调控水稻产量性状的分子机理研究进展

随着水稻高产相关基因的克隆与功能分析,调控水稻产量的分子机理逐渐被人们了解与解读。株型控制由基因IPA1及4个直接控制分蘖的基因来共同完成。已报道的与穗发育相关的基因有11个,其中3个基因参与穗分化基本生物学过程,6个基因参与调控籽粒分化比率,2个基因参与调控穗分化期。控制水稻粒型和粒重的基因有5个,分别参与籽粒长、籽粒宽和灌浆过程。水稻产量基因的克隆与解读为水稻高产育种提供了理论指导。     

水稻粒形基因的遗传研究进展

在现代水稻育种中,如何有效提高产量和改良稻米品质仍是亟待解决的关键问题。水稻粒形主要由粒长、粒宽和长宽比等因素组成,是影响水稻产量与品质的重要农艺性状。粒形是受多基因调控的数量性状,不同粒形基因之间存在着不同程度的相互作用。近年来,由于分子标记技术和现代遗传学的飞速发展,有更多的粒形基因逐渐被定位和克隆,将这些基因合理地应用于水稻育种,对增加水稻产量和有效改良粒形有至关重要的意义。综述水稻粒形的遗传特性,对已定位克隆的107个粒形相关基因的功能进行总结,发现粒形基因通过转录因子、G蛋白信号、泛素途径以及植物激素等途径进行调控,基因间的相互作用以及不同粒形基因在品质改良及育种中的应用,为水稻高产优质育种奠定了重要的理论基础和遗传资源,讨论并指出了水稻粒形基因研究中存在的问题,可为水稻育种今后的工作提供思路和参考。     

研究发现新水稻谷粒大小调控开关

正水稻是我国三大主粮之一,其谷粒大小和形状(粒型)决定稻米的产量和外观品质。近十年来,水稻粒型调控机理研究取得了较大的进展,许多重要粒型基因被克隆和研究。但目前已知的多数粒型基因难以归类到已知调控途径,报道的信号通路信息也呈现片断化的特点,极大限制了对粒型调控分子机理的认识,制约了其在作物高产优质分子育种中的应用。     

我国水稻产量相关功能基因研究取得重大进展

中科院上海生科院植物生理生态所、植物分子遗传国家重点实验室林鸿宣研究员领导的研究组,在水稻产量相关功能基因研究上取得突破性进展,成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2,并深入阐明了相关的生物学功能和作用机理,显示这一基因在高产分子育种中具有应用前景。相关论文已于4月8日在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然·遗传学》(《NatureGenetics》)。     

水稻主要粒型基因及其遗传调控的研究进展

水稻粒型是决定产量最重要的因素之一。籽粒大小主要是受遗传因子的严格调控。目前,已经克隆了多个控制水稻籽粒大小的(QTL),这些QTL可以作用在独立的遗传途径,与其他已鉴定的粒型基因一起主要参与蛋白酶体降解、激素和G蛋白介导的信号途径,调节细胞增殖和细胞伸长。本文综述了近年来克隆的主要控制水稻籽粒大小的QTL及其调控的分子机制,为理解粒型的分子遗传基础和水稻遗传改良提供理论依据。     

我国水稻产量相关功能基因研究获重大进展

中科院上海生科院植物生理生态研究所、植物分子遗传国家重点实验室研究员林鸿宣领导的研究组,在水稻产量相关功能基因研究方面又取得突破性进展,成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2,并深入阐明了该基因的生物学功能和作用机理,显示该基因在高产分子育种中具有应用前景。相关论文已于4月8日在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然-遗传学》(Nature Genetics)。这是该研究组继克隆水稻耐盐功能基因SKC1之后两年内第二次问鼎该杂志。     

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。     

可控水稻粒重“基因钥匙”克隆成功

从中科院上海生科院植物生理生态所获悉，在与水稻产量相关的功能基因研究上，该所林鸿宣研究组取得突破性进展：成功克隆控制水稻粒重的基因GW2，这把拥有自主知识产权的“基因钥匙”，在高产分子育种方面显示出重要应用前景。相关论文于4月8日在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然·遗传学》。     

水稻花粉育性相关基因研究进展

花粉发育为水稻生殖发育不可或缺的过程之一,其育性高低对水稻育种以及经济产量具有重要意义。大量研究发现,水稻花粉发育是严格受基因表达调控的生物学过程。基于此,本文综述与水稻花粉育性相关的蛋白编码基因和调控性miRNA的研究现状,总结有关基因在调控水稻花粉育性方面的生物学功能及作用机制,并对该领域未来的发展趋势作出分析与展望,从而为水稻分子设计育种提供理论参考。     

