馴化下早期物種形成的基因組調(diào)控機制

中國科學院昆明動物研究所張亞平院士團隊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F1繼承F0基因組序列的精細圖譜，通過分析F2代個體中的大白與民豬來源的基因互作，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、雄激素受體信號和T細胞受體信號通路，提示生殖隔離進化可能與生長發(fā)育與免疫等方面的選擇作用相關(guān)。

神經(jīng)肽調(diào)控蜜蜂勞動分工新機制

中國農(nóng)業(yè)科學院蜜蜂研究所蜜蜂蛋白質(zhì)組學創(chuàng)新團隊韓賓等為研究動物行為的可塑性，從神經(jīng)肽調(diào)節(jié)生理反應閾值的角度揭示了工蜂勞動分工的神經(jīng)調(diào)控機制。相關(guān)成果發(fā)表于eLife。研究發(fā)現(xiàn)，對特定刺激的反應閾值差異是決定工蜂勞動分工的關(guān)鍵，速激肽信號通路在調(diào)節(jié)反應閾值中發(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)的反應閾值，而對與任務無關(guān)的刺激沒有影響。研究同時發(fā)現(xiàn)，速激肽信號在調(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)控元件鑒定研究進展

華中農(nóng)業(yè)大學趙書紅/李新云教授團隊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)控元件精細圖譜，為豬經(jīng)濟性狀形成機制的解析和基因組育種效率的提升提供了新思路和靶點。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。該研究鑒定出超過22萬個豬基因組調(diào)控元件和3316個豬基因組新轉(zhuǎn)錄本，并進一步解析了豬基因組的超級增強子、活性啟動子等調(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)對基因表達調(diào)控的影響。該研究通過整合調(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)育動態(tài)變化基本模式

中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所杜茁研究員等利用4D活體成像、細胞譜系追蹤和單細胞表達定量分析等方法，量化了整合至基因組100余個不同位置的同一報告基因在700多個身份明確胚胎細胞的表達，并基于此繪制了線蟲早期胚胎細胞的染色質(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，理論上可通過選擇合適的報告基因，動態(tài)追蹤染色質(zhì)活性在任何位點和任何細胞的動態(tài)變化。同時，在單細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“預設(shè)型”動態(tài)變化模式，也為從多個維度系統(tǒng)理解多細胞生物細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“行為生態(tài)學”研究進展

中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所鄭海峰研究員等人針對當前大型瀕危水鳥研究存在的不足，引入衛(wèi)星追蹤技術(shù)，詳細跟蹤記錄了3巢東方白鸛幼鳥在濕地繁殖斑塊內(nèi)的“行為生態(tài)學特征”。相關(guān)成果發(fā)表于Global Ecology and Conservation。幼鳥白天的活動強度顯著高于夜晚，日出（4：00）與日落（19：00）前后出現(xiàn)活動高峰。幼鳥活動位點呈現(xiàn)明顯的空間聚集性，形成了空間熱點區(qū)，不同個體在熱點區(qū)之間的活動路徑具有獨特分布模式。家域范圍隨著幼鳥成長逐漸擴大，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)范圍向外擴展。

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

中山大學生命科學學院張文慶教授團隊發(fā)現(xiàn)水稻害蟲褐飛虱的過氧化物酶基因可作為修飾基因減輕吡蟲啉抗藥性引起的褐飛虱適合度代價。相關(guān)成果發(fā)表于PLoS Biology。害蟲一直以來嚴重威脅著人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動和健康，對害蟲的防治大量依賴化學農(nóng)藥，然而農(nóng)藥濫用導致了害蟲抗藥性的快速進化。文章通過對褐飛虱的吡蟲啉高抗性個體和相對敏感個體進行基因組重測序，發(fā)現(xiàn)該基因啟動子存在一個潛在的修飾等位基因（T65549）。水稻害蟲褐飛虱基于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，而NlPrx基因突變導致的表達上調(diào)可顯著減輕該適合度代價。文章闡明了在昆蟲中適合度代價修飾基因的分子機理。

昆蟲免疫防御新機制

中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心研究員王四寶研究組利用“跨界RNA干擾”（cross-kingdom RNAi）機制沉默真菌毒力基因的表達，對抗真菌侵染的免疫防御新機制。相關(guān)成果發(fā)表于PNAS。昆蟲是地球上最繁盛、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。昆蟲在與自然界各類病原體長期攻防與博弈的過程中，進化形成了一套復雜高效的防御系統(tǒng)對抗病原菌感染。該研究發(fā)現(xiàn)了一種全新的昆蟲免疫防御機制，并對應用遺傳手段逆轉(zhuǎn)昆蟲miRNA效應因子干擾真菌毒力基因表達提供了新方法，為真菌殺蟲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

中國科學院動物研究所杜衛(wèi)國研究員等人與中國科學院昆明動物所、東北林業(yè)大學的科研人員合作，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電位受體TRPA1和TRPV1精巧的功能平衡，揭示了爬行動物胚胎時期獨特的溫度感知分子機制。相關(guān)成果發(fā)表于Current Biology。該研究測定了烏龜胚胎及其背根神經(jīng)節(jié)中初級感受神經(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，表明在初級感覺神經(jīng)元中至少存在兩個分子感受器。研究進一步發(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。