Living with the past: evolution, development, and patterns of disease

Epidemiological observations have led to the hypothesis that the risk of developing some chronic noncommunicable diseases in adulthood is influenced not only by genetic and adult life-style factors but also by environmental factors acting in early life. Research in evolutionary biology, developmental biology, and animal and human physiology provides support for this idea and suggests that environmental processes influencing the propensity to disease in adulthood operate during the periconceptual, fetal, and infant phases of life. This "developmental origins of health and disease" concept may have important biological, medical, and socioeconomic implications.     

Genomic priorities and public health

Given the continuing difficulty of identifying genes for complex disorders in a robust, replicable manner, and the extensive resources devoted to this effort, it is becoming increasingly important to analyze the relative benefits of genomics research for public health applications and for the understanding of disease pathogenesis. To establish priorities for genetics research, we review and evaluate several characteristics of selected exemplary complex diseases, including phenotypic accuracy, knowledge of specific and nonspecific genetic and environmental risk factors, and population prevalence and impact. We propose that complex diseases with the strongest evidence for genetic etiology, limited ability to modify exposure or risk factors, and high public health impact should have the highest priority for genetics research.     

棉花抗黄萎病遗传学研究进展

黄萎病是棉花生长中的主要病害,严重制约着棉花产量和品质的不断提高。选育棉花抗黄萎病品种是克服这一难题最为经济、高效、环保的策略。植物抗病性遗传解析是抗病育种的基础。为了加快棉花抗黄萎病育种进程亟需开展棉花抗黄萎病遗传学研究,本研究归纳了棉花黄萎病抗性遗传规律、抗性QTL定位和抗病基因挖掘3个方面的研究进展,认为目前对于棉花抗黄萎病遗传学研究还远不能满足棉花抗黄萎病育种的需求。与此同时,在棉花抗黄萎病育种材料选择、遗传群体构建和定位技术手段等方面提出了建议。     

Advances in the Research of Strategies and Methods for Analyzing Complex Traits

Complex traits are the features whose properties are determined by both genetic and environmental factors. Generally, complex traits include the classical quantitative traits with continuous distribution, the binary or categorical traits with discrete distribution controlled by polygene and other traits that cannot be measured exactly, such as behavior and psychology. Most human complex diseases and most economically important traits in plants and animals belong to the category. Understanding the molecular basis of complex traits plays a vital role in the genetic improvement of plant and animal breeding. In this article, the conception and research background of complex traits were summarized, and the strategies, methods and the great progress that had been made in dissecting genetic basis of complex traits were reviewed. The challenges and possible developments in future researches were also discussed.     

复杂性状遗传分析策略和方法研究进展

 复杂性状是指由多基因和非遗传因素共同作用的一类性状的总称,包括表型呈连续分布的经典数量性状,多基因控制但表型呈间断分布的二歧或多歧性状,以及难以准确度量的动物各种行为性状等。动植物的许多重要经济性状以及人类复杂疾病均属于复杂性状范畴。阐明复杂性状的遗传基础,对于动植物新品种的遗传改良具有十分重要的意义。本文在阐述复杂性状基本概念的基础上,综述了复杂性状的遗传分析策略以及近年来取得的主要研究进展。最后,对后基因组时代复杂性状基础研究面临的挑战提出了一些讨论,以供参考。     

Genetic screening raises questions for employers and insurers

The prospect of tests to detect susceptibility to genetic diseases that will develop later in life or under certain environmental conditions raises many ethical concerns. Among these are the experimental nature of these tests, the age at which they should be offered to individuals, and the repercussions of disclosing test results to patients, employers, and insurance companies. At present, research is most advanced on the marker for Huntington's disease, and Massachusetts General Hospital and Johns Hopkins University Hospital soon will become the first institutions to offer screening for this disorder. Although Johns Hopkins plans to treat the results as confidential research data, many investigators acknowledge that it will be difficult in the future to keep the information from third parties. Kolata warns that now is the time to develop policies for handling data, before widespread genetic testing becomes a reality.     

Advances in studies on the physiological and molecular regulation of barley tillering

Tillering is a crucial trait closely associated with yield potential and environmental adaptation in cereal crops, regulated by the synergy of endogenous(genetic) and exogenous(environmental) factors. The physiological and molecular regulation of tillering has been intensively studied in rice and wheat. However, tillering research on barley is scarce. This review used the recent advances in bioinformatics to map all known and potential barley tiller development genes with their chromosomal genet...     