水稻护颖发育相关基因的研究进展

水稻(Oryza sativa L.)花序和小穗的结构特点是决定水稻产量的重要因素。在禾本科植物中,护颖是水稻特有的小穗器官。一些调控护颖发育的基因,也参与其他花序或小穗器官的调控。护颖发育相关基因的研究对阐明水稻花发育的分子机制具有重要意义。本文介绍了与护颖发育直接相关的12个基因的研究进展,并根据突变体表型以及基因功能特点,将这12个基因分为开花决定基因、花序分生组织特征基因和花器官特征基因3类。根据已有研究结果和合理的假设,绘制调控护颖发育基因的互作模式图,并提出值得进一步探索的方向。     

大鼠骨髓干细胞的分离、培养和诱导生成内皮祖细胞的研究

目的探讨大鼠骨髓干细胞的体外分离、培养和诱导生成内皮祖细胞的的可行性,并检测其表型和功能。方法取大鼠长骨骨髓细胞,第3代细胞传代后加用终质量浓度10μg/L的血管内皮生长因子（VEGF）的细胞因子,培养3 d后行内皮细胞特异性成分鉴定。结果（1）免疫组化染色鉴定：P3代CD133呈中度阳性表现,CD34呈弱阳性表现;经VEGF诱导后表达明显增强。（2）流式细胞仪细胞计数鉴定：P3代CD133、CD34阳性细胞率分别为97.3%、55.5%;经VEGF诱导后CD133、CD34阳性细胞率分别为91.4%、78.6%。（3）P3代VEGF诱导后乙酰化低密度脂蛋白（ac-LDL）、荆豆凝集素（UEA）双染鉴定：经VEGF诱导的P3代细胞ac-LDL和FITC-UEA-1双荧光染色阳性率（70.2±5.1）%,未经VEGF诱导后的P3代细胞ac-LDL和FITC-UEA-1双荧光染色阳性率（20.4±3.8）%。（4）RealTime-PCR检测第3代VEGF cell和三代cell的内皮细胞特异性成分表达：P3 VEGF cell血管内皮生长因子受体2（VEGF-R2）浓度是P3cell的2.22倍。结论用贴壁筛选法和VEGF细胞因子培养大鼠骨髓干细胞可以获得较高纯度的内皮祖细胞（EPCs）,该细胞具有内皮祖细胞的特性,可用于进一步向内皮细胞分化的研究与应用。     

山羊卵巢间质细胞分离方法的比较

【目的】比较体外条件下不同分离山羊卵巢间质细胞(ovarian interstitial cells)方法的效果。【方法】采用热消化法、冷消化法、单一酶消化法(热消化法,用Ⅰ型、Ⅳ型、Ⅺ型胶原酶和2.5g/L胰蛋白酶+0.2g/L EDTA)及2步酶消化法分离山羊卵巢间质细胞。【结果】热消化法得到的细胞数量较冷消化法多,且试验所用时间缩短,但细胞活率降低。单一酶热消化法中,以1g/LⅪ型胶原酶效果最佳,适合体外培养。2步酶消化法以先胰蛋白酶后Ⅺ型胶原酶组的效果最佳,卵巢组织消化时间及体外培养首次换液时间均较短,适合于体外培养。【结论】采用1g/LⅪ型胶原酶单一酶热消化法或先胰蛋白酶后Ⅺ型胶原酶2步酶消化法,分离山羊卵巢间质细胞的效果均较好,可作为试验用卵巢间质细胞的理想分离方法。     

氨对悬浮培养幼仓鼠肾细胞(BHK-21)生长代谢的影响

【目的】研究在幼仓鼠肾细胞(BHK-21)悬浮培养过程中,不同浓度氨对其生长代谢的影响。【方法】用添加0,1.8,2.5,5.5,8.0和15.0 mmol/L氨的培养基培养BHK-21细胞,每隔12 h取样1次,用细胞计数仪进行细胞计数,测定细胞活力,采用AO/EB双染色法和Annexin V-FITC/PI流式细胞仪2种方法检测细胞的凋亡情况,同时测定细胞培养过程中葡萄糖、氨和乳酸浓度的变化。【结果】在BHK-21细胞连续培养过程中,当氨的添加浓度低于1.8 mmol/L时,其对细胞的生长几乎不产生抑制作用,细胞活性、细胞总数与对照组差异不显著,未出现细胞聚集成团现象;当氨添加浓度达到15.0 mmol/L时,BHK-21细胞直接进入死亡期;当氨的添加浓度为2.5~8.0 mmol/L时,氨对细胞生长的抑制作用由弱变强,这种抑制作用在细胞培养至24 h开始出现。另外,随着氨添加浓度的增加,葡萄糖的消耗量减少,细胞代谢产生的乳酸和氨降低。【结论】氨对悬浮培养的BHK-21细胞的生长和代谢有显著影响。     

