β-胡萝卜素羟化酶(β-carotene hydroxylase, chyb)作为盐生杜氏藻(Dunaliella viridis)胡萝卜素合成代谢途径中的关键酶，催化β-胡萝卜素经两步反应合成玉米黄素。盐生杜氏藻chyb基因在植物抗逆性方面有重要研究价值。本研究利用前期克隆得到的盐生杜氏藻chyb基因(GenBank登录号: JN118489)，构建了植物表达载体pCAMBIA3301-chyb。通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404介导的叶盘法将其转入烟草(Nicotiana tabacum)，获得16株草铵膦抗性再生植株，经PCR及RT-PCR扩增分析表明，chyb基因已转入其中13株烟草植株中，并可以进行正常转录。通过测定转基因烟草的株高、叶面积、叶绿素含量、叶片相对电导率和脯氨酸含量对转基因烟草的耐盐性进行了检测，结果表明，与对照组相比，转基因烟草的株高、叶面积、叶绿素含量均极显著提高(P＜0.01)，其中转基因烟草平均株高为37.82 cm，是对照组烟草平均株高的1.37倍。在100 mmol/L NaCl胁迫处理下，转基因烟草的成活率为84.45%，是对照组烟草的1.58倍；在200 mmol/L NaCl胁迫下对照组烟草萎蔫死亡，而转基因烟草仍可生长存活。经检测转基因烟草叶片的相对电导率升高但变化幅度较小，脯氨酸含量较对照组极显著增加(P＜0.01)。研究结果说明转基因烟草的耐盐性得到了提高，为进一步探讨盐生杜氏藻chyb基因在植物耐盐性方面的功能提供基础资料。

目前在植物遗传转化过程中常用的抗生素类标记基因可能存在潜在的安全隐患，因此探讨使用安全筛选剂替代抗生素类筛选剂便成为植物遗传转化筛选的新途径。本研究构建了同时含有花生(Arachis hypogaea L.) β-1,3葡聚糖酶基因启动子(Ah-Glu-P)以及大肠杆菌木糖异构酶基因(xylose isomerase gene, xylA)的安全表达载体pCAMBIA1301-xylA-Ah-Glu-P。利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法将pCAMBIA1301-xylA-Ah-Glu-P转化花生子叶外植体，利用木糖作为筛选剂进行筛选, 当培养基中蔗糖浓度为10 g/L、木糖浓度为20 g/L 时，外植体再生率为16.1%，再生苗阳性率达到78.4%，转基因阳性植株经嫁接驯化后移栽田间，存活率达74.5%。该转化方法以花生子叶作为外植体、利用木糖作为筛选剂进行筛选，与利用其他外植体进行转化及抗生素筛选相比较, 具有操作简单快速、安全无污染以及转化效率高的特点，是一种安全、高效的遗传转化方法。

标准质粒分子能够及时满足转基因生物安全监管需求，被较多地用作转基因标准材料的替代品。本研究通过分析全球商业化种植和国内环境释放的水稻 (Oryza sativa L.)、玉米(Zea mays L.)、大豆 (Glycine max) 和油菜 (Brassica napus)4种主要转基因作物的分子特征，选取常用的扩增性较好的蔗糖磷酸合酶基因(sucrose phosphate synthase, SPS)作为内标准基因和外源花椰菜花叶病毒35S启动子(promoter of Cauliflower mosaicvirus 35S, CaMV35S)、胭脂碱合成酶基因终止子(terminator of nopaline synthase gene, tNOS)、苏云金芽胞杆菌基因(Bacillus thuringiensis, Bt)、双丙氨酰磷抗性基因(biolaphos resistance, Bar)、新霉素磷酸转移酶基因(neomycin phosphotransferase, NPTⅡ)和潮霉素磷酸转移酶基因 (hygromycin B phosphotransferase, Hpt)作为水稻转基因筛查靶标序列；选取淀粉合成酶基因(zSSⅡb)作为内标准基因和外源CaMV35S、tNOS、Bar作为玉米转基因筛查靶标序列；选取凝集素前体蛋白基因(Lectin)作为内标准基因和外源CaMV35S、tNOS、胰蛋白酶抑制剂基因(cowpea trypsin inhibitor gene, CpTi)、烯醇式丙酮基莽草酸磷酸合成酶基因(enolpyruvylshikimate phosphate synthase, EPSPS)作为大豆转基因筛查靶标序列；选取高移动簇蛋白基因(high mobile group protein, HMG)作为内标准基因和外源CaMV35S、玄参花叶病毒35S启动子(Figwort mosaicvirus 35S, FMV35S)、烟草绒毡层特异启动子(tobacco tapetum specific promoter, PTa29)、胭脂碱合酶启动子(nopaline synthase promoter, P-nos)、tNOS、35S终止子(terminator-35S, T-35S)、TL-DNA基因7(g7)终止子作为油菜转基因筛查检测的目标序列。利用重叠PCR 技术将这些筛查目标序列连接在一起，最终克隆到pMD-18T 载体上，构建成4套共包含4个内标准基因和13 个转基因外源基因的通用阳性质粒分子：pMD-maize、pMD-rape、pMD-rice 和pMD-soybean。研究结果表明，所构建的阳性质粒分子对目前国内外4 类( 大豆、油菜、玉米和水稻)主要转基因作物筛查覆盖率理论上达到90%，而对我国批准进口的转基因作物的理论筛查覆盖率达100%。可满足转基因生物安全监管检测过程中对阳性物质的需求。

