前沿动态

正长非编码RNA调控肌肉发育分子机制肌肉组织是动物机体的重要组成部分,肌肉生长速度和肌肉量是动物生产中重要的经济性状之一。肌肉生长发育是一个复杂的过程,受到多种转录因子、表观遗传等调控,因此解析肌肉生长发育的调控网络具有重要的理论和应用价值。长非编码RNA是一类转录本长度超过200 nt、没有蛋白编码能力的RNA,在多种生物学过程中具有重要     

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.     

lncRNA在畜禽遗传育种中的研究进展及应用展望

长链非编码RNA(lncRNA)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lncRNA在畜禽育种中的应用进行了展望。     

长片段非编码RNA及其功能研究进展

随着大规模基因组测序的完成,大量的非编码RNA（non-coding RNA,ncRNA）被发现。这些ncRNA能够通过多种遗传机制参与基因表达调控,其中Longnon-coding RNA（lncRNA）是一类转录本长度超过200nt的RNA分子。研究表明,lncRNA参与了基因组印记,剂量补偿效应,表观遗传等多种重要的调控过程。就近年来lncRNA的功能方面研究进展进行综述。     

长链非编码RNA在动物和植物中的最新研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类转录本长度大于200nt、不编码或很少编码蛋白质的RNA。lncRNA能在转录、转录后、表观遗传等多个水平调控基因表达,广泛参与基因组印迹、染色体重塑、转录激活、转录干扰、细胞周期等多种生命过程的调控,影响着各种生物学过程,是当前分子生物学和遗传学研究的热点。本文围绕近几年国内外关于lncRNA的最新研究成果,就其在动物和植物中参与的生物学过程进行了比较,对其分子机制、功能、研究策略及目前研究中面临的问题等作一综述,为进一步在动植物领域研究lncRNA的功能和分子机制提供依据和参考。     

植物表观遗传中的RNA介导的DNA甲基化

植物基因组对基因的表达调控不仅表现在转录水平上,也表现在染色质结构的变化上。在植物中存在着特有的RNA 聚合酶Ⅳ (RNA Pol Ⅳ) 和 RNA聚合酶Ⅴ (RNA Pol Ⅴ),它们与RNA 聚合酶Ⅱ(RNA Pol Ⅱ)相似。RNA Pol Ⅳ和RNA Pol Ⅴ的转录产物包括参与表观遗传调控的长链非编码RNA (lncRNAs)和干扰小RNA (siRNAs)。这类非编码RNA广泛地参与了基因组上发生的胞嘧啶甲基化,去甲基化以及甲基化扩散。近年来,研究已经发现RNA介导的染色质水平的基因沉默涉及植物的生长发育、胁迫应答、表观遗传多态性,并对植物的表型多样化、生理适应性以及植物进化具有显著影响。     

蜜蜂繁殖性状编码RNA和非编码RNA的研究进展

蜜蜂蜂王的繁殖性状是蜂群产生经济效益的基础性状，繁殖性状的分子机制研究是蜜蜂遗传育种领域的重要课题。在蜜蜂的重要繁殖活动产卵和卵巢激活过程中，编码RNA和非编码RNA发挥了重要作用。介绍了蜜蜂繁殖性状相关的信使RNA、小RNA、长链非编码RNA、环状RNA的基本特征和功能，综述了编码RNA和非编码RNA对蜜蜂卵巢激活和产卵过程的调控机制。蜜蜂繁殖性状RNA的研究对于阐明蜜蜂繁殖性状的分子遗传机制意义重大，也为挖掘繁殖性状分子标记基因、开展分子育种工作，进而提高蜜蜂繁殖性能、增加养蜂经济效益奠定基础。     

长链非编码RNA在家畜方面的研究进展

长链非编码RNA（Longnon-codingRNAS,lncRNAs）是一组长度大于200个核苷酸、缺少特异完整的开放阅读框、无蛋白质编码功能的RNA。lncRNA种类繁多,数量庞大,占哺乳动物基因组转录物的绝大部分。相对于研究较多的非编码小RNA,lncRNA的功能目前尚不完全清楚。但越来越多的研究发现,lncRNA在多个水平调控基因的表达,在胚胎发育、物种进化、细胞分化和某些疾病如神经退行性疾病的发生过程中起着重要作用。本文在简要介绍lncRNA基本概念的基础上,结合当前在家畜方面研究成果,就lncRNA在转录水平、转录后水平和表观遗传水平调控基因表达的机制做一综述。     

长链非编码RNA及其在斑马鱼中的研究进展

随着测序技术的不断发展和完善,在人类和其他模式生物中,发现了一类具有重要调控功能的RNA,即长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)。长链非编码RNA是一类在生物体内大量存在且无编码功能的RNA,主要参与基础转录、特异基因的转录调控、转录后调控、翻译调控和表观遗传学调控等。本文中综述了长链非编码RNA及其在水生动物斑马鱼中的研究进展,可为水产养殖动物的遗传育种和健康养殖提供参考。     

