本期專(zhuān)輯集中展現(xiàn)了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院重點(diǎn)科研領(lǐng)域的研究進(jìn)展,全面呈現(xiàn)建院40年來(lái)的學(xué)術(shù)積淀與創(chuàng)新活力, 以此致敬光輝歷程, 銘記歷代師生之不輟耕耘.封面圖由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院2013屆本科畢業(yè)生貝遠(yuǎn)遠(yuǎn)博士設(shè)計(jì).

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院建院40周年專(zhuān)輯

深耕沃土育棟梁, 探本求真啟新程

武維華

編者按

孫德昊, 郭巖

進(jìn)展

紀(jì)欣宇, 安梓康, 劉悅, 張然, 趙要風(fēng)

本文系統(tǒng)梳理了動(dòng)物生物反應(yīng)器的技術(shù)突破與未來(lái)趨勢(shì), 總結(jié)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院在動(dòng)物生物反應(yīng)器構(gòu)建與優(yōu)化中的突破性成果, 并進(jìn)一步指出其跨領(lǐng)域的應(yīng)用潛力、技術(shù)瓶頸、生物安全與公眾認(rèn)知等挑戰(zhàn), 為生物醫(yī)藥與農(nóng)業(yè)技術(shù)的融合發(fā)展提供了重要參考.

植物病毒介導(dǎo)基因編輯的研究進(jìn)展

王獻(xiàn)兵, 楊一舟, 喬繼輝

植物病毒介導(dǎo)的基因編輯(virus-induced gene-editing, VIGE)是利用植物病毒載體遞送CRISPR/Cas編輯元件, 實(shí)現(xiàn)高效的基因編輯, 為植物基因功能研究和性狀改良提供了新的工具. VIGE可快速創(chuàng)制優(yōu)良種質(zhì)資源, 在多基因編輯、精準(zhǔn)編輯、無(wú)標(biāo)記編輯以及作物馴化等方面應(yīng)用前景廣闊.

評(píng)述

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院建院40周年重要科研成果回顧

傅靜雁, 傅纓, 郭巖, 韓建永, 李大偉, 毛同林, 任東濤, 田長(zhǎng)富, 王超, 王毅, 楊淑華, 于靜娟, 張華, 趙要風(fēng)

本文主要介紹中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院成立40年來(lái), 在植物生理學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)、微生物學(xué)與免疫學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)與生物技術(shù)等領(lǐng)域取得的重要原創(chuàng)性學(xué)術(shù)成果. 這些成果不僅助力生物學(xué)院躋身生命科學(xué)學(xué)科國(guó)際領(lǐng)先行列, 也為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和人類(lèi)生命健康貢獻(xiàn)了重要力量.

植物鉀、磷養(yǎng)分吸收利用機(jī)制的研究進(jìn)展

陳益芳, 王毅, 武維華

氮、磷、鉀是植物必需的礦質(zhì)元素, 其土壤有效含量直接影響作物產(chǎn)量與品質(zhì). 全球耕地普遍面臨有效鉀、磷不足的問(wèn)題. 因此, 提高植物鉀、磷利用效率是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵. 本文以擬南芥、水稻和玉米為例, 綜述了植物鉀和磷養(yǎng)分感知、吸收、分配及利用的分子調(diào)控機(jī)制, 并探討了氮、磷、鉀協(xié)同吸收的調(diào)控機(jī)理, 為培育養(yǎng)分高效新品種提供理論依據(jù).

劉國(guó)永, 周雪雁, 蔣才富, 楊永青, 郭巖

植物如何適應(yīng)鹽堿逆境是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題. 本文系統(tǒng)回顧了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院40年來(lái)在植物抵御鹽堿脅迫方面的重要研究進(jìn)展, 重點(diǎn)總結(jié)了離子穩(wěn)態(tài)調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞器重構(gòu)、自噬與膜系統(tǒng)調(diào)控等方向的代表性成果, 并展望了多脅迫適應(yīng)機(jī)制解析與耐鹽堿作物分子設(shè)計(jì)育種的發(fā)展趨勢(shì).

植物應(yīng)答低溫脅迫的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

傅迪毅, 丁楊林, 施怡婷, 楊淑華

低溫脅迫嚴(yán)重制約植物的生長(zhǎng)發(fā)育及作物的產(chǎn)量品質(zhì). 低溫通過(guò)激活多條信號(hào)通路, 調(diào)控下游冷響應(yīng)基因的表達(dá),進(jìn)而增強(qiáng)植物的低溫耐受能力. 本文系統(tǒng)綜述了植物感知及應(yīng)答低溫信號(hào)的作用機(jī)制, 并重點(diǎn)闡述CBF/DREB1信號(hào)通路在調(diào)控植物低溫應(yīng)答中的核心作用及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò).