地毯草黄单胞菌花叶万年青致病变种(Xanthomonas axonopodis pv. dieffenbachiae, Xad)引起的细菌性叶疫病是红掌(Anthurium andraeanum Linden)生产中最主要的病害。筛选出稳定可靠的内参基因，对于建立红掌叶疫病响应相关基因表达分析的实时荧光定量PCR (quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)技术体系、研究红掌-病菌互作的分子病理机制具有意义。本研究选择6个常用候选基因包括延伸因子1 α (elongation factor1-α, EF1α)、甘油醛三磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, GADPH)、泛素7(ubiquitin 7, UBQ7)、组蛋白H3(histidine 3, His3)、α微管蛋白(α-tubulin, TUB)和β-肌动蛋白(β-Actin, ACTB)，进行PCR扩增效率筛选，筛选红掌抗、感品种叶片和系统侵染进程中的表达稳定性。经geNorm3.5、BestKeeper0.953及Normfinder1.0软件综合评价显示，不同候选基因的表达稳定性存在差异，其中UBQ7在红掌抗、感品种不同组织、时期表达均稳定，适合作为红掌叶疫病相关基因定量分析的内参基因，研究结果为红掌疫病应答的病理学研究提供了参考。

硫氧还蛋白(thioredoxin, Trx)是一类高度保守的低分子量蛋白，广泛存在于植物、动物、细菌、酵母中，具有维持生物体内氧化还原平衡和调控生物信号传导等多种功能。本研究克隆了葡萄(Vitis vinifera) VvTrx 基因989 bp的gDNA 序列(GenBank 登录号: EU280166)和561 bp的cDNA序列 (GenBank 登录号: EU280164)，开放阅读框(open reading frame, ORF)为381 bp，编码126个氨基酸。氨基酸多序列比对和进化树分析发现，无核白(Vitis vinifera cv. Thompson Seedless)VvTrx基因的活性功能位点为WCIPS，属于h型硫氧还蛋白的第四亚族。实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)分析表明，在无核白和黑比诺(Vitis vinifera cv. Pinot Noir)的胚珠发育不同时期中， VvTrx基因在花后40 d表达量均达到整个胚珠发育期的最高水平，二者差异极其显著 (P＜0.001)，且无核白的表达量约为黑比诺的5倍。将VvTrx克隆到原核表达载体pET-32a(+)构建pET-32a(+)/VvTrx并转入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中，经异丙基硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside, IPTG)诱导后，获得30 kD的可溶性融合蛋白。研究表明，VvTrx基因与无核葡萄的胚败育存在一定关系，研究结果为进一步揭示VvTrx基因在无核葡萄胚珠败育过程中的分子机理和无核葡萄育种提供研究方向。

