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NaCl可促进HD2家族基因对拟南芥根长发育的调控

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复旦学报（自然科学版） 2024年第3期63卷 369-379页

作者：陈功春吴羚阁林娟复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室上海200438

本论文通过拟南芥HD2家族基因突变体和转基因过表达株系研究了该家族成员对主根发育的影响,以及对NaCl处理的响应。结果显示,在正常培养条件下,hd2q突变体可以导致主根缩短5.29%,而HD2过表达株系可以促进主根伸长12.94%~28.24%。100 mmo... 详细信息

本论文通过拟南芥HD2家族基因突变体和转基因过表达株系研究了该家族成员对主根发育的影响,以及对NaCl处理的响应。结果显示,在正常培养条件下,hd2q突变体可以导致主根缩短5.29%,而HD2过表达株系可以促进主根伸长12.94%~28.24%。100 mmol/L NaCl处理后,上述表型差异更加显著。此外,在主根的根尖处,HD2家族成员均有蛋白积累,经过100 mmol/L NaCl处理后,4个成员在根中的转录水平和蛋白积累水平都有显著提高,其中HD2A最为明显。研究表明,HD2家族成员在正常培养和盐处理条件下均能促进主根的伸长,这可能与HD2影响分生区细胞的分裂和伸长区细胞的伸长有关。该研究为进一步探究HD2家族基因在植物根系发育和逆境响应中的作用提供了基础。

关键词： HD2家族组蛋白去乙酰化酶根发育盐处理

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HD2基因调控拟南芥下胚轴发育的功能研究

四川大学学报（自然科学版） 2024年第1期61卷 174-185页

作者：吴羚阁陈功春林娟复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室上海200438

为探究组蛋白去乙酰化酶HD2基因在拟南芥下胚轴发育中的调控作用,本研究采用野生型(Col-0)、HD2突变体以及过表达植株为材料,研究其在1/2MS以及1/2MS+100 mmol/L甘露醇培养中下胚轴的表型特征,并结合转录组测序数据进一步分析.实验结果... 详细信息

为探究组蛋白去乙酰化酶HD2基因在拟南芥下胚轴发育中的调控作用,本研究采用野生型(Col-0)、HD2突变体以及过表达植株为材料,研究其在1/2MS以及1/2MS+100 mmol/L甘露醇培养中下胚轴的表型特征,并结合转录组测序数据进一步分析.实验结果显示,四种过表达株系下胚轴长度较Col-0长,伸长百分比为7.1%~19.5%,差异显著;甘露醇处理后,过表达植株下胚轴较Col-0更长,伸长百分比为14.6%~32.8%,差异更加显著,缩短幅度也更小.hd2a/hd2b和hd2a/hd2c双基因突变体植株在有无甘露醇时,下胚轴长度均显著短于Col-0,但干旱胁迫后变短幅度无明显增加.转录组数据揭示,HD2基因调控光合系统响应基因影响植株暗形态建成反应,从而影响下胚轴发育.甘露醇处理后,HD2基因诱导产生非生物刺激响应因子,帮助下胚轴抵抗不良环境.综上所述,HD2基因在拟南芥下胚轴发育中承担重要调控作用.

关键词：拟南芥下胚轴转录组干旱胁迫 HD2去乙酰化酶基因

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线粒体DNA基因组揭示的白马人群的遗传结构

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中国科学:生命科学 2024年

作者：毛乙臻王飞刘雨佳陈紫薇张金柠杨亚军郑鸿翔复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室现代人类学教育部重点实验室

白马人是中国最古老的人群之一,尽管历史和文化等方面的研究提示了白马人与青藏高原相关人群之间的紧密联系,但是遗传学证据仍然缺乏.本研究采集49例白马人样本并进行线粒体DNA基因组测序.同时,本文额外整合95个人群总计5676个亚洲个体... 详细信息

