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生物技術前沿一周縱覽(2017年4月28日)

2017-04-28 14:06 | 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(2017428日)


雙色百合花形成的分子機理

 

研究人員運用代謝組學、比較轉錄組學和分子生物學相結合的手段對雙色百合花形成的分子機理進行了研究。雙色百合花的紫色部位的成色物質主要成分為矢車菊素-3-蕓香糖苷。表達譜分析表明,花青素苷合成基因在花被片下部特異協同表達導致花青素苷特異地積累于花被片下部,而在花被片上部不表達。百合花被片中葉綠素含量逐漸下降的原因是,隨著花被片的發育,葉綠素合成相關結構基因在花被片上下部的表達量均逐漸下降,而葉綠素降解相關結構基因的表達量迅速上升。通過WGCNA分析,參與調控百合花被片中花青素苷合成通路以及葉綠素代謝通路的候選轉錄因子也得以鑒定。(Frontiers in Plant Science

 

 

小麥淀粉合成通路基因的遺傳效應及育種選擇取得新進展

 

小麥的粒重是育種家關注的重要農藝性狀之一,與產量直接相關。研究發現TaAGP大小亞基基因分別位于小麥第1及第7同源群,其中TaAGP-S1-7ATaAGP-L-1B存在多個多態性位點,分別形成四種單元型。轉基因研究證明,優異單元型與非優異單元型間的效應差異主要源于蛋白結合底物能力及啟動子驅動能力的差異。通過分析小麥二倍體及四倍體祖先種中的基因序列,發現對AGP-S1AGP-L-1B的選擇作用主要發生在小麥六倍體化過程之后。結合該團隊對小麥蔗糖合酶(TaSus)的研究還發現,淀粉合成通路上的多個酶基因的優異單元型在影響粒重效應上以簡單加性效應為主,這一發現為小麥高產分子輔助育種提供了理論基礎。(Plant Biotechnology Journal

 

 

建立轉基因水稻非靶標效應評價技術體系

 

評價轉基因抗蟲作物的非靶標效應,首先要科學遴選合適的代表性節肢動物種,即指示種。研究人員歷經6年的努力,系統梳理了我國中南部稻區常見節肢動物種類,明確了近1000種主要節肢動物的生物習性、種間營養關系及其發揮的生態功能,并通過酶聯免疫技術定量分析了Cry蛋白在Bt稻田節肢動物食物網中的分布和流動規律,最終遴選并驗證了適用于轉基因水稻生態安全研究的節肢動物指示種。該工作為在實驗室條件下精準評價轉基因抗蟲水稻的非靶標效應奠定了科學基礎。(Plant Biotechnology Journal

 

 

科學家建立最準確的小麥基因組圖譜

 

小麥(Triticumaestivum)是在世界很多地方是主糧之一。小麥具有三個類似的其基因組的80%以上的重復序列,使其難以測序片段的全基因組片段。研究人員結合下一代測序技術與計算機算法以產生最準確的地圖在小麥基因組中。鑒定出了超過10萬個基因,其中包括近23000株系或破碎先前在小麥基因組。(nature



 解析蛇足石杉中參與石杉堿甲合成的關鍵基因

 

研究人員對蛇足石杉的不同組織 (根、莖、葉和孢子) 進行了全面的轉錄組分析,對參與石杉堿甲生物合成途徑中的五類功能基因進行了驗證和預測,得到了已被生化驗證功能的賴氨酸脫羧酶 (LDC)、銅胺氧化酶 (CAO) 和三型聚酮合酶 (PKS) 的各類多個全長基因。在此基礎上,基于化合物形成和修飾的化學原理認識,進一步解析了石松類生物堿骨架形成和修飾相關的關鍵功能基因小檗堿橋酶 (Berberine bridge enzyme (BBE)) 以及開環馬錢子苷合酶 (secologanin synthase (SLS))等細胞色素單加氧酶。該研究在豐富蛇足石杉功能基因組數據庫的同時,對石杉堿甲生物合成途徑解析提供了可靠的數據支持,為全面解析石杉堿甲的生物合成途徑開辟了道路。(BMC Genomics

 

 

氮沉降對植物養分穩定性的影響

 

研究人員對年降水量和年均溫具有明顯差異的3個年份內草地優勢植物葉片氮磷元素含量和計量的年際間變化及其對氮沉降和火燒處理響應在年際間的變動情況,同時探討了氮沉降和火燒處理對植物氮磷元素含量和計量穩定性的影響。研究結果顯示,植物葉片的氮磷含量及其比例在不同年份間存在顯著差異,這種年際間的變化與降水量有明顯的關系。氮沉降和火燒對植物養分含量和計量比值的影響會因年份而異。氮素添加提高了植物氮素含量的年際間穩定性,但是顯著降低了植物體內磷含量和氮磷比值的年際間穩定性。這項研究表明,植物養分狀況對實驗處理的響應并不是一成不變的,不同年份間降水和溫度等自然條件的變化可能會影響其對實驗處理的響應。氮沉降不僅會使得植物生長的養分限制條件發生轉變,使其生長由氮限制轉變為磷限制,還可能導致植物體內的磷含量和計量特征變得不穩定。該項研究有助于我們從植物營養的角度闡釋氮沉降對生態系統結構和功能的影響機制。(Biogeochemistry

 

 

科學家在解脂耶氏酵母中迭代整合途徑基因高產β-胡蘿卜素

 

β-胡蘿卜素是一種四萜類化合物,常作為色素或營養添加劑用于食品和動物營養,目前主要由化學合成或三孢不拉霉發酵生產。β-胡蘿卜素可由乙酰輔酶A(或丙酮酸和甘油醛-3-磷酸)經12步生物合成,將相關基因導入釀酒酵母或大腸桿菌可獲得異源產β-胡蘿卜素細胞。解脂耶氏酵母作為一種產油酵母,乙酰輔酶A供應充足,并能將高度疏水的萜類分子存儲在胞內油滴中,具備高產β-胡蘿卜素的潛力。研究人員通過對β-胡蘿卜素異源合成途徑的11個編碼基因進行強啟動子替換和多輪拷貝數疊加,以優化的培養基補料發酵可產4g/L的β-胡蘿卜素,產物絕大部分儲存在胞內油滴中。此項研究表明解脂耶氏酵母是一種理想的可用于生產疏水性萜類化合物的細胞工廠。(Metabolic Engineering

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