种方式来控制表观遗传的沉默.据此,对表观遗传学涉及的机制、改变的特征及表观遗传学的相关研究进展等方面问题进行综述.     

水稻粒形遗传调控研究进展

粒形影响水稻产量与品质,是受多基因控制的具有较高遗传率的重要农艺性状。目前,许多水稻粒形相关基因已被克隆并进行了功能解析,这些基因大多表现为一因多效,并与其他粒形相关基因共同协调表达,进而构成调控网络。对93个已克隆的水稻粒形相关基因进行了总结,并详细描述了主效粒形调控基因的克隆以及基因间的相互作用,揭示了水稻粒形调控网络,为水稻粒形基因间的互作分析、调控机制的解析以及作物优良育种奠定了重要的理论基础。     

IncRNA在畜禽遗传育种中的研究进展及应用展望

长链非编码RNA(IncRNA)是一类转录本长度超过200 nt的RNA分子,它们不编码蛋白,而是以RNA的形式在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多种层面上调控基因的表达.对lncRNA在畜禽遗传育种中的研究进展进行了综述,并对IncRNA在畜禽育种中的应用进行了展望.     

浅谈DNA甲基化的分析技术

肿瘤发生、发展的生物学本质是细胞内遗传调控和表观遗传调控的紊乱,人类基因组计划的完成和人类表观基因组计划的实施将表观遗传学的研究推向了新的高度,DNA甲基化作为表观遗传调控的重要分子基础更是成为新的研究热点。伴随着甲基化研究的深入．DNA甲基化的分析技术也不断推陈出新．这些新技术的出现极大地提高了肿瘤甲基化研究的效率和深度。     

植物体细胞胚胎发生及其分子调控机制研究进展

植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息,具备发育成完整植株的遗传能力,这被称为植物细胞的全能性。体细胞胚胎(体胚)发生是指在没有受精的情况下,由体细胞或营养细胞发育成胚胎,是诱导植物细胞全能性的一种形式。体胚发生在种质资源保存、种苗生产、分子育种和植物基础研究等方面都有着广泛的应用,已成为重要的植物生物技术工具和研究平台。多年来的分子遗传学研究表明:体胚发生受到由众多转录因子、激素信号途径及表观遗传修饰等构成的复杂网络的调控。本研究概述了植物体胚发生的途径,并重点综述了体胚发生关键基因的功能与调控机制、体胚发生的表观遗传修饰以及体胚发生关键基因在基因工程中的应用。随着研究的深入和新技术的出现,体胚发生过程中涉及的代谢组分动态变化、转录调控、激素信号转导与表观遗传调控等复杂生物学过程有望得到更深入地阐释,将更进一步地解析植物体胚发生的分子调控机制。此外,利用体胚发生关键基因的功能与调控机制,开发更高效的体胚诱导和遗传转化方法,有望为更多植物的基因功能研究和遗传改良提供新的思路和技术。参81