遺傳發育所在植物著絲粒研究中取進展
基因組測序及解析以及新技術的廣泛應用，讓人們得以繼續探索著絲粒和端粒等染色體上高度重復區域在生命活動中的新功能。植物著絲粒含有豐富的重復序列，如串聯重復序列（Satellite）和反轉座子（Retrotransposon），參與基因組空間構象和細胞分裂等重要的生物學功能。然而不同物種雙著絲粒染色體和新著絲粒染色體的不斷發現，說明著絲粒區域大量的重復序列既不是其功能的充分條件也不是必要條件（Birchler and Han 2018； Liu et al., 2015）。因此研究人員一直想知道著絲粒這些特異的重復序列在著絲粒功能和結構維持中發揮的作用以及著絲粒在失去活性和產生活性等過程的遺傳機制。 中國科學院遺傳與發育生物學研究所韓方普研究組利用玉米為材料，利用著絲粒特異表觀標記CENH3-RIP技術建立玉米著絲粒RNA文庫并通過高通量測序以及克隆篩選等方法，意外發現來自玉米著絲粒特異反轉座子序列CRM1通過反式剪切（Bac......閱讀全文
遺傳發育所在植物著絲粒研究中取得進展
染色體的精確分離是保證遺傳信息正確傳遞和基因組穩定的前提，這個過程直接依賴著絲粒區組裝的多層動粒蛋白復合體和紡錘體微管間的動態結合。目前，在哺乳動物和酵母中已鑒定超過100個動粒蛋白，它們之間相互結合形成蛋白亞復合體結構，包括與著絲粒染色質直接結合的內側組成型CCAN蛋白網絡、與微管直接結合的外
遺傳發育所在植物著絲粒研究中取進展
基因組測序及解析以及新技術的廣泛應用，讓人們得以繼續探索著絲粒和端粒等染色體上高度重復區域在生命活動中的新功能。植物著絲粒含有豐富的重復序列，如串聯重復序列（Satellite）和反轉座子（Retrotransposon），參與基因組空間構象和細胞分裂等重要的生物學功能。然而不同物種雙著絲粒染色
遺傳發育所在植物著絲粒表觀遺傳學研究中取得進展
植物著絲粒含有大量的重復序列和反轉座子，結構復雜并受表觀遺傳學調控。中科院遺傳與發育生物學研究所韓方普實驗室長期從事植物著絲粒的表觀遺傳學研究，曾在植物中首次發現著絲粒的失活現象并初步分析失活著絲粒的調控機制。 由于著絲粒的特殊表觀遺傳學調控機制，植物著絲粒的DNA序列暫不能直接用于植物人
遺傳發育所等在小麥著絲粒研究中獲進展
普通小麥是主要的糧食作物之一。普通小麥的形成涉及三個祖先種的兩次遠緣雜交和異源多倍化過程。小麥基因組大小約16 Gb，包含A、B和D三套既高度同源又有明顯分化的亞基因組（其中，90%以上為重復序列）。普通小麥具有良好的可雜交性，可以與多種近緣野生種進行雜交，由此引入野生資源的優異性狀，有效改良小
遺傳發育所在植物著絲粒形成及其表觀遺傳學研究中獲進展
植物著絲粒含有大量的重復序列和反轉座子，結構復雜并受表觀遺傳學調控。中國科學院遺傳與發育生物學研究所韓方普研究組長期從事植物著絲粒的表觀遺傳學研究，曾在植物中首次發現著絲粒的失活現象并初步分析失活著絲粒的調控機制可能與DNA甲基化狀態相關。由于著絲粒的特殊表觀遺傳學調控機制，植物著絲粒的DNA序
遺傳發育所小麥遠緣雜交及著絲粒結構功能研究獲進展
小麥與黑麥的雜交工作始于19世紀70年代，英國A. S. Wilson以小麥為母本、黑麥為父本進行屬間雜交獲得真正的屬間雜種，雜種高度不育。1888年，德國育種家W. Rimpau在普通小麥與黑麥的雜種不育株的一個穗子上得到種子，長成的植株能自行繁殖得到后代，這是由于低溫使雜種F1自然加倍而形成
