遗传发育所小麦着丝粒组成及其进化研究获新进展

植物着丝粒是基因组中进化最剧烈、结构最复杂的区域,在物种形成和分化过程中发挥重要作用。大多数植物着丝粒结构复杂,主要是由高度重复的卫星DNA以及中间穿插的反转座子序列(CR)组成,其中着丝粒卫星序列单元长度主要集中在150-180 bp之间,例如水稻CentO和玉米CentC序列,多年前已经发现并用于着丝粒结构与功能研究。普通小麦是重要的粮食作物,经过两次远缘杂交和多倍化过程,是染色体组进化及多倍体二倍化研究的模式材料。然而普通小麦基因组巨大,90%以上的序列均是高度的重复序列,给小麦研究带来巨大的挑战。前期对小麦着丝粒的研究基本局限于通过筛选着丝粒BAC等手段,获得某些着丝粒序列。小麦着丝粒DNA序列组成(尤其是功能性卫星序列)、结构及其在基因组形成和进化过程中的动态变化以及对多倍化适应的分子机制目前基本不清楚。 中国科学院遗传与发育生物学研究所韩方普研究组长期从事植物着丝粒的遗传和表观遗传学研究。前期在小麦非整倍体及其......阅读全文

遗传发育所脑肿瘤抑制因子调控突触发育研究获进展

  神经突触是神经元与其靶细胞之间进行信息交流的特化结构。突触生长过程的精确调控对于神经环路的形成和可塑性至关重要,突触发育和功能的异常导致多种神经精神疾病包括智力低下、自闭症、精神分裂症和神经变性病等。因此,寻找和鉴定突触发育和功能调控基因一直是神经生物学家的重要研究内容之一。   果蝇脑肿瘤基

遗传发育所揭示叶片非对称发育的生物力学调控

在发育过程中,动植物的器官如何获得不对称的形状?大量的分子遗传学研究发现了诸多调控基因,但仍未完全解答基本的发育生物学问题:人们尚不了解基因如何指导器官形状的建立。叶片作为典型的植物器官,是研究器官不对称性产生的很好体系。  中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃研究组与中科院力学研究所龙勉研究组,

遗传发育所神经系统早期发育研究取得新进展

  Joubert综合征(Joubert syndrome, JBTS)是一种十分少见的常染色体隐性遗传神经系统发育迟滞疾病。主要是小脑蚓部发育不良加上其他异常,常见症状是发作性气喘,在新生儿期出现发作性呼吸急促或呼吸暂停。眼球常有急促运动,智力发育迟钝,由于小脑蚓部发育不良而致共济失调和平衡障

遗传发育所水稻叶片衰老机制研究取得进展

  叶片是植物主要的光合器官,是植物生长能量和有机物质的主要来源地。以水稻为例,籽粒灌浆所需营养物质的60%~80%来自叶片光合作用。因此,叶片的功能直接影响作物的最终产量和品质。研究表明,成熟期水稻功能叶片每延迟1天衰老,可增产1%左右。因此,研究叶片细胞死亡的分子机制具有重要的理论和实践意义。 

遗传发育所揭示植物雌雄识别的分子机制

  受精需要精子和卵细胞的结合,而精子能否被及时地传递到卵子是受精的关键。在被子植物中,精子是通过花粉管来传递的,但花粉管是如何将精子传递到卵子的呢?这是植物生殖生物学几十年来关注的主要问题,也是杂交育种的技术瓶颈之一。日前,中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究组首次分离到了花粉管识别雌性吸引

遗传发育所外周神经损伤研究获进展

  周围神经损伤的修复和重建一直是临床难题之一,特别是对于大于3cm的外周神经缺损,自体神经移植术被认为是首选治疗方法,然而自体神经移植在目前临床治疗中存在供体缺乏、需要多次手术等问题。  中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武研究组建立了3.5cm缺损的猪面神经损伤模型,通过电生理学检测、形态学观

遗传发育所揭示油菜素内酯的功能机制

  作为新发现的绿色环保型植物生长调节剂,油菜素内酯(Brassinosteroid,简称BR)是公认的活性最高的高效、广谱、无毒的植物生长激素。BR能充分激发植物内在潜能,促进作物生长和增加作物产量,提高作物耐冷性,改善作物抗病、抗盐能力,使作物的耐逆性增强等,因此,其在农业生产上获得广泛应用。然

遗传发育所玉米新品种培育取得进展

  经吉林省农作物品种审定委员会研究,中国科学院遗传与发育生物学研究所陈化榜研究组选育的玉米杂交新组合“H7 x Y4”已通过吉林省农作物品种审定,并正式定名为“科育186”(编号为吉审玉2014016)。   “科育186”抗倒伏、耐密植、丰产性好,脱水快、容重高、品质优、抗病性较强。该品种

