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生物技術前沿一周縱覽(2015年5月29日)

2015-05-29 08:37 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

 我國科學家成功克隆水稻抗高溫主要基因

 
近年來,隨著全球氣候變化的加劇,極端高溫天氣頻繁出現,權威機構預測,21世紀高溫將成為威脅糧食安全的最主要因素之一。水稻是全球半數以上人口的主糧,如何實現“高溫下穩產”,培育抗高溫新品種具有重大戰略意義。近日,中科院上海生科院研究團隊第一次成功分離并克隆了水稻抗高溫主要基因——高溫抗性1號基因,通過多年田間雜交將“1號基因”導入到中國栽培的水稻品種中,可明顯增強亞洲稻各類品種的高溫抗性。并深入研究了其分子機理、在水稻演化史和抗高溫育種中的作用。這一研究成果有望明顯增強農作物的抗高溫能力??梢灶A計未來“1號基因”在各水稻品種、包括小麥在內的禾本科作物以及包括大白菜在內的十字花科蔬菜等不同農作物的抗高溫育種中都將有廣泛的應用潛力。(Nature Genetics)
 
 
植物主根發育調控過程研究取得重要進展
 
染色質重塑作為表觀遺傳調控的重要內容,對植物的生長發育和響應脅迫過程至關重要。研究人員發現,植物染色質重塑因子BRM 缺失導致擬南芥主根變短,brm突變體主根根尖靜止中心(QC,quiescent centre)和QC特異Marker在BRM缺失突變體中異常。BRM突變體主根中生長素運輸蛋白基因PINs和調控主根發育的關鍵轉錄因子PLT1和PLT2表達降低。進一步研究發現BRM通過直接結合于生長素運輸蛋白PINs染色質區,調節PINs的表達,影響生長素在主根中分布,從而影響PLTs的表達,進而影響主根根冠干細胞微環境的維持。(Plant Cell
 
 
赤霉素調控纖維素合成的分子機制
 
赤霉素是上世紀中期“綠色革命”的關鍵激素,在降低株高、增強作物抗倒性方面發揮了重要作用。但對于該激素是否調控纖維素合成及相關分子機制仍知之甚少。為明確赤霉素對纖維素合成的調控作用,研究人員通過對水稻赤霉素相關突變體的細胞壁成分測定和基因表達分析,發現赤霉素合成缺陷導致莖稈機械組織厚壁細胞的細胞壁變薄,纖維素含量下降;而赤霉素信號轉導抑制子突變和外施赤霉素均能上調纖維素合酶基因的表達,并增加纖維素含量,表明赤霉素可促進纖維素合成。對發育中的水稻節間分段進行赤霉素含量測定和基因表達分析,顯示該信號通路受內源赤霉素調控,并影響莖稈生長發育。該類型的信號通路具有保守性,在擬南芥等雙子葉植物中均存在。(The Plant Cell
 
 
大豆調控抗鹽耐旱的精確調控分子機制

研究人員在前期的研究中鑒定出一系列能夠響應逆境脅迫的轉錄因子。本研究利用轉化大豆毛狀根的實驗體系,對其中篩選到的WRKY27蛋白進行了更深入研究。表型分析結果表明,WRKY27能夠受多種非生物脅迫的誘導并能顯著提高大豆對干旱和鹽脅迫的適應性。進一步研究表明,通過結合大豆脅迫應答的負調控因子NAC29啟動子區的W-box,WRKY27蛋白能夠抑制NAC29的負調控作用。同時還鑒定出WRKY27的互作蛋白MYB174,并且證明MYB174能夠通過抑制NAC29的表達從而提高大豆的耐逆性。ChIP-PCR等結果進一步表明,WRKY27與MYB174 在植物體內能夠通過相互作用并結合NAC29啟動子區相鄰的順勢作用元件(cis-elements),從而精確調控大豆對干旱和鹽等非生物脅迫的響應。(The Plant Journal)
 
