家蚕Hox基因的功能及调控研究新进展

家蚕Hox基因的功能及调控研究新进展

王红磊

【摘要】Hox genes are important transcription factors, and they are the major regulators in the development of insect body patterns and play an important role in the development of insect appendages.Different body patterns and appendages have been evolved in various species during their adaptation to the environment, which is associated with the evolution of Hox genes.The domesticated silkworm (Bombyx mori) is a model insect of Lepidoptera, and studies of the underlying mechanisms of its body pattern and appendages are of great significance to other lepidopteran insects.In this paper, we review the recent progress in the researches of the structure, functions and target genes of silkworm Hox genes.%Hox基因是重要的转录因子,是昆虫躯体模式发育中的主调控基因,并对附肢的发育有重要的作用.不同生物为适应自然环境进化出不同的躯体模式和附肢,这与Hox基因的进化存在内在的关联.家蚕(Bombyx mori)是鳞翅目的模式昆虫,其躯体模式及附肢的决定机制研究对其他鳞翅目昆虫具有重要参考意义.本文对家蚕Hox基因结构、功能和靶基因等方面的研究进展进行了综述.

【期刊名称】《蚕学通讯》

【年(卷),期】2017(037)001

【总页数】6页(P29-34)

【关键词】家蚕;Hox基因;附肢;躯体模式

【作者】王红磊

【作者单位】家蚕基因组生物学国家重点实验室,农业部蚕桑生物学与遗传育种重点实验室,西南大学生物技术学院,重庆 400716

【正文语种】中文

昆虫进化出各式各样的躯体模式以适应外界环境，而其中各种附肢的特化对昆虫的生存和繁衍有重要作用。昆虫附肢如何生成各种各样的形态、什么因子决定了附肢形成的空间性？一直是研究者关注的问题。从发育生物学角度来看，主要是进化过程中基因差异表达和功能变化的结果。附肢的发育是一个复杂的生理过程，由多层次的基因网络级联调控形成。同源异型基因(Homeotic gene, Hox)是首先在果蝇中发现的，是昆虫躯体模式发育的主要调控基因，按其在基因组上排列分别决定躯体从前到后不同体节的特征，特别是附肢发育部位和形态等特征，对研究附肢发育和分化有重要的意义。在昆虫中对Hox基因功能的研究已经有一定基础，研究发现由于不同物种中Hox基因功能在进化上差异分化生成各式各样的附肢。本文对家蚕中Hox基因的研究进展进行综述。

昆虫Hox基因在基因组上成簇排列，按其在基因组上排列的顺序从3’到5’依次表达，分别决定躯体从前到后不同体节的特征[1-3]。家蚕幼虫拥有3对胸足、4对腹足、尾角和尾足等附肢，成虫有两对翅膀等鳞翅目昆虫的典型特征，是鳞翅目的模式昆虫，与果蝇躯体模式有一定的分化。家蚕Hox基因串联排列于第6染色体，其中labial(Bmlab)和proboscipedia(Bmpb)基因间隔约为12M[4]，在Bmpb和zerknullt(Bmzen)基因间有12个预测的含有同源异型结构域的基因specific homeobox genes(Bmshx1-Bmshx12)。昆虫shx基因只在鳞翅目双孔亚目特异存在，是zen基因的随机重复，且其他鳞翅目双孔亚目昆虫都只有4个shx基因，即shxA、shxB、shxC和shxD[5-6]。

家蚕中Hox基因的功能有一定研究，目前已有不少关于其功能的报道。Antennapedia(BmAntp)功能缺失，会使第1胸足同源转换为触角且第2、3对胸足也不同程度带有触角的特征，BmAntp的表达变化还会影响幼虫眼状纹、丝腺的形态和成虫翅的形态与振动模式[7-9]，BmAntp还能调控激素的合成，进而影响家蚕的蜕皮和变态[10]。Sex combs reduced(BmScr)调控家蚕保幼激素的合成，进而影响家蚕的蜕皮和变态[11]；BmScr还参与调控家蚕丝腺的形成，与在家蚕中部丝腺表达的BmAntp和后部丝腺表达的BmUbx一起调控丝腺特异形态的形成[12-13]。Ultrabithorax(BmUbx)能抑制第1、2腹节胸足和腹足的发育，Bmabd-A对第3-6腹节腹足的发育是必需的，Bmabd-B能抑制后腹腹足的发育[14-17]。家蚕BmUbx和abdominal-A(Bmabd-A)缺失突变体EN，在第1-7腹节长出胸足和介于胸-腹足之间附肢[18]；Bmabd-A缺失的突变ECa腹部不长腹足，Bmabd-A异位表达的突变ECs-l在第2腹节有1对过剩腹足[18-19]；BmUbx下调和Bmabd-A上调的突变EKh-l在第1腹节有1对类似胸足的附肢，第二腹节偶尔长出过剩腹足[20]；Bmabd-B功能缺失的突变EMu，其突变纯合体在后腹有3对过剩腹足，杂合体有1对过剩腹足[17]。家蚕Bmabd-A除了调控胚胎的发育，还能参与家蚕变态发育的调控[21]；abdominal-B(Bmabd-B)还参与生殖器官发育的调控[22]。

Hox基因是通过调控下游靶基因精确表达进而调控躯体模式的形成，Hox基因下游靶基因的鉴定和解析对研究昆虫躯体模式的形成有重要意义。家蚕Hox基因下游靶基因也有部分被鉴定。BmAntp能调控sericin-1、assericin-3、fhxh4和fhxh5在中部丝腺的特异表达[23-24]；BmAntp和BmPOUM2相互作用调控Phantom(Phm)的表达参与家蚕蜕皮激素的合成，BmScr能和BmPOUM2相互作用调控JH-responsive gene Krüppel homolog 1(Kr-h1)的表达参与保幼激素的合成调控，Bmabd-A能与BmPOUM2相互作用调控BmWCP4的表达影响家

蚕的变态发育[10，11，21]；BmUbx的下游靶基因也已经通过ChIP-seq进行鉴定，BmUbx调控翅模式发育的下游靶基因和果蝇相同，但是其他的靶基因进化出很大差异，特别是调控果蝇平衡棒的发育的下游基因[25]；家蚕体色比野桑蚕要淡，分析发现野桑蚕在黑色素合成基因TH内含子有一个Bmabd-B的结合位点，但是在家蚕驯化过程结合位点丢失[26]；在基因BmUSP和BmCarE-10座位都分析发现BmDfd作用位点[27-28]。

家蚕E群突变位于第6连锁群21.1位点，只包含BmUbx、Bmabd-A、Bmabd-B三个Hox基因[5，18，29]，却具有30多个突变体。其突变表型大多与斑纹、附肢的过剩、缺失和神经发育异常有关，也可能牵涉到体节和生殖腺的分化，部分突变还伴有隐性纯合致死效应。且E群突变的形成与这三个Hox基因的异常表达