白马人是中国最古老的人群之一,尽管历史和文化等方面的研究提示了白马人与青藏高原相关人群之间的紧密联系,但是遗传学证据仍然缺乏.本研究采集49例白马人样本并进行线粒体DNA基因组测序.同时,本文额外整合95个人群总计5676个亚洲个体的线粒体DNA单倍群数据进行主成分分析,发现白马人与青藏高原相关人群最为接近,提示白马人与青藏高原相关人群相近的遗传关系.随后,本研究对白马人群、青藏高原相关人群和汉族共18个人群进行序列多态性分析,发现白马人群的遗传多样性最低,且远远低于青藏高原相关人群和汉族.同时,本研究挑选出白马人中6个主要的亚单倍群(频率>4%),分别为A21, D4j1a1, D4b2b+T3398C+A390G+A15613G, M9a1a2, M62b1a和D5b1b.本文对这6个单倍群构建进化网络,并估计最近共祖时间.研究发现白马人群的6个主要单倍群中有3个单倍群与青藏高原人群特异支系相关,同时这6个主要单倍群中的4个单倍群都起源于新石器时期及之后时期.综上所述,本文推测白马人群与青藏高原相关人群关系密切,且白马人群的主体形成可能与新石器时期农业发展后青藏高原以及周边区域更为频繁的人群活动相关.

关键词：白马人东亚人群人类进化遗传学线粒体DNA

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母鼠生酮饮食干预对子代糖脂代谢的影响

复旦学报(自然科学版) 2024年

作者：滕永端李潇洪尚宇孙璘复旦大学遗传工程国家重点实验室复旦大学生命科学学院复旦大学发育生物学研究所

生酮饮食(Ketogenic Diet, KD)是一种低碳水,适当蛋白质和高脂肪占比的特殊饮食模式,在女性中多用于治疗多囊卵巢综合征等疾病。妊娠期是女性生命周期中的一个特殊时期,妊娠期间的营养状况对子代发育至关重要。目前,很少有研究报道女性... 详细信息

生酮饮食(Ketogenic Diet, KD)是一种低碳水,适当蛋白质和高脂肪占比的特殊饮食模式,在女性中多用于治疗多囊卵巢综合征等疾病。妊娠期是女性生命周期中的一个特殊时期,妊娠期间的营养状况对子代发育至关重要。目前,很少有研究报道女性使用生酮饮食后对其子代糖脂代谢的影响。因此,本研究中我们通过对雌性小鼠饲喂生酮饮食,并对其子代哺乳期和成年后的体重、血脂、肝脏和脂肪组织占比等进行研究,以探究母鼠生酮饮食干预对其子代糖脂代谢的影响。研究结果表明,母鼠生酮饮食干预导致其雌性子代成年时的血清甘油三脂水平降低,对其雄性子代的血脂水平无显著影响,对其雌性和雄性子代的体重、肝脏和脂肪组织占比无显著影响。

关键词：生酮饮食女性妊娠子代发育代谢

水稻OsCNGC10基因抗倒伏性以及抗旱性功能研究

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作物学报 2024年第5期50卷 1351-1360页

作者：朱忠林文月周棋巫燕飞杜雪竹盛锋湖北大学生命科学学院/省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室湖北武汉430062 湖北洪山实验室湖北武汉430062

环核苷酸门控离子通道是一种配体门控的阳离子通道,存在于动物和植物体内,是真核生物信号级联反应的重要组成部分。本研究利用水稻环核苷酸门控离子通道(cyclic nucleotide-gated channel,OsCNGC10)基因,构建了超表达载体pU1301-CNGC10-... 详细信息

环核苷酸门控离子通道是一种配体门控的阳离子通道,存在于动物和植物体内,是真核生物信号级联反应的重要组成部分。本研究利用水稻环核苷酸门控离子通道(cyclic nucleotide-gated channel,OsCNGC10)基因,构建了超表达载体pU1301-CNGC10-Flag和双靶点敲除载体pRGEB32-CRISPR/cas9-cngc10,通过农杆菌介导的遗传转化法获得敲除和过表达材料,并从T2代中分离到纯合植株oscngc10-2及OE-CNGC10-6。转基因植株茎秆特性以及抗倒伏性分析表明,突变体oscngc10-2茎秆强度和抗倒伏性增强;茎秆细胞壁组织切片以及组织成分分析则表明突变体oscngc10-2植株抗倒伏性增强是由于茎秆细胞壁茎壁厚度、薄壁组织细胞丰度以及木质素含量增加所致;过表达OsCNGC10降低了茎秆壁厚、茎秆木质素含量以及茎秆细胞壁细胞丰度,敲除OsCNGC10增加了茎秆木质素含量且增加了茎秆细胞壁薄壁细胞丰度,初步证明OsCNGC10与水稻茎秆细胞壁成分合成相关,负调控水稻抗倒伏性;T2代田间试验结果表明,与野生型相比,突变体oscngc10-2植株的株高、有效穗、穗长、穗粒数、结实率、千粒重和单株产量等农艺性状显著提升;苗期干旱胁迫实验结果表明,在干旱胁迫下,OsCNGC10基因缺陷型植株体内丙二醛(MDA)含量积累速度加快,且无法形成足够的游离脯氨酸,而过表达OsCNGC10植株在遭受干旱胁迫时,体内游离脯氨酸(Pro)含量大量升高,且MDA积累速度相对变慢,初步说明OsCNGC10正向调控水稻苗期抗旱性。本研究结果表明水稻OsCNGC10可能在水稻抗倒伏及抗旱方面有潜在功能,为培育抗倒伏且高产的水稻新品种提供了理论基础和新的种质资源。

