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生物技術前沿一周縱覽(2018年6月22日)

2018-08-21 14:34 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽(2018年6月22日)

 生物技術前沿一周縱覽(2018622日)

 

水稻分蘗角度調控的分子機制解析中取得進展

 

分蘗角度是禾本科植物的分蘗與主莖之間的夾角,與作物群體產量密切相關。研究人員基于水稻莖重力反應過程中的高分辨率動態轉錄組變化,揭示了一條水稻分蘗角度調控的核心途徑。其中,HEAT STRESS TRANSCRIPTIONAL FACTOR 2D HSFA2D)是一個重力反應早期響應基因,該基因通過影響LAZY1基因(Li et al., 2007)的表達調控生長素在莖基部的不對稱分布,進而誘導WUSCHEL RELATED HOMEOBOX6WOX6)和WOX11在水稻莖基部呈現不對稱表達。研究表明,水稻WOX6 WOX11很可能是分蘗角度調控途徑中的核心轉錄因子。該研究不僅在重力反應、生長素和水稻分蘗角度之間建立了直接的分子聯系,同時也為系統解析水稻分蘗角度的調控網絡進而挖掘有利用價值的基因提供了重要信息。(The Plant Cell

 

 

完全組裝的釀酒酵母剪接體激活前結構

 

研究人員解析的pre-B complex結構是目前世界上已解析的唯一一個同時包含五種核糖核蛋白(snRNP)剪接體結構,它由68個蛋白和6RNA組成。在該結構中,首次觀察到了剪接體組裝早期U1 snRNP5’剪接位點的識別,以及五種核糖核蛋 白之間的相互作用界面。(Science

 

 

ABA負向調控植物抗病毒能力

 

脫落酸(Abscisic acid,ABA)在植物的生長發育以及非生物脅迫響應中具有重要的作用。研究發現,在RBSDV感染3060天后,水稻中ABA合成途徑基因的表達顯著降低。而在RBSDV感染的植物上外源施用ABA會增加病毒mRNA的表達并使水稻更易感;同時ABA預處理也會增加植物體內RBSDV的積累。這些結果均表明ABA會促進水稻對RBSDV感染的易感性。進一步研究發現,ABA缺陷突變體nced3RBSDV更具抗性,而ABA積累突變體aba8ox易感性增加。該研究指出ABA合成和信號傳導均負向調控植物對RBSDV感染的免疫性。(Plant Cell and Environment

 

 

科學家通過發展分子探針技術實現植物天然產物合成途徑解析的新策略

 

植物天然產物經過長期的分子進化,以其多樣獨特的分子結構,在生命活動中扮演著重要的角色。研究人員首先利用活性分子探針導向的定量化學蛋白質組學策略,以二萜貝殼杉稀骨架衍生的甜菊醇(steviol)為基本結構設計化學小分子探針,分別實現在非模式植物的富產甜菊糖苷同源宿主(甜葉菊)和不產該類化合物異源(擬南芥)模式植物的活性蛋白質組中簡單快捷的標記目標作用蛋白,從與甜菊醇骨架結合的蛋白中篩選具有特定催化活性的糖基轉移酶。同時他們還基于非模式植物的轉錄組數據構建了蛋白質組數據庫,從而依托成熟的質譜技術解析蛋白質序列,高通量獲取甜菊糖苷生物合成途徑中的多種轉糖酶元件。該研究發現,甜葉菊來源的UGT73E1、UGT76G3和擬南芥來源的UGT73C1等糖基轉移酶可以作為潛在的生物合成元件獲得新穎的代謝產物。進一步利用光親和探針標記技術,他們還成功解析了各轉糖酶的底物結合位點,結合分子對接模擬計算對二萜化合物的糖基轉移酶的底物專一性識別機制進行了解析。同時基于分子探針的設計,通過先活性反應對代謝合成物富集然后解離代謝組分析的策略獲得關鍵代謝相關信息。以上兩方面相關功能蛋白酶和代謝物的解析信息實現了合成途徑的成功繪制。 (ACS Chemical Biology)

 

 

植物適應性進化研究獲進展

 

大量觀察和研究表明,不同物種或者同一物種的不同群體,可以在一定條件下獨立進化出相似的表型。研究人員針對二倍體薺菜不同群體里早開花變異的遺傳基礎進行研究。研究人員發現,二倍體薺菜不同群體中的早花都是由同一個基因FLC調控的,兩種導致早花的突變都位于該基因的同一區域(5’端UTR區),而且這兩種突變是獨立起源的。研究闡明了進化在一定程度具有可預測性,并且揭示了基因的特定區域可能屬于變異熱點,更易于發生突變來影響表型變異,為理解進化的可預測性這一基本的生物學問題提供了關鍵實證。(Plant Cell

 

 

樟科植物系統發育基因組學研究獲進展

 

樟科山胡椒屬樹種經濟用途廣泛。研究人員利用32種樟科植物的葉綠體基因組探討了山胡椒屬植物與其它10屬植物的系統關系。新測序的山胡椒屬植物葉綠體基因組大小為152211 bp152968 bp,與潺槁木姜子(Litsea glutinosa152618 bp)及月桂(Laurus nobilis 152750 bp)的葉綠體基因組大小相近。利用葉綠體基因組全序列構建的系統進化樹表明:山胡椒屬的黑殼楠(Lindera megaphylla)和潺槁木姜子及月桂形成一組,與香葉樹(Lindera communis)、山胡椒和絨毛山胡椒(Lindera nacusua )形成第一分支;其余五種山胡椒屬的北美山胡椒(Lindera benzoin )、團香果(Lindera latifolia)、山香果、三椏烏藥和海南山胡椒(Lindera robusta)形成第二分支;兩個分支構成的屬群與由樟屬、檫木屬和甘蜜樹屬組成的屬群相鄰近;增加已公布條形碼數據的山胡椒屬植物后,第二分支可進一步再分為三組。上述結果確認了山胡椒屬為復系類群,提示山胡椒屬所處的屬群需要分類修訂。(Scientific Reports

 

 

植被退化對草地土壤呼吸的影響

 

土壤呼吸是草地土壤碳輸出的重要途徑,其變化直接影響土壤肥力和大氣CO2含量,并可能進一步影響糧食安全和全球氣候。研究人員以松嫩草地羊草和虎尾草(Leymus chinensis Chloris virgata)兩種典型植物群落為研究對象。通過兩年的野外研究,分析了兩種植物群落在放牧驅動的不同退化狀態下的植被、土壤和土壤呼吸特征。結果表明,在兩個群落中,地上生物量、根系生產力、枯落物數量和土壤微生物生物量隨植被覆蓋退化顯著降低。由輕度退化到重度退化,兩群落土壤有機碳、總氮和總磷含量分別降低了14.1-15.4%、10.9-12.3%10.7-11.9%;土壤容重和pH分別增加了9.1-9.3%4.6-5.2%。(Land Degradation and Development

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