新型基因编辑系统引导编辑(prime editing,PE)可以在基因组的靶向位点实现任意类型的碱基替换、小片段的精准插入与删除,这种灵活的、可设计的遗传修饰能力使其在基础研究、人类疾病治疗和农作物育种中潜力巨大。该系统由nCas9(H840A)融合逆转录酶(reverse transcriptas ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01植物光合作用产生的碳水化合物维持地球上的生命和生态系统。淀粉是植物叶绿体中最丰富的碳水化合物,是光合作用碳同化的产物,是重要的储存物质。磷酸葡萄糖异构酶(PGI)催化葡萄糖6-磷酸(G6P)和果糖6-磷酸(F6P)之间的相互转化,在质体与细胞质中存在同工酶。质体PGI(PGIp)参与光合作用的淀粉合 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01实现重要农作物精准基因组编辑对加快农作物遗传改良进程具有重要意义。引导编辑技术(Prime Editing)能够在基因组的靶位点处实现精准的片段插入、删除及碱基的任意替换。引导编辑系统由两部分构成:其一是nCas9 (H840A)与工程化改造的逆转录酶(Reverse Transcriptase, ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01近年来,非营养增甜剂广泛地被添加于日常产品中,旨在不影响风味和口感的条件下,减少食物和药物中的总能量而减少人们对热量的摄取。目前研究发现莱鲍迪甙A具有改变人类表皮细胞的细胞周期、缓解小鼠肝纤维化和缓解小鼠非酒精脂肪肝肝炎的作用。然而莱鲍迪甙A是否具有更多体内生理功能还尚不明确。 中国科学院遗传与发 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01自然界中叶片的形态多种多样,仅长宽比的不同就可以将叶片分为从细长形到卵圆形的不同叶形。叶片具有三个生长轴,近-远轴、中-边轴和基-顶轴,叶片在这三个轴向上的生长分别决定了叶片的厚度、宽度和长度。其中,近-远轴和中-边轴发育的调控机制了解得较为清楚,而基-顶轴方向的生长是如何被调控的却知之甚少。 中 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01脊髓损伤(Spinal Cord Injury, SCI)引起的原发性和继发性白质损伤会导致长期的运动功能缺陷,通过在受损的轴突和目标神经元之间插入新的神经元可以实现功能连接的重建,神经干细胞(Neural Stem Cells, NSCs)有望在脊髓损伤断端之间重建通信。然而,SCI后形成的抑制性 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01水稻是全球最重要的粮食作物之一,世界上有将近一半人口以水稻为主食。水稻穗子的大小和穗粒数直接决定了水稻产量。近年来,一些影响水稻穗子大小和穗粒数的基因陆续被报道,但是,调控水稻穗子大小和穗粒数的分子机制仍不清楚。因此阐明协同调控水稻穗子大小和穗粒数的遗传和分子机制对水稻高产育种具有非常重要的意义。 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01人类膳食主要包括蛋白质、脂肪和碳水化合物三种宏量营养素。一直以来,学术界对膳食中的哪种宏量营养素是致肥的关键因素始终存在争议。早期很多****认为膳食中的脂肪或碳水化合物含量是导致肥胖的关键因素,近年来研究焦点又转向蛋白质,认为机体摄食的目的不是为了获取足够的能量,而是为了保证足够的蛋白质摄入量,因 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01大约24-38亿年前,地球开始产生氧气,大气层由厌氧环境逐渐转变为富氧环境,自然选择促进了耗氧生物的生存优势和生命演化。耗氧代谢增加了多细胞生物的能量代谢效率,但高频的电子传递和能量转换不可避免地产生化学性质活泼、具有高度氧化力的活性氧分子(Reactive Oxygen Species, ROS) ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01通过基因组的定向与特异改造而实现作物的精准设计和培育是作物遗传改良研究的重要科学问题,基因组编辑有望为该问题的解决提供重要策略与途径。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组致力于植物基因组编辑技术创新及作物分子设计育种应用的研究。