劉升學(xué), 馬愛(ài)芳, 秦峰, 鞏志忠

本文闡述了逆境激素脫落酸的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和應(yīng)答干旱脅迫的轉(zhuǎn)錄調(diào)控分子機(jī)制, 總結(jié)了擬南芥、水稻、小麥和玉米在干旱脅迫影響植物生長(zhǎng)發(fā)育方面的主要研究進(jìn)展.

哺乳動(dòng)物卵泡卵母細(xì)胞發(fā)育的調(diào)控機(jī)制研究

張焱, 劉佳利, 王超, 夏國(guó)良, 張華

本文綜述了哺乳動(dòng)物卵泡卵母細(xì)胞發(fā)育的調(diào)控機(jī)制, 系統(tǒng)性總結(jié)了卵母細(xì)胞從胚胎期到成熟的動(dòng)態(tài)發(fā)育過(guò)程及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò), 并概括了卵母細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中選擇與激活過(guò)程, 為深入理解女性生育健康及相關(guān)臨床應(yīng)用提供了指導(dǎo).

葉綠體介導(dǎo)的抗病毒防御和病毒反防御研究進(jìn)展

楊萌, 趙曉菲, 李大偉

葉綠體不僅是光合作用場(chǎng)所, 還參與激素合成、活性氧(ROS)生成及脅迫響應(yīng)等過(guò)程. 近年研究發(fā)現(xiàn), 葉綠體在植物抗病毒防御中具有雙重作用: 一方面, 通過(guò)合成抗病毒激素、ROS爆發(fā)、形成基質(zhì)小管及逆向信號(hào)傳遞抵御病毒侵染; 另一方面, 病毒可劫持葉綠體成分完成復(fù)制, 并抑制其防御機(jī)制以促進(jìn)感染. 本文系統(tǒng)綜述了葉綠體與病毒互作的最新進(jìn)展, 揭示其在植物抗病與病毒反防御中的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò), 為理解植物-病原互作機(jī)制提供了新視角.

郅明雷, 高菲, 杜旭光, 陳心澤, 張孟喬, 梁楚悅, 韓建永, 吳森

本文系統(tǒng)回顧了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院在豬多能干細(xì)胞和基因編輯技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新性研究. 介紹了豬多能干細(xì)胞的建系技術(shù)、基因編輯技術(shù)的發(fā)展及其在豬模型中的應(yīng)用. 這些突破性進(jìn)展不僅推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展, 也為人類(lèi)疾病研究和治療提供了新思路.

植物細(xì)胞骨架與氣孔運(yùn)動(dòng)

朱蕾, 王向鋒, 傅纓, 毛同林

氣孔是植物調(diào)控氣體交換與水分平衡的關(guān)鍵結(jié)構(gòu), 其開(kāi)閉動(dòng)態(tài)與保衛(wèi)細(xì)胞中細(xì)胞骨架動(dòng)態(tài)的精細(xì)調(diào)控密切相關(guān).本文系統(tǒng)綜述了微絲與微管骨架在氣孔運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)態(tài)重塑機(jī)制, 以及細(xì)胞骨架通過(guò)膜泡運(yùn)輸、離子通道定位、液泡形態(tài)及細(xì)胞壁重塑等多層次調(diào)控網(wǎng)絡(luò)并整合環(huán)境信號(hào)的重要功能.

從孟德?tīng)栠z傳到整合組學(xué): 雞重要性狀遺傳機(jī)制解析及育種應(yīng)用

王宇哲, 吳寒宇, 胡曉湘

雞不僅是人類(lèi)主要肉類(lèi)蛋白的來(lái)源, 還是重要的模式動(dòng)物. 本文依次概述了雞質(zhì)量性狀基因挖掘, 基因組組裝和復(fù)雜性狀遺傳機(jī)制解析的方法和成果, 簡(jiǎn)述了多組學(xué)時(shí)代基因組選擇和分子設(shè)計(jì)育種的發(fā)展方向, 并展望了本學(xué)科未來(lái)與人工智能交叉的前景.

李琴, 韓宇星, 杜靈杉, 趙佳鈺, 陳三鳳, 李季倫

本文系統(tǒng)梳理了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院40年來(lái)在聯(lián)合固氮領(lǐng)域的研究突破. 團(tuán)隊(duì)構(gòu)建覆蓋“資源發(fā)掘-機(jī)制解析-合成改造-田間應(yīng)用”的全鏈條體系: 分離2000多株固氮菌, 命名15個(gè)新種; 解析高銨環(huán)境下丙氨酸脫氫酶介導(dǎo)的固氮協(xié)同通路; 在酵母與水稻中實(shí)現(xiàn)固氮酶核心組件的異源組裝; 開(kāi)發(fā)的菌劑在減氮15%條件下顯著提升作物產(chǎn)量7.64%~23.20%. 成果為谷類(lèi)作物生物固氮技術(shù)奠定理論及應(yīng)用雙重基礎(chǔ), 推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型.

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