有关，ECa突变缺失Bmabd-A，EN缺失BmUbx和Bmabd-A，EMu突变Bmabd-B功能缺失，ECs-l中Bmabd-A异位表达，EKh-l中BmUbx下调表达

和Bmabd-A上调表达[17-20]。

E群突变是拟复等位基因群，其成员之间位点紧密相连，部分能够进行交换；不同位点的突变使不同环节出现突变表型。而E群位点只有3个Hox基因，大部分突变的形成可能不是由基因本身序列变化引起的，而是由调控这三个基因表达的功能元件发生变化引起的，如ECs-l的突变位点被定位在Bmabd-A上游约68 Kb的

区域；EKh-l的突变位点被定位于包含BmUbx和Bmabd-A的约355 Kb的区域，且其定位区间内基因序列没有差异；Ekp-1的突变位点被定位于包含Bmabd-A

的约220 Kb的区域，其定位区间内基因序列也没有差异[19，20，30]。

家蚕Hox基因簇中与果蝇BX-C基因簇同源的区域中miRNA也已经被鉴定，有

家蚕特有的miR-2835，也有与果蝇BX-C基因簇同源的miRNAmiR-iab-4和miR-iab-4as，其中miR-iab-4也有miR-iab-4-3p和miR-iab-4-5p两种剪切形式，但这些miRNA对Hox基因的调节作用还没有被分析[31-33]。在家蚕中也有

大量的lncRNA被鉴定，在家蚕E群位点中只有一个位于BmUbx和Bmabd-A

之间的lncRNA被鉴定，但其功能却并不清楚[34-36]。家蚕E群位点可能和与其同源的果蝇BX-C基因簇一样，有大量顺式调控元件和ncRNA调控邻近Hox基

因的表达，这些功能元件的突变会改变相关Hox的表达形成同源异型突变[4，18]。综上，家蚕Hox基因的表达可能受到复杂的调控。

家蚕不仅是重要的经济昆虫，还是鳞翅目的模式昆虫；鳞翅目昆虫又是农林害虫最多的一目。对家蚕躯体模式和附肢发育主要的调控基因——Hox基因的研究，在

生命科学和农学领域都有重要的意义。鳞翅目昆虫为了生存和繁衍，进化出特异的躯体模式和附肢，而昆虫躯体模式和附肢的发育都是与Hox基因调控作用有关，

所以我们推测不同生物为适应自然环境进化出不同的躯体模式和附肢，暗示着

Hox基因的功能在进化中也会出现变化。家蚕Hox基因功能的研究可以为Hox基因功能进化分析提供理论基础。家蚕Hox基因的表达可能受到复杂的调控，家蚕

是研究Hox基因表达调控的良好材料。

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生物进化研究新进展论文

生物进化研究新进展论文 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

生物进化研究新进展 （石先生-- 摘要:分子进化学说着眼于分子层次的进化机制,自然选择学说着眼于群体水平 的进化机制,两者结合把生物进化理论提高到一个新的水平。另外,基因调控下的 细胞分化、分子驱动机制均从不同侧面揭示了生物进化原理。 关键词:进化论;分子进化;基因调控;分子驱动 生物进化论是生物学科体系的轴心,有关进化的思想、事实、原理和规律始终贯穿于生物各分类学科的教学和科研之中。20世纪中后期,随着分子生物学技术的应用以及其他学科(数、理、化、天文、古生物、生态等学科)与生命科学的相互 渗透,在新的事实面前,有不少学者相继提出了一些新的进化学说。尤其是生物进 化的机制,进化的方式等方面的理论,不仅开拓了新的研究领域,而且对于揭示生命现象的本质、生命物质运动的基本规律、指导生产实践以及自然科学核心命题等 方面都有着重要的指导意义。国内外一些专家学者认为,对于生物进化规律的探索,属于自然科学的前沿课题之一,它对于21世纪生命科学的发展及人类生产生活有着非常重要的意义。 一、分子生物学与自然选择论综合揭示生物进化的机制 20世纪遗传学获得了长足的发展,以一些学者,把遗传学研究所取得的成果 与自然选择理论结合起来。进入20世纪50年代以后,分子生物学迅速发展起来, 人们又从分子水平上研究生物进化的规律,揭示出了进化的新机制,把生物进化 理论提高到一个崭新的水平。如在基因突变、基因型与表现型、转录和转译、 群体和基因库、遗传变异和进化速率、突变速率与进化、倒置和易位、DNA顺序 重复的进化、基因流动、随机遗传漂变、建立者效应和瓶颈效应、多态性与平 衡选择等方面研究取得了一批有价值的成果,为该新理论的建立提供了强有力的 证据。现代综合进化论者认为,生物大分子的突变是生物界普遍存在的现象,是 生物遗传变异的主要来源。在生物进化过程中,随机的生物大分子突变一旦发生后,就受到选择的作用,选择作用的实质就是在一个群体中不同的基因型携带者 对后代的基因库作出不同的贡献。突变的随机性和生存及生殖的非随机性包含 了选择的作用。该学说还认为,种群是生物进化的基本单位,进化机制的研究属

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细胞分化分子机制

分化为人体206种被证实具有自我复制能力，可分化为人体206种 206 组织器官的原始细胞；组织器官的原始细胞；? 1998年在人胚囊内层细胞分离出人的胚胎干细胞， 1998年在人胚囊内层细胞分离出人的胚胎干细胞，年在人胚囊内层细胞分离出人的胚胎干细胞目前通过核移植技术获得人胚胎干细胞。目前通过核移植技术获得人胚胎干细胞。? 干细胞具有的能够稳定生存增殖并干细胞具有的能够稳定生存增殖并保持多向分化潜能的特性使其在遗保持多向分化潜能的特性使其 在遗传性疾病和组织器官移植领域有巨大的应用前景。大的应用前景。 二、细胞分化的机理 （一）细胞分裂的不对称性 卵细胞具有极性，细胞核靠近北极。北极或动物极：极体释放的部位；南极或植物极：相对北极而言，母体物质主要储存在于植物极。 母系基因产物控制卵的不对称分裂 动物卵细胞中贮存有大量动物卵细胞中贮存有大量mRNA，呈非均匀分布；大量，呈非均匀分布； 用转录抑制剂放线菌素D处理海胆受精卵，胚胎发育仍能进行至囊胚期用蛋白质翻译抑制剂嘌呤霉素处理受精卵，受精卵停止发育。 卵裂后的细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运。卵裂后的细胞质的特性决定了子细胞核的分化命运。 昆虫以表面卵裂的方式形成胚层细胞的。迁入卵的后端极质部的细胞发育为原始生殖细胞，用紫外线照射这一区域，破坏极质，卵将发育