杜长大商品猪肌内脂肪含量的全基因组关联分析

【目的】通过全基因组关联分析,定位影响杜长大商品猪肌内脂肪含量的相关SNP位点及其重要候选基因,为利用分子生物学方法改良猪肌内脂肪含量提供科学依据。【方法】选取981头杜长大商品猪,包括阉割公猪447头、母猪534头,所有试验猪均在统一条件下饲养至150日龄后进行屠宰测定,屠宰后利用索氏浸提法对肌内脂肪含量进行测定。利用GeneSeek GGP 50K芯片进行基因分型,使用rMVP软件包的FarmCPU模型对肌内脂肪含量性状进行全基因组关联分析。【结果】杜长大商品猪平均肌内脂肪含量达2.27%,其变异系数为34.24%,基因组遗传力(h2)为0.39,属于中等遗传力性状,表明该性状具有较大的遗传改良空间。经质控后,剩余30600个SNPs位点用于全基因组关联分析,共发现有8个潜在SNPs位点与肌内脂肪含量相关,分别分布在2、3、5、11、12、13和14号染色体上。利用Gene Ontology数据库对可能影响肌内脂肪含量的候选基因进行GO功能注释分析,发现这些候选基因参与的代谢通路包括肌肉发育代谢过程、器官生长代谢、基因表达调控及RNA转录等生物学代谢过程,但主要以肌肉生长发育代谢通路为主,表明肌内脂肪含量与肌肉生长发育之间存在紧密联系。【结论】利用高密度芯片进行全基因组关联分析,发现有8个SNPs位点与肌内脂肪含量相关;根据基因生物学功能及相关研究文献,C2orf74、HS6ST3和ROBO2基因主要参与细胞增殖分化及脂肪代谢等生物学过程,可作为影响肌内脂肪含量的重要候选基因。     

园艺植物 WRKY 基因功能研究进展

WRKY 转录因子是植物中特有的一类反式作用因子。WRKY 基因家族成员众多,是植物中最大的转录因子家族之一。目前,已在多种园艺植物中对该家族进行了全基因组鉴定。大量研究表明,WRKY 转录因子参与了植物中多种生物学过程,如营养剥夺、胚胎发生、种子发育、毛状体发育、叶片衰老及其他发育和激素调节的过程,是许多调控信号网络的重要组成部分。WRKY 转录因子还可参与植物适应各种逆境的转录调控,已被证明其在生物应激反应中发挥重要作用并参与植物的防御机制,其在植物防御病菌、病毒和虫害调控过程中的重要作用正被逐步揭示。此外,WRKY 转录因子在植物响应环境中非生物胁迫方面的作用也被不断解析,其可参与调控植物对干旱、温度、盐及渗透的响应,并在此过程中发挥正向或负向调节作用。本文基于近年来的相关研究成果,重点综述了 WRKY 转录因子在园艺植物生长发育、胁迫响应和代谢合成方面所发挥的作用和调控机理,进一步明确园艺植物 WRKY 转录因子的重要生物学功能,阐明 WRKY 转录因子介导的转录调控网络,为园艺植物优良性状相关的遗传资源挖掘和分子育种提供理论支撑。     

肉牛分子育种研究进展与展望

分子育种是家畜品种改良的一门新兴学科,其在牛的肉质性状和生长发育等研究中起到了一定的促进作用。概述了与肉牛相关的分子标记与分子育种的最新研究成就,重点介绍了肉牛生长及与生产性状相关的研究进展,包括肉牛候选的分子标记、全基因组选择,生产性能有关的微卫星标记,非编码RNA作为分子育种新标记以及通过转基因技术来改良肉牛重要生产性状等内容。     

拟南芥开花过程的转录后调控研究进展

从营养生长向生殖生长的转换是植物生命周期中最重要的事件之一,是植物繁衍后代的重要保证。为适应复杂的环境条件和自身的发育需求,开花基因在转录激活/抑制、转录后、翻译及翻译后等多个水平上被调控,其中染色质重构、组蛋白修饰等表观遗传调节是拟南芥春化途径和自主途径的主要调节方式。最近的研究结果表明,选择性剪接、小RNA和长非编码RNA等多种转录后水平方式的调节在拟南芥开花基因调节中发挥重要作用。本文就目前有关拟南芥开花基因转录后调控方式研究进展进行综述,以期为今后进一步完善开花时间调控网络提供参考。     