富含亮氨酸的G蛋白偶联受体(leucine rich repeat containing G protein coupled receptor 8, LGR8)在哺乳类动物雄性精巢下降过程中起重要作用。本研究在前期完成的半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)全基因组测序与转录组测序的基础上，通过RACE方法克隆得到半滑舌鳎LGR8基因(GenBank登录号：KP749830)，该基因全长2 768 bp，开放阅读框(open reading frame, ORF)为2 205 bp，编码734个氨基酸，5'-非翻译区(untranslated regions, UTR)为272 bp，3'-UTR为296 bp。氨基酸序列中含有10个LRRs区域、1个LDL-A区域和1个7tm-1结构域。实时定量PCR(Real-time quantitative PCR, qRT-PCR)结果显示，在3龄性成熟鱼体中LGR8主要在雄鱼脑和性腺中表达，且显著高于其他组织(P＜0.05)；在雌鱼各组织中均有表达，但是大多数组织(除肠和心脏)中表达量无显著差异；在雄鱼性腺和脑中的表达量要显著高于雌鱼(P＜0.05)。对雄鱼不同时期的性腺进行qRT-PCR检测结果显示，LGR8基因在鱼体发育80 d表达量开始上升，150~210 d表达量达到最大，且显著高于其他组织(P＜0.05)。研究表明LGR8可能在半滑舌鳎性别决定和性腺发育中起一定作用，为半滑舌鳎性别决定机制的研究提供了一定的理论基础。

微小倒置重复转座元件(miniature inverted repeat transposable element, MITE)是真核基因组中含量丰富的一类非自主转座元件，且与许多重要生物学事件密切相关。目前为止，仅在极少数物种中鉴定出几个MITE家族仍具备活跃的转座活性，如此便无法充分地获知MITE转座的分子细节以解析其转座机制。本研究选择烟草(Nicotiana tabacum)基因组为研究对象，首先应用生物信息学方法分析完成了烟草MITE同源序列的种类和数量分布状况，包括MITE元件群的结构特征及相关信息；再者，通过检测MITE元件群在不同烟草品系中的多态性差异，获得其中一个元件(TMi 1)可能具有转座活性的初步证据；其后，在建立了二组适用于MITEs转座活性检测的生物学表型的基础上，采用转座子显示技术及后续验证实验，最终确认TMi 1元件于目前仍具有转座活性。这是烟草基因组中首次发现一个活跃转座的MITE，拓展了人们对具转座活性植物种类的认识范围，有助于充分认识和挖掘烟草基因组中丰富的转座子种类和资源，也为理解和定义基因组进化以及生物多样性形成的遗传规律提供有用线索。

共表达网络分析是利用海量生物学数据研究基因与性状关系的重要方法。本研究利用黄瓜(Cucumis sativus L.)10份不同组织的转录组数据计算各个基因在不同组织中表达丰度，去除在10个组织中表达量最大值小于5的基因，然后利用R语言中的权重共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)软件包构建了共表达网络，获得1 134个共表达模块，一共16 924个基因。去除模块内基因之间相关系数平均值小于0.9的模块，最后得到839个共表达模块，一共11 844个基因。由于不同组织细胞转录本产生的差异，导致不同组织产生结构和功能上的差异，在839个模块中，有323个与组织特异性相关联的模块，涉及5 784个基因。利用R语言中的topGO软件对特异性模块进行GO(Gene Ontology)富集分析，结果表明，10个组织中除了卷须，有9个组织的特异性模块存在功能富集，富集的这些生物学过程(biological process)大多与组织结构和功能存在一定的关系。此外还发现一些模块中存在基因簇现象，一般有2~5个基因，其中2个基因成簇的现象最为普遍。成簇基因在染色体上的物理距离在25 kb以内。黄瓜苦味合成代谢相关模块在叶和茎中分别有3和1个，共有10个已经发表的相关基因，这些模块在苦味合成的前体——萜类的生物合成途径富集存在。以上10个基因中有7个在模块M107中，而且这7个基因分布在模块M107中的两个基因簇中，说明功能相关的基因经常在染色体上相邻分布。本研究结合了转录组和网络分析的方法，发现了许多重要的共表达基因模块，为黄瓜基因的共表达分析提供了非常重要的研究基础和数据支持。