为无生殖细胞的不育个体。细胞的不对称分裂使姐妹细胞产生了差异细胞的不对称分裂使姐妹细胞产生了差异在细胞分裂时一些重要的分子被不均等地分配到两个子细胞中 进一步更复杂的模式由细胞间相互作用产生 （二）细胞间的相互作用 1、胚胎诱导、胚胎诱导(embryonic induction) ：胚胎发育过程中，一部分细胞影响相邻细胞向一定方向分化的作用。诱导者(inductor) ：对其它细胞起诱导作用的细胞：脊索可诱导其顶部外胚层发育成神经板，神经沟和神经管；视胞可诱导其外面的外胚层形成晶体，而晶体又可诱导外胚层形成角膜。 诱导的相互作用可以在原本等同的细胞中建立起有序的差异 2、分化抑制：分化成熟的细胞可以产生抑素，抑、分化抑制： 制相邻细胞发生同样的分化。 如含有成蛙心组织的培养液培养蛙胚，则蛙胚不能发育出正常的心脏。 3、细胞数量效应、 小鼠胚胎胰腺原基在体外进行组织培养时，可发育成具有功能的胰腺组织，但如果把胰原基切成8小块分别培养，则都不能形成胰腺组织，如果再把分开的小块合起来，又可形成胰腺组织。 4、细胞外基质的影响、 干细胞 在IV型胶原和层粘连蛋白上分化为上皮细胞；在I型胶原和纤粘连蛋白上形成纤维细胞；在II型胶原及软骨粘连蛋白上发育为软骨细胞。

家蚕基因组测序及功能分析

家蚕基因组测序及功能分析 在动物界中，家蚕是极为重要的经济昆虫之一。它是我们重要的食物来源之一，家蚕的丝线也是制造一些文化艺术和技术用品的重要材料。家蚕的重要地位推动了科学家们对其进行基因组测序及功能分析研究，这一过程将有助于揭示家蚕生物学、生殖等方面的奥秘，同时更有利于将家蚕作为经济和生物工业发展的有效工具。 1. 家蚕基因组测序的历程及其意义 首先，家蚕基因组测序的工作始于2012年，由中国科学院遗传与发育生物学 研究所及其相关研究机构的科学家共同合作完成了家蚕SP2和P50T两个系列的基 因组测序研究。他们使用了高通量测序技术，最终测序出来了家蚕基因组的整体结构，共涉及到3.76亿 bp的基因序列。这一测序结果将家蚕的基础研究推向了一个 崭新的高峰，同时也为家蚕产业提供了全新的发展方向。 通过测序，科学家可以更了解基因组的组成和内部结构，同时可以借此推进基 因功能解析等工作，使研究者能够更有效地挖掘生物潜在的遗传因子并了解家蚕的遗传和发展规律。同时，了解家蚕基因组的结构和功能也可以为家蚕疾病的研究和防治提供有益的信息。 2. 家蚕基因组功能分析的挑战 在家蚕基因组测序之后，关于基因组功能分析的需要愈发明显。尽管科学家们 已经完成了家蚕的基因组测序，但由于其基因组复杂性，生物学途径研究较难；同时还面临有挑战性的生物学问题，例如个体基因相互作用，表观基因差异等问题。最近，自动学习和计算工具的发展以及糖基化修饰和细胞内蛋白质外泌的挑战，为解决家蚕基因功能分析难题提供了新的思路。 分子和生物学技术的进步，尤其是单细胞分析，将有助于解决个体差异问题， 同时提升对家蚕基因相互作用和表达特性的研究和解释。组学序列技术将能够解析家蚕的表观修饰，从而使科学家对其转录调控和基因表达模式有更深入的理解。这

家蚕的免疫应答与抗病性研究进展

家蚕的免疫应答与抗病性研究进展 家蚕是我国重要的经济昆虫之一，世界各国也都十分注重家蚕的研究。家蚕作 为重要的蛋白质资源，在世界范围内具有广泛的应用前景。但是，家蚕也面临着多种疾病的威胁，例如传染性单核细胞增多症病毒病、家蚕核多角体病、家蚕丝球菌病等。这些疾病不仅会对家蚕的生长和发展造成影响，也会对家蚕的产业发展造成困扰。因此，对家蚕的免疫应答和抗病性研究具有重要的理论和应用价值。 一、家蚕的天然免疫系统 家蚕的天然免疫系统包括先天免疫和适应性免疫。其中先天免疫是家蚕在生命 早期获取的免疫能力，是一种原始的免疫方式，通过由遗传的或非特异性的机制来抵御环境中的致病微生物。适应性免疫则是只有在发生感染后才会产生的免疫效应，主要包括T细胞和B细胞的作用。 家蚕的天然免疫系统中，主要包括诸如激活的蛋白酶、缺失的蛋白、自杀基因、小颗粒物和自噬损伤机制等多种反应。这些反应不仅能够有效地抵御致病微生物的入侵，还能够对损伤和组织修复产生积极的作用。 二、家蚕的免疫应答研究进展 在过去的几十年中，家蚕免疫学的研究取得了显著的进展，尤其是在对家蚕免 疫应答的研究方面。科学家们通过对家蚕免疫系统和病毒感染过程的深入研究，发现了许多关键因子，并揭示了家蚕的免疫应答机制。 例如，科学家们发现家蚕中一种名为“家蚕降钙素”的天然抗菌肽具有广谱的抗 菌活性，同时具有免疫调节、炎症抑制和细胞凋亡抑制等多种功能。此外，家蚕中的一种谷氨酸蛋白酶称为"家蚕黑角质蛋白酶"，也是参与家蚕免疫应答的重要因子 之一。家蚕黑角质蛋白酶通过水解异构酶抑制因子来激活免疫反应，同时还参与抗菌、清除自由基和消化碳水化合物等多种生物过程。

植物基因表达调控网络构建与功能预测新进展

植物基因表达调控网络构建与功能预测新进 展 植物基因表达是指在植物细胞中基因转录和翻译产生蛋白质的过程。为了更好 地理解植物基因表达调控的机制，科学家们逐渐建立了植物基因表达调控网络，并进行功能预测。随着技术的不断发展和新的研究进展，近年来在植物基因表达调控网络的构建和功能预测方面取得了新的突破。 基因表达调控网络是由调控因子和调控基因之间相互作用所构成的网络，用于 描述基因在特定的时间和空间上的表达调控。构建基因表达调控网络主要依赖于高通量测序技术，如RNA测序和染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）。通过这些技术，可以获得大量的转录组和转录因子互作的数据，从而揭示基因调控的复杂网络。 近年来，新型的技术和方法在基因表达调控网络构建方面发挥了重要作用。例如，单细胞测序技术可以在单个细胞水平上分析基因表达，从而更好地揭示细胞类型和发育阶段上的基因调控差异。此外，组蛋白修饰的检测和分析技术也为基因表达调控网络的构建提供了更多信息，因为组蛋白修饰在基因表达调控中起着重要作用。 通过构建基因表达调控网络，科学家们可以更好地理解基因调控的机制，并对 基因功能进行预测。在功能预测方面，机器学习算法在最近的研究中得到了广泛应用。机器学习算法可以通过学习大量的基因调控数据，例如转录组和甲基化数据，来预测基因的功能和调控网络。这种方法可以大大加快基因功能研究的速度，并为植物遗传改良提供理论基础。 除了机器学习算法，还有其他方法和工具可用于功能预测。例如，结构基因组 学可以通过研究DNA序列的二级结构和三级结构来推测基因的功能。比如，通过 分析转录因子结合位点的序列和结构特征，可以预测转录因子与DNA的结合方式

