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生物技術前沿一周縱覽(2015年3月13日)

2015-03-13 13:45 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

 水稻新耐冷調控基因座COLD1


水稻是喜溫作物,對于寒冷非常敏感,只能種植在某些氣候區中。人工馴化和選擇粳稻使得它的種植區域延伸到較低溫的地區,然而對于這種適應性的分子基礎仍不是很清楚。研究人員鑒別出了賦予粳稻耐冷性的一個數量性狀基因座COLD1。證實COLD1jap過表達可顯著增強水稻耐冷性,而COLD1jap缺陷或下調的水稻品系則對冷非常敏感。研究人員證實COLD1編碼了一個G-蛋白信號調控因子,定位在細胞質膜和內質網(ER)上。它與G-蛋白α亞基互作激活了Ca2+通道,由此感知低溫并提高了G-蛋白GTP酶(GTPase)活性。隨后他們進一步在COLD1中鑒別出了一個SNP——SNP2,證實其起源于中國野生稻(Oryza rufipogon),是COLDjap/ind能夠賦予水稻耐冷性的主要原因。新研究數據證實了COLD1在植物適應性中發揮重要的作用。(Cell
 
 
ICE1激酶調控植物抗凍性
 
低溫冷害使許多植物生存受到嚴重危害,全球每年因低溫冷害造成的農作物損失高達數千億元,研究并提高植物抗寒能力具有重要的理論意義和現實意義。ICE1在植物抗低溫作用機制中扮演了重要的角色,低溫能觸發植物內ICE1-CBF-COR的級聯反應過程,從而提高基因表達,促進植物的抗凍性。該項研究發現了低溫脅迫能激活蛋白激酶OST1 磷酸化,穩定和刺激ICE1。同時發現發現ABA信號通路中的一個著名Ser/Thr蛋白激酶OST1在CBF上游起作用,正調控植物的抗凍能力。OST1還能干擾HOS1和ICE1的互作,抑制低溫脅迫時HOS1介導的ICE1降解。該基因未來可能有助于培養今后培育能耐受環境變化的農作物。(Developmental Cell
 
 
水稻功能基因組育種數據庫公布
 
近期,來自中國農業科學院,北京市作物遺傳改良重點實驗室,深圳華大基因研究院等處的研究人員通過全球3000份水稻資源(3K水稻)的全基因組重測序,獲取了其中質量較好的 2859 份水稻基因組的單核苷酸多態性(SNP)及小片段插入缺失(InDel)的基因組變異數據,建立了綜合性的水稻功能基因組育種數據庫的SNP與InDel多態性子數據庫。這一子數據庫包含了 3K 水稻多態性信息檢索、基因組瀏覽器可視化系統、特定區段基因組數據導出系統等多項功能.這一數據庫的建立將為研究水稻基因功能、指導水稻全基因組選擇育種提供重要平臺。今后,根據廣大水稻研究人員和育種工作者的需求,對水稻功能基因組育種數據庫(RFGB)的 3K 水稻 SNP 與 InDel 子數據庫功能進行不斷的提升和完善.水稻功能基因組育種數據庫(RFGB)的3K水稻SNP與InDel子數據庫利用MySQL建立起數據庫管理系統,并通過php語言和JBrowser開發出了基于網頁的交互界面,實現數據的交換。用戶可以通過以下地址進行訪問http://www.rmbreeding.cn/snp3k。(科學通報
 
 
膜脂碳鏈長度與植物壽命有關
 
研究人員利用脂類組學手段檢測并計算了5個科9種植物的8種膜脂碳鏈長度,其中7種膜脂的碳鏈長度都非常保守,只有 PS 的碳鏈長度表現出多樣性,變化差異很大。深入研究發現,PS 的碳鏈隨著植物的發育而增長,當植物接近死亡時,這種增長停止。同樣,這種現象在一年生或多年生植物中的組織衰老過程中也有所體現。并且在激素和伽瑪輻照誘導的人工衰老中,PS 的碳鏈增長加速;環境脅迫也可以促進 PS 碳鏈的增加。在所檢測的植物從幼苗到死亡過程中,PS 總的碳鏈長度從37變化到41個 C 單位。研究人員推測,PS 碳鏈長度與植物的壽命相關,可能是與其由細胞質膜的內膜翻轉到外膜導致細胞凋亡的過程有關,并認為 PS 碳鏈長度可以作為檢測植物發階段育與衰老水平的分子標尺。 (PLoS ONE)
 
