遗传发育所在植物着丝粒研究中取进展
基因组测序及解析以及新技术的广泛应用，让人们得以继续探索着丝粒和端粒等染色体上高度重复区域在生命活动中的新功能。植物着丝粒含有丰富的重复序列，如串联重复序列（Satellite）和反转座子（Retrotransposon），参与基因组空间构象和细胞分裂等重要的生物学功能。然而不同物种双着丝粒染色体和新着丝粒染色体的不断发现，说明着丝粒区域大量的重复序列既不是其功能的充分条件也不是必要条件（Birchler and Han 2018； Liu et al., 2015）。因此研究人员一直想知道着丝粒这些特异的重复序列在着丝粒功能和结构维持中发挥的作用以及着丝粒在失去活性和产生活性等过程的遗传机制。 中国科学院遗传与发育生物学研究所韩方普研究组利用玉米为材料，利用着丝粒特异表观标记CENH3-RIP技术建立玉米着丝粒RNA文库并通过高通量测序以及克隆筛选等方法，意外发现来自玉米着丝粒特异反转座子序列CRM1通过反式剪切（Bac......阅读全文
遗传发育所在植物着丝粒研究中取进展
基因组测序及解析以及新技术的广泛应用，让人们得以继续探索着丝粒和端粒等染色体上高度重复区域在生命活动中的新功能。植物着丝粒含有丰富的重复序列，如串联重复序列（Satellite）和反转座子（Retrotransposon），参与基因组空间构象和细胞分裂等重要的生物学功能。然而不同物种双着丝粒染色
遗传发育所在植物着丝粒研究中取得进展
染色体的精确分离是保证遗传信息正确传递和基因组稳定的前提，这个过程直接依赖着丝粒区组装的多层动粒蛋白复合体和纺锤体微管间的动态结合。目前，在哺乳动物和酵母中已鉴定超过100个动粒蛋白，它们之间相互结合形成蛋白亚复合体结构，包括与着丝粒染色质直接结合的内侧组成型CCAN蛋白网络、与微管直接结合的外
遗传发育所在植物着丝粒表观遗传学研究中取得进展
植物着丝粒含有大量的重复序列和反转座子，结构复杂并受表观遗传学调控。中科院遗传与发育生物学研究所韩方普实验室长期从事植物着丝粒的表观遗传学研究，曾在植物中首次发现着丝粒的失活现象并初步分析失活着丝粒的调控机制。 由于着丝粒的特殊表观遗传学调控机制，植物着丝粒的DNA序列暂不能直接用于植物人
遗传发育所等在小麦着丝粒研究中获进展
普通小麦是主要的粮食作物之一。普通小麦的形成涉及三个祖先种的两次远缘杂交和异源多倍化过程。小麦基因组大小约16 Gb，包含A、B和D三套既高度同源又有明显分化的亚基因组（其中，90%以上为重复序列）。普通小麦具有良好的可杂交性，可以与多种近缘野生种进行杂交，由此引入野生资源的优异性状，有效改良小
遗传发育所在植物着丝粒形成及其表观遗传学研究中获进展
植物着丝粒含有大量的重复序列和反转座子，结构复杂并受表观遗传学调控。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表观遗传学研究，曾在植物中首次发现着丝粒的失活现象并初步分析失活着丝粒的调控机制可能与DNA甲基化状态相关。由于着丝粒的特殊表观遗传学调控机制，植物着丝粒的DNA序
遗传发育所小麦远缘杂交及着丝粒结构功能研究获进展
小麦与黑麦的杂交工作始于19世纪70年代，英国A. S. Wilson以小麦为母本、黑麦为父本进行属间杂交获得真正的属间杂种，杂种高度不育。1888年，德国育种家W. Rimpau在普通小麦与黑麦的杂种不育株的一个穗子上得到种子，长成的植株能自行繁殖得到后代，这是由于低温使杂种F1自然加倍而形成
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
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，
遗传发育所开发出植物基因驱动工具