动物生理学研究新进展

动物生理学研究新进展 动物生理学是研究动物体内生命活动的科学，旨在揭示动物机体的 生物学功能与调节机制。随着科学技术的发展和研究手段的不断创新，动物生理学研究正迎来新的进展。本文将从分子水平、细胞水平和整 体水平三个方面介绍动物生理学的新进展。 一、分子水平的新进展 1. 基因调控研究 基因是生物体内遗传信息的携带者，调控着细胞和机体的功能。通 过新兴的基因组学和转录组学技术，动物生理学家们能够研究和解析 基因与生物功能之间的关系。例如，通过研究某些基因的表达与疾病 的相关性，我们能够深入了解疾病的发病机制，并为疾病的治疗提供 新的思路。 2. 生物分子的研究 动物体内存在着许多关键的生物分子，如蛋白质、核酸和荷尔蒙等。新近开发的技术使得科学家们能够更加深入地研究这些生物分子的结 构和功能。例如，通过结构生物学手段，我们能够解析蛋白质的三维 结构，从而揭示其功能和相互作用。 二、细胞水平的新进展 1. 细胞信号传导

细胞信号传导是细胞内外信息交流的重要方式。新近的研究发现，细胞内信号传导的机制比过去所认识的更加复杂和精细。通过利用计算生物学、蛋白质组学等技术，我们能够深入研究细胞内信号通路的调控机制。 2. 细胞凋亡和增殖 细胞凋亡和增殖是维持机体正常发育以及损伤修复的重要过程。近年来，研究人员通过分子生物学和干细胞技术等手段，已经取得了显著的进展。这些研究有助于揭示细胞凋亡和增殖的分子机制，为相关疾病的治疗提供新的方法和思路。 三、整体水平的新进展 1. 知觉与行为研究 动物的行为是其对外界环境的响应以及内部生理状态的反映。新近的研究通过结合行为学、神经科学和分子生物学等多学科的方法，提供了洞察动物行为的机理和调控方式的新视角。 2. 跨学科研究 随着科学交叉融合的趋势，如神经生物学、免疫学和心理学等学科与动物生理学的结合，为动物生理学的发展带来了许多新的机遇。这些跨学科的研究为我们提供了更全面的问题阐释和解决方案。 总结：

微生物功能基因组学的研究进展

微生物功能基因组学的研究进展 微生物是生命中最小的单位，但从它的角度来看，它们是地球上最为丰富和多 样化的生物群体之一。微生物在地球上有着重要的生态角色，它们对环境和生物体的生存条件都产生着巨大的影响。微生物功能基因组学研究的开展，无疑对我们了解微生物的生存策略和对环境的适应进程产生了重要影响。 一、微生物功能基因组学的概念 微生物功能基因组学是对微生物功能基因组的全面研究，它旨在揭示微生物的 生存策略和生存适应过程，以及它们在自然环境中的分布、生物学特征和生理生化特征等。它是结合了分子生物学、基因组学和微生物学等多学科，通过整体性、系统化和量化的手段，来探究微生物功能基因组的组成、结构和功能。 微生物功能基因组学的研究，主要通过高通量测序技术，对微生物的基因组或 基因组片段进行测序，并采用生物信息学方法进行分析和解释。通过对所有基因进行注释，筛选出对微生物生存至关重要的基本生物学过程机制和代谢途径，揭示微生物在不同环境下的生存策略和适应策略，从而更好地理解微生物的生态特征和进化过程。 二、微生物功能基因组学的研究进展 微生物功能基因组学的研究进展，有助于揭示微生物丰富多样的基因组和功能 的本质。现在，我们已经获得了很多微生物基因组信息，包括细菌、古菌和真菌等多种微生物。同时，微生物功能基因组的研究也从分析单个细胞获得的基因组信息，向大规模分析多种微生物基因组的趋势发展，逐步实现微生物基因组的高通量测序和分析。 1. 微生物基因组分析

随着高通量测序技术的发展，微生物基因组分析的速度和质量都得到了很大的 提高。现在，在生物信息学和计算机科学的帮助下，微生物基因组序列的分析和处理也变得更加高效和准确。在对微生物基因组进行分析时，主要涉及到基因识别、基因注释、调控元件识别、比较基因组学等多个方面。 2. 微生物群落分析 微生物在自然环境中常形成复杂的群落，通过微生物群落的分析可以更好地揭 示微生物生存策略和适应环境的策略。通过应用基因组学技术和大数据分析技术，可以更深入地理解微生物在群落中的相互作用和生态角色。例如，微生物群落的稳定性、结构、组成等因素，都代表着微生物群落健康的程度，可以为生态管理和生物技术创新提供重要支持。 3. 代谢调控机制分析 代谢途径是微生物生存至关重要的生物学过程机制，对于食品生产、燃料生产、制药等方面具有极高的应用价值。通过对微生物代谢途径分析和代谢调控机制分析，可以更好地揭示微生物与环境的相互作用和生态平衡的关系，为开发微生物工业和生物法医学等领域提供了基础数据。 三、微生物功能基因组学的应用 微生物功能基因组学的研究广泛应用于医药、能源、食品、农业、生态学和环 境保护等多个领域。例如，通过研究微生物基因组可以发现一些新的发酵细菌，用于生产食品、燃料和生物药品等；在医学上，微生物基因组再新药发现和基因诊断等方面具有很高的应用价值。 在生态学和环境保护方面，微生物功能基因组学的应用可以帮助我们更好地了 解生态平衡的机制，探讨环境污染的生物处理技术。在重金属、有机污染物和其他污染物分解等领域，微生物功能基因组学的研究和应用都有了重大的突破。 四、总结