遗传发育所揭示植物细胞膨压调控机制

  膨压普遍存在于植物细胞,与生长发育密切相关,但对其调控的分子机制了解非常有限。中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究组通过对植物花粉管进行研究,发现了一个影响花粉管体内生长的突变体turgor regulation defect 1 (tod1),其花粉管内钙离子浓度下降,在花柱内生长缓慢,

遗传发育所曹晓风团队开辟水稻表观遗传研究新方向

  DNA测序技术发明之后,科学家们认为自己可以通过DNA全基因组测序解析生命的全部密码。渐渐的,他们发现有些重要信息并不编码于DNA序列里面,即便基因序列没有发生变化,生物体的表型也可以改变。这种研究被称为“表观遗传学”,继传统遗传学之后,表观遗传学如火如荼地发展起来了。曹晓风供图  中科院院士、

遗传发育所阐明脊髓发育早期微环境对神经再生的作用

人体组织细胞处在独特的微环境中,这个微环境由细胞外基质、各种细胞、可溶性信号分子等共同组成。微环境在细胞信号传导、增殖和分化、形态和迁移、免疫应答以及营养代谢等方面发挥重要作用。深入研究细胞微环境对于了解生命奥秘和疾病治疗具有重要意义。脊髓损伤对于成年哺乳动物来说是一种毁灭性打击,由于成体脊髓组织存

遗传发育所在小麦多倍体形成与进化研究中取得进展

  普通小麦是异源六倍体,其形成经历两次杂交、两次染色体加倍过程。在两次杂交的初期及后续的驯化过程,发生了二倍化过程并伴随基因组变化。在这个过程中,作为着丝粒特异的组蛋白H3的变异体CENH3(人类及哺乳动物称为CENPA),在果蝇、拟南芥和油菜中都存在适应性进化,被认为可能和着丝粒区重复卫星序列的

河南省副省长刘满仓访问遗传发育所

  12月3日,河南省副省长刘满仓一行访问中科院遗传与发育生物学研究所,中科院生物局局长张知彬、遗传发育所李振声院士、所长薛勇彪、党委书记宋秋生、副所长胥伟华及相关部门负责人陪同考察。   刘满仓一行参观了李振声院士实验室和现代化植物温室。在李振声院士实验室,李振声院士介绍了小麦远缘杂交育种

遗传发育所和杜邦先锋公司签署合作协议

  8月13日,中国科学院遗传与发育生物学研究所和杜邦先锋公司在京签署了农业生物技术和作物遗传学领域合作研究协议修订协议,以延长双方合作的研究项目。遗传发育所所长杨维才、杜邦-先锋公司副总裁Barbara Mazur代表双方在合作协议上签字。  在该合作研究协议框架下,遗传发育所和杜邦先锋公司在农作

遗传发育所召开信息化工作交流会

  7月19日上午,中国科学院办公厅信息化工作处处长陈明奇一行3人调研遗传与发育生物学研究所并指导信息化工作。遗传发育所副所长胥伟华等参加了座谈。   座谈会由胥伟华主持。胥伟华简要介绍了研究所的基本情况和主要科研成果。信息网络部张明宏汇报了研究所的信息化工作,以及存在的问题与改进措施,并根据研究

遗传发育所揭示神经突触稳态调控新机制

  突触是掌管神经系统信号传递的关键结构。成年大脑中突触的结构可塑性,即突触的形成和消失,被认为是长期记忆形成的基础。长时程在体成像观察表明:中枢神经系统中大部分轴突或树突以及突触的结构相当稳定,但受伤、丰富环境培养或长时间的感觉刺激会导致轴、数树突分支的产生和消失,这种产生和消失往往伴随着新突触的

遗传发育所等在心肌再生研究中取得进展

  心肌梗死具有很高的发病率和致死率,是一类严重威胁人类健康的疾病。中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武研究组通过将缺血心肌靶向多肽与人血管内皮生长因子VEGF融合得到了重组的VEGF蛋白(IMT-VEGF),在大鼠和猪的心肌缺血再灌注模型中通过分子标记证明了IMT -VEGF具有通过静脉注射靶向

遗传发育所等发现调控心脏衰竭形成的microRNA

     心力衰竭(称“心衰”)是指因于心脏结构或功能的异常或受损,使其无法满足身体正常机能需求的疾病。心衰是各种心血管疾病发展的最终阶段,也是导致病人死亡率最高的心血管疾病。在我国,心衰的发病率约为1%,并呈逐年上升的趋势。   为研究心衰的发病机制与治疗措施,中国科学院遗传与发育生物学研究所王

遗传发育所揭示控制水稻籽粒大小的分子机制

   籽粒大小是决定水稻产量和品质的一个关键因子,然而控制籽粒大小的分子机制目前仍不清楚。   中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室储成才课题组通过大规模筛选水稻T-DNA插入突变体库,获得一个水稻籽粒显著变大的突变体材料,分子生物学及遗传学研究表明,该表型是由于编码一个细胞色

