馴化下早期物種形成的基因組調(diào)控機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所張亞平院士團(tuán)隊(duì)與合作者利用歐洲大白豬與東亞民豬雜交群體，構(gòu)建了F2通過(guò)F1繼承F0基因組序列的精細(xì)圖譜，通過(guò)分析F2代個(gè)體中的大白與民豬來(lái)源的基因互作，研究了在馴化下早期物種形成的基因組調(diào)控機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于Molecular Biology and Evolution。研究揭示了F2基因組內(nèi)的DMI數(shù)量存在顯著的性別差異，以及從F1到F2的同性別/跨性別傳遞差異。大白豬和民豬基因組間不兼容互作基因主要富集于血管生成、雄激素受體信號(hào)和T細(xì)胞受體信號(hào)通路，提示生殖隔離進(jìn)化可能與生長(zhǎng)發(fā)育與免疫等方面的選擇作用相關(guān)。

神經(jīng)肽調(diào)控蜜蜂勞動(dòng)分工新機(jī)制

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所蜜蜂蛋白質(zhì)組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)韓賓等為研究動(dòng)物行為的可塑性，從神經(jīng)肽調(diào)節(jié)生理反應(yīng)閾值的角度揭示了工蜂勞動(dòng)分工的神經(jīng)調(diào)控機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于eLife。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)特定刺激的反應(yīng)閾值差異是決定工蜂勞動(dòng)分工的關(guān)鍵，速激肽信號(hào)通路在調(diào)節(jié)反應(yīng)閾值中發(fā)揮關(guān)鍵作用。此外，利用神經(jīng)肽注射和RNA干擾證明速激肽能夠特異性地調(diào)控工蜂與其行為特異性相關(guān)的反應(yīng)閾值，而對(duì)與任務(wù)無(wú)關(guān)的刺激沒(méi)有影響。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，速激肽信號(hào)在調(diào)控中華蜜蜂與意大利蜜蜂采集和哺育行為差異中發(fā)揮重要作用。研究結(jié)果為深入理解蜜蜂社會(huì)行為的神經(jīng)調(diào)控提供了新的理論依據(jù)。

豬調(diào)控元件鑒定研究進(jìn)展

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)趙書紅/李新云教授團(tuán)隊(duì)公布了目前涵蓋品種信息和組織類型最廣的豬基因組調(diào)控元件精細(xì)圖譜，為豬經(jīng)濟(jì)性狀形成機(jī)制的解析和基因組育種效率的提升提供了新思路和靶點(diǎn)。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。該研究鑒定出超過(guò)22萬(wàn)個(gè)豬基因組調(diào)控元件和3316個(gè)豬基因組新轉(zhuǎn)錄本，并進(jìn)一步解析了豬基因組的超級(jí)增強(qiáng)子、活性啟動(dòng)子等調(diào)控元件特征，闡明了豬基因組調(diào)控元件的組織特異性及其三維空間結(jié)構(gòu)對(duì)基因表達(dá)調(diào)控的影響。該研究通過(guò)整合調(diào)控元件、三維基因組及全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）信息，解析了豬重要性狀GWAS位點(diǎn)在調(diào)控元件周圍的分布特征，鑒定了一批具有潛在調(diào)控功能的重要SNP。

染色質(zhì)活性的發(fā)育動(dòng)態(tài)變化基本模式

中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所杜茁研究員等利用4D活體成像、細(xì)胞譜系追蹤和單細(xì)胞表達(dá)定量分析等方法，量化了整合至基因組100余個(gè)不同位置的同一報(bào)告基因在700多個(gè)身份明確胚胎細(xì)胞的表達(dá)，并基于此繪制了線蟲(chóng)早期胚胎細(xì)胞的染色質(zhì)活性圖譜。相關(guān)成果發(fā)表于Molecular Systems Biology。文章提供了一種“基于結(jié)果”的染色質(zhì)活性研究策略，理論上可通過(guò)選擇合適的報(bào)告基因，動(dòng)態(tài)追蹤染色質(zhì)活性在任何位點(diǎn)和任何細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化。同時(shí)，在單細(xì)胞精度和基因組層次揭示的染色質(zhì)活性的“發(fā)散”、“匯聚”和“預(yù)設(shè)型”動(dòng)態(tài)變化模式，也為從多個(gè)維度系統(tǒng)理解多細(xì)胞生物細(xì)胞譜系分化的染色質(zhì)調(diào)控奠定了基礎(chǔ)。