2021年2月12日,国际重要期刊Cell在线发表了高彩霞研究员 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01近日,中国科学院种子创新研究院/遗传与发育生物学研究所李家洋团队首次提出了异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略,旨在最终培育出新型多倍体水稻作物,从而大幅提升粮食产量并增加作物环境变化适应性。本项研究为未来粮食危机应对提出了一种新的可行策略,开辟了全新的作物育种方向,是该领域的一项重大突破性进展,未 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01表观遗传调控是一种在进化上保守的调控机制,在真核生物中对于维持基因组稳定性、调控生长发育及对逆境的响应中具有重要作用。组蛋白甲基化修饰是一种重要的表观遗传调控机制,由组蛋白甲基转移酶和组蛋白去甲基化酶动态调控,这一表观遗传标记在植物生长发育和环境响应过程中具有广泛而动态的调控作用。环境温度对植物的生 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01近日,中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究组受邀在权威学术期刊National Science Review发表题为《Short and Long Term Challenges in Crop Breeding》的社论文章(DOI:10.1093/nsr/nwab002),文中对作物育种所面 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01植物根系微生物组的研究主要依赖于高通量扩增子和宏基因组测序技术,对微生物组的物种分类和基因组成进行描述。原位分离培养微生物对于揭示微生物在植物生长和健康中的功能非常重要。分离培养的微生物和无菌体系相结合,将揭示根系微生物与植物生长表型之间的因果关系和互作机制,是推动根系微生物组从描述向功能研究发展的 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01减数分裂过程中,纺锤体的正确组装对于同源染色体的准确分离极其重要。但是,不同物种间纺锤体组装的机制并不保守。哺乳动物,线虫,和果蝇中对纺锤体的组装机制研究较为深入。然而对于植物性母细胞减数分裂过程中纺锤体组装的机制研究还十分缺乏。 中国科学院遗传与发育生物学研究所程祝宽研究组通过图位克隆方法,鉴定 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01翻译是核糖体读取mRNA上承载的遗传信息并转译为氨基酸序列的有序过程。mRNA序列除了包含着氨基酸序列的信息,还可能携带着调控翻译延伸速率的信息。然而,相比较于从密码子到氨基酸的明确对应关系,对于翻译延伸速率的调控信息我们还所知甚少。新兴的ribo-seq技术通过RNA酶降解没有核糖体“保护”的mR ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01青少年发病的成人型糖尿病2型(GCK-MODY),也称为MODY2,是由于葡萄糖激酶(GCK)基因突变导致的罕见遗传病。通常,除妊娠特殊时期外,大多数GCK-MODY患者不需要任何药物治疗。因此,正确鉴别GCK-MODY和其他类型的糖尿病,可以避免不必要的治疗。GCK-MODY的临床误诊率一直很高, ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01全球粮食产量自上世纪60年代初起持续增加,据联合国粮农组织统计,截至2018年末,以小麦、水稻、玉米计的全球粮食年总产量达26.6亿吨,是1961年的3.6倍,为全球范围粮食安全提供了基本保障。在全球耕地面积仅增加15.5%的条件下,粮食不断增产的主要推动力是化肥的大量施用,其中绝大部分是氮肥。化肥 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01基于CRISPR系统开发出的一系列基因组编辑系统,如碱基编辑系统,引导编辑系统等极大地丰富了基础研究、基因治疗、动植物育种改良的遗传学工具箱。然而其脱靶效应对其进一步的推广和应用造成了限制。如何准确、灵敏、无偏地在体内评价基因组编辑工具对生物基因组的影响一直是基因组编辑领域的重要科学问题。通过捕获基 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01哺乳动物的神经发育是一个受到精确调控的过程,需要神经前体细胞的正常增殖、分化、迁移和成熟,最后形成整个神经网络。Talpid3蛋白是一个定位于中心粒上的蛋白,遗传学研究表明Talpid3(KIAA0586)基因突变会导Joubert综合症。