Hox基因家族的发育调控及其在进化中的作用

Hox基因家族的发育调控及其在进化中的作 用 Hox基因家族是一类高度保守的基因，它们在动物界中广泛存在，并参与了动 物生物体发育的调控。这个家族最早是由EM Lewis 于1978年在果蝇中鉴定出来的，后来在哺乳动物、鱼类、无脊椎动物中也发现了这一家族的存在。该家族基因的编码产物是一类转录因子，它们控制了机体在发育过程中细胞的分化和命运决定。在进化过程中，Hox基因家族不仅保持了高度的保守性，而且其在进化中的重要作用也越来越受到人们的关注。 Hox基因家族的基本结构和功能 Hox基因家族属于蛋白质编码基因家族，它们的编码产物是一个转录因子。该 家族共包含39个基因，编码了39种蛋白质。这些蛋白质在发生作用时，能够结合到某个靶基因的启动子上，特异性地调节该基因的转录活性。 Hox基因家族的基本结构可以分为三部分：家族足迹区（homeobox domain）、配对区（phox domain）、变异区（variable region）。其中，家族足迹区是Hox家 族的最重要部分，也是其命名的由来。这个区域大约有60个氨基酸组成，其中的 3个氨基酸序列是高度保守的AHX（alanine-histidine-leucine）。这个区域的结构 是一个螺旋折叠形式，与DNA双链结合时，其侧链可以进入到DNA的主沟内， 实现了对转录启动子的特异性识别。 Hox基因家族在动物发育中的作用 Hox基因家族在动物发育过程中担任着重要的角色，在机体各种器官和组织的 发育中都有其参与。据研究表明，Hox基因在机体发育过程中呈现一定的时空表达模式。在胚胎发育过程中，Hox基因的表达顺序和表达区域从头到尾可分为前后 28段，这称为序列化表达模式。整个序列化表达模式的形成是通过造血干细胞分

基因表达调控研究的新进展

基因表达调控研究的新进展 近年来，基因表达调控研究取得了新的进展和突破性发现。这些进展不仅促进 了分子生物学和生物化学领域的发展，还在生物医学和生物技术等领域中起到了重要作用。本文将从以下几个方面介绍基因表达调控研究的新进展。 一、RNA修饰 RNA修饰是指RNA分子上化学修饰如何影响RNA生物学功能的过程。RNA 修饰一直被认为是细胞系统遗传信息传递和细胞调控的重要分子机制。随着新的技术的发展，研究者们已经发现了许多全新的RNA修饰。其中最近发现的一个RNA 化学修饰是2′-O-甲基腺苷（Am），这种化学修饰在RNA的3' 端添加了一个甲基 基团，可能影响了RNA的折叠和交互作用。此外，新发现的磷酸酯化修饰已被证 明是遗传信息传递的一个关键因素。 二、RNA转录后修饰 在最近几年中，越来越多的研究表明mRNA在转录后存在于许多修饰的状态。这些修饰可以影响mRNA的稳定性和生物学功能。例如，甲基化是一种常见的mRNA转录后修饰，可以通过调解mRNA的稳定性来影响基因表达。此外，其他 修饰，例如酰化和糖基化，也可以影响mRNA的功能。这些转录后修饰的发现为 研究细胞和分子生物学提供了新的视角。 三、基因调控元件 在分子生物学的早期研究中，人们发现仅仅关注一个基因的启动子是不够的。 最近的研究表明，基因的调控更具有复杂性和多样性。因此，人们开始注意到还有很多与启动子不直接相关的基因调控元件。这些基因调控元件包括增强子、辅助因子结合区和转录后调控区。最近的研究表明，这些元件与多种基因表达调控过程密切相关。释放这些元件的机制可以提供详细的视图和理解基因表达调控的机理。

四、基因表达调控网络 当生物发生改变时，基因表达调控网络可以调整细胞中基因表达谱。这些网络 受多个分子调节和信号途径控制，包括miRNA、保守性序列、转录因子和非编码RNA等。最近的研究表明，基因表达调控网络可以影响基因表达的稳定性和进化。由于调控网络的复杂性，研究者们已经开始研究如何利用机器学习方法来分析和理解这些调控网络。 总之，基因表达调控是生命科学的核心问题之一。最近的许多突破性发现正在 推动此领域的发展。随着新技术和新方法的出现，我们相信基因表达调控研究会看到更多的进步和惊人发现。

基因表达调控网络及其功能研究进展

基因表达调控网络及其功能研究进展 在生物学研究领域，基因表达调控网络是一个重要的研究 领域。它涉及到基因在细胞内、组织间以及在整个生物体中的调控机制，对于理解生物体的功能和发展过程具有重要意义。随着技术的进步和研究方法的不断发展，对于基因表达调控网络及其功能的研究也取得了显著的进展。 基因表达调控网络是指一组基因与蛋白质之间相互作用的 网络。这种相互作用可以通过转录因子、染色质结构和表观遗传修饰等方式实现。研究表明，基因表达调控网络在维持生物体正常发育和功能中起着重要作用。通过在不同时间和空间点上对基因的表达调控，生物体能够对外界环境的改变做出适应和响应。 在基因表达调控网络的研究中，生物信息学技术发挥了重 要的作用。生物信息学技术可以帮助研究人员对基因表达数据进行分析和解读，揭示基因之间的相互作用关系以及与特定疾病之间的关联。例如，利用基因芯片和测序技术，研究人员可以获得大量的基因表达数据，并应用生物信息学方法进行分析，从而识别出具有重要生物学功能的基因以及调控网络中的关键节点。

除了生物信息学技术，分子生物学技术也对基因表达调控 网络的研究起到了重要的推动作用。通过利用分子生物学技术，研究人员可以深入了解基因调控网络中不同成分的功能和相互作用。例如，研究人员可以通过克隆和转染技术来研究转录因子和染色质结构的功能，并通过基因敲除和过表达等方法来验证基因调控网络中的关键因子的作用。 近年来，研究人员在基因表达调控网络的研究中取得了一 些重要的进展。首先，研究人员在具体的调控机制方面取得了一些重要的发现。例如，他们发现转录因子可以通过与DNA 序列的结合来调控基因的转录，染色质结构的三维折叠可以影响基因的表达水平等等。这些发现有助于我们进一步理解基因表达调控网络以及其在生物体内的功能。 另外，研究人员还利用系统生物学的方法来研究基因表达 调控网络。系统生物学是一门综合的学科，它集成了数学、物理学和计算机科学等多个学科的方法和理论，旨在全面揭示生物体的整体性质和调控机制。通过应用系统生物学的方法，研究人员可以对基因表达调控网络进行建模和仿真，并通过实验验证模型的预测。这种综合性的研究方法为我们深入理解基因表达调控网络及其功能提供了一种新的视角。

家蚕生殖系统发育与功能调控的分子基础研究

家蚕生殖系统发育与功能调控的分子基础研 究 作为我国重要的经济昆虫，家蚕的生长发育和繁殖能力直接关系到其产值和经 济效益。因此，研究家蚕生殖系统发育和功能调控的分子基础，对于提高生产效益具有重要的理论和实际意义。 家蚕的生殖系统包括性腺、生殖道及其相关内分泌调控系统。在生殖系统的发 育中，性腺发育是其中最为重要的过程之一。从家蚕幼虫到成虫的过程中，性腺的形态和结构发生了巨大的变化。随着虫龄的增加，幼虫期性腺一直处于不断地增长和分化状态。到了蛹期，性腺停止增大，进入分化阶段。在羽化后，性腺终止分化，进入完全成熟的状态，开始产生和释放生殖细胞。在性腺的发育过程中，许多因子起着重要的调控作用。 早期研究表明，昆虫内分泌系统对于调控性腺发育和成熟具有重要作用。随着 分子生物学和遗传学的发展，研究家蚕性腺发育调控的分子基础也得到了深入探究。 首先，研究人员对家蚕雌性腺发育的全基因组转录谱进行了分析，并发现有大 量的基因表达呈现出阶段性变化。此外，他们还观察到了一个独特的动态转录调节系统，这个系统涉及了许多跨调节因子，从而协调了家蚕雌性腺发育的各个阶段。 其次，研究人员通过发掘家蚕雄性腺微小RNA数据，发现了一批在性腺发育 过程中高度差异表达的微小RNA，包括miR-100/let-7/miR-125和miR-34家族成员。经过功能实验验证，这些微小RNA能够影响家蚕性腺发育和成熟的关键过程。 此外，家蚕性腺成熟过程中，许多信号调节通路也扮演着重要角色。例如，前 列腺素信号通路通过调节钙离子水平而影响雌性腺成熟；Wnt信号通路则在雄性腺成熟过程中扮演着重要的角色。

