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生物技術前沿一周縱覽(2016年12月30日)

2016-12-30 14:55 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

生物技術前沿一周縱覽(20161230日)

定期噴灑T6P可提高小麥產量

 

小麥屬于主要糧食作物,其產量的提高有助于保障全球糧食安全。海藻糖-6-磷酸(簡稱為T6P)在植物的生長和發育過程中具有重要的調控作用。研究人員人工合成了“海藻糖-6-磷酸”的前體,在小麥開花后,每隔5天噴灑一次。小麥成熟后,發現麥粒體積和小麥產量都提高了20%。研究還發現,T6P能提升小麥的抗旱能力。小麥長出根莖后的10天內不澆水,只在第9天噴灑含有T6P前體的溶液,10天干旱期后再正常澆水,小麥仍能正常收獲。該研究證明人工合成的T6P前體能促進小麥內T6P含量激增,最終提升小麥的產量和抗旱能力。由于T6P對多數植物和作物都能發揮類似的作用,因此這項新方法有潛力運用在多種作物上。Nature

 

 

開發水稻靶標基因單堿基定向替換技術

 

研究人員利用人工密碼子優化的CRISPR/Cas9切口酶基因,與大鼠APOREC1基因和來源于Bacillus subtilis噬菌體PBS1的尿嘧啶糖基化酶UGI基因進行融合,構建了一套gateway植物表達載體rBE3,對水稻基本性抗性途徑中的兩個關鍵基因OsSERK1OsSERK2,以及水稻理想株型IPA1基因實現了靶位點堿基的特異替換,成功獲得了預期有重要價值的水稻突變體種質。進一步研究構建了Cas9VQR)版本的rBE4載體,并成功地在水稻中對隱性抗稻瘟病基因pi-ta中對關鍵氨基酸進行了人工改造。該系統在水稻中的成功利用,對水稻基因研究具有巨大推動作用。另外,通過此技術對農作物進行缺陷型基因矯正,可大大加快農作物育種過程以及延長現有品種的商業周轉期。Science China Life Sciences

 

 

發現煙草馬鈴薯Y病毒抗性基因

 

煙草馬鈴薯Y病毒病是由馬鈴薯Y病毒(Potato virus Y, PVY)引起的一種煙草系統性侵染病害,在生產中對煙草品質造成嚴重影響。研究人員以高抗PVY煙草品種VAMVirgin A mutant)為材料,通過差減抑制雜交技術(SSH)與cDNA芯片技術相結合的策略,篩選在PVY病毒侵染早期的抗病相關基因并分析候選基因的動態表達情況。篩選得到167個特異表達的基因,分別參與新陳代謝、信號轉導、逆境響應等多個生物學過程。目前,研究人員重點圍繞獲得的6個與PVY抗性相關的重要基因開展功能鑒定,以期揭示煙草對PVY的抗病機理。Plant Cell Reports

 

 

解析植物鹽脅迫記憶調控新機制

 

為適應復雜多變的環境,植物能夠對經歷過的不利環境刺激產生一定的“記憶”,從而有利于更快更強地應對再次出現的脅迫。研究人員針對植物鹽脅迫“記憶”的調控機制展開了研究發現,擬南芥對鹽脅迫誘導的脯氨酸積累及脯氨酸合成的關鍵酶基因P5CS1 轉錄表達具有“記憶”能力,并且這種“記憶”依賴于脅迫恢復階段的光照和HY5介導的光信號通路。HY5/HYH通過與P5CS1啟動子特定片段的結合,幫助維持脅迫恢復階段P5CS1 轉錄起始點附近的組蛋白甲基化(H3K4me3)修飾。這一研究結果揭示了轉錄因子結合啟動子上游片段來維持H3K4me3水平,從而調控植物脅迫“記憶”的新機制。Molecular Plant

 

 

通過多技術混合拼接獲高質量蘋果參考基因組序列

 

一個高質量的蘋果基因組對于新品種的選育非常關鍵??蒲袌F隊采用illumina測序技術和以長讀長著稱的PacBio單分子測序技術進行de novo測序和混合拼接,獲得了更高質量的蘋果參考基因組序列,并完成了基因組注釋。研究人員發現,蘋果基因組中的串聯重復序列達382 Mb,覆蓋了蘋果基因組的60%,由此可見高測序深度的illumina短讀長測序無法得到滿意的組裝結果的原因,而PacBio長讀長測序數據的加入,顯著提升了基因組組裝效果,改善了蘋果基因注釋(88.71%的基因可以被完整注釋),為未來蘋果的分子育種提供了一個非常有價值的工具。GigaScience

 

 

紅棗基因組序列測序結果公布

 

紅棗是中國和亞洲其他地區以及加勒比海的一種流行的干果。研究人員構建了干棗的基因組序列,并與來自31個野生和栽培棗品種的序列進行了比較。研究發現,干棗與鮮棗的基因組在細胞結構相關的基因上存在差異。研究鑒定了與所有栽培品種果實較高含糖量和較低酸含量相關的基因組區域。在棗樹的馴化過程中,“選擇性清除(selective sweeps)”是人類一致選擇更甜和不酸果實的基礎。研究還定了參與自交親和性的基因組區域,稱為S位點,并在不同棗品種中研究了這一區域的序列模式,為雜交的親本選擇提供指導。該研究結果為棗樹育種工作提供了基礎,并有助于將新特性引入栽培品種。PLoS Genetics

 

 

稻田水體藍藻病毒三種標記基因多樣性及其分布特征

 

藍藻也稱藍細菌,是地球上最古老的微生物之一,廣泛分布在海洋、河流、湖泊和陸地等生態環境。稻田是研究微生物遺傳多樣性及其生態功能的典型環境,藍藻是稻田生態系統中重要的微生物成員,在稻田碳、氮循環中起到重要的作用。研究人員采用免培養的分子生物學技術,從東北稻田水體中捕獲近千條表征藍藻病毒遺傳多樣性的不同分子標記基因。研究結果發現,稻田環境中藍藻病毒psbA基因在系統進化樹中的分布范圍窄,建立了7個新的稻田藍藻病毒psbA分布群,分布不存在地域差異。對兩個輔助代謝基因研究結果建立了9個全新的稻田藍藻病毒DNA pol基因群和4個新的藍藻病毒phoH基因群,其在稻田中分布存在明顯的地域差異。綜合分析顯示稻田環境中這三種藍藻病毒基因分布均與湖泊環境關系近,而與海洋環境關系遠。該研究結果對于揭示稻田藍藻病毒不同分子標記基因分布特征、發現新的病毒基因資源、了解藍藻病毒在生態系統中的分布地位等具有重要意義。(Virologica Sinica

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