面对杂草对农业生产带来的威胁以及入侵植物导致的环境危机等挑战，对野生植物进行群体水平上的基因控制已成为具有潜力的策略。然而，植物基因组存在着一类自私的基因或遗传元件，使其以超越孟德尔定律的比例传递给后代，被称为基因驱动元件。受天然基因驱动元件的启发，开发人工基因驱动工具为改造野生植物群体提供了潜在的
遗传发育所开发出植物基因驱动工具
面对杂草对农业生产带来的威胁以及入侵植物导致的环境危机等挑战，对野生植物进行群体水平上的基因控制已成为具有潜力的策略。然而，植物基因组存在着一类自私的基因或遗传元件，使其以超越孟德尔定律的比例传递给后代，被称为基因驱动元件。受天然基因驱动元件的启发，开发人工基因驱动工具为改造野生植物群体提供了潜在的
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
遗传发育所揭示植物中存在单等位基因表达
单等位基因表达（monoallelic gene expression）是指在二倍体生物的细胞中一个基因的全部转录本均来自一个等位基因的现象。群体水平的细胞表达谱分析（bulk analysis）表明，印记效应与等位基因间的相互抑制作用是产生单等位基因表达的两种可能的机制。由于群体水平的分析可能
遗传发育所揭示植物免疫受体调控G蛋白激活机制
异源三聚体G蛋白广泛存在于真核细胞中，对细胞生命活动具有重要调控作用。在动物细胞中，G蛋白α亚基与G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor，GPCR）结合，GPCR感受胞外信号后，发挥鸟苷酸交换因子作用，促使Gα亚基结合的GDP被GTP替换，从而导致G蛋白激活，Gα亚
遗传发育所等解析植物顶端弯钩的形成机制
埋在土壤中的种子萌发后，幼苗需要对抗来自土壤的机械压力，破土而出进行光合生长。一方面，幼苗的下胚轴通过快速地向上生长，获得破土而出的动力；另一方面，下胚轴的顶端会形成“顶端弯钩”结构，将脆弱的子叶和顶端分生组织弯向下生长。该结构既能保证幼苗拥有相对坚硬的“钻头”冲破土壤，又能避免子叶和顶端分生组
遗传发育所茉莉酸调控植物免疫机理研究取得进展
由两个保卫细胞所组成的气孔是植物与外界环境进行水分和气体交换的重要通道，同时也是病原菌入侵植物的天然通道。遇到病原菌侵害时，植物会主动关闭气孔以阻止病原菌的入侵。为了打破植物的这种防御机制，病原菌产生冠菌素（COR），使气孔重新开张，以促进其顺利进入植物体内。一般认为，植物激素脱落酸（ABA）在
遗传发育所揭示植物体内ERAD平衡调控机制
内质网相关的蛋白质降解（ERAD）是一种位于内质网的特殊的泛素蛋白酶体降解途径，在清除生物体内非正确折叠或修饰的蛋白质过程中发挥重要功能。鉴于ERAD功能的重要性，ERAD活性受到体内错误折叠蛋白水平的严格调控。生物体在正常生长状态下，体内的错误折叠蛋白含量较低，ERAD活性过高会导致正常蛋白的
遗传发育所揭示脱落酸介导植物开花的分子机理
植物的开花时间是农业生产上一个重要农艺性状，适宜的开花时间有利于作物灌浆成熟，保证产量和质量，具有重要的经济学意义；同时，开花时间调控本身极为复杂，也是植物学基础研究领域一个热点。大量研究表明，开花时间受到包括赤霉素（GA）途径在内的四大途径协同调控。脱落酸（ABA）与GA是一对经典的植物激素，
遗传发育所植物器官大小调控机理研究获进展
植物器官大小是重要的产量性状，器官大小不仅受环境影响，而且受到严格的遗传调控。到目前为止，对器官大小调控机制的认识甚少。 中科院遗传与发育生物学研究所李云海研究组此前的研究鉴定出一个种子和器官大小的调控基因DA1，它编码一个泛素受体。本研究在da1-1突变体背景下进行诱变，筛
遗传发育所植物ERAD及其耐盐胁迫机制研究取得突破
盐胁迫给农业生产带来严重危害，因此研究植物的抗盐机制能够为从基因水平上改造农作物，提高农作物的产量提供很好的理论依据。研究发现，泛素/26S蛋白酶体系统（ubiquitin/26S proteasome system, UPS）在植物的抗逆过程中起重要的调节作用，很多重要的胁迫响应