本研究旨在探讨肿瘤抑制蛋白基因(tumor protein p53, Tp53)在牦牛(Bos grunneins)早期不同发育时期体外受精胚胎中的表达情况及其与体外受精胚胎发育的关系。本实验采集牦牛卵巢，收集牦牛卵丘-卵母细胞复合体(cumulus-oocyte complexes, COCs)进行体外成熟培养及对成熟卵母细胞体外受精后进行培养。采用RT-PCR、实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)和间接免疫荧光方法检测不同时期体外受精胚胎发育过程中Tp53在基因和蛋白水平的表达动态。结果表明，在不同发育时期体外受精胚胎中均有Tp53基因的表达，并且Tp53在2~4细胞期和囊胚期表达量相对较低，组间差异不显著(P＞0.05)；Tp53在5~8细胞期和9~16期表达量相对较高，组间差异不显著(P＞0.05)；在2~4细胞期和囊胚期表达量与在4~8细胞期和9~16期表达量相比差异显著(P＜0.05)。本研究表明，Tp53在调节牦牛早期胚胎发育中也起着非常重要的作用。Tp53的表达量与胚胎发育阻断的发生几率成正相关。间接免疫荧光显示Tp53蛋白主要存在于细胞核中，少量存在于细胞质中，其作用和DNA的损伤有关。

为了探究生长激素受体(growth hormone receptor, GHR)在牦牛(Bos grunneins)不同组织中的表达情况，本研究采集牦牛不同组织(心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏和睾丸)作为实验样品，实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)测定GHR基因在不同组织中的相对表达量；免疫组织化学法(immunohistochemistry, IHC)检测GHR蛋白在不同组织中的分布及定位，测定并分析阳性反应物的积分光密度。qRT-PCR结果表明，GHR基因在牦牛不同组织中的表达存在差异性，肝脏中的相对表达量最高，分别是心脏、肾脏、睾丸、肺脏和脾脏中的3.73、4.98、5.03、8.58和10.21倍；免疫组织化学结果显示，GHR蛋白在肝脏、心脏、肾脏、睾丸、肺脏和脾脏中均有分布，阳性反应强度不等，对比分析积分光密度值得出，肝脏中GHR蛋白的表达最高，心脏、肾脏、睾丸和脾脏次之，肺脏中最少。本实验在基因水平和蛋白水平表明GHR在牦牛不同组织中的表达具有差异性，为牦牛的改良和育种提供了一定的理论资料。

为研究胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor, IGF-1)是否通过调控热休克蛋白70 (heat shock protein 70, HSP70)抑制牦牛(Bos grunniens)卵丘细胞凋亡，本研究在牦牛卵丘细胞体外培养时分别加入0、50、100和200 ng/mL IGF-1，运用实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)、蛋白免疫印迹(Western blot, WB )和免疫荧光技术从基因和蛋白水平检测HSP70的表达；qRT-PCR分析IGF-1对凋亡相关基因B-细胞淋巴瘤/白血病-2原癌基因(B-cell lymphoma/leukemia-2, Bcl-2)和B细胞淋巴瘤/白血病基因伴随蛋白x(B-cell lymphoma/leukemia associated x protein, Bax)的调节作用，流式细胞技术统计不同处理组卵丘细胞凋亡率。结果显示，(1) IGF-1浓度为100 ng/mL时，卵丘细胞的HSP70 mRNA和蛋白相对表达量最高，显著高于IGF-1浓度为50和200 ng/mL组(P＜0.05)，对照组HSP70 mRNA的相对表达量最低(P＜0.05)，卵丘细胞的细胞质和细胞核均可表达HSP70蛋白；(2)加入IGF-1，Bax mRNA相对表达量显著下降(P＜0.05)，100 ng/mL时最低，Bcl-2 mRNA相对表达量显著增加，100 ng/mL时最高；(3)卵丘细胞的凋亡率在100 ng/mL IGF-1最低，仅为(6.32±0.84)%，其他处理组凋亡率均显著增加(P＜0.05)，对照组凋亡率最高，为(26.14±3.16)%。上述结果表明，IGF-1可调节卵丘细胞的HSP70、Bax和Bcl-2表达，降低细胞凋亡率，其最佳作用浓度为100 ng/mL。本研究为阐明IGF-1抑制细胞凋亡的分子机制提供了新的依据，为进一步揭示IGF-1在卵母细胞成熟及早期胚胎发育过程中的作用机制提供理论依据，有助于牦牛胚胎体外发育技术改进。