Joubert综合症是一种纤毛缺陷导致的罕见的严重的神经发育 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01氮和磷是植物需求量最大的两种矿质营养元素,其在土壤中的含量和分布一直处于动态变化。因此,植物在进化过程中产生了复杂的信号调控网络来整合不同营养元素信号,协调其吸收和利用。长期以来,人们对氮磷信号通路解析大多分开进行,导致对氮磷互作机制的理解非常有限。 中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01脂质现已被广泛认为是体内的关键生物分子,它们在能量存储、能量动员、调节膜流动性、膜区室化以及各种运输和信号传递事件中起着重要的生化和生物物理作用。异常的脂质代谢与多种人类疾病的病理学有关,包括糖尿病、心血管并发症、脂肪性肝炎、神经退行性疾病和癌症。从传统技术(例如仅允许检测相当有限的一组脂质类别的薄 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01国以民为本,民以食为天。粮食供给是决定人类社会发展的关键,自20万年前人类在非洲起源的那一刻开始,粮食安全就成为人类追求和奋斗的目标。从某种意义讲,人类社会的文明史也是一部粮食生产的发展史。尽管在过去半个世纪中,粮食供应已显著增加,但世界上仍然有约8.9%的人口遭受饥饿和14.3%的人口遭受营养不良 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01植物叶片大都具有扁平化的特征。扁平化叶片的出现是进化上的一个重要事件。根据化石结果,植物登陆于4.2亿年前的志留纪晚期。最初的陆生植物只有不断分枝的枝条,没有叶片。光合作用是由嫩枝来完成的。在植物登陆后最初的~4千万年间,陆地上出现了几米高的大树,但是直到距今3.6-4.0亿年前的泥盆纪晚期叶片才出 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01离子型谷氨酸受体(GluRs)是异源四聚体的阳离子通道,可介导中枢神经系统中绝大部分兴奋性神经递质传导。不同类型的受体根据其亚基组合的区别又可被划分为不同的受体亚型。突触受体亚型组成的不同介导了突触功能和可塑性。例如,GluA1(一种受体亚基)是突触长时程增强(LTP)所必须的,而GluA2则参与了 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01植物phasiRNA (phased, secondary, small interfering RNA)是由一些22nt miRNA诱导,依赖RDR6,最终由特定DCL蛋白对双链RNA连续切割形成具有相位分布的次级小RNA。禾本科植物生殖发育阶段的花药中大量表达21nt 和24nt的phasiRN ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01许多膜蛋白或受体通过循环内吞体(recycling endosome)介导,沿微管运输,最终抵达质膜发挥其生理功能。由于细胞内微管组成的运输网络错综复杂,不同货物沿不同的微管运输到不同的目的地,微管轨道之间难免形成交叉。当货物运输到这种交叉点时,可能由于交叉处的空间间隙无法让货物自由通过,货物继续前 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01自然界中,禾本科作物通常存在两种分枝策略:单秆或少分蘖的强顶端优势,如玉米、高粱等;主茎与分蘖无显著差别的弱顶端优势,如小麦、水稻等。两种分枝类型都是决定作物产量的重要因素。研究表明,TCP转录因子TB1 (TEOSINTE BRANCHED 1) 是决定栽培玉米强顶端优势的关键因子。然而,决定水稻 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01随着全球气候变化,高温胁迫对作物的产量和品质的负面影响受到广泛关注。高温会造成作物幼苗死亡、结实率降低、产量减少,也很大程度上影响作物的品质。因此,挖掘水稻耐高温基因,对于改良水稻品种耐热性能,对未来作物的设计育种至关重要。另一方面,温度也是影响水稻地理分布的一个重要因素。传统的籼粳稻由于起源地和种 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01小麦是人类历史上最为成功的作物之一,它起源于新月沃地一个狭小的核心区域,在短短的一万年间,从地区性的野生植物迅速转变成为全球种植面积最广的作物,在多种多样的环境下为人类提供大量的碳水化合物和蛋白质。小麦对自然环境和人类粮食需求两方面同时成功适应的遗传机制尚不清楚,充分理解小麦适应性进化对气候变化条件 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01大豆驯化起源于中国,随后广泛传播于世界各地,为人类提供了主要的植物油和蛋白资源,是世界性的重要粮食经济作物。