大型濕地水鳥(niǎo)“行為生態(tài)學(xué)”研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所鄭海峰研究員等人針對(duì)當(dāng)前大型瀕危水鳥(niǎo)研究存在的不足，引入衛(wèi)星追蹤技術(shù)，詳細(xì)跟蹤記錄了3巢東方白鸛幼鳥(niǎo)在濕地繁殖斑塊內(nèi)的“行為生態(tài)學(xué)特征”。相關(guān)成果發(fā)表于Global Ecology and Conservation。幼鳥(niǎo)白天的活動(dòng)強(qiáng)度顯著高于夜晚，日出（4：00）與日落（19：00）前后出現(xiàn)活動(dòng)高峰。幼鳥(niǎo)活動(dòng)位點(diǎn)呈現(xiàn)明顯的空間聚集性，形成了空間熱點(diǎn)區(qū)，不同個(gè)體在熱點(diǎn)區(qū)之間的活動(dòng)路徑具有獨(dú)特分布模式。家域范圍隨著幼鳥(niǎo)成長(zhǎng)逐漸擴(kuò)大，離巢前的后期為其前期的30倍;前期家域核心區(qū)在巢穴附近，后期家域核心區(qū)范圍向外擴(kuò)展。

水稻害蟲(chóng)褐飛虱中發(fā)現(xiàn)過(guò)氧化物酶可減輕抗藥性引起的適合度代價(jià)

中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院張文慶教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)水稻害蟲(chóng)褐飛虱的過(guò)氧化物酶基因可作為修飾基因減輕吡蟲(chóng)啉抗藥性引起的褐飛虱適合度代價(jià)。相關(guān)成果發(fā)表于PLoS Biology。害蟲(chóng)一直以來(lái)嚴(yán)重威脅著人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和健康，對(duì)害蟲(chóng)的防治大量依賴化學(xué)農(nóng)藥，然而農(nóng)藥濫用導(dǎo)致了害蟲(chóng)抗藥性的快速進(jìn)化。文章通過(guò)對(duì)褐飛虱的吡蟲(chóng)啉高抗性個(gè)體和相對(duì)敏感個(gè)體進(jìn)行基因組重測(cè)序，發(fā)現(xiàn)該基因啟動(dòng)子存在一個(gè)潛在的修飾等位基因（T65549）。水稻害蟲(chóng)褐飛虱基于P450產(chǎn)生的農(nóng)藥代謝抗性可引起ROS水平增加的適合度代價(jià)，而NlPrx基因突變導(dǎo)致的表達(dá)上調(diào)可顯著減輕該適合度代價(jià)。文章闡明了在昆蟲(chóng)中適合度代價(jià)修飾基因的分子機(jī)理。

昆蟲(chóng)免疫防御新機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員王四寶研究組利用“跨界RNA干擾”（cross-kingdom RNAi）機(jī)制沉默真菌毒力基因的表達(dá)，對(duì)抗真菌侵染的免疫防御新機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于PNAS。昆蟲(chóng)是地球上最繁盛、種類最多、分布最廣的生物類群之一，是地球生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。昆蟲(chóng)在與自然界各類病原體長(zhǎng)期攻防與博弈的過(guò)程中，進(jìn)化形成了一套復(fù)雜高效的防御系統(tǒng)對(duì)抗病原菌感染。該研究發(fā)現(xiàn)了一種全新的昆蟲(chóng)免疫防御機(jī)制，并對(duì)應(yīng)用遺傳手段逆轉(zhuǎn)昆蟲(chóng)miRNA效應(yīng)因子干擾真菌毒力基因表達(dá)提供了新方法，為真菌殺蟲(chóng)劑的遺傳改良提供了新策略。

烏龜胚胎行為熱調(diào)節(jié)的分子溫度計(jì)

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所杜衛(wèi)國(guó)研究員等人與中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物所、東北林業(yè)大學(xué)的科研人員合作，發(fā)現(xiàn)烏龜胚胎的行為熱調(diào)節(jié)是依賴于溫度門控瞬時(shí)電位受體TRPA1和TRPV1精巧的功能平衡，揭示了爬行動(dòng)物胚胎時(shí)期獨(dú)特的溫度感知分子機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于Current Biology。該研究測(cè)定了烏龜胚胎及其背根神經(jīng)節(jié)中初級(jí)感受神經(jīng)元的溫度閾值，發(fā)現(xiàn)與胚胎熱偏好溫度閾值一致的兩類熱敏神經(jīng)元，表明在初級(jí)感覺(jué)神經(jīng)元中至少存在兩個(gè)分子感受器。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)辣椒素和4-氨基聯(lián)苯胺鹽酸鹽（4-A）是烏龜TRPA1的特異性激活劑，TCS5861528（TCS）是特異性抑制劑;辣椒素和辣椒平則是TRPV1的特異性激活和抑制劑。