数量性状全基因组关联分析中上位效应遗传位点检测方法研究进展

数量性状的表型变异受到大量效应微小的遗传位点和诸多环境因素的共同作用,但在数量性状的遗传研究领域,关于不同遗传位点之间加性效应与上位效应相对重要性的认识却存在着分歧。近年来,伴随着全基因组关联分析在人类及家养动物数量性状研究中的发展,在全基因组关联分析的框架内进行上位效应遗传位点的检测越发受到重视。文章以遗传力失踪问题为出发点,首先综述了标记-QTL连锁分析和GWAS框架下传统上位效应遗传位点的检测方法,然后对基于表型方差同质性检验和广义线性混合模型方法的上位效应统计推断以及混杂因素的处理方法进行了总结与梳理,旨在为数量性状全基因规模上位效应的相关研究提供理论参考。     

黔东南原生态民族文化多样性与糯稻遗传多样性资源保护

黔东南原生态民族文化是该地区众多民族在长期与自然环境的交流、交融及抗争中形成的一种稳定的生活方式和经济文化类型。初步研究发现：黔东南原生态民族文化与糯稻遗传多样性资源极其丰富,糯稻文化在黔东南各民族的日常生活、生产、风俗习惯和宗教信仰等方面中都有充分的体现。说明黔东南糯稻品种的遗传多样性形成并保持着强大的生命力,除了依赖于自身的生物条件和时自然生态的适应外,还主要取决于黔东南原生态民族文化的多样性。     

作物分蘖影响因素研究进展

分蘖作为禾本科作物的重要农艺性状,是评估作物生产潜力的关键指标,并对作物高产目标的实现有重要意义。本文从植物激素、遗传基因及外界环境因素3个方面阐述了作物分蘖发生的主要影响因素,以期为作物分蘖研究提供一定的理论参考。     

美洲山杨炭团菌溃疡病研究现状

阐述了７０年代美洲山杨炭团菌溃疡病的研究进展，主要涉及及病菌的寄主范围和地理分布。病害的侵染循环，寄主植物的化学保护反应，炭团菌毒素，环境因素地病害的影响，抗病性的遗传等，并探讨了今后需要继续研究的问题。     

烤烟香气风格的研究进展

通过综述烤烟香气风格的评价方法及生态环境、化学成分、栽培和遗传因素与烤烟香气风格的关系,发现目前有关烤烟香气风格的研究主要集中于香气物质本身及香气物质与环境因子、栽培技术措施的关系,且多为单一因素的描述结果;而有关烟叶香气风格形成的机理及其是否受基因控制等方面尚未清楚。因此,今后应加强烤烟香气风格形成代谢、分子机理方面的深人研究,探讨香气风格的形成途径及调控基因,并针对不同区域特色烟叶香气风格进行定量化、规范化研究。     

农业防治最佳生态系统管理的特点—内因治虫

农业防治是多学科的综合应用,以建立最佳农业生态系统为目标,因而它是最佳生态系统管理。害虫的猖獗发生,是由于种群的生理生态特性的内因和环境条件的外因密切统一的结果。从内因控制害虫的猖獗发生,是最根本、最合理、最有效的措施。内因治虫,主要通过寄主植物的遗传基质、营养成分和建立优良生态系,使寄主植物能从内因影响害虫的控制。     

作物科学中的环境型鉴定（Envirotyping）及其应用

全球气候变化正在对地球的环境产生日益重要的影响,而作物生产取决于作物基因型和环境之间的相互作用。利用现代生物学技术可以在分子水平上精细解析作物的基因型及其各个遗传组分对于表现型的贡献;然而对于作物具有重大影响的环境因子,目前,只能通过作物在不同环境下的表现型来推测其综合作用,或对整个试验区的个别环境因子进行对比分析,因而无法对各类环境因子进行深入剖析。笔者首次在国际上提出了环境型鉴定概念,并创造了一个英文新词etyping来表示。在本文中,环境型鉴定用envirotyping来代替。环境型（envirotype）用来描述包括所有影响作物不同生长发育阶段的内部和外部环境因子及其各种组合,外部环境因子主要包括水、肥、气、热、光、土壤、耕作制度和伴生生物等;而环境型鉴定用来表述对所有环境因子的解析和测定。环境型信息可以通过多种方式采集。作物多年多点区域试验积累了大量相关试验点的环境数据;地理信息系统（geographic information system,GIS）和土壤信息系统积累了大量气候、天气、土壤的数据;小型气象站可以监测小范围的天气、降雨、温度、气流等气象因子。众多环境检测仪器的使用,可以大规模采集与植物冠层、植物周边甚至单个试验小区和单个测试材料有关的土壤、光照、温度、水分、病虫害、伴生生物等外界环境因子。环境型信息将日益广泛应用于环境及其特征性鉴定、作物基因型-环境型互作、表现型预测、病虫害流行预测、近等环境型（near iso-envirotype）确定、作物对特定环境的反应研究、农艺组学（agronomic genomics）、精准高效农业等。展望未来,环境型鉴定需要将研究对象聚焦在单个材料的水平,实现单个材料的相关环境因子不同阶段的动态鉴定;需要开发和建立与基因型、表现型相结合的综合信息系统以及相应的决策支撑系统;环境型信息将最终有助于建立基于基因型-表现型-环境型的三维作物生产和研发系统,从而使未来作物育种中的选择建立在此三维空间概念的基础之上,并推动高产高效作物生产体系的建立。     

