2020年,依据现代生命科学研究成果及发展趋势,笔者课题组首次提出中药道地性可表现为道地药材具有"优形、优质、优效"(excellent shape,high quality,and superior effect,简称"三优")特征,拓宽了传统药材辨状的范畴.近年来,随着对中药道地性自然属性、物质属性、药物属性研究的逐步深入,丰富和完善了道地药材"三优"的科学内涵."优质"(high quality)特征主要体现为道地药材具有"独特化学型",其可作为"优效"(superior effect)的物质基础,也可参与调控"优形"(excellent shape)的形成.与"形神合一"相似,在长期进化过程中,道地药材逐渐形成独特的环境适应性特征,表现为"形质合一".道地药材"三优"特征受到品种基因型和产区生态因子交互作用的影响,可体现为气候主导型、生产措施主导型、种质主导型.根据道地药材自然属性、物质属性、药物属性,可构建丹参等模式生物,并建立"三优"研究方法体系,包括基于"优质"特征的质量评价体系、"性效关系"表征方法体系、基于"优形、优质"特征的稳态综合控制体系等.未来道地药材研究应更加注重深入和广泛的基础性工作,需要建立综合性的药用模式植物研究平台,并构建药用模式植物突变体库,以便为其他药用植物的功能基因研究提供有力的模式生物.同时,针对道地药材"三优"特征的研究,提出了 3个热点研究方向,旨在揭示其遗传基础、生物学特性、生态适应性等方面的机制.这些研究将为优化药用植物的定向育种、规范化栽培以及提升药材质量提供科学依据,进一步推动道地药材的可持续利用和发展.

CRISPR/Cas是原核生物在进化过程中获得的一种免疫防御系统,用于抵抗外来遗传物质的入侵,近年来被开发成为高效的基因编辑、基因调控以及分子诊断工具.其可编程靶向机制揭开了利用该系统进行基因组操作的序幕,并允许在活性范围内实现动态调节和控制基因表达.作为现有基因修饰手段中灵活性最强和成本最低的技术之一,已被广泛应用于临床疾病治疗、工农业生产、可持续染料开发和化学品加工等领域.随着对CRISPR/Cas系统的不断深入挖掘和探索,大量研究报道了 gRNA工程改造及优化方法,包括改变间隔序列长度、调节恒定区和可变区的结构、向末端或中间延伸添加额外功能序列及化学合成修饰等,以期降低脱靶突变率,提高作用效率,充分激发CRISPR基因操纵工具在生物医学方面的潜力.基于此,本综述将介绍CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12系统中gRNA工程化设计方法及应用研究的最新进展,分析探讨了当前工程化gRNA技术面临的机遇和挑战,旨在为获得性能更加优异的gRNA提供思路和方向,从而提高利用CRISPR/Cas系统探测人类细胞基因组的能力,进一步为可编程生物学带来更多可能性.

课程思政是落实立德树人的有效途径,对塑造学生品德具有重要作用.以人教版《生物学·必修2·遗传与进化》为例,挖掘其中的课程思政元素,提出课程思政与高中生物学教学的融合策略,以期为一线教师提供参考.

[目的]赖草属植物是麦类作物遗传改良和育种的重要基因资源,但作为异源多倍体植物,其基因组来源仍存在较大争议.通过比较赖草、大赖草及新麦草基因组中重复序列分布,探索赖草属物种基因组来源以及种间基因组多样性的形成特性.[方法]通过构建赖草属物种赖草的Cot-1 DNA文库获得大量重复序列,利用荧光原位杂交技术和重复序列对赖草以及近缘物种大赖草和祖先供体物种新麦草进行染色体荧光原位杂交涂染.[结果](1)根据序列及基因组分布特性,赖草Cot-1 DNA可归为串联重复序列、散布重复序列、散布加串联混合重复序列以及未能鉴定类型,4种类型占比分别为32.4％、45.7％、12.4％和9.5％.(2)串联重复序列TaiI-family、Lt1-6、pTa-535和pSc250在不同物种及同一物种不同材料间信号数量存在较大变异,分别为7～20,1～14,17～26,0～24个.(3)10个反转座子序列在所有物种染色体的分布呈现3种方式:在所有染色体上杂交信号集中分布在着丝粒、近着丝粒及间质区;在所有染色体的所有区域都有分布;在大部分染色体上的分布方式与第1种相同,但是部分染色体端部也有分布.2个LTR/Copia序列仅在赖草染色体上有分布,其他序列在不同物种以及不同材料间均有分布,但在信号强度以及部分染色体上的分布方式存在多态性.[结论]赖草属物种中的一些重复序列具有快速进化的特性,支持赖草属物种多倍化过程,并存在散在重复序列向整个核基因组的快速同质化扩散.