遺傳發育所小麥著絲粒組成及其進化研究獲新進展
植物著絲粒是基因組中進化最劇烈、結構最復雜的區域，在物種形成和分化過程中發揮重要作用。大多數植物著絲粒結構復雜，主要是由高度重復的衛星DNA以及中間穿插的反轉座子序列(CR)組成，其中著絲粒衛星序列單元長度主要集中在150-180 bp之間，例如水稻CentO和玉米CentC序列，多年前已經發現
遺傳發育所開發出植物基因驅動工具
面對雜草對農業生產帶來的威脅以及入侵植物導致的環境危機等挑戰，對野生植物進行群體水平上的基因控制已成為具有潛力的策略。然而，植物基因組存在著一類自私的基因或遺傳元件，使其以超越孟德爾定律的比例傳遞給后代，被稱為基因驅動元件。受天然基因驅動元件的啟發，開發人工基因驅動工具為改造野生植物群體提供了潛在的
遺傳發育所揭示植物雌雄識別的分子機制
受精需要精子和卵細胞的結合，而精子能否被及時地傳遞到卵子是受精的關鍵。在被子植物中，精子是通過花粉管來傳遞的，但花粉管是如何將精子傳遞到卵子的呢？這是植物生殖生物學幾十年來關注的主要問題，也是雜交育種的技術瓶頸之一。日前，中國科學院遺傳與發育生物學研究所楊維才研究組首次分離到了花粉管識別雌性吸引
遺傳發育所開發出植物基因驅動工具
面對雜草對農業生產帶來的威脅以及入侵植物導致的環境危機等挑戰，對野生植物進行群體水平上的基因控制已成為具有潛力的策略。然而，植物基因組存在著一類自私的基因或遺傳元件，使其以超越孟德爾定律的比例傳遞給后代，被稱為基因驅動元件。受天然基因驅動元件的啟發，開發人工基因驅動工具為改造野生植物群體提供了潛在的
遺傳發育所揭示植物細胞膨壓調控機制
膨壓普遍存在于植物細胞，與生長發育密切相關，但對其調控的分子機制了解非常有限。中國科學院遺傳與發育生物學研究所楊維才研究組通過對植物花粉管進行研究，發現了一個影響花粉管體內生長的突變體turgor regulation defect 1 (tod1)，其花粉管內鈣離子濃度下降，在花柱內生長緩慢，
遺傳發育所揭示調控植物TGN形成的分子機制
高爾基體不僅是細胞內膜系統膜泡運輸的核心，而且也是細胞壁和胞外基質多糖、質膜糖脂合成以及蛋白糖基化修飾的位點。不同于動物細胞，植物細胞高爾基體產生一個分離的、獨立完成不同功能的反面管網結構TGN（Trans-Golgi Network），專門負責分選和分泌來自反面膜囊的物質。同時，TGN兼任了早
遺傳發育所合作研究發現植物免疫新機制
植物通過細胞表面免疫受體識別來自于病原微生物的分子，激活天然免疫；而病原微生物通過向植物細胞分泌效應蛋白，這些蛋白往往通過翻譯后修飾宿主蛋白，抑制天然免疫反應；植物通過進化，利用動植物中保守的、定位于胞質的NLR類型的免疫受體識別效應蛋白，重新激活免疫反應。研究胞內免疫受體識別病原微生物效應蛋白
遺傳發育所揭示植物免疫受體調控G蛋白激活機制
異源三聚體G蛋白廣泛存在于真核細胞中，對細胞生命活動具有重要調控作用。在動物細胞中，G蛋白α亞基與G蛋白偶聯受體（G protein-coupled receptor，GPCR）結合，GPCR感受胞外信號后，發揮鳥苷酸交換因子作用，促使Gα亞基結合的GDP被GTP替換，從而導致G蛋白激活，Gα亞