遗传发育所揭示黑色素瘤转移机制

  上皮间质转化(Epithelial Mesenchymal Transition,EMT)描述了上皮来源的细胞通过特定程序转变成间充质样细胞的过程。EMT的发生是肿瘤转移的重要过程。恶性黑色素瘤是起源于黑色素细胞的一种恶性肿瘤,虽然并非上皮肿瘤,其发展过程中表现出很多类似EMT的特征。TET(T

遗传发育所合作研究发现植物免疫新机制

  植物通过细胞表面免疫受体识别来自于病原微生物的分子,激活天然免疫;而病原微生物通过向植物细胞分泌效应蛋白,这些蛋白往往通过翻译后修饰宿主蛋白,抑制天然免疫反应;植物通过进化,利用动植物中保守的、定位于胞质的NLR类型的免疫受体识别效应蛋白,重新激活免疫反应。研究胞内免疫受体识别病原微生物效应蛋白

遗传发育所神经再生合作研究取得重要进展

  脊髓夹伤是一类临床上常见的严重中枢神经损伤,主要病因是外力导致的脊椎椎骨骨折和椎管内肿瘤等。中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武研究员领导的再生医学实验室与南京市鼓楼医院神经外科合作,在脊髓夹伤后的神经再生研究中取得了重要进展。  脊髓夹伤后,胶原蛋白在损伤部位大量表达。戴建武

遗传发育所揭示调控植物TGN形成的分子机制

  高尔基体不仅是细胞内膜系统膜泡运输的核心,而且也是细胞壁和胞外基质多糖、质膜糖脂合成以及蛋白糖基化修饰的位点。不同于动物细胞,植物细胞高尔基体产生一个分离的、独立完成不同功能的反面管网结构TGN(Trans-Golgi Network),专门负责分选和分泌来自反面膜囊的物质。同时,TGN兼任了早

遗传发育所解析同源重组保障的新机制

  减数分裂过程中,性母细胞会主动产生DNA双链断裂(double-strand break, DSB),起始同源重组。同源重组正常发生在同源DNA之间,若在非同源DNA之间发生重组,则会导致后代基因组的紊乱。为此,生物体进化出了一套完善的体系,避免在序列相似的非同源DNA之间发生重组。但是目前对该

遗传发育所玉米单向杂交不亲和研究取得进展

  玉米是我国播种面积最大、产量最高的作物之一。玉米用途广泛,除作为饲料外,还有各种工业用途,并为人类提供优质的蛋白和淀粉。玉米雌雄同株异花,天然异交率高达95%以上,因此杂交种制种和专用玉米的生产需要严格隔离。常规的时间和空间隔离措施费时费力、难度大。如何利用科学的方式实现玉米无隔离生产,是亟需解

遗传发育所大豆重要性状遗传网络解析取得新进展

  不同复杂性状间的耦合是分子设计育种的关键科学问题。作物的产量、品质等大都是多基因控制的复杂性状,由于受到一因多效和遗传连锁累赘的影响,使某些性状在不同材料和育种后代中协同变化,呈现耦合性相关。解析复杂性状间耦合的遗传调控网络,明确关键调控单元,对分子设计育种具有重要意义。大豆原产中国,是人类和动

遗传发育所用基因组编辑技术提高小麦氮素利用效率产量

  小麦为全球人口提供主粮,小麦增产可缓解人口增长带来的粮食危机。氮元素作为植物生长发育所必需的一类营养元素,是制约农作物产量的重要因素。对作物氮素利用关键调控基因进行靶向编辑,是改良作物产量的有效策略。前期研究发现,水稻ARE1基因是调控氮素利用效率和产量的关键基因。ARE1基因在植物中高度保守,

小麦胚和胚乳的发育

小麦胚和胚乳的发育 通常所说的小麦种子实际上是一果实,它是由整个子房发育而成。在发育过程中,小麦的果皮和种皮愈合在一起不能分开,这类果实特称为颖果。禾本科植物,如玉米、高梁、水稻、大麦、小麦等都形成颖果。本实验以小麦为材料,作为单子叶植物的代表。取不同发育时期(授粉后不同天数)的小麦子房制片,观

遗传发育所等在表观遗传调控水稻转座子活性方面获进展

  转座元件是指在基因组中能够移动或复制并重新整合到基因组新位点的DNA片段,它们对动植物基因组的组成、进化和基因表达具有重要影响。而在宿主基因组中,如果失去对转座元件的有效抑制,这些元件将对基因表达和基因组的稳定性构成影响。水稻是主要的粮食作物同时也是重要的单子叶模式植物,其中

遗传发育所脑缺血损伤的定向修复研究取得进展

  脑缺血(脑梗塞)是由于脑动脉狭窄加重或完全闭塞,导致脑组织缺血、缺氧、坏死,从而引起神经功能障碍的一种脑血管病。脑缺血是很常见的中枢神经损伤,其主要致病因素有:高血压病、冠心病、糖尿病等,多见于45~70岁中老年人。生存下来的脑缺血损伤病人大都会有后遗症,影响正常生活,严重的脑缺血病人生活不能自