彩叶树种的光合特性和呈色机理研究进展

在阐述彩叶树种的定义及分类的基础上,综述了近年来彩叶树种光合特性的研究进展,并从遗传因素和环境因子等方面对彩叶树种的呈色机理进行了总结,提出了彩叶树种未来的研究方向和重点。     

植物种子衰老机制研究进展

种子在贮藏过程中的衰老即可直接导致建苗迟缓,幼苗畸形,最终影响作物产量,也可以导致商业贮藏中粮食品质的下降,还会影响种质资源库的更新周期和自然环境野生植物的生存。因此,深入认识种子衰老的生物学过程,对于农业生产和种质资源安全保存具有重要意义。本文系统综述了植物种子衰老生物学特征,从基因到表型,分析造成种子衰老的内外因,包括种子衰老过程中解剖结构、亚细胞结构、生理生化和分子生物学原因,以及环境等外界诱导因素,构建出一个完整种子衰老网络图。以期为种子衰老机理、种子活力修复和种质资源保存等研究提供基础理论参考。     

基因型、环境及其互作对玉米病害、产量与品质的影响

玉米病害、产量和品质的形成是品种遗传特性和环境因素共同作用的结果。以19个玉米品种为材料,分析了不同基因型玉米在不同区域的病害、产量、粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪、赖氨酸差异。结果表明：19个玉米品质的稳定性既由基因型控制也受环境互作效应影响。基因型起内因作用;互作作用中玉米种植及生长的时间（播期与生育期等）×区域特征（资源与逆境等）是不同生态区病害、产量、品质差异的主要外因;独立作用中年度间的气候变化对玉米不同生态区病害、产量、品质影响较大,其中气象条件中温度适宜程度、降雨量、湿度与病害（弯孢叶斑病与南方锈病）的发生发展呈正相关,产量与日照呈正相关且系数较大（为0.21）,粗淀粉与日均温呈正相关,粗脂肪与日照呈正相关;不同生态区随着纬度的降低,吐丝后的降雨量增加,玉米病害加重,产量降低。     

能源微藻油脂积累及油脂含量检测技术研究进展

对于生物质能源的原料,人们的目光逐渐从陈化粮、木质素、动物油脂等转向微型藻类,因其具有可养殖、可再生、生长周期短、分布广泛、可进行光合作用、环境适应能力强、产量高等突出特点,吸引了国内外众多科研和产业人员的目光。通过综合现有的微藻油脂生产的相关报道,从当前研究报道的产油微藻的种类、影响油脂积累的营养和环境因素的分析,结合油脂含量检测的方法对微藻油脂含量进行评估,对比得出布朗葡萄藻藻和部分链带藻的产脂能力更具优势,其油脂含量能达到细胞干重的60%以上,另外,通过优化培养条件、基因手段干预等措施可以获得高产油脂的微藻,其产油能力要比野生株提高20%以上,并综合阐述了国内外微藻产油的研究进展,为后续的研究计划和产业化提供参考。     

生长模型驱动的杉木林蓄积量动态可视化

树木的生长不仅受到自身遗传因素的影响而且还受外界环境条件的影响.以杉木为例,基于实测数据建立的蓄积量随林龄增长的生长模型以及影响林木生长的立地因子,以实现林分中的杉木林蓄积量可视化表达.在3D Max中构建了杉木三维形态几何模型,结合杉木生长模型与形态模型,采用AE+VB.NET编程,实现了基于ArcScene的杉木林...     

数字化玉米育种思路

数字化植物育种是综合利用当代计算机和信息网络技术辅助于现代植物育种的一项标准化的动态系统工程。通过对广泛的动态育种(资源)数据的标准化管理和分析,对育种材料综合属性进行自动数据处理,对育种材料进行遗传距离和类群分析、杂种优势预先判定,按照育种者需要给出适当推荐结果,辅助提高育种的目标性、准确性和育种效率。任何与(玉米)育种有关的环境因素、生物学和遗传学等多个科学领域的研究进展、育种者的不断积累的经验以及田间试验等数据都应该充分考虑到并整合到数字化育种系统中。数字化育种对于整合育种行业资源、提高育种效率将起到积极的作用。数字化育种方兴未艾,期待更多育种者的努力。