近年来，研究人员还发现了许多调节家蚕生殖系统发育和功能的新分子。例如，Ftz-f1基因能够通过激活不同的下游基因，调节家蚕雌性腺发育过程中的细胞增殖 和凋亡。另外，Kr-h1基因调控着雌虫时期卵巢发育的维持，并参与了雌蚕产卵的 过程。 除了以上这些个别的因素，许多其他基因和通路也被发现，对于家蚕生殖系统 的发育和功能调控起着重要作用。研究这些分子的作用机制和调控网络，将有助于我们更全面地认识家蚕生殖系统的发育和功能调控的分子基础。 我们需要深入探究家蚕生殖系统发育和功能调控的分子基础，寻找控制蚕产卵 和培育优质良种的新方法，为推动家蚕产业的发展和提升其经济效益提供有力的理论基础和技术支撑。

CellPress#2月封面研究大盘点（生命医学类）

CellPress#2月封面研究大盘点（生命医学类） 一年之计在于春。今天，让小编带大家一起回顾一下二月Cell Press期刊所发布的精彩封面！ *以下所有内容译自英文，仅供参考，请以英文原文为准。以实际出版日期先后排序。 Cell Metabolism 出版时间：2021年02月02日 随着年龄的增长，器官的再生能力下降，纤维化程度加重。本期Cell Metabolism封面文章揭示了年龄如何改变血管和造血细胞之间联系，从而阻碍肺、肝和肾的再生。此外，研究表明，可以通过靶向发生变化的血管细胞，诱导器官再生且不会留下疤痕。封面图片中，蝗虫代表衰老，它们啃食并破坏树干（血管/血管系统）。去除蝗虫后树上会长出新的绿叶，而这些绿叶则象征着组织再生。 Cell Stem Cell 出版时间：2021年02月04日 本期Cell Stem Cell的两篇封面文章为今后研究美国帕金森病患者的多能干细胞衍生多巴胺能神经元奠定了基础。第一篇文章报告了MSK-DA01的产生和表征，MSK-DA01是一种低温保存的细胞产物，来自分化为多巴胺神经元的人胚胎干细胞。另一篇则为临床前研究，结果表明MSK-DA01通过了安全性和毒性研究，并在啮齿类动物中显示出了疗效。FDA近日批准了MSK-DA01的一期临床试验。 图片来源： Terry Helms, Memorial Sloan Kettering Cancer Center Cell 出版时间：2021年02月04日 虽然免疫检查点抑制剂在治疗癌症方面非常有效，但到目前为止，我们缺乏最佳的生物标志物来预测患者对这些肿瘤免疫药物的反应。

本期Cell封面研究介绍了一项大规模的患者数据荟萃分析，以验证检查点抑制剂敏感性的预测因子。封面图片将全外显子组和转录组数据描绘为一个复杂的城市路网，免疫治疗生物标志物则可以在这个混乱的路网中规划出一条路线，实现准确的患者分层。 图片来源： Jeroen Claus (Phospho Biomedical Animation) & OpenStreetMap contributors (此处使用的是封面研究所在地伦敦的地图) Cancer Cell 出版时间：2021年02月08日 本期Cancer Cell封面研究对蛋氨酸（M，电脑芯片）循环利用通路（电路）（methionine recycling and salvage pathways）中代谢酶MAT2A（电源）抑制剂的抗癌作用进行了表征。临床候选的MAT2A抑制剂AG-270（电灯开关）能阻断MAT2A产生SAM（电流），降低PRMT5（灯泡）的活性（亮度）。这会导致MTAP缺陷癌细胞的增殖减少，其中利用通路（salvage pathway）被破坏，导致MTA积累（电阻）、PRMT5基础活性降低。进一步的机理探究显示其抗癌作用亦包括拼接扰动、DNA损伤和有丝分裂缺陷，使其可与抑制有丝分裂的紫杉醇类药物联用，协同增效。 图片来源：Magicflow Studio Immunity 出版时间：2021年02月09日 组织驻留的巨噬细胞维持着器官功能健康，但迄今为止，我们依然不清楚人肺部巨噬细胞的来源。本期Immunity封面研究利用表达人细胞因子的人源化小鼠模型，揭示了血液中单核细胞在体内迁移和分化成不同人肺巨噬细胞群的过程。封面图片中，上方的白色结构代表肺部，CD14+CD16-经典单核细胞（红色）离开血管（蓝色），分化为间质和肺泡巨噬细胞。CD14lo CD16+非经典单核细胞在血管中巡逻（血管中的白色形状），并在肺毛细血管中产生肺血管内巨噬细胞。 图片来源：Elza Evren

基因工程领域的新进展

基因工程领域的新进展 基因工程领域是现代生物学中最受关注的领域之一。它主要研究的是基因的结构、功能和调控，并通过基因的改变来改善生物体的性状。基因工程技术的突破对医药、农业和环保等领域产生了巨大的影响。本文将介绍基因工程领域的一些新进展。 1. 基因编辑技术 基因编辑技术是指通过人为方式，选择性地切除、替换或插入基因序列来改变生物体的性状。CRISPR-Cas9技术是当前最先进和最被广泛使用的基因编辑工具。该技术与其他传统的基因编辑技术相比具有更高的效率和更低的成本。科学家们已经成功地利用CRISPR-Cas9技术来改变动植物的基因序列，修复基因缺陷，甚至将基因编辑用于人类基因治疗。 2. 基因驱动技术 基因驱动技术是一种新的技术，旨在通过利用基因组编辑技术来减少或消灭某些病原体。这种技术基于一种称为基因驱动因子的人工基因。一旦在一个目标种群中释放，这个人工基因可以通