关键词：水稻 OsCNGC10 抗倒伏抗旱细胞壁

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原核Argonaute的应用研究进展

华中农业大学学报 2024年第4期43卷 82-93页

作者：王飞李文强刘洋王珑瑜陈晚苹崔佳凯马立新省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室/工业生物技术湖北省重点实验室/湖北大学生命科学学院武汉430062

原核生物Argonautes(pAgos)是参与细胞防御外来DNA入侵的可编程核酸酶。在体外,pAgos可以结合小的单链核酸(ssDNA/ssRNA)向导来识别和切割互补DNA/RNA。在体内,pAgos优先靶向多拷贝遗传元件、噬菌体和质粒,从而抑制入侵核酸的扩增和噬... 详细信息

原核生物Argonautes(pAgos)是参与细胞防御外来DNA入侵的可编程核酸酶。在体外,pAgos可以结合小的单链核酸(ssDNA/ssRNA)向导来识别和切割互补DNA/RNA。在体内,pAgos优先靶向多拷贝遗传元件、噬菌体和质粒,从而抑制入侵核酸的扩增和噬菌体感染。pAgos作为一类新兴的可编程核酸酶,比目前应用最为广泛的CRISPR-Cas系统更具灵活性,在生物技术方面展现出巨大的潜力。早期的研究聚焦于嗜热的pAgo,目前基于嗜热pAgos的主要应用包括分子诊断和体外DNA组装。为了推进基于Ago的体内生物技术,如基因编辑的应用,研究人员的焦点逐渐转移到中温生物来源的pAgos,虽然目前pAgos还未实现基因组编辑,但是随着越来越多的pAgo被发掘以及研究人员对pAgos催化机制的深入研究,有望开发基于pAgos的下一代基因编辑技术。本文总结了已知代表性pAgos和基于pAgos发展的生物技术,并简要分析了pAgos在原核生物和真核生物体内应用面临的挑战和可能的应对策略。

关键词：可编程核酸酶原核Argonaute 基因编辑分子诊断 DNA组装

蓝光照射抑制黑色素细胞烟酰胺核苷酸转氢酶基因表达并诱导线粒体形态功能变化和黑色素合成

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复旦学报(自然科学版) 2024年

作者：杨婧漪孙大燕孔祥贞魏阳马彦云王久存复旦大学生命科学学院人类遗传学与人类学系复旦大学遗传工程国家重点实验室首都医科大学附属北京儿童医院新生儿外科复旦大学人类表型组研究院

蓝光能够通过引起黑色素细胞氧化应激来诱导皮肤色素沉积,有研究证明定位于线粒体内膜的核苷酸转氢酶(NNT)介导的黑色素沉积也与氧化还原平衡有关。为了探究上述两种途径是否存在潜在关系,本研究利用小鼠黑素瘤细胞B16-F10和人黑素瘤细... 详细信息

蓝光能够通过引起黑色素细胞氧化应激来诱导皮肤色素沉积,有研究证明定位于线粒体内膜的核苷酸转氢酶(NNT)介导的黑色素沉积也与氧化还原平衡有关。为了探究上述两种途径是否存在潜在关系,本研究利用小鼠黑素瘤细胞B16-F10和人黑素瘤细胞MNT1构建了Nnt(NNT)敲低和蓝光照射两种黑色素沉积模型,检测了蓝光照射对Nnt(NNT)表达及分布的影响,初步探究了两种诱导条件对线粒体功能及形态的影响,并观察了蓝光诱导模型下线粒体与黑素小体的共定位。研究结果显示,蓝光照射和Nnt(NNT)敲低均能引起黑色素细胞的黑色素含量增加,同时蓝光照射还下调了Nnt(NNT)的表达,且蛋白定位向细胞核聚集。线粒体膜电位检测显示蓝光和Nnt(NNT)敲低均能引起线粒体膜电位降低。对线粒体动力学相关蛋白检测发现蓝光和Nnt(NNT)敲低能轻微增加B16-F10细胞中部分线粒体融合相关蛋白(MFN1、MFN2、OPA1)表达并下调线粒体裂变相关蛋白DRP1表达。对线粒体与黑素小体共定位染色结果显示蓝光照射后两者分布更加广泛,并且在核周区域共定位增加。本研究初步揭示了线粒体与黑色素合成之间的潜在关联,为色素沉积的调控机制探索提供新视角。

