发育生物学

课程编码：180085071000P1005H 英文名称：Developmental Biology 课时：60 学分：3.00 课程属性：学科核心课 主讲教师：杨维才等

希望学生通过本课程的学习，能掌握发育生物学的主要特征、基本规律和发育的分子机理。
发育生物学由胚胎学发展而来，是对生物体组织、器官和个体生长和发育过程进行研究的一门科学。胚胎学一般指生物体从受精卵发育成个体的研究。在20世纪之前，胚胎学多偏重形态和过程的描述。自21世纪70年代以来，发育生物学逐渐发展为分子和细胞生物学水平上的胚胎学，通过研究基因对细胞生长、分化和形态发生的调控，解析由单一细胞形成生物体组织和器官的过程。在20世纪90年代，由分子发育生物学和演化生物学结合而产生了演化发育生物学，演化发育生物学主要研究不同物种间发育过程的差异性。
本课程通过学习线虫 （Caenorhabditis elegans）、黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）、斑马鱼（Danio rerio）、小鼠（Mus musculus）和拟南芥（Arabidopsis thaliana）等发育生物学研究中常用的模式动植物的发育过程，来帮助同学们理解多细胞生物个体发育形态构建和发育程序机制、生命起源与演化等基本生命问题；而发育生物学的研究结果，亦可帮助了解个体发育异常的起因，如因染色体异常引起的发育不全而导致的唐氏症等，对认识疾病发生机制有重要意义。

生物化学、分子生物学、普通生物学

第一章 Section 1: Introduction 3学时 杨维才
第1节 Chapter 1 History: Origin of Developmental Biology
第2节 Chapter 2 Conception
第3节 Chapter 3 Approaches
第二章 Section 2: Germ cell, Fertilization and Sex Determination
第1节 Chapter 4 Oogenesis 1学时 王朝晖
第2节 Chapter 5 Spermatogenesis 1学时 王朝晖
第3节 Chapter 6 Fertilization and Sex Determination——WormGenetics and cell lineage of Worm 3学时 杨维才
第三章 Section 3：Introducing Cell Commitment and Early Development in Model Organisms
第1节 Chapter 7 Cell-Cell Communication and Cell Commitment 6学时 杨维才
第2节 Chapter 8-1 Worm Model—— Start with worm: genetics and beyond 1学时 丁梅
第3节 Chapter 8-2 Worm Model——Cell lineage and ultrastructure 1学时 丁梅
第4节 Chapter 8-3 Worm Model——A few important contributions 1学时 丁梅
第5节 Chapter 9-11 Axis Specification （fly, frog, mouse) 3学时 王朝晖
第6节 Chapter 12 Arabidopsis 3学时 杨维才
第四章 Section 4：Development of Nervous System 6学时 丁梅
第1节 Chapter 13-1Axon Guidance (part A)—— Two contrasting hypothesis
第2节 Chapter 13-2 Axon Guidance (part A)—— Two contrasting hypothesisEphrin signaling
第3节 Chapter 13-3 Axon Guidance (part A)—— Two contrasting hypothesisNetrin pathway
第4节 Chapter 14-1 Axon Guidance (part B)——Robo pathway
第5节 Chapter 14-2 Axon Guidance (part B)——Activity dependent wiring
第6节 Chapter 15 Synapse Formation
第五章 Section 5：Paraxial and Intermediate Mesoderm 3学时 杨维才
第1节 Chapter 16 Paraxial mesoderm: Somitogenesis
第2节 Chapter 17 Intermediate mesoderm: the Urogenital System
第六章 Section 6：Plant development
第1节 Chapter 18-1 Plant reproduction and Alternation of Generations——Male Gametophyte Development 3学时 杨维才
第2节 Chapter 18-2 Plant reproduction and Alternation of Generations——Female Gametophyte Development 3学时 杨维才
第3节 Chapter 18-3 Plant reproduction and Alternation of Generations——Fertilization 3学时 杨维才
第4节 Chapter 18-4 Plant reproduction and Alternation of Generations——Embryogenesis 3学时 杨维才
第5节 Chapter 19-1 Plant Patterning and Growth——Plant Organogensis and Vegetative Growth 3学时 许操
第6节 Chapter 19-2 Plant Patterning and Growth——Plant Floral transtion 3学时 许操
第7节 Chapter 19-3 Plant Patterning and Growth——Plant Reproductive Growth 3学时 许操
第8节 Chapter 19-4 Plant Patterning and Growth——Plant Secondary Growth 3学时 许操
第9节 Chapter 19-5 Plant Patterning and Growth——Plant Regeneration and Crop Design 3学时 许操
第七章 期末考试 3学时 杨维才
第1节 闭卷考试

