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Source: http://cicgd.fudan.edu.cn/a/xinwendongtai/20170222/758.html

揭示水稻产量性状杂种优势的分子遗传机制

不断提高谷物产量以保障全球粮食安全是作物遗传育种的长期目标。杂种优势是指通过杂交使后代展现出比父本和母本具有更优势性状的现象，是一种重要的作物育种策略。为了揭示水稻产量性状杂种优势的遗传基础，中国科学院上海植物生理生态研究所韩斌和黄学辉研究组与中国水稻所杨仕华合作，对17套代表性杂交水稻品系的10074份F2代材料进行了基因型和表型性状分析。他们因此系统鉴定了与水稻产量杂种优势相关的遗传位点，并将现代杂交水稻品系鉴定为3个群系，代表了不同的杂交育种体系。他们发现，虽然在所有杂交稻中并没有完全相同的与杂种优势相关的遗传位点，但在同一群系内，都有少量来自母本的基因位点通过不完全显性的机制对大部分杂种的产量优势有重要贡献。这一发现将有利于进行高效的杂交优化配组，以快速获得具有高产、优质和抗逆的杂交品种。相关研究论文以长文形式发表在2016年9月29日《自然》(Nature[537(7622): 629—633])上。

揭示胚胎发育过程中关键信号通路的表观遗传调控机理

动植物从单细胞受精卵发育成为高度复杂的生物体是一个奇妙的过程。哺乳动物基因组DNA中的5-甲基胞嘧啶作为一种稳定存在的表观遗传修饰，由DNA甲基转移酶(DNMTs)催化产生。近年研究发现，TET双加氧酶家族蛋白(TET1/2/3)可以氧化5-甲基胞嘧啶，引发DNA去甲基化。虽然DNA甲基化在哺乳动物基因印记和X染色体失活等生命活动过程中参与基因表达的调控，但是DNA甲基化以及TET双加氧酶介导的去甲基化在小鼠胚胎发育过程中究竟起什么作用还不清楚。中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所徐国良研究组与美国威斯康星大学孙欣、北京大学汤富酬等合作，利用生殖系特异性敲除小鼠得到Tet基因三敲除胚胎，通过一系列形态发育特征的检测，结合基因功能互补分析，解析了TET缺失造成胚胎死亡的机制，发现了TET三个成员之间功能上相互协作，介导的DNA去甲基化与DNMT介导的DNA甲基化相互拮抗，通过调控Lefty-Nodal信号通路控制胚胎原肠运动。该工作从长期困扰发育生物学领域的基本重大问题出发，着眼于人类新生儿出生缺陷的可能机理和防治，第一次系统地揭示了胚胎发育过程中关键信号通路的表观遗传调控机理，为发育生物学的基本原理提供了崭新的认识。相关研究论文发表在2016年10月27日《自然》(Nature[538:528—532])上。