一种有效分离及在体外扩增成年小鼠精原干细胞的方法

尝试建立一种简便有效的成年小鼠精原干细胞分离培养及扩增的方法。从单只成年小鼠的睾丸中经过两步酶消化法分离精原干细胞,并在去除间质细胞、纯化后的支持细胞饲养层上培养与扩增,获得稳定增殖的精原干细胞系。此方法可显著提高建系成功率,保证细胞系的单一基因型,显著降低体外培养精原干细胞的成本。为成体基因来源的转基因动物的制作和疾病模型的建立提供技术支持。     

山羊胚胎心肌细胞分化发育的超微结构研究

利用透射电镜观察了山羊胚胎心肌细胞分化发育过程中超微结构的变化。结果表明 :2 6日龄的山羊胚胎心肌细胞内肌节初步形成。随着胚胎发育 ,心肌细胞的肌节逐步完善 ,心肌细胞内的线粒体数量逐渐增多 ,排列规则 ,线粒体嵴逐渐变密 ,心肌细胞之间的连接也随着胚胎的生长发育逐渐形成和加强 ;2 6日龄山羊胚胎心肌内可见粗面内质网 ;34日龄的山羊胚胎心肌细胞胞浆内可见肌浆网、肌膜下池、横小管和二联管已形成 ;山羊胚胎心肌细胞内糖原颗粒丰富 ,随着胚胎日龄的增长 ,胞质内散布的糖原颗粒呈减少的趋势 ,而肌丝之间的糖原颗粒呈增加趋势 ;2 6日龄的山羊胚胎心房肌内出现少量特殊颗粒     

免疫小鼠脾脏中抗原提呈细胞的快速分离

应用胶原酶消化脾脏、 Ｂ Ｓ Ａ 梯度离心富集低浮密度细胞和 Ｆ Ａ Ｃ Ｓ分选细胞法,自小鼠脾脏中分离出高纯度树突细胞、吞噬细胞和 Ｂ淋巴细胞。分离的 ３ 种细胞样品中分别含 ９７％ 树突细胞、９６％ 吞噬细胞和 ９９％ Ｂ淋巴细胞。而纯化前,树突细胞和吞噬细胞在低浮密度细胞中仅分别占 ６５％ 和 ３５％ , Ｂ 淋巴细胞占脾细胞的 ４２％ 左右。该程序简便、快速、准确,在一个工作日内可制备大量细胞, 并适用于其他淋巴组织中抗原提呈细胞的纯化。     

仔猪肠黏膜上皮细胞体外培养及其对小檗碱适应性的研究

为了体外分离培养和鉴定仔猪肠粘膜上皮细胞,探讨小檗碱对体外培养的仔猪肠粘膜上皮细胞的安全剂量。本试验取刚出生未吃初乳的仔猪小肠的回肠段,用胰蛋白酶和胶原酶Ⅳ进行消化处理,获得原代仔猪肠粘膜上皮细胞,用免疫组化法对培养的仔猪肠粘膜细胞进行鉴定,用MTT检测法测定硫酸小檗碱对仔猪肠粘膜上皮细胞的安全浓度。结果表明:免疫组化法分离培养的细胞膜呈棕黄色,为粘膜上皮细胞。硫酸小檗碱对体外培养的仔猪肠粘膜上皮细胞的安全浓度为20μmol/L。     

南方鲶SME－Ⅰ细胞系的建立及其生物学特性的研究

用半消化法和组织块法接种南方鲶晚期胚，经４０多代连续培养，建立了ＳＭＥ－Ⅰ鲶鱼细胞系。该细胞系为贴附性上皮样细胞。细胞内微丝束丰富，平行排列伸到伪足，但质膜下不很密集。细胞最适在含１５％～２０％小平血清的１６４０培养基中生长，适温２８～２９℃，ｐＨ６．５～７．２，群体倍增时间为５８．６ｈ，已增殖到１０￣８个的水平。细胞染色体数为正常二倍体２ｎ＝５８，但有不少异倍化细胞。该细胞系已可用于鱼类生物工程研究和进入细胞资源库保存。     

鱼类干细胞育种技术回顾与展望

鱼类是优质动物蛋白的重要来源,其中养殖鱼类占重要地位,而通过选择育种、杂交育种等传统方法和分子辅助育种、基因编辑等新技术培育优良品种是鱼类养殖业健康持续发展的关键.近年来,鱼类干细胞技术特别是细胞移植和诱导技术快速发展,为鱼类优良品种培育提供了新的技术途径.介绍了鱼类干细胞育种的现状及应用,总结了鱼类干细胞育种技术面临...     

亚硒酸钠对人早幼粒白血病细胞（HL－60）的影响

以人早幼粒白血病细胞（ＨＬ－６０）为实验对象，研究了亚硒酸钠对细胞的影响。结果发现５．８μｍｏｌ／Ｌ亚硒酸钠可以抑制ＨＬ－６０细胞生长，但１１．６μｍｏｌ／Ｌ以上浓度时对细胞的毒性加重。未发现亚硒酸钠能诱导ＨＬ－６０细胞进行形态和功能分化。