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生物技術前沿一周縱覽(2015年7月3日)

2015-07-03 08:11 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

揭示植物抗旱機制

擬南芥中的2個基因如果發生突變,會抑制植物的發育,并破壞使其免受干旱影響的防御機制。在該研究中,研究人員培育出擬南芥的一種“雙突變”植株,來探討這兩個基因的共同作用。發現,這兩個突變可大大抑制植物的生長,并損害植物器官的功能。與具有其中一個缺陷基因或沒有缺陷基因的植株相比,雙突變植株也對干旱表現出更大的敏感性,枯萎地更快,更頻繁地死亡。雙突變體缺乏其中兩種媒介激酶,從而導致低水平的磷酸化組蛋白,以及他們觀察到的不良生長和干旱響應。如果沒有這兩個基因和這兩種激酶,對植物造成的后果是相當戲劇性的。(PNAS
 
 
miRNA調控小麥抗條銹菌侵染

小麥條銹病由小麥條銹菌(Pst)引起,是全球范圍內對小麥最具破壞性的疾病之一。本研究系統探討了miRNA在小麥抗條銹菌侵染中的作用。選用小麥品種Xingzi 9104(XZ),分別構建無毒性Pst種CYR32處理的和無菌水處理的miRNA文庫,并進行測序分析。使用微陣列在Pst處理的成年植株上對420個小麥特異的miRNA候選者進行了篩查。結果表明,一些miRNA參與了小麥和Pst間不相容的互作。此外,研究人員鑒定出一些miRNAs在不同的葉片中存在差異表達。發現大部分被注釋的靶基因與信號轉導,能量代謝,以及其他功能有關。有趣的是,miRNA與靶基因似乎構成了一個復雜的調控網絡,調節小麥和Pst的互作。此項研究數據為評估miRNA在小麥和Pst互作中的重要調控作用奠定了基礎。(Front. Plant Sci.
 
 
在竹類植物葉綠體基因組中發現水平基因轉移
 
水平基因轉移(horizontal gene transfer,HGT)是不同物種間,或是同一物種內不同細胞器間或細胞器與細胞核之間遺傳物質橫向傳遞的過程。越來越多的水平基因轉移現象在多細胞真核生物中被發現,如線粒體(mitochondrion)基因組中常存在大量來自葉綠體基因組的水平基因轉移。然而,被子植物葉綠體基因組在進化上十分保守,極少發現水平基因轉移??蒲腥藛T完成了草本竹類Pariana屬3種植物的葉綠體基因組測序,在該葉綠體基因組的反向序列重復區發現一段大小為~2.7 kb的外源DNA片段,通過Blast比對分析發現這段外源插入序列與綠竹線粒體基因組序列具有極高的相似性,推測其為線粒體DNA片段的水平轉移。這是第一例發現在單子葉葉綠體基因組中的水平基因轉移,進一步證實了被子植物葉綠體基因組中水平基因轉移的存在。(Scientific Reports
 
 
植物NAD補救合成途徑解析和進化的新進展
 
NAD (尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸) 作為電子傳遞載體(輔酶)參與眾多的氧化還原反應。在植物NAD補救合成途徑中,都存在尼克酸(nicotinate,NA)和多種NA的衍生物(糖基化,甲基化等),但迄今為止,關于NA衍生物在植物代謝中的分子機制及其生理功能尚未有報道。利用色質聯用技術發現擬南芥中NA的糖基化修飾發生在NA的N-位或者O-位,并且O-位糖基化分布呈現十字花科特異性。進一步利用基因表達-酶活關聯分析,在糖基轉移酶家族1中發現并功能鑒定三個NA糖基轉移酶,結果表明,NA的O-位糖基化修飾可能保護植物細胞免受種子萌發過程中NA過度積累所造成的毒害。該研究同時為進一步研究植物中其它NA衍生物的生物學功能奠定了基礎。(The Plant Cell
 
 
蘋果酸度性狀遺傳研究新進展
 
 酸度是決定果實風味品質的一個核心元素。在前期構建的蘋果資源果實品質基礎數據庫、并明確蘋果風味品質馴化過程中酸度選擇起著關鍵作用的基礎上,進一步采用候選基因關聯分析方法發掘了1個控制果實酸度的候選基因Ma1,該基因編碼一個轉運蛋白,該基因編碼框尾端存在一個單堿基變化位點(SNP),且它與果實酸度密切相關。當SNP位點堿基為G時,對應的編碼蛋白位于液泡膜,能夠將蘋果酸轉運到液泡,促進果實有機酸積累;但當SNP位點堿基為A時,造成終止密碼子提前,編碼的不完整蛋白位于細胞質膜上,無法負責將蘋果酸向液泡中轉運,不利于蘋果有機酸積累。該研究闡明了蘋果Ma1基因調控果實酸度的分子機理,為果實酸度性狀遺傳改良提供了理論基礎和工具。相關成果發表在上。(Plant Genome
 
 
木蘭提取物可抗癌

和厚樸酚,是木蘭提取物中的一種主要活性成分,這種植物化學成分在中國和日本傳統醫學中已經使用了幾百年,用來治療焦慮和其他疾病。最近,科學家們發現,這種木蘭樹皮中提取的化合物,還是一種良好的抗癌劑。它似乎利用許多生化途徑來縮小各種類型的腫瘤,或在原發部位抑制腫瘤的生長。該研究顯示它可以阻斷表皮生長因子受體(EGFR)。此前的研究發現,幾乎所有的頭頸癌細胞都顯示過多的EGFR,它已被文獻列為一個潛在的治療靶標??偠灾?,和厚樸酚似乎是頭頸癌管理的一種有吸引力的生物活性小分子植物化學成分,可單獨使用或與其他可用藥物聯合使用。(Oncotarget
 
 
在大腸桿菌中實現碳濃縮固碳
 
經遺傳改造的藍細菌或者藻類等光合自養微生物,可以將CO2轉化為包括乙醇、丁醇、丙酮、異丁醛、乳酸等在內的數十種化學品,但由于自養生物生長速度慢,CO2生物轉化為這些化學品的效率還比較低。如果能夠在異養生物酵解途徑的基礎上引入額外的固碳途徑并發揮功能,則有可能為目標代謝產物的生產,提供額外的碳架來源。從這一假設出發,研究人員在大腸桿菌中導入了卡爾文循環中的磷酸核酮糖激酶和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶,發現可以在大腸桿菌的中央代謝中固定額外的CO2。進一步引入藍細菌特有的碳濃縮機制,大腸桿菌中央代謝的固碳速率可以達到與十四種藍細菌和藻類的固碳速率相當,實現了藍細菌固碳和碳濃縮機制在異養生物中的重編程,為進一步提高異養生物固碳效率奠定了基礎。(Biotechnology for Biofuels
 
 
關鍵糖酵解酶的結構
 
“磷酸果糖激酶-1”(PFK1)在細胞葡萄糖代謝中起關鍵作用,其本身是由若干種代謝產物調控的。PKF-1的突變與代謝疾病和癌癥相關。研究人員確定了等待已久的人PFK1的晶體結構。該結構讓我們對四聚物形成以及酶功能和調控背后的相互作用能夠有所認識。作者還揭示了人類癌癥中所發現的突變怎樣影響PFK-1活性。(Nature
 
    

來源:基因農業網

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