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生物技術前沿一周縱覽(2015年5月8日)

2015-05-08 10:12 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽(2015年5月8日)

 褪黑素在水稻衰老延遲調控中的作用

 
動物、植物、真菌及細菌中廣泛存在褪黑素,具有調節生長發育、延緩衰老、提高抗逆性及調節光周期等諸多生物學功能。然而,對褪黑素在植物中延緩衰老、提高抗逆性等的生理生化機制并不清楚。在新的研究中褪黑素通過調節水稻體內一系列氧化還原酶基因的表達,有效地清除衰老和逆境條件下產生的活性氧積累,減輕細胞損傷,從而達到延緩水稻葉片衰老、提高抗鹽害的能力。外源施加褪黑素可以有效抑制光氧化葉片壞死突變體中活性氧的積累,延緩細胞死亡。研究還發現了一系列轉錄因子的表達具有顯著的年齡依賴性和典型的晝夜節律性表達,為認識和深入研究褪黑素介導的延緩植物衰老和提高抗逆能力提供了新認識,相關研究成果為褪黑素在作物、園藝和花卉生產和采后加工及人體保健基因工程研究應用奠定了理論基礎,具有很大的應用潛力。(Journal of Pineal Research)
 
 
增加葉片儲水能夠提高蘭花對附生生境的適應性
 
蘭科植物中70%以上的種類生活于林冠,但是林冠的水分和養分供應非常不穩定,因此附生植物可能遭受更多的水分脅迫。以蘭屬植物為對象,研究了13種附生和7種地生蘭屬植物的水分相關功能性狀,發現兩種生活型的蘭花在生理生態功能上存在實質性的分異。附生種的葉片肉質化程度更高,組織儲水能力更強,因而表現出更高的耐失水能力和耐旱性。增加葉片的水分儲水能力能使植物體內的水分平衡和生理功能在水分脅迫時維持更長時間,是蘭屬植物適應附生生境的重要策略之一。此外,在絕大多數植物上,葉片的供水能力和蒸騰需求之間存在功能協同,但是在葉片較肉質化的蘭屬植物沒有表現出來。這是因為高的葉片儲水能力減少蒸騰作用對當前水分供應的依賴,而將更多資源投向水分維持功能。研究結果對于認識蘭科植物的生態適應與進化具有重要意義。(Frontiers in Plant Science
 
 
決定大理茶獨特茶葉風味和抗性的基因組學基礎
 
大理茶(Camellia taliensis)在分類學上隸屬于山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)之茶組(Sect. Thea (L.) Dyer),主要分布于云南省西南部和緬甸北部,目前被認為是栽培茶最重要的野生近緣種之一,對茶樹在品質、產量及抗逆相關的遺傳改良上具有重要意義。采用高通量測序平臺對大理茶進行了轉錄組測序,首次獲得了大理茶高質量的參考轉錄組序列。在轉錄組中鑒定出了大量與茶葉品質密切相關的重要次生代謝產物通路基因,并且基本上是基因全長(fl-cDNA);通過與小葉茶中已克隆的同源基因比對,發現了TCS、FNSII等諸多基因與栽培茶樹具有明顯差異,推測與大理茶獨特的風味相關?;虮磉_分析發現與茶氨酸及咖啡因合成相關的代謝基因在花中強烈地表達,據此推測茶花可能是茶氨酸和咖啡因合成的另一個重要組織。此外,還對大理茶的適應性和抗性(特別是抗寒性)進行了分析。(BMC Genomics
 
 
幾千年前紅薯通過農桿菌屬感染獲得轉基因DNA
 
研究人員從來自世界各地的291個紅薯樣品中發現了土壤桿菌屬細菌的基因組DNA序列。這些序列里面的編碼基因只在紅薯里面表達,一個序列被發現在所有的栽培甘薯樣品都表達了,但在關系密切的野生植物沒有表達。研究結果表明,紅薯在幾千年前可能通過農桿菌屬感染獲得轉基因DNA,擁有這樣特征的紅薯在后面的自然馴化中就被選中了。(PANS
 