遗传发育所揭示植物萜类物质多样性分子机制
萜类化合物是植物中广泛存在的种类最多的一种次生代谢产物，目前在自然界中共发现了7万余种萜类物质（包括多种植物激素），在植物生长发育、植物与生长环境相互作用、抗病虫等过程中起着重要的作用。但目前人们对植物萜类物质多样性分子机制的认识还十分有限。 中国科学院遗传与发育生物学研究所王国栋研究组在前期
遗传发育所植物天然免疫机制合作研究取得重要突破
植物通过细胞表面免疫受体和胞内免疫受体感受来源于病原微生物的分子，激活天然免疫，抵御病原物的侵染；而病原细菌通过向植物细胞分泌效应蛋白，干扰后者的细胞活动，增加其感染能力。大部分效应蛋白的生化功能和分子机制并不清楚，研究这些效应蛋白在宿主体内的靶蛋白和作用机制，将有助于我们深入理
遗传发育所玉米籽粒发育机制研究获进展
RNA编辑广泛存在于植物的线粒体和叶绿体中。RNA编辑作为一种RNA转录后加工机制，对于调控基因表达具有重要意义。RNA C-U的编辑是胞嘧啶(C)经过脱氨转变为尿嘧啶(U)的过程。在此过程中，PPR （pentatricopeptide repeat）结构域通常负责识别编辑位点，而DYW结构域
遗传发育所揭示水稻穗茎发育调控机制
杂交水稻的发明和大规模应用不仅解决了中国人的吃饭问题，对世界减少饥饿也作出了卓越的贡献。杂交水稻的制种过程需要两个亲本材料——雄性不育系和恢复系，然而水稻不育系常常具有“包穗”（即抽穗期穗子被包裹在叶鞘内难以抽出）的特性，为杂交稻制种带来很大困难。研究表明最上部茎节内活性赤霉素水平的降低是导致不
遗传发育所等发现植物重复基因对的进化规律和机制
全基因组重复事件是生物界中的一个普遍现象，目前在很多物种中都有报道。重复基因对的功能分化是植物产生新基因的来源，为植物基因组进化注入新的动力，但是目前重复基因对的进化规律和机制并不是十分清晰。 为了研究重复基因对的进化机制，中国科学院遗传与发育生物学研究所田志喜课题组与美国普渡大学教授马渐新以
遗传发育所开发完成植物小分子RNA整合分析软件psRobot
植物小分子RNA主要包括microRNA和小干扰RNA，在基因的转录和转录后调控过程中具有重要作用。第二代测序技术的逐渐成熟和广泛应用极大地推动了小分子RNA相关研究的发展，对不同组织和材料中的小分子RNA进行深度测序已成为研究小分子RNA的常规手段。因此，针对这些数据的生物信息学分析成为了研究
遗传发育所植物NAD补救合成途径解析和进化研究获进展
NAD (尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸) 作为电子传递载体（辅酶）参与众多的氧化还原反应而为广大研究人员所熟知。在植物NAD补救合成途径中，都存在尼克酸（nicotinate，NA）和多种NA的衍生物（糖基化，甲基化等），但迄今为止，关于NA衍生物在植物代谢中的分子机制及其生理功能尚未有报道。 中国
遗传发育所等在植物对害虫免疫机理研究中取得进展
在模式植物番茄中，过表达系统素前体基因Prosystemin的转基因植物(35S::PS)组成型地激活茉莉酸响应基因的表达，表明多肽信号分子系统素(Systemin)和植物激素茉莉酸(Jasmonic acid, JA)通过共同的信号转导途径调控植物对害虫的免疫反应。深入研究这一信号转导途径
遗传发育所解析茉莉酸调控植物免疫的转录重编程机理
茉莉酸是来源于不饱和脂肪酸的植物免疫激素，其生物合成途径和化学结构与高等动物中的免疫激素前列腺素有极高的类似性。在受到机械伤害、咀嚼式昆虫和死体营养型病原菌的侵害时，植物激活茉莉酸信号通路，启动并级联放大茉莉酸介导的转录重编程，从而产生有效的防御反应。但目前对茉莉酸激活植物免疫转录重编程的机理所