遺傳發育所茉莉酸調控植物免疫機理研究取得進展
由兩個保衛細胞所組成的氣孔是植物與外界環境進行水分和氣體交換的重要通道，同時也是病原菌入侵植物的天然通道。遇到病原菌侵害時，植物會主動關閉氣孔以阻止病原菌的入侵。為了打破植物的這種防御機制，病原菌產生冠菌素（COR），使氣孔重新開張，以促進其順利進入植物體內。一般認為，植物激素脫落酸（ABA）在
遺傳發育所揭示植物體內ERAD平衡調控機制
內質網相關的蛋白質降解（ERAD）是一種位于內質網的特殊的泛素蛋白酶體降解途徑，在清除生物體內非正確折疊或修飾的蛋白質過程中發揮重要功能。鑒于ERAD功能的重要性，ERAD活性受到體內錯誤折疊蛋白水平的嚴格調控。生物體在正常生長狀態下，體內的錯誤折疊蛋白含量較低，ERAD活性過高會導致正常蛋白的
遺傳發育所揭示植物中存在單等位基因表達
單等位基因表達（monoallelic gene expression）是指在二倍體生物的細胞中一個基因的全部轉錄本均來自一個等位基因的現象。群體水平的細胞表達譜分析（bulk analysis）表明，印記效應與等位基因間的相互抑制作用是產生單等位基因表達的兩種可能的機制。由于群體水平的分析可能
遺傳發育所等解析植物頂端彎鉤的形成機制
埋在土壤中的種子萌發后，幼苗需要對抗來自土壤的機械壓力，破土而出進行光合生長。一方面，幼苗的下胚軸通過快速地向上生長，獲得破土而出的動力；另一方面，下胚軸的頂端會形成“頂端彎鉤”結構，將脆弱的子葉和頂端分生組織彎向下生長。該結構既能保證幼苗擁有相對堅硬的“鉆頭”沖破土壤，又能避免子葉和頂端分生組
遺傳發育所揭示脫落酸介導植物開花的分子機理
植物的開花時間是農業生產上一個重要農藝性狀，適宜的開花時間有利于作物灌漿成熟，保證產量和質量，具有重要的經濟學意義；同時，開花時間調控本身極為復雜，也是植物學基礎研究領域一個熱點。大量研究表明，開花時間受到包括赤霉素（GA）途徑在內的四大途徑協同調控。脫落酸（ABA）與GA是一對經典的植物激素，
遺傳發育所植物天然免疫機制合作研究取得重要突破
植物通過細胞表面免疫受體和胞內免疫受體感受來源于病原微生物的分子，激活天然免疫，抵御病原物的侵染；而病原細菌通過向植物細胞分泌效應蛋白，干擾后者的細胞活動，增加其感染能力。大部分效應蛋白的生化功能和分子機制并不清楚，研究這些效應蛋白在宿主體內的靶蛋白和作用機制，將有助于我們深入理
遺傳發育所植物ERAD及其耐鹽脅迫機制研究取得突破
鹽脅迫給農業生產帶來嚴重危害，因此研究植物的抗鹽機制能夠為從基因水平上改造農作物，提高農作物的產量提供很好的理論依據。研究發現，泛素/26S蛋白酶體系統（ubiquitin/26S proteasome system, UPS）在植物的抗逆過程中起重要的調節作用，很多重要的脅迫響應
遺傳發育所植物器官大小調控機理研究獲進展
植物器官大小是重要的產量性狀，器官大小不僅受環境影響，而且受到嚴格的遺傳調控。到目前為止，對器官大小調控機制的認識甚少。 中科院遺傳與發育生物學研究所李云海研究組此前的研究鑒定出一個種子和器官大小的調控基因DA1，它編碼一個泛素受體。本研究在da1-1突變體背景下進行誘變，篩
遺傳發育所揭示植物萜類物質多樣性分子機制