 
植物程序性細胞死亡調控的重要進展
 
程序性細胞死亡在動植物的生長發育和抗病過程中具有十分重要的作用。在植物細胞中,已有的研究表明葉綠體在調控程序性細胞死亡中發揮重要作用,線粒體以及由線粒體產生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)是否參與程序性細胞死亡尚不清楚。擬南芥的Mosaic Death 1(MOD1)編碼一個烯酰-ACP還原酶,對于葉綠體中脂肪酸合成至關重要并且負調控程序性細胞死亡。通過大規模遺傳篩選,鑒定了一系列mod1抑制突變體,并對som3和som42進行了深入研究。mod1的細胞死亡表型和ROS積累可以被線粒體復合體I的突變體抑制,并且通過藥物處理阻止線粒體復合體I產生活性氧能夠抑制mod1的突變表型。進一步研究表明,完整的線粒體是擬南芥對丁香假單細胞菌產生超敏反應和抗病反應所必需的。該項研究成果表明,線粒體電子傳遞鏈中產生的活性氧對于引發植物程序性細胞死亡起到關鍵作用,葉綠體和線粒體之間的信號傳遞對于調控植物程序性細胞死亡起到重要作用。(Cell Research
 
 
草魚全基因組序列圖譜繪制完成
 
草魚全基因組序列圖譜繪制完成,該研究采用鳥槍法測序策略,分別對一尾雌性和一尾雄性草魚進行了全基因組測序,成功獲得雌性(0.9GB)和雄性(1.07GB)草魚基因組組裝序列。其中,雌性草魚為人工減數分裂雌核發育個體,因其基因組雜合度顯著降低,獲得了高質量的組裝序列;雄性草魚為野生個體,基因組組裝質量明顯下降,但為雄性基因組特異片段的挖掘提供了基礎數據。草魚以草食性特征而得名,它們如何從水草中汲取營養以支持其快速生長一直是研究者關注的問題。該研究結果表明,草魚基因組中并不存在纖維素降解酶基因。比較轉錄組分析發現,草魚在草食性轉化過程中,腸道中晝夜節律相關基因的表達模式發生了重設,肝臟中甲羥戊酸通路和類固醇生物合成通路被激活。草魚可能通過持續高強度的食物攝入,獲取足夠的可利用營養以維持其快速生長。(Nature Genetics
 
 
量子點納米發光探針及其雙光子熒光成像研究新進展
 
雙光子熒光成像技術具有近紅外激光激發、光毒性小和光漂白、自發熒光干擾弱及組織穿透深度大等優點,在生命科學研究領域應用前景廣闊。然而,傳統有機熒光染料雙光子吸收截面小、雙光子激發發光亮度低,難以實現活細胞或深層組織高質量雙光子熒光成像。研究人員以發光性能優異的量子點納米材料為基礎,結合雙親性高分子材料,發展了一類新型的沉淀-自組裝納米包埋技術。所制備的高分子包埋的量子點納米探針(P-QD),在近紅外飛秒激光激發下發出很強的熒光,其800nm處雙光子激發作用截面/雙光子激發發光亮度σ×高達6.2×106 GM,遠遠超過了傳統有機染料(<102 GM)。其雙光子成像穿透深度高達2200微米,遠遠突破了傳統雙光子熒光成像幾百微米的極限。(Scientific Reports
 
 
干細胞培養傳統方法受質疑
  
人類干細胞通常是在一層飼養細胞上培養的,據認為,這可為細胞提供必需的營養物質,并有助于防止細胞分化。最近,一項新的研究對這種根深蒂固的做法提出了挑戰。為了調查飼養層細胞在干細胞培養中的作用,研究小組利用戊二醛或甲醛固定成纖維細胞,穩定細胞層的拓撲結構,去除固定劑之后,將人類誘導多能干細胞(hiPSC)分層堆放在死亡的飼養層細胞上。結果發現,hiPSC不僅粘附并生長為健康的培養集落,而且它們也持續表達多能性標志。這些細胞也在體內形成具有所有三個胚層的畸胎瘤,這是干細胞的一個定義性特征。由于死亡的飼養層細胞不能給干細胞提供營養,可以假設,飼養細胞層的拓撲結構,可能在兩種細胞類型之間的關系當中,扮演最重要的角色。因此可以用一種納米制造方法來培養干細胞。如用3D打印技術,模仿飼養層細胞的微毫米拓撲(nanotopology),并在未來完全不使用飼養細胞。(Journal of Materials Chemistry B
 
 

來源:基因農業網

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