 
逆境馴化提高植物耐鹽能力
 
多年生黑麥草(Lolium perenne L.)是世界上種植最廣、栽培面積最大的優質冷季型草品種,具有生長速率快,耐粗放管理的品質。研究人員構建了多年生黑麥草耐鹽SSH基因數據庫,篩選鑒定受鹽脅迫誘導的特異基因,并利用建立的馴化模式篩選獲得具有transcriptional memory的馴化基因2個(PBSP,sucs),非馴化基因2個(CAT,uccrc)。逆境馴化后,馴化基因的transcriptional memory可以持續4天。在馴化基因的stress memory作用下,馴化植株耐鹽能力顯著增強,主要表現于:更低的EL,以及H2O2 and O2.−活性氧富集水平。利用GC-MS對馴化植株根葉組織次生代謝物質進行檢測,發現逆境馴化主要改變糖類物質的富集變化。馴化植株糖類物質顯著變化與馴化基因轉錄水平一致。推測逆境馴化主要是通過增強部分馴化基因的轉錄水平,進而改變相關代謝物質的富集水平,最終提高植株耐逆能力。(Physiologia Plantarum
 
 
農科院植保所從果樹中發現2種新病毒
 
中國農業科學院植物保護研究所研究團隊從蘋果和桑樹中鑒定出2種新的雙生病毒。該研究為我國果樹病毒病害防控提供了新的理論依據,具有重要的實際意義。研究人員首先瞄準了在我國栽培面積最大、總產量最高的蘋果作為研究對象,利用最新的病毒鑒定技術-高通量測序(NGS),首次從蘋果中鑒定出一種新病毒,并將其命名為蘋果雙生病毒(apple geminivirus,AGV)。AGV不僅可以侵染蘋果,而且可以侵染煙草和番茄等草本植物,這也是從木本植物分離出的雙生病毒可以侵染草本植物的首次報道;之后該團隊又從?;ㄈ~型萎縮病感病樣品中發現了一種新的雙生病毒-?;ㄈ~萎縮相關病毒(Mulberry mosaic dwarf associated virus,MMDaV),并結合病害實地調查,確認了MMDaV與?;ㄈ~型萎縮病的相關關系。(Journal of General Virology
 
 
萬用的植物RNA提取法

RNA提取是一個非常棘手和敏感的實驗室程序。獲得純凈、完整的RNA樣品,是對一種植物的活性基因或轉錄組進行測序所必不可少的。最近,美國佛羅里達大學的研究人員開發出一種RNA提取方法,比以前的方法更快、更有效和更可靠。這種最成功的方法,將Trizol試劑和Turbo DNA試劑盒(Life Technologies Ambion),與研究人員檢測的附加步驟相結合,最終實現始終如一地從很多植物種類中提取到質量較好的RNA。這種新程序的一個關鍵成分是月桂酰肌氨酸鈉(sodium lauroyl sarcosinate),別名Sarkosyl。Sarkosyl有助于從大多數植物種類中提取高品質和高數量的RNA。加入CTAB步驟,可提高RNA提取的成功率,即使是最頑固的物種。然而,目前還不能成功地處理一些含有大量粘液的植物。(Applications in Plant Sciences
 
 
最完整的酶家族功能圖
 
最近,美國能源部資助的科學用戶設備,與三大生物能研究中心之一合作,開發并分析了纖維素降解酶家族GH55中一種酶的高分辨率晶體結構。然后他們進一步運用各種技術,完成了“整個GH酶家族迄今為止最完整的功能圖。”GH55酶家族的成員因其分解纖維素的能力而眾所周知,因此是致力于提升大規模生物燃料生產的生物能源研究者比較感興趣的。本研究中所描述的方法,可以允許研究人員同時研究整個酶家庭,從而加速了研究纖維素降解酶的過程。(JBC)
 
 

來源:基因農業網

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