萜類化合物是植物中廣泛存在的種類最多的一種次生代謝產物，目前在自然界中共發現了7萬余種萜類物質（包括多種植物激素），在植物生長發育、植物與生長環境相互作用、抗病蟲等過程中起著重要的作用。但目前人們對植物萜類物質多樣性分子機制的認識還十分有限。 中國科學院遺傳與發育生物學研究所王國棟研究組在前期
遺傳發育所揭示水稻穗莖發育調控機制
雜交水稻的發明和大規模應用不僅解決了中國人的吃飯問題，對世界減少饑餓也作出了卓越的貢獻。雜交水稻的制種過程需要兩個親本材料——雄性不育系和恢復系，然而水稻不育系常常具有“包穗”（即抽穗期穗子被包裹在葉鞘內難以抽出）的特性，為雜交稻制種帶來很大困難。研究表明最上部莖節內活性赤霉素水平的降低是導致不
遺傳發育所玉米籽粒發育機制研究獲進展
RNA編輯廣泛存在于植物的線粒體和葉綠體中。RNA編輯作為一種RNA轉錄后加工機制，對于調控基因表達具有重要意義。RNA C-U的編輯是胞嘧啶(C)經過脫氨轉變為尿嘧啶(U)的過程。在此過程中，PPR （pentatricopeptide repeat）結構域通常負責識別編輯位點，而DYW結構域
遺傳發育所植物NAD補救合成途徑解析和進化研究獲進展
NAD (尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸) 作為電子傳遞載體（輔酶）參與眾多的氧化還原反應而為廣大研究人員所熟知。在植物NAD補救合成途徑中（Preiss-Handler途徑），特異性存在尼克酸（nicotinate，NA）和多種NA的衍生物（糖基化，甲基化等），但迄今為止，關于NA衍生物在植物代謝中的
遺傳發育所等發現植物重復基因對的進化規律和機制
全基因組重復事件是生物界中的一個普遍現象，目前在很多物種中都有報道。重復基因對的功能分化是植物產生新基因的來源，為植物基因組進化注入新的動力，但是目前重復基因對的進化規律和機制并不是十分清晰。 為了研究重復基因對的進化機制，中國科學院遺傳與發育生物學研究所田志喜課題組與美國普渡大學教授馬漸新以
遺傳發育所解析茉莉酸調控植物免疫的轉錄重編程機理
茉莉酸是來源于不飽和脂肪酸的植物免疫激素，其生物合成途徑和化學結構與高等動物中的免疫激素前列腺素有極高的類似性。在受到機械傷害、咀嚼式昆蟲和死體營養型病原菌的侵害時，植物激活茉莉酸信號通路，啟動并級聯放大茉莉酸介導的轉錄重編程，從而產生有效的防御反應。但目前對茉莉酸激活植物免疫轉錄重編程的機理所
遺傳發育所解析茉莉酸調控植物免疫的轉錄重編程機理
茉莉酸是來源于不飽和脂肪酸的植物免疫激素，其生物合成途徑和化學結構與高等動物中的免疫激素前列腺素有極高的類似性。在受到機械傷害、咀嚼式昆蟲和死體營養型病原菌的侵害時，植物激活茉莉酸信號通路，啟動并級聯放大茉莉酸介導的轉錄重編程，從而產生有效的防御反應。但目前對茉莉酸激活植物免疫轉錄重編程的機理所
遺傳發育所開發完成植物小分子RNA整合分析軟件psRobot
植物小分子RNA主要包括microRNA和小干擾RNA，在基因的轉錄和轉錄后調控過程中具有重要作用。第二代測序技術的逐漸成熟和廣泛應用極大地推動了小分子RNA相關研究的發展，對不同組織和材料中的小分子RNA進行深度測序已成為研究小分子RNA的常規手段。因此，針對這些數據的生物信息學分析成為了研究