输卵管蛋白(oviductin, Ovn)具有促进受精和早期胚胎发育的作用。本研究旨在克隆牦牛(Bos grunniens)输卵管蛋白基因(Ovn)的完整开放阅读框序列，并从基因和蛋白水平分析其在发情周期的表达差异。本研究RT-PCR克隆牦牛输卵管蛋白cDNA，并采用实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)和免疫组织化学方法分别分析Ovn在卵泡期前期阶段(卵泡直径3~6 mm)、卵泡期后期阶段(卵泡直径＞6 mm)、黄体期前期阶段(可见一个或多个血体)和黄体期后期阶段(可见一个或多个黄体)输卵管伞部和壶腹部的表达差异。成功克隆出牦牛Ovn的cDNA序列(GenBank登录号: KF303541)，其包含的完整开放阅读框由1 443个核苷酸组成，共编码480个氨基酸。序列分析显示，牦牛输卵管蛋白cDNA序列与黄牛(Bos taurus)和印度水牛(Bubalus bubalis)具有很高的同源性，Ovn的氨基酸序列进化树表明，牦牛输卵管蛋白与黄牛的同源性最高，达到99.1%，与水牛、绵羊(Ovis aries)和冠毛猕猴(Macaca radiate)的同源性依次为93.7%、88.1%和79.8%。qRT-PCR结果显示，卵泡期后期阶段输卵管蛋白mRNA的表达最高，黄体期前期和黄体期后期阶段表达依次减少，卵泡期前期阶段相对表达量最低，而壶腹部和伞部的表达差异不显著。蛋白免疫标记在卵泡期后期和黄体期前期阶段较明显，其他阶段则减弱。本研究得到了包含完整开放阅读框的牦牛Ovn的cDNA序列，检测出发情周期中其卵泡期后期阶段输卵管表达最高，表明其在卵母细胞成熟和排卵过程中具有重要的生物学作用，为进一步研究其在提高受精率和早期胚胎发育率中的作用机制提供了一定的理论基础。

为研究牦牛(Bos grunniens)热休克蛋白70-12B基因(heat shock 70 kD protein-12B, HSPA12B)的序列特性及其在体外受精胚胎中的表达情况，本研究根据黄牛(Bos taurus)HSPA12B基因序列5'端和3'端的保守序列设计特异性引物，RT-PCR扩增之后通过基因克隆得到HSPA12B基因(GeneBank登录号: KR258751)，利用生物学信息软件对其进行生物学信息分析，并采用实时定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)检测其在牦牛体外受精胚胎2-4细胞期、5-8细胞期、桑葚期、囊胚期4个不同时期胚胎中的表达水平。生物学信息分析结果显示，牦牛HSPA12B基因序列具有一个长705 bp的编码区，可编码234个氨基酸，其中丙氨酸(Ala)含量最高(10.3%)，天冬酰胺(Asn)含量最少(0.9%)；同源性和系统进化树分析显示，牦牛HSPA12B基因与黄牛HSPA12B的同源性最高，为99.5%，表明HSPA12B在进化中具有高度保守性；编码产物无信号肽，为非跨膜蛋白，不属于分泌蛋白，整体表现为亲水性。qRT-PCR检测结果显示，HSPA12B在牦牛体外受精2-4细胞期胚胎、5-8细胞期胚胎、桑椹胚和囊胚中均有表达；HSPA12B在2-4细胞期胚胎中的相对表达量分别是在5-8细胞期胚胎、桑椹胚和囊胚中相对表达量的14.814 8、4.269 9和40.485 8倍；HSPA12B在2-4细胞期胚胎中的相对表达量，均与在5-8细胞期胚胎、桑椹胚和囊胚中的相对表达量差异性极显著(P＜0.01)。本研究提示，HSPA12B在牦牛体外受精胚胎的发育过程中非常重要，可能起着抑制细胞凋亡，延缓细胞衰老，调控胚胎早期发育的作用。