杨维才： 博士、研究员、博士生导师、中国科学院大学岗位教授、中国科学院院士 。1984年，兰州大学，获学士学位；1987年，兰州大学，获硕士学位；1994年，荷兰瓦赫宁根大学获博士学位。1987-1990年，兰州大学任助教；1994-1995年，荷兰瓦赫宁根大学，博士后；1996年，美国纽约冷泉港实验室(CSHL)，博士后；1996-2000年
新加坡分子农业研究所(IMA)，博士后；2000-2003年，新加坡淡马锡生命科学研究所(TLL)，资深科学家/实验室主任。2003至今，中国科学院遗传与发育生物学研究所
研究员。
研究领域：植物生殖发育的调控机制和进化机制：利用分子遗传学、细胞生物学、基因组学等多学科手段，解析开花植物精子传递、雌-雄配子互作、双受精和胚胎发生的分子机制，了解植物生殖发育机制的进化规律。豆科植物共生固氮机制及其生物技术改良：利用分子遗传学和蛋白组学等手段，解析豆科植物共生固氮微环境构建和维持的分子机制，探索实现非豆科植物固氮的途径。袁莉，中国科学院大学教授，博士生导师。分别获得中国军事医学科学院免疫学专业硕士、瑞典卡罗林斯卡研究院（医学诺贝尔研究所）分子遗传学专业博士，以及瑞典科学委员会 (Swedish Research Council) 独立课题组长职位 (Principal Investigator)。研究方向为中心体蛋白在哺乳动物生殖细胞形成发育中的作用。丁梅，自 2010年3月至今, 在中国科学院大学执教Model Animals in Developmental Biology（国际学院：全英文授课）及“发育生物学”（生命科学学院）课程，近3年作为通讯作者在Nature Communications， Development，??Journal of Biological Chemistry 等专业期刊发表多篇学术论文。王朝晖：1986至1990年在北京医科大学六年制临床医学专业学习; 1992年在Loyola University Chicago获得生理学硕士学位；1998获芝加哥大学 (The University of Chicago)发育生物学博士学位。1998至2004年在哥伦比亚大学(Columbia University)做博士后研究。2004年至今在遗传与发育生物学研究所任研究员、博士生导师。主要研究方向为：生殖细胞增殖与分化的调控、减数分裂启动机制、建立哺乳动物生殖系疾病模型。许操：中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员，博士生导师，研究组组长。2001-2005: 山东农业大学，学士；2005-2012: 中国科学院遗传与发育生物学研究所，博士；2013-2017: 美国冷泉港实验室(Cold Spring Harbor Laboratory)，博士后；入选国家高层次人才计划于2017年8月入职中国科学院遗传与发育生物学研究所，任研究员，2017年11月入选中国科学院-英国约翰英纳斯中心植物和微生物科学联合研究中心(Chinese Academy of Sciences-John Innes Centre, CEPAMS)，研究员；2022年获“国家杰出青年基金”资助。实验室聚焦气候变化和农业可持续发展对新型作物的迫切需求，围绕植物发育可塑性、系统稳健性与环境适应性三大生物学主题，主要从小肽信号与植物环境适应性，蛋白质相分离与植物细胞命运编程与重编程，基因编辑与作物从头驯化及快速育种等方面开展研究，解析上述三大生物学主题的分子发育学机制，并基于上述基础机制开展作物精准设计。