目的:了解1株人流感H3N2毒株的全基因组序列特征、遗传进化及生物学特性。方法:对浙江省丽水市分离的1株H3N2流感毒株进行全基因组测序，从美国国立生物信息中心(NCBI)和全球倡议分享流感数据库(GISAD)获取其他流感毒株基因组全序列，通过BioEdit7.0.9将该毒株8节段基因与其他序列比对，MEGA7.0软件邻接法构建进化树，并全面分析该毒株的进化、致病力和抗原性等特征。结果:测序得到该毒株为人流感分离株A/Homo sapien/China/LS340/2019（H3N2）株（LS340），LS340为典型的季节性人流感病毒，血凝素基因属于3C.2a1进化分支，具备人际传播能力，部分位点呈现高传播性和高致病性特征，对金刚烷胺耐药。与当季推荐疫苗株相比，抗原区出现涉及A、B两个表位3个位点突变。结论:LS340未出现重组、缺失等较大变异，但与当季推荐疫苗株相比已经发生抗原漂变，应及时更新疫苗，同时加强此类病毒变异监测，防止流感大流行发生。

目的:了解江苏省淮安市H3N2亚型流感病毒的生物学特性和变异情况，为流感疫情防控与疫苗研发提供参考依据。方法:选取4株2022年淮安市流感监测网络实验室分离的流感毒株，通过全基因组核酸提取、文库构建，应用Nanopore三代测序平台对H3N2亚型毒株进行全基因组序列测定，利用生物信息学软件比对基因组序列相似性、构建系统发育树，解析氨基酸变异特征。结果:8个基因节段之间的核苷酸相似性为97.1%～100.0%，相似性差异最大的是HA基因(97.1%～99.9%)，差异最小的是MP基因(98.6%～99.9%)。核苷酸位点变异频率最高和最低的节段分别是HA基因(3.06%)和MP基因(1.43%)，不同基因节段核苷酸变异率有统计学意义( χ2＝14.293， P＝0.046)。HA和NA基因发育树拓扑结构基本一致，3株隶属3C.2a1b.2a.1a进化簇，1株独立属于3C.2a1b.1b进化分支且糖基化位点相较于另外3株在HA1蛋白142NWT、149NGT和NA蛋白436NLS位点发生丢失。4株淮安株均对NA抑制剂和金刚烷胺类药物敏感。 结论:1株淮安株抗原性发生了改变，与当年疫苗株匹配性较低，建议持续加强H3N2流感病毒的基因监测，为流感防控及流感疫苗筛选提供科学依据。

目的:调查云南省4个艾滋病主要流行地区人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1，HIV-1)毒株 gag基因序列的变异特征。 方法:利用完全随机抽样法抽取2019年1月至2020年12月云南省昆明市、德宏傣族景颇族自治州、红河哈尼族彝族自治州和临沧市抗病毒治疗定点机构进行随访治疗的480例人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)感染/艾滋病患者，收集其流行病学信息，采集血浆标本后送至云南省传染病医院进行分析，采用巢式聚合酶链反应扩增HIV-1 gag基因，并进行基因分型，采用MEGA 6.06软件构建系统进化树，采用VESPA在线分析工具分析特征性氨基酸，采用Distance程序计算 gag，以及gag蛋白不同区段的基质蛋白p17、衣壳蛋白p24、核衣壳蛋白p7及p6蛋白的基因距离。采用SNAP程序分析同义突变频率与非同义突变频率比值(Ks/Ka值)。多组间统计学比较采用方差分析。 结果:404例患者成功获得 gag基因序列，其中以男性居多(250例，61.9%)，年龄为40~59岁者占59.7%(241/404)，传播途径主要为异性性传播(61.4%, 248/404)。主要流行的HIV-1亚型依次为流行重组型(circulating recombinant form, CRF)08_BC 155例(38.4%)，CRF01_AE 74例(18.3%)，独特重组型(unique rebombinant form，URF)52例(12.9%)、CRF07_BC 39例(9.7%)，C亚型34例(8.4%)，其他亚型28例(6.9%)，B亚型22例(5.4%)。构建系统进化树发现，CRF08_BC亚型形成了2个主要传播簇，2个传播簇间共有8个位点的特征性氨基酸分布存在显著差异，分别为第79、93、121、122、151、363、395和396位点。CRF01_AE、CRF07_BC和CRF08_BC的 gag基因距离分别为0.090±0.004、0.088±0.004和0.078±0.002，差异有统计学意义( F＝118.33， P<0.001)。3种主要亚型中， gag区段的Ks/Ka值分别为4.003±1.309、4.141±0.860和4.514±1.215，差异有统计学意义( F＝1.35， P<0.001)；p17区段的Ks/Ka值分别为2.590±0.186、2.831±0.496和2.936±0.475，差异有统计学意义( F＝1.59， P<0.001)；p24区段的Ks/Ka值分别为12.579±1.116、10.185±0.494和8.522±0.595，差异有统计学意义( F＝1.61， P<0.001)；p7区段的Ks/Ka值分别为10.850±0.711、9.717±0.932和8.522±0.026，差异有统计学意义( F＝4.24， P<0.001)；p6区段的Ks/Ka值分别为3.122±0.134、3.040±1.498和4.841±0.353，差异有统计学意义( F＝10.68， P<0.001)。 结论:云南省4个地区中主要流行的亚型为CRF08_BC亚型，CRF08_BC的不同传播簇形成了不同的氨基酸组成模式，不同亚型 gag基因不同区段的变异程度不同，应加强对HIV变异毒株的监测，控制其流行蔓延。