冷诱导RNA 结合蛋白(cold-inducible RNA-binding protein, CIRP)是目前哺乳动物中被广泛研究的冷应激蛋白之一。本研究通过分析CIRP在牦牛(Bos grunniens)睾丸不同发育阶段的表达变化，探究其在牦牛睾丸发育过程中所发挥的功能，为进一步阐明CIRP在高原哺乳动物精子发生调节过程的作用机制提供相关数据。本实验采用RT-PCR法克隆牦牛CIRP基因序列(KF682140)，通过实时荧光定量RT-PCR (quantitative Real-time, qRT-PCR)、Western blot及免疫组织化学链霉亲和素-生物素-过氧化物酶复合物(strept avidin-biotin complex, SABC)技术检测1日龄、5月龄、1岁及3岁牦牛睾丸CIRP mRNA及蛋白的表达。RT-PCR反应扩增得到牦牛CIRP mRNA序列编码区长为642 bp，编码213个氨基酸，编码蛋白大小约为23 kD，与家牛有较高的同源性。qRT-PCR和Western blot实验结果显示，在mRNA及蛋白水平CIRP 在各年龄牦牛睾丸中均有表达，且随着年龄的增长呈上升趋势。免疫组织化学染色结果表明，1日龄牦牛睾丸曲精小管上皮观察到较弱免疫阳性反应，阳性细胞为精原细胞；5月龄曲细精管上皮CIRP表达较丰富，阳性细胞仍为精原细胞；1岁曲细精管上皮出现初级精母细胞，并与精原细胞表达阳性；3岁牦牛睾丸发育成熟，曲精小管内精原细胞和初级精母细胞的胞核强阳性表达。综上所述，牦牛睾丸中CIRP表达量随年龄增长而变高，这提示CIRP可能对牦牛睾丸发育及生精细胞的增殖分化具有调控和保护作用。

CD4分子是辅助性T 淋巴细胞表面的重要标志，广泛参与T细胞受体对主要组织相容性复合物Ⅱ (major histocompatibility complexⅡ, MHCⅡ) 分子递呈抗原的识别和信号传递，与细胞免疫应答和防御机制紧密相关。本研究采用RT-PCR方法克隆牦牛 (Bos grunniens) CD4的开放阅读框，通过实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qRT-PCR)、Western blot及免疫组织化学链霉亲和素-生物素-过氧化物酶复合物技术 (streptavidin biotin-peroxidase complex method, SABC)检测成年牦牛的主要免疫器官(胸腺、脾、肠系膜淋巴结及血结)内CD4 mRNA及蛋白的表达。RT-PCR反应扩增得到牦牛CD4 mRNA序列编码区长为1 188 bp，编码396个氨基酸，与黄牛(Bos taurus)有较高的同源性。qRT-PCR和Western blot检测结果显示，CD4 mRNA及蛋白在各淋巴器官中均有表达，且在胸腺表达量最高，肠系膜淋巴结、血结次之，脾表达量最低 (P＜0.01)。免疫组织化学结果显示，CD4阳性细胞在胸腺皮质、髓质均有分布；在脾主要分布在动脉周围淋巴鞘和红髓髓索；在肠系膜淋巴结及血结内，则主要分布在淋巴小结周边及髓索。结果提示，牦牛胸腺是CD4阳性T淋巴细胞主要的输出器官，其输出量可能影响次级淋巴器官内T细胞含量；血结可能与淋巴结及脾一样，在细胞免疫发挥同等重要的作用。本研究为牦牛免疫遗传学和免疫生物学等相关研究奠定基础，同时也将为适时免疫、致病机理和疾病防治等研究提供新的资料。

准确的基因编辑技术对生物学研究和作物改良有重要意义，并且是基因疾病的潜在治疗途径。成簇规律间隔短回文重复序列/成簇规律间隔短回文重复序列关联蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins, CRISPR/Cas)技术是近两年出现的一种定点基因组编辑新工具，具有灵活、高效、廉价且易于操作等优点，迅速超越以往技术，成为最炙手可热的定点基因编辑工具，目前已广泛应用于细菌、哺乳动物细胞、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、线虫(Caenorhabditis elegans)、果蝇(Drosophila melanogaster)以及拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)等各类细胞和斑马鱼(Brachydanio rerio)生物体中。此外，CRISPR/Cas技术在功能基因筛选、转录调控、表观遗传调控以及DNA成像等领域也有广阔的应用前景。CRISPR/Cas技术必将改变生物学研究方法，推动生物技术的发展。本文对CRISPR/Cas系统的作用机制、特异性及其改进方法进行了概述，并追踪了该系统的最新研究进展，讨论了该技术的发展前景及面临的挑战，以期为该领域的研究和应用提供一些有益参考。