表观遗传调控及其在水稻中的研究进展

水稻是最重要的粮食作物之一,也是重要的单子叶模式植物.近年来,水稻表观遗传调控机制的研究取得较大进展.越来越多的研究表明,水稻表观遗传修饰在调节基因的表达继而影响生长发育、作物种质改良以及胁迫应答等方面发挥重要作用.本文对表观遗传调控的作用机制以及在水稻中的研究进展进行综述,并对其发展前景进行展望.     

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...     

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...     

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。     

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。     

DNA甲基化在肉牛分子遗传与育种中的研究进展

DNA甲基化是真核生物表观遗传的重要修饰方式之一,该文概述了真核生物DNA甲基化的修饰原理以及现阶段DNA甲基化的检测方法和技术手段,进一步对DNA甲基化修饰模式和参与基因表达调控的研究现状进行了阐释。目前,DNA甲基化的研究是畜禽经济性状研究领域的热点之一,猪肌肉发育、羊体尺性状以及奶牛乳房炎等研究获得了多个DNA甲基化标记。此外,DNA甲基化与肉牛发育和脂肪沉积相关研究定位和筛选了大量的候选甲基化修饰区域,这些研究结果为肉牛分子遗传研究奠定了基础,也为肉牛生物育种提供了表观遗传学候选标记。     

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     

基于机器学习方法的拟南芥基因组DNA复制时间预测研究

【目的】基于机器学习方法,构建拟南芥基因组DNA复制时间分类器,探究与复制时间相关的表观遗传修饰,为进一步研究DNA复制时间的表观遗传调控机制提供参考。【方法】收集拟南芥全基因组的DNA复制时间数据和多种DNA表观遗传修饰特征(ChIP-Seq)数据,以及染色质开放状态(DNase-Seq)数据,先通过t-SNE初步对DNA表观遗传修饰特征数据降维来衡量DNA复制早晚的可预测性,并利用皮尔逊相关系数计算了多种DNA表观遗传特征与DNA复制时间信号两两之间的相关性,再通过构建随机森林、多类别逻辑回归和支持向量机3种分类器对DNA复制时间进行建模分析,以十折交叉验证和ROC曲线下的面积(AUC)为衡量指标,用80%的数据建模,20%的数据对模型效果进行验证。【结果】3种分类器对DNA复制时间都具有良好的预测能力,平均AUC均达0.8以上。DNA复制早期信号与RNA聚合酶Ⅱ结合信号以及染色质开放状态信号等呈正相关,而复制晚期信号则与其呈负相关。其中H3.1、H3.3、H2AW、H4K16ac、H3K36me3、H3K4me3均可能与DNA复制时间存在密切关系。【结论】拟南芥基因组DNA复制时间可以通过表观遗传修饰进行准确预测,其中对DNA复制晚期的预测最为准确;并发现了与DNA复制时间关系密切的组蛋白变体及表观遗传修饰。     

前沿动态

表观遗传学研究获进展细胞需要持续不断的合成核糖体来保证蛋白质的合成。核糖体RNA由RNA聚合酶Ⅰ转录,转录水平主要由表观遗传机制来控制。这一机制能够高效快速地应答细胞分化、癌化、衰老等信号,来调整核糖体基因的表观遗传修饰状态,从而调控核糖体基因的表达和蛋白质合成水平,最终帮助完成细胞的各种生命活动。     

水稻亚种与根系微生物组互作关系

正《自然—生物技术》在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员白洋、储成才课题组合作的研究论文,揭示了水稻亚种间根系微生物组与其氮肥利用效率的关系,证明了NRT1.1B(水稻肽转运蛋白家族的成员之一)在调控水稻根系微生物组的关键作用。     

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。     

植物DNA甲基化研究进展

[目的]概述植物DNA甲基化的研究进展。[方法]综述了植物DNA甲基转移酶s、iRNA指导的DNA甲基化过程,阐明了DNA甲基化与其他表观遗传修饰的关系。[结果]DNA甲基化在表观遗传控制体系中起着重要作用,维持着生物进化过程中基因组和表观遗传的稳定性。RNA介导的DNA甲基化作用中s,iRNA起着不可替代的作用,但RdDM和甲基化在基因调控中的作用需要更进一步研究。[结论]全面了解DNA甲基化及其在植物发育和逆境胁迫应答中的作用,可以在转录水平上增强或抑制外源基因和内源基因沉默,便于制定更合理的改良重要转基因作物的策略。     

植物DNA甲基化的研究进展

DNA甲基化是重要的表观遗传修饰之一,在植物的生长发育过程中起着重要的调节作用。文章主要对DNA甲基化的作用机理及特征、表观遗传作用、检测方法和在植物育种中的应用进行了综述。     

中国水稻研究所水稻表观遗传抗病性研究取得新进展

<正>日前,从中国水稻研究所获悉,该所水稻病理团队和种子发育团队合作研究发现了水稻jmjC组蛋白脱甲基化酶(JMJ704)能够正向调节水稻对白叶枯病原菌(Xoo)侵染的防御反应。相关研究成果近期发表在国际著名学术期刊《BMC植物生物学》《BMC Plant Biology》杂志上。据悉,表观遗传调控(Epigenetic regulation)是指在不改变基因DNA序列的前提下,通过共价修     

我国科学家解析杂交水稻粒型和垩白性状的遗传基础

正近日,中国水稻研究所杨仕华课题组联合中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所韩斌课题组和上海师范大学黄学辉课题组合作完成的"应用多套群体解析杂交稻粒型和垩白性状的遗传基础"的研究论文在线发表在《分子植物(Molecular Plant)》上。该研究解析了我国当前杂交水稻外观品质性状的遗传学基础。研究人员在前期完成水稻产量杂种优势遗传解析的基础上,考察了涵盖籼籼交和籼粳交在内的17套代表性     

水稻株高调控研究获重大进展

<正>如果稻农撒下一片种子,最后发现水稻光"长个"、不抽穗,那一季的辛苦就要白费。所以,弄清楚水稻株高的发育受哪些因素的影响,对粮食生产特别重要。据悉,我国科学家对此的研究有了重大进展:中国农科院作物研究所万建民课题组最近发现了"表观遗传修饰"对水稻株高和花器官发育所起重要作用的原理。据介绍,籼种水稻和粳种水稻亚种间杂种优势强大,一般比亚种内杂交水稻产量潜力高10%~     

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。     

信息文摘

水稻分蘖调控分子机理研究取得突破 中国农科院水稻所年轻科学家钱前博士领导的课题组,与《水稻重要性状的功能基因组学研究》项目组其他科学家合作,在水稻分蘖分子遗传学机理研究和功能基因克隆等方面取得突破。该研究成果发表在最近一期的《Nature》上。这是我国近20年来,首次在世界上克隆     

DNA甲基化与食管癌关系研究进展

人类肿瘤的发生是一个多步骤、多阶段、多基因改变与表基因改变的复杂过程,其分子生物学本质是细胞内遗传调控和表观遗传调控的紊乱,其中表观遗传调控紊乱包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色     

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。