关键词：黑色素合成 NNT 蓝光线粒体形态

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水稻籽粒VB6含量的调控位点挖掘及分析

生物工程学报 2024年第10期 3485-3499页

作者：唐璐瑶连锦瑾赵蓓蓓沈芷琦朱哲楠叶语涵张芷宁路梅王跃星饶玉春浙江师范大学生命科学学院中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室

维生素B6 (vitamin B6,VB6)作为参与动植物多项生命活动的重要组成成分,体现了水稻等粮食经济作物的营养品质。目前对于控制水稻籽粒VB6含量的相关基因的挖掘较少且不深入。本研究以‘华占(HZ)’和‘热研2号(Nekken2)’为亲本所构建的... 详细信息

维生素B6 (vitamin B6,VB6)作为参与动植物多项生命活动的重要组成成分,体现了水稻等粮食经济作物的营养品质。目前对于控制水稻籽粒VB6含量的相关基因的挖掘较少且不深入。本研究以‘华占(HZ)’和‘热研2号(Nekken2)’为亲本所构建的重组自交系为材料,在数量性状基因座(quantitative trait loci,QTL)定位的基础上进行候选基因初步筛选,共获得10个候选基因,其中LOC＿Os01g52450、LOC＿Os01g52500、LOC＿Os05g09500、LOC＿Os05g09440、LOC＿Os05g20570和LOC＿Os05g36270基因的表达量在双亲间差异显著。结合基因表达量和亲本VB6含量数据,推测LOC＿Os05g09500是影响水稻籽粒VB6含量的关键基因,其高表达显著影响水稻籽粒VB6含量。本研究填补了水稻籽粒VB6性状QTL定位研究的空白,为进一步阐明水稻VB6合成的分子遗传机理、克隆相关基因提供了理论支持,在鉴定、筛选和培育高VB6含量的水稻新品种方面具有一定意义。

关键词：水稻维生素B6 数量性状基因座定位营养品质

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水稻蒸煮品质相关QTL定位及候选基因分析

生物工程学报 2024年第1期40卷 122-136页

作者：乐巧娜黄梓雯戴若惠李三峰李梦佳方媛王跃星饶玉春浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室浙江杭州310006

挖掘与稻米蒸煮品质相关的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL),分析候选基因,并通过遗传育种手段改良稻米蒸煮品质相关性状,可有效提升稻米的口感。以籼稻华占(Huazhan,HZ)、粳稻热研2号(Nekken2)及由其构建的120个重组自交... 详细信息

挖掘与稻米蒸煮品质相关的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL),分析候选基因,并通过遗传育种手段改良稻米蒸煮品质相关性状,可有效提升稻米的口感。以籼稻华占(Huazhan,HZ)、粳稻热研2号(Nekken2)及由其构建的120个重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体为实验材料,测定成熟期稻米的糊化温度(gelatinization temperature,GT)、胶稠度(gel consistency,GC)和直链淀粉含量(amylose content,AC)。结合高密度分子遗传图谱进行QTL定位,共检测到26个与稻米蒸煮品质相关的QTLs(糊化温度相关位点1个、胶稠度相关位点13个、直链淀粉含量相关位点12个),其中最高奇数的可能性(likelihood of odd,LOD)值达30.24。通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析定位区间内候选基因的表达量,发现6个基因在双亲间的表达量差异显著,推测LOC_Os04g20270和LOC_Os11g40100的高表达可能会极大地提高稻米的胶稠度,而LOC_Os01g04920和LOC_Os02g17500的高表达以及LOC_Os03g02650和LOC_Os05g25840的低表达有助于降低直链淀粉含量。这些结果为培育优质水稻新品种奠定了分子基础,并为揭示稻米蒸煮品质的分子调控机制提供了重要的遗传资源。

关键词：水稻蒸煮品质数量性状基因座(QTL)分析候选基因