目的:本研究对2019年陕西省三带喙库蚊标本中分离的病毒(SX1943)进行病毒学和分子生物学鉴定。方法:蚊虫研磨液接种组织培养细胞，对分离物进行病毒学和病毒分子遗传学分析。结果:在2019年于陕西省采集的三带喙库蚊标本中获得1株病毒分离物(SX1943)，将该病毒接种至C6/36细胞后第3天发生明显细胞病变，表现为细胞圆缩、聚集和脱落等，分离物可稳定传代。然而，该批标本在BHK-21细胞连续传代3次均未发现显著细胞病变。SX1943病毒接种至C6/36细胞后经电子显微镜(负染)观察，可见大量圆形病毒颗粒，直径约25 nm。SX1943病毒基因组扩增与测序结果显示，该病毒基因组序列全长为3 594 nt，共编码3种蛋白，分别为非结构蛋白(NS1和NS2)和衣壳蛋白(VP)，3种蛋白的基因长度分别为2 376 nt、1 098 nt和1 136 nt。经病毒分子遗传进化分析发现，SX1943病毒与浓核病毒亚科 Brevidensovirus病毒属中的淡色库蚊浓核病毒(Culex pipiens pallens Densovirus, CppDNV)处于同一进化分支，上述结果提示SX1943病毒为CppDNV。 结论:陕西省三带喙库蚊中分离到CppDNV。

目的:对云南省2022年一例流感样病例的咽拭子分离得到的柯萨奇病毒B组5型（coxsackievirus B5，CVB5）病毒株进行全基因组测序，并分析其遗传进化、基因突变和重组特征。方法:通过人宫颈癌细胞培养获得病毒分离株，应用全基因组测序技术对分离株进行病毒基因序列测定，采用MEGA、RDP4及SimPlot软件，解析病毒基因组学特征。结果:分离株YN-01/CHN/2022与2株广东CVB5流行株核苷酸同源性为96.6%，属GⅠ.C1分支，与国内大多其他CVB5流行株相似度低（≤90.3%），揭示国内CVB5流行株间基因组差异较大。该分离株VP1序列存在2个特有的氨基酸突变（T246A和T275A），但其95位氨基酸未发生改变。基因重组分析显示YN-01/CHN/2022可能为重组株，重组位点发生在P1区VP4（940）和P2区2A（3 540）。结论:本研究分离株YN-01/CHN/2022属于CVB5 GⅠ.C1基因型，存在特异的核苷酸分歧，也证实了CVB5基因组有重组现象发生。该数据提示增强CVB5分子流行病学研究工作，持续追踪病毒进化规律，不断提高相关疾病防控工作的精准性。

Hippo信号通路在进化上高度保守，参与调节细胞增殖、分化和组织动态平衡，在调控组织、器官大小及细胞数量方面发挥重要作用。常染色体显性多囊肾病（autosomal dominant polycystic kidney disease，ADPKD）是最常见的遗传性肾病，也是引起终末期肾病最常见的病因之一。近年的研究发现，Hippo信号通路与ADPKD的发生发展密切相关，通路主要成员的活性和表达异常对肾小管上皮细胞的纤毛和细胞极性等产生影响，诱发肾囊肿的形成。该综述总结了Hippo信号通路在ADPKD发病中的潜在机制，与其他信号通路的串扰，以及在不同物种中的差异，讨论针对Hippo信号通路治疗ADPKD的策略，以期为ADPKD的治疗提供新的思路。