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生物技術前沿一周縱覽(2016年8月5日)

2016-08-05 13:14 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

 發現與水稻紋枯病抗性相關基因

 
水稻紋枯病是由立枯絲核菌引起的,它是水稻的一種主要病害。NPR1基因可以調節系統獲得抗性(SAR),使得植物體獲得廣譜的病原菌抗性。已有研究表明擬南芥NPR1(AtNPR1)基因在水稻中表達會提高其對病害的抗性,但是會對其產量和性狀有不良影響。研究人員通過在綠色組織中特異性表達AtNPR1基因,使得水稻獲得了紋枯病抗性,并且不會對作物正常生長產生影響。在轉基因作物中,NPR1基因的高水平表達是通過誘導疾病相關基因,如PR1b、RC24和PR10A等的表達,激活機體的防御通路。該轉基因作物提高了對紋枯病的抗性,并且經過評估和檢測確定對其它表型無不良影響。該研究顯示綠色組織特異性表達AtNPR1基因對于控制紋枯病病原菌是一個有效的策略,這項應用在水稻上的研究工作同樣可以應用到其它重大危害作物病原菌的控制中。(Plant Science
 
 
水稻同源重組起始研究進展
 
同源染色體重組是減數分裂的重要事件,減數分裂重組起始于DNA雙鏈斷裂(double-strand breaks, DSBs)的產生。目前已鑒定的重組起始蛋白在真菌、動物和植物之間并不十分保守。研究人員在水稻中鑒定出了一個同源重組起始因子OsMTOPVIB。OsMTOPVIB和古細菌拓撲異構酶TopVIB具有結構相似性。研究表明,OsMTOPVIB和古細菌TopVIA的水稻同源蛋白OsSPO11-1以及OsSPO11-2相互作用,說明和古細菌一樣,水稻減數分裂DSB由TopVIA和TopVIB所形成的二聚體催化產生。相關研究為解析減數分裂重組起始調控的分子機理提供直接證據。(Molecular Plant
 
 
揭示棉花花萎病致病過程
 
棉花黃萎病菌(Verticillium dahliae)是專性根感染的一種植物致病真菌。研究人員最新闡釋了棉花黃萎菌附著枝的分子特征及其在致病作用中所扮演的角色。研究人員發現,VdPls1——一個跨膜四蛋白,和VdNoxB——膜結合NADPH氧化酶的一個催化亞基在附著枝中特異性地表達,與附著枝基部的質膜高度共定位,并在那里產生了活性氧(ROS)和侵入釘。缺失突變株只能發展出有缺陷的附著枝,不能產生ROS和侵入釘。此外,在野生型棉花黃萎菌中VdCrz1的細胞核定位和附著枝誘導的鈣調磷酸酶-Crz1信號激活,在兩種基因敲除突變體中都受損,表明VdPls1/VdNoxB依賴的ROS,對于附著枝中Ca2+升高以激活調控侵入釘形成的調控轉錄因子VdCrz1來說,是必需的。這些數據表明,VdNoxB/VdPls1介導的ROS激活可通過附著枝(棉花黃萎病菌傳染的結構)中的Ca2+升高而刺激VdCrz1信號,在棉花根系的初始定植階段調節侵入釘的形成。(PLoS Pathogens
 
 
野苜蓿MFPIP2-7基因賦予轉基因煙草耐寒性
 
質膜內在蛋白(PIPs)可分為PIP1和PIP2亞類。PIP2可作為水通道,而PIP1通過與PIP2的相互作用在透水性中發揮作用。研究人員從具有較強耐寒性的豆科牧草野苜蓿(Medicago falcata)中分離得到一個寒冷響應基因PIP2,命名為MfPIP2-7。研究人員開發了過表達MfPIP2-7的轉基因煙草(Nicotiana tabacum L.),分析了其對多種脅迫的抗性,如冰凍、寒冷、NO3-缺乏。研究人員發現脫落酸參與低溫誘導MfPIP2-7轉錄。過表達MfPIP2-7的轉基因煙草表現出對冰凍、寒冷和NO3-缺乏的抗性增強。轉基因植物中多個脅迫響應基因和硝酸還原酶(NR)編碼基因表達上調。這些結果表明,MfPIP2-7通過促進H2O2擴散在植物耐冰凍、耐寒冷和抗NO3-缺乏中扮演著重要角色,使得多個脅迫響應基因表達上調。(BMC Plant Biology
 
 
動物褪黑激素會影響植物抗逆性
 
褪黑激素是一種常見的影響人類和動物睡眠的激素,最新的研究發現其也會影響植物的抗逆性。研究人員發現,褪黑激素在大麥的抗旱和壓力記憶方面有所作用。外用褪黑激素有助于增強大麥的干旱誘導耐寒性,并使得其脫落酸濃度提高。在褪黑激素和脫落酸的影響下,作物可以更好的保持水分。在未來的氣候條件下,通過干旱刺激來調節植物體內的褪黑激素水平從而提高其對環境脅迫的耐受性將是一個有前景的研究方向。(Journal of Pineal Research
 
 
發現植物開花過程中柱頭與花粉的相互作用
 
花粉與柱頭的相互作用,對于花粉的萌發是必不可少的。高度調節的花粉萌發過程包括,柱頭上的花粉粘附、水化和萌發。KINβγ是植物特有的SNF1相關蛋白激酶1復合物的一個亞基,該復合物在植物生長發育的調控中起著重要的作用。研究人員發現,在擬南芥中,KINβγ是花粉粒營養細胞中的一個細胞質和核定位蛋白。擬南芥kinβγ突變體的花粉在柱頭上不能萌發,但在體外正常萌發。進一步的分析顯示,kinβγ突變體的花粉在柱頭上的水合被損壞。然而,向柱頭加水可促進的突變體花粉在體內的萌發,這表明,突變體花粉的水合受損可導致其缺陷的萌發。在kinβγ突變體的花粉中,線粒體和過氧化物酶體的結構被破壞,與野生型相比,它們的數量顯著降低。體外加入H2O2可部分補償突變體花粉減少的水吸收,并通過過表達擬南芥CATALASE 3減少花粉中的活性氧水平,導致柱頭上的花粉水合作用受損。這些結果表明,擬南芥KINβγ通過介導花粉中的線粒體和過氧化物酶體的生物合成,對于ROS水平的調節,是至關重要的,在授粉過程中這是花粉–柱頭相互作用所必需的。(PLoS Genetics
 
 
一種蛋白質相互作用的新技術
 
蛋白質以其自身結構和與其他蛋白質之間的相互作用為基礎發揮功能,因此,研究蛋白質的結構和相互作用抑制是生命科學的重要方向。檢測蛋白質相互作用的傳統方法有著各自的局限性。研究人員最新報告了一種新技術,開發出一種遺傳編碼光親和非自然氨基酸,可在光交聯及獵物蛋白-誘餌蛋白分離后將一個質譜可識別的標簽(MS-label)導入到捕獲的獵物蛋白中。這一叫做IMAPP的策略使得能夠直接鑒別出采用傳統的遺傳編碼光交聯劑難以揭示的光捕獲底物肽。利用這一MS-label,IMAPP策略顯著提高了鑒別蛋白質相互作用的可信度,使得能夠同時鑒別捕獲的肽和確切的交聯位點,對于揭示靶蛋白及繪制活體系統中蛋白質相互作用界面具有極高的價值。(Nature Communications
 
 

來源:基因農業網

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