过与自然基因进行竞争而逐渐扩散。这个人工基因可以带有一定的抗生素或毒性，从而可以消灭病媒或传染病。 3. 基因修饰技术 基因修饰技术是指通过重组DNA制造新型生物品种。目前，科学家们已经成功地利用基因编辑技术、转基因技术和细胞工程技术来制造出更强壮、更快速生长、更有营养的动植物。这些品种可能具有更高的抵御力和更广泛的适应性，可以帮助人们更好地应对气候变化和食品短缺问题。 4. 基因组技术 基因组技术是指通过对整个基因组进行解读来获取有关标本种群的详细信息。这种技术可以用于识别基因型和表型之间的相关性，并促进更好的基因组学研究。随着基因组测序技术的不断提高，科学家们可以更好地了解不同种群的基因组变异，从而找到各种疾病的新治疗方法。

KNOX基因调控植物发育的研究进展

KNOX基因调控植物发育的研究进展 摘要：KNOX同源核蛋白（Knotted1-like homebox ,KNOX)是具有同源异型结构域 的转录因子。在植物生长发育过程中，尤其在植物顶端分生组织的形成和维持中 起重要的调控作用。NOX基因参与植物生长发育和器官分化过程的多个方面,其作用对分生组织的形成和功能的维持至关重要;参与侧生器官的形态建成;影响细胞 命运,抑制细胞分化;参与植物激素的调节等。本文我们将通过多种植物举例理解 并说明，KNOX基因是一种怎样的基因，它有怎样的结构，又是如何表达的，对 其能够调控植物发育的结构特征等；然后，对KNOX基因在对植物发育的调控作 用的研究进展进行阐述；最后，对KNOX基因的发展前景进行展望。 关键词：KNOX基因；植物发育；调控；研究进展 前言： KNOX基因家族编码同源异型盒蛋白,在植物生长发育过程中，尤其植物顶端分生组织的 形成和维持中起重要调控作用。研究表明，有花植物地上部分器官的形成依赖于它的顶端分 生组织(shoot apical meristem,SAM)，而顶端分生组织的形成和维护受KNOX转录因子的调控(Tsudaetal.,2014)，因而其形成受KNOX的调控。ＫＮＯＸ作为一个基因家族，其中包含了多 种多样的基因片段，也对植物的生长发育的调控起着不一样的作用。通过多篇文献的阅读了解，可以得知现如今有越来越多的KNOX家族基因的功能被挖掘出来，下面我们进行简单的 总结。 1 KNOX基因家族的结构及基因表达 李方正等人对大豆的KNOX基因的结构进行了分析，所有大豆的KNOX基因都存在3个 以上的内含子,且大多数基因长度在3 kb以上, 外显子序列较短,序列中包含大段的内含子。这 种内含子-外显子结构严重异化的现象,可能对于其分化的基因功能具有重要贡献。李雪辉将 因家族划分为两个亚家族Ｗ和Ｉ类家族,该基因的表达具有组织特异性，主要在植物茎顶端分 生组织（shoot apical meristem SAM）中特异表达，是分生组织发生与维持所必需的关键基因，调控与器官发生相关的细胞分化，最终影响侧生器官的形态建成,其在单子叶植物如玉米中的 过量表达导致叶片出现刻裂，而在双子叶植物如番茄和辣椒中的过量表达产生叶片的过度增殖，甚至有复叶的形成。Ｉ类家族在整个植物中均有表达，如拟南芥基因在茎、花、根和萌 发的种子中均有表达，其中茎中表达最为丰富并参与次生细胞壁的形成。 前人研究结果表明，Ｉ类家族基因的表达存在特异的时空模式，其基因功能上存在兀余，但是作用上存在差区别。在挪威云杉月基因的研究发现在ＳＡＭ中有少量该基因的表达，然 而在叶原基附近并未表达，说明基因在叶原基形成的早期进行调控。 2 KNOX调控植物生长发育的研究进展 KNOX基因参与植物生长发育和器官分化过程的多个方面,其作用对分生组织的形成和功 能的维持至关重要;参与侧生器官的形态建成;影响细胞命运,抑制细胞分化;参与植物激素的调 节等(李春苑等, 2009;Hay and Tsiantis, 2010)。大现代生物信息学手段提供了在全基因组水平认知基因的生物学功能和基因调控网络的方法,使解析复杂生物学现象的能力发生了根本性的改观。本研究在全基因组水平上对大豆KNOX基因家族进行系统的注释、分子进化分析和表达 分析, 以期为进一步认识它们在大豆株型结构、叶形态发育等重要生物学过程中的功能提供 理论指导。同源异型盒基因编码控制多细胞真核生物发育的转录因子,参与调控细胞分化的命运,在生物的形态建成中发挥着重要作用。 孙海龙等人[4]研究了KNOX Ⅰ类基因在雌蕊发育中的作用，雌蕊由心皮和花柱组成并最 终发育成果实，其发育对作物的产量、质量都有决定性的影响。因此，对雌蕊败育相关基因 的研究是植物生物学研究领域的热点，KNOX 家族是植物中的5个同源异型盒基因家族之一，分为 I 类和 II 类 KNOX 亚家族，主要在植物茎顶端分生组织中特异表达是分生组织发生与维持所必需的关键基因，调控与器官发生相关的细胞分化，最终影响侧生器官的形态建成。 KNOX家族是植物中的5个同源异型盒基因家族之一,几乎存在于所有的单子叶和双子叶

植物转录组学的应用与研究进展

植物转录组学的应用与研究进展 随着基因测序技术的发展，越来越多的生物学研究开始考虑从遗传数据中获得 更多的信息，并对生物学的理解产生了更大的影响。其中，基于全基因组的转录组学是研究生物学和代谢过程的强大工具。当前，植物转录组学已经成为了解植物基因和生物学过程的一种重要方法。在这篇文章中，我们将介绍植物转录组学的应用和研究进展。 什么是植物转录组学？ 植物转录组学是一种全基因组的研究方法，它通过测定植物基因在不同发育阶段、环境压力和代谢状态下的表达量来分析植物生物学过程。转录组数据是通过测定RNA的数量，来评估每个基因在特定条件下的活性水平。这种分析可以提供关 于某种条件下所有基因活性的整体图像。 植物转录组学的应用 植物转录组学的应用已经非常广泛，包括以下几个领域。 1. 研究植物的生长发育和代谢调控 转录组可以揭示植物基因表达的动态变化，进而研究植物生长发育和代谢调控 的分子机制。例如，通过测定花粉管发育过程中的转录组表达，揭示了一系列调控花粉管生长发育和精细分子调控机制。 2. 识别植物抗逆反应基因和分子机制 植物转录组学方法已经证明是研究植物抗逆反应基因和分子机制的有效方法。 通过对植物在条件胁迫下的转录组表达进行分析，可以筛选出大量的胁迫响应基因，并通过特定的生物信息学技术确定这些基因的功能。 3. 发现新型基因和变异的基因