 
發現植物去甲基化調控的新機制
 
在植物中,DNA主動去甲基化過程是通過ROS1家族介導的堿基切除修復機制來實現的。在這項新的研究中,研究人員發現擬南芥MBD7和IDM3是阻止基因表達抑制和DNA高度甲基化的抗沉默因子。MBD7結合到CpG高度甲基化的區域,并與其他的抗沉默因子(IDM1、IDM2和IDM3)形成抗沉默復合體。MBD7通過將3個IDM蛋白招募到甲基化DNA上形成復合體,促使DNA去甲基化酶發揮功能,轉而限制了DNA高度甲基化并阻止了轉錄水平的基因沉默。這項研究發現了第一個抗沉默蛋白復合體,進一步解析了植物去甲基化的調控機制。(Molecular Cell
 
 
發現調控果實花青苷著色新機制
 
“血桃”不僅外觀艷麗奪目,而且富含花青苷具備清除體內自由基、抗癌防老等保健功效,深受消費者青睞。研究人員通過遺傳作圖將控制血桃呈色基因定位于一個200 kb區間,然后結合比較轉錄組學研究,克隆了控制血桃著色基因BL,該基因位于花青苷MYB調節基因的上游,在果實發育后期能與其他NAC基因形成異質二聚體激活MYB基因的轉錄,進而促進花青苷代謝相關基因的表達,最終導致果肉大量積累花青苷呈血色。但在果實發育前期SPL1基因抑制BL基因的表達,因而果實不現紅色。該研究開辟了我國果樹功能基因圖位克隆研究的先河,研究成果揭示了植物花青苷合成調控新機制,為今后植物花青素著色的遺傳改良提供了理論基礎與分子工具。(The Plant Journal
 
 
藜科中新的C3-C4中間型植物及其碳同化機制
 
研究人員發現藜科豬毛菜屬中松葉豬毛菜具有類似C3-C4中間型的解剖結構,但其δ13C值為-22.062‰,處于C3植物δ13C值的范圍(-21‰~-30‰)。對其進一步研究表明,它的葉片解剖結構具有類似C3-Sympegmoid型的2-3層葉肉細胞,但是與C3-Sympegmoid型相比,具有更加明顯并且類似于C4-Kranz結構的維管束鞘細胞,低的葉肉細胞和維管束鞘細胞的比值,更多的維管束鞘葉綠體細胞,并且維管束鞘細胞中更多、更大的線粒體沿著靠近維管束的壁分布。松葉豬毛菜類似于C3植物的δ13C值(-22.4‰),低的PEPC酶活性(61.5μmol mg-1chlorophyll-1h-1)和P-GDC酶專一的在維管束鞘細胞中表達,表明松葉豬毛菜屬于type I C3-C4中間型植物。與藜科豬毛菜族已經報道的C3-C4中間型植物相比,雖然具有不同的葉片結構,但是它們卻具有相近生理生化特性。(Photosynthesis Research
 
 
中國農科院推出新型轉基因快速檢測試紙
 
農業部印發了2015年農業轉基因生物安全監管工作方案,建議“充分利用試紙條等快速檢測方法,降低成本,擴大監測范圍”。在該方案中,中國農業科學院油料作物研究所研制的新型轉基因試紙條成為推薦使用的首選產品。2月初,農業部舉辦了首次轉基因快速檢測產品征集和測試驗證現場會,油料所研制的“Cry1Ab/Cry1Ac快速檢測試紙”在14分鐘內便從40份不同水稻和玉米樣品中準確檢測出全部陽性樣品,成為第一個提交檢測結果并全部正確的參試檢測試紙條,耗時僅為其他參試同類產品的一半。據介紹,該試紙條成本僅為進口產品的40%,而靈敏度等性能參數與國際知名公司的同類試紙條相當。而且,該試紙條是經大規模驗證可用于檢測拋光精米的極少數產品之一。此外,該試紙條還可用于玉米淀粉、玉米糊精、水稻蛋白等深加工產品的檢測,效果良好。(生物幫
 
 

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