植物次生生长相关MYB转录因子研究进展

林木的次生木质部是重要的再生生物能源,在人类的生产生活中具有重要意义。作为植物中最大的转录因子家族之一,MYB转录因子在次生壁合成转录调控过程中发挥重要的作用。目前许多主要的次生壁合成相关MYB转录因子已被分离鉴定。AC顺式作用元件是MYB转录因子与木质素合成基因结合的重要元件。该研究综述了MYB转录因子结构及进化,介绍了转录激活因子与抑制因子如何调控次生壁的合成,并对MYB转录因子的转录后修饰、进化的保守性及其转录调控网络进行了阐述。     

山羊MyoG启动子的克隆和活性检测

【目的】肌细胞生成素(myogenin,MyoG) 是生肌调节因子(MRFs)基因家族中唯一能在骨骼肌细胞发育与生长过程中均可表达的调控因子, 在肌肉细胞分化过程中起着中心调控的作用,它正调控着骨骼肌卫星细胞向成熟肌细胞分化的过程,是唯一不可代替的生肌调节因子。MyoG基因在复制、扩增、基因激活、转录、翻译等多级水平上对肌肉发育进行调控。基因转录的起始阶段是机体生长发育因子进行调控的开端,而此阶段调控的实质是通过启动子和上游调控序列的相互作用,调控目的基因的表达。因此克隆MyoG基因的启动子,探讨启动子区域的启动活性,有助于从理论上揭示MyoG基因表达的关键调控位点,同时也有利于揭示肌肉发育调控的相关机理,为治疗人类相关疾病以及改良家畜肉质研究提供实验依据。本研究克隆山羊Myogenin（MyoG）基因的启动子区域,检测其在哺乳动物骨骼肌细胞内的启动活性。【方法】克隆山羊MyoG基因的启动子序列,连入pDsRed2基本骨架构建了以红荧光蛋白基因为标记基因的真核表达载体pDsRed-GoatMyoG(5.3 kb)。表达载体pDsRed-GoatMyoG经酶切和测序鉴定后,分别转染体外培养的绵羊肌卫星细胞、肌管细胞和成纤维细胞,观察红色荧光蛋白表达情况,然后利用实时荧光定量PCR、Western blot和冰冻切片、免疫组化等技术检测细胞转染后标记基因mRNA 和蛋白在体外培养细胞中的的表达活性。pDsRed-GoatMyoG表达载体对小鼠进行肌肉注射,检测GoatMyoG启动子在体内组织中的启动特异性和效率。肌肉注射5 d后,分别取小鼠的注射腿肌肉组织、非注射腿肌肉组织、睾丸组织、肠组织和肝脏组织,通过实时荧光定量 PCR 检测标记基因DsRed在不同组织中的表达情况。【结果】克隆得到的MyoG启动子序列测序正确,载体pDsRed-GoatMyoG经酶切和测序鉴定,证实载体构建成功;转染质粒 pDsRed-GoatMyoG后,肌卫星细胞和肌管细胞在显微镜下均可观察到细胞发红色荧光,成纤维细胞没有红色荧光。通过实时荧光定量PCR检测得出,转基因肌管细胞内GoatMyoG 启动DsRed 基因表达mRNA 的相对量为14.07;通过Western blot技术检测出转基因肌管细胞含有GoatMyoG启动的DsRed蛋白质,在转基因成纤维细胞内没有检测到 DsRed 蛋白质,说明GoatMyoG启动子可在肌肉组织特异性启动外源基因表达。小鼠肌肉注射pDsRed-GoatMyoG质粒后,注射腿肌肉组织内GoatMyoG 启动DsRed 基因转录mRNA 的相对量为212.32,非注射腿肌肉组织内mRNA的相对量为39.76,注射腿肌肉组织和非注射腿肌肉组织内mRNA 的量均是其它组织的1.99倍以上。通过免疫组化技术在注射腿肌肉组织和非注射腿肌肉组织内均可检测到红色荧光蛋白,在睾丸、肠和肝脏内均未检测到DsRed 蛋白。【结论】山羊MyoG启动子可以特异性的在骨骼肌组织驱动外源基因的表达,是一种有效的肌肉特异性启动子。     

水产养殖环境胁迫对鱼类表观遗传的影响研究进展

表观遗传学是研究基因核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象较多,已有DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA调控、基因组印记、基因沉默、母体效应、核仁显性、休眠转座子激活等。在集约化的水产养殖模式中,养殖密度提高,投喂过量等均会产生刺激鱼类生长的环境因素。已有文献报道,环境胁迫因素刺激可影响鱼类表观遗传修饰,但并未涉及遗传信息的变化,所以在一定范围内可以解释为表型变化。本研究围绕环境胁迫因素对鱼类表观遗传产生的影响进行了综述,为进一步阐释环境因素与基因互作关系提供了参考。