表皮毛是植物表皮细胞分化形成的一种特殊的细胞形态,广泛分布于植物的叶片、茎秆以及花萼等地上部器官的表面。作为植物应对外界环境(生物或者非生物胁迫)的第一道防线,表皮毛在植物的生长发育以及抗逆中 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01脱落酸(ABA)信号是植物响应干旱等逆境胁迫最重要的信号转导途经。在逆境胁迫下,受体PYR1/PYLs结合浓度升高的ABA,进而与激酶SnRK2s竞争性结合共受体PP2C蛋白如ABI1,从而被释放的SnRK2s激活下游响应途经。因此,受体PYR1/PYLs和共受体ABI1的转换和调控是ABA信号转导 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01核糖体是细胞内蛋白质合成的分子工厂,其生物合成受到严格的监管和调控。核糖体生物合成缺陷会导致动植物胚胎致死、严重的人类遗传疾病和癌症的高频发生,以及农作物环境胁迫应答的异常和减产。对核糖体生物合成调控机理的研究一直是生命科学的研究热点。酵母和动物中有关核糖体前体加工和组装的研究相对较多,而植物中对于 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01氮素是促进植物生长的重要营养元素,对保障农作物高产极为关键。而植物生长的直观体现为生物量的积累。植物吸收氮素后通过氮同化等一系列代谢过程,生成核酸、蛋白等大量功能元件以满足光合作用及生长所需。光合作用固定CO2生成碳水化合物,其中70%以上转化为纤维素等结构多糖用于植物体自身的生长发育,进而促进氮素 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01脂滴是真核细胞内唯一具有疏水内环境的细胞器,通过储存和释放脂类为细胞提供物质基础和能量代谢基础。脂滴的动态变化与多种代谢疾病相关,比如肥胖、脂肪肝、糖尿病等等。一些神经退行性疾病如帕金森疾病、亨廷顿疾病、遗传性痉挛疾病等被报道与脂滴异常动态有关,然而脂滴的异常动态与神经疾病之间的因果关系并不清楚。大 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01水稻是世界上重要的粮食作物,其产量关乎世界粮食安全。分蘖作为着生稻穗的特殊分枝,是决定水稻产量的核心要素之一。解析水稻分蘖形成的分子机理具有重要的科学意义,在水稻株型改良和品种设计方面也有重要的应用价值。独脚金内酯(Strigolactone, SL)是一种新型植物激素,通过抑制侧芽伸长负调控水稻的 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01内质网胁迫应激发生在多种生理及病理条件下,尤其是一些神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森综合症、佩梅氏病等的发生都与内质网胁迫应激息息相关。目前内质网胁迫应激研究一般以药物或物理(热激)刺激引起急性内质网应激反应为模式开展。然而,这种急性、剧烈的内质网应激在神经退行性疾病中很少发生,而且药物刺激引发 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01现代农业面临着诸多困境与挑战。现有的农作物栽培品种亟需改良与优化,以应对日益恶化的环境问题以及不断增长的世界人口。相比于传统育种,来自于原核生物的CRISPR-Cas系统可以准确、高效、可编程地对农作物基因组进行编辑,从而为未来的农业发展提供了新的机遇。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组一 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01密植栽培是提高作物单位面积产量的有效途径。但在密植条件下,植株间相互遮荫会诱发植物的避荫反应综合征(shade-avoidance syndrome,SAS),如下胚轴和叶柄的伸长、开花时间的提前、分枝的减少等,这些适应性反应又会对作物产量产生负面影响。因此,阐明植物避荫反应的调控机理,对于培育耐荫 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01固着生长的高等植物能够不断调整器官发生和发育进程,从而适应复杂多变的环境条件。与动物相比,植物的生长发育表现超强的可塑性,这主要取决于其干细胞组织结构。