通过分析转录组数据，可以发现新型基因和变异的基因，这有助于理解植物的 基因组结构和进化。另外，转录组数据的比较还可以揭示不同物种之间的分子差异，为物种间差异的来源提供了重要的指示。 4. 基因芯片技术的应用 植物转录组学可以应用基因芯片技术进行分析。利用基因芯片技术，可以同时 检测数千个基因的表达和功能。这种方法可以大大加速研究识别基因的速度和效率。 植物转录组学的研究进展 随着技术的发展，植物转录组学的研究进展也不断地更新。 1. RNA-seq技术 RNA-seq技术已经成为了当前最流行的转录组分析方法。与前代测序技术不同，RNA-seq可以记录所有存在于生物样本中的RNA种类和数量。通过RNA-seq，可 以检测到低表达的基因，还可以识别多个转录本和外显子剪接变异。因此，RNA-seq提供了更加深入的转录组分析。 2. 转录组比较分析 转录组比较分析是比较不同处理下的转录组表达的方法。利用这种方法，可以 确定基因表达的变化以及与生物学过程的相关性。这种方法广泛应用于抗逆性研究、发育研究和进化研究中。 3. 转录本注释和新转录本发现 尽管目前已经人工注释了许多植物基因，但是仍有许多转录本没有被注释。新 的注释和转录本识别方法的开发对于植物基因组学有着积极的影响。 4. 转录因子和非编码RNA的研究

RNA干扰HOX基因的表达与白血病基因治疗的研究进展

RNA干扰HOX基因的表达与白血病基因 治疗的研究进展 摘要研究表明HOX基因与白血病的发生发展有着密切联系。HOX基因与早 期造血干细胞的功能有关，又参与了后期造血细胞的分化与系定向分化过程，其 表达异常可导致白血病的发生。RNA干扰技术是双链RNA（double strand RNA,dsRNA)介导的序列特异性转录后引起同源靶基因表达沉默，从而阻断靶基因 的表达，是一种高效的基因阻断技术。利用RNAi技术,抑制HOX基因的表达,可 能成为白血病基因治疗的新途径，本文对RNA干扰HOX基因用于白血病基因治疗 的研究作一综述。 关键词 HOX基因 RNA干扰白血病基因治疗 1 HOX基因的概述 1.1 HOX基因的结构特点 同源异型盒基因（homeobox genes HOX)是在酵母乃至人类几乎所有 真核细胞中表达的一类基因，最初由Mcginnis等[1]在果蝇发育调控的研究中发现。HOX被分为两大类，人类HOX基因家族属于HOX I类基因，迄今已鉴定出了 39个人类HOX基因，成簇的出现，包含A、B、C、D 4个簇，依次定位于7、17、12、2号染色体上，每簇均含有9～11独立的，具有特定的时空表达模式基因；HOX基因不论片段大小，均含有183bp的高度保守序列，它编码61个氨基酸，称 为同源结构域(Homeodomain，HD)。HOXⅡ类又称为non-HOX基因，根据附加的保 守序列又可分以为若干个家族，包括Pax、Emx、Msx、Pou、Tale等。 1.2 HOX基因表达特点： 胚胎发育时期，HOX在基因簇中的表达是按照染色体中3’→5’端，以时间 先后顺序逐个启动的，在特定空间位置依次表达或沉默。在同一表达区，同一染

植物生物学研究新进展及趋势

植物生物学研究新进展及趋势植物生物学是研究植物的分类、结构、生长、生理、生态、遗 传和分子基础等方面的学科。在过去的几年间，植物生物学研究 在植物学中处于中心地位，并在解决人类所面临的许多挑战方面 做出了巨大贡献。本文将涵盖植物生物学研究的新进展和趋势， 包括植物基因组和转录组学、植物-微生物互作、植物化学生态学、植物进化和适应以及植物育种等方面。 一、植物基因组和转录组学 植物基因组和转录组学是近年来植物生物学中的重要研究领域。随着高通量测序技术（NGS）的广泛应用，我们可以通过大规模 的基因组和转录组测序来理解植物的基因组结构和表达调控，并 揭示植物的基因功能和进化历史。在这个领域的重要研究进展之 一是揭示了植物基因组重复现象的重要性。植物基因组通常具有 高度重复的片段，决定了植物基因组的大小和复杂性。最近的研 究表明，植物基因组的复杂性可以促进基因家族多样性和植物进化。对植物转录组的研究可以发现结构性RNA和非编码RNA表 达的新型调控网络，这些发现为植物RNA的进一步研究提供了新 的思路。 二、植物-微生物互作

植物和微生物之间的互作对维持土壤健康和生态系统功能至关 重要。这些互作可能导致共生、拮抗、寄生和繁殖等现象的进化。植物微生物群落通过调节植物物质代谢、生长和抗病等方面的表现，发挥关键作用。该领域的一个重要发现是基于定量遗传分析 来刻画与植物以下界面相关的遗传机制，例如与根瘤菌互作（植 物寄生叶绿体）以及其他一些微生物群落的互作。据报道，植物 中的一些信号分子，如激素信号可以通过微生物群落的调控而进 行定义。 三、植物化学生态学 植物化学生态学是研究植物物质代谢的生态学分支学科，可以 研究生物圈中植物的生态功能和进化历程。植物物质代谢产生的 大量二级代谢产物具有各种各样的生理活性，这些活性分子可以 在植物-昆虫互作、植物-病菌互作、植物-微生物互作以及植物-哺 乳动物互作中发挥重要作用。本领域的一个重要进展就是在植物 中发现了新型的次级代谢产物，如荧光素类化合物和黏液性物质。 四、植物进化和适应 植物进化和适应研究植物在时间尺度上的演化过程以及在空间 尺度上适应不同环境的过程。最新的研究发现，植物的进化和适 应过程受到由基因组再排列和基因转录的新发现影响。另一方面，ALMT和MATE转运蛋白家族进化关于植物不同的轨迹和基因转 录组的分子基础，可以决定植物的重要适应特征如铝耐性、盐碱

MicroRNA在昆虫－病毒互作中的作用研究进展

MicroRNA在昆虫－病毒互作中的作用研究进展 吴萍 【摘要】MicroRNA（miRNA）是一类小的非编码RNA，广泛参与生长发育、 细胞凋亡、肿瘤、抗病毒等一系列重要的生命过程。近年来的研究发现，miRNA 在宿主与病毒的互作机制中发挥重要作用。文中结合近几年在昆虫miRNA抗病毒免疫作用方面的研究成果，简要综述了miRNA的产生机制，与靶基因的结合特点，昆虫宿主编码的miRNA及病毒编码的miRNA在昆虫宿主－病毒互作中的作用。%MicroRNA(miRNA)as small non-coding RNA widely participates in a series of important biological processes including development,cell apoptosis,tumor and anti-viral responses.Recently,studies suggest that micorRNAs play key roles in host-virus interaction.This article reviewed the mechanism of microRNAs biogene-sis,interaction between miRNAs and target genes,the roles of miRNA in host-virus interaction based on the re-cent achievements in insects. 【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2016(030)002 【总页数】6页(P183-188) 【关键词】昆虫;病毒;microRNA;互作 【作者】吴萍 【作者单位】江苏科技大学蚕业研究所，江苏镇江212018