以模式植物拟南芥根尖分生组织为例,干细胞组织中心 (静止中心,Quiescent center, QC)与其周围干细胞共同构成根尖干细胞微环境,为根 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01脱落酸(Abscisic acid,ABA)作为主要的植物激素之一,参与植物的生长发育和各种生物和非生物胁迫应对过程。在不良环境胁迫下,植物细胞中的ABA含量增多,是植物感受和应对外界环境的信号。因此,通过对ABA信号转导通路分子机理的深入探索和研究,有望进一步发掘相关功能基因,培育出抗旱耐盐等优良 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01心肌梗死是一种严重威胁人类健康的心脏疾病,据统计,我国每年新发心肌梗死至少250万人,每年死于心肌梗死及其并发症的人数已超过100多万。尽管及时药物治疗、经皮冠状动脉介入治疗、冠状动脉旁路移植术等治疗方法可以挽救部分心梗患者生命,但是对于严重的陈旧性心肌损伤,目前仍缺乏有效的治疗方法。 2020年 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01玉米杂交优势强,是我国种植面积最大的作物,我国杂交种普及率近乎100%。玉米雄性不育系的利用是解决制种过程中人工去雄的有效途径。中国科学院遗传与发育生物学研究所陈化榜组长期致力于玉米雄性不育基因的克隆和应用,已克隆数个雄性不育基因(IPE1, 2017, Plant Physiology; APV1 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01扁平化是叶片等植物器官最为常见的形状之一。另一种常见的器官形状是辐射对称,如根、茎。不同的器官形状如何产生是一个基本的发育生物学问题。多年来的分子遗传学研究发现了众多能够影响植物器官形态的基因,但是这些基因怎样介导器官三维形态的变化(又称塑形)尚有待解析。 中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01叶片是植物体与环境之间进行物质交换和能量转化的重要器官。高等植物的叶片有单叶和复叶之分。单叶在一个叶柄上着生单个叶片,例如拟南芥的叶;复叶在一个叶柄上着生多个小叶 (leaflet),例如番茄的叶。在单叶的发育中,叶片边缘带有分生组织属性的区域被称为叶缘分生组织(marginal meristem) ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01无性繁殖植物在农业生产中具有重要的地位,但是长期无性繁殖导致性状多样性的严重匮乏极大的阻碍了无性繁殖作物的育种发展。在育种设计中,对数量性状的精细调控可以避免产生剧烈的性状变化,并且可以极大的丰富性状多样性,对推进精准育种有重要意义。基因组编辑技术通过对调控元件的遗传操作可以实现对数量性状的改良。对 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01维持体内蛋白水平的稳态平衡对于生物个体的生理状态和病理发生至关重要。Calpain是一类在多种生物体内广泛表达的钙依赖的蛋白酶,且与多种生理功能和病理过程如局部脑缺血和神经退行性疾病等密切相关。在正常生理状态下,细胞内钙浓度平均水平只有100纳摩尔,远低于体外激活Calpain所需的微摩尔和毫摩尔钙 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01中国科学院遗传与发育生物学研究所孟文翔研究组首次报道不对称微管网络分布是促进神经元的极性建立的重要因素。在神经系统的发育过程中,神经元的极性建立和迁移占据着重要的作用。皮层神经元诞生于脑室区并迁移至特定的细胞层并形成轴突和树突,建立突触连接,最终形成神经环路以行使信号传递的功能。微管作为一种细胞骨架 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01激光光镊技术自发明以来,已经在物理、化学,特别是在生物物理、生物医学等领域取得了巨大的成就,2018年获得诺贝尔物理学奖。在传统的光镊中,通常采用连续激光作为操纵光源,一束高斯光束聚焦后仅能形成一个光阱。多光阱的形成需要借助其他复杂的技术或者器件,如分时(time sharing),衍射光学器件(d ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01传统的比较基因组学已经揭示基因组的进化过程伴随着染色体的核型变化,例如两条染色体末端融合成为一条新的染色体或者一条染色体插入到另一条染色体的着丝粒附近,以及在染色体其他位置从头产生着丝粒导致着丝粒位置的多态性。然而这些发现引起了人们的困惑,重排后包含两个或是多个着丝粒区域的染色体和不包含着丝粒的染色 ...
中科院遗传与发育生物学研究所 本站小编 Free考研考试 2022-01-01