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生物技術前沿一周縱覽(2018年11月2日)

2018-11-02 16:22 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽(2018年11月2日)

 生物技術前沿一周縱覽(2018112日)

 

果實色澤調控因子的亞功能化

 

花青苷是植物次生代謝產物,屬于黃酮類化合物家族,對植物和人類健康有著眾多積極的作用。研究利用柑橘基因組平臺優勢結合蠔殼刺和紫皮柚這兩份材料,找到了一個柑橘中新的調控花青苷的關鍵基因Ruby2,它與之前報道過的調控柑橘花青苷的Ruby1基因在柑橘第六號染色體上形成串聯重復。在原始柑橘蠔殼刺中,Ruby1Ruby2分別促進果實和嫩葉中的花青苷合成注册送28元满100提现,且Ruby2在葉片中的表達受到了甲基化的影響。在野生的品種紫皮柚中注册送28元满100提现,Ruby1促進了果皮花青苷的合成注册送28元满100提现,而普通柚子果皮不積累花青苷是由于Ruby1基因啟動子核心元件突變使得啟動子失活導致的。Ruby2基因在紫皮柚中,由于基因編碼區的突變產生了一個短的蛋白序列注册送28元满100提现,使得Ruby2基因在紫皮柚中作為一個花青苷合成的抑制子存在。(Nature Plants 

 

 

缺氮引起葉片衰老

 

氮是植物生長發育過程中最重要的常量營養元素,缺氮會引起植物葉片衰老注册送28元满100提现。ORE1 是調控擬南芥葉片自然衰老的關鍵轉錄因子注册送28元满100提现,ORE1 過表達會誘導葉片提前衰老,而 ore1 株系則表現出葉片衰老延遲的癥狀。研究發現,與 WT 相比,nla  pho2 植物在缺氮條件下葉片快速衰老,而ore1, nla / ore1  pho2ubc24/ ore1 植物的葉片持續保持綠色,表明 ORE1 NLA PHO2UBC24)的下游起作用注册送28元满100提现。NLA 過表達株系中,葉片衰老顯著延遲,而 nla, pho2ubc24 中過表達 ORE1 導致葉片提前變黃并且生長受到抑制。進一步研究發現,缺氮會引起衰老相關基因的表達,在 nla  pho2ubc24)突變體中,衰老相關基因RNS3, SINA1, BFN1, SAG29 VNI2的表達水平比 WT 2-4倍,但是在 ore1 突變體中過 NLA 后,這些基因表達降低了2-10倍。這些結果表明,ORE1 NLA 分別是缺氮誘導的葉片衰老的正調控因子和負調控因子注册送28元满100提现。(Nature Plants

 

 

水稻離子組自然變異的遺傳基礎

 

植物需要至少14種必需的礦物質營養元素和多種有益元素,用于生長注册送28元满100提现、發育和抵抗生物及非生物脅迫注册送28元满100提现。研究團隊利用529份水稻種質材料,在對17種元素性狀的關聯分析中注册送28元满100提现,共發現了72個具有高度重復性的關聯位點,其中32個位點在不同試驗地點被重復檢測到注册送28元满100提现,40個位點在同一試驗點的不同田間試驗中被重復檢測到。在候選基因的挖掘中,預測了42個位點的候選基因注册送28元满100提现,并對其中三個位點的候選基因進行了功能驗證注册送28元满100提现,包括OsHKT1;5注册送28元满100提现、OsMOT1;1Ghd7注册送28元满100提现。OsHKT1;5是一個已知的鈉轉運蛋白,對其單倍型分析進一步確認了它在自然群體中發生功能變異的效應位點;OsMOT1;1是一個擬南芥鉬轉運子AtMOT1的同源基因注册送28元满100提现,通過轉基因方法證實了其在水稻中的鉬轉運功能及自然變異機制注册送28元满100提现注册送28元满100提现;Ghd7是一個已知的抽穗期及產量性狀基因,通過近等基因系和轉基因材料證實了其影響水稻植株體內的氮含量。該研究為稻米營養品質的遺傳改良提供了可用的遺傳位點及一定的理論基礎注册送28元满100提现。(The Plant Cell

 

 

研究解析植物卵菌DNA甲基化調控機制及其全基因組修飾圖譜

 

卵菌包括多種重要的植物病原菌:如疫霉菌、霜霉菌、腐霉菌注册送28元满100提现、白銹菌等注册送28元满100提现,廣泛危害糧食作物、蔬菜花卉以及大量林木,嚴重威脅全球糧食安全和生態安全注册送28元满100提现。研究以重要農作物病原菌馬鈴薯晚疫病菌和大豆疫病菌為對象,系統性地開展了疫病菌基因組 DNA 上存在的兩種甲基化修飾(5mC6mA)研究。該研究在檢出水平未檢測到這兩個基因組中存在 5mC 修飾及其甲基轉移酶;而 6mA 甲基轉移酶則在卵菌中出現基因擴張,6mA 修飾位點則往往與低表達基因共定位,并在轉座子和基因組變異較快的區域富集。此外,轉座子和部分致病相關基因在 6mA 修飾酶的敲除突變體中更加活躍,提示 6mA 修飾在植物卵菌的致病性變異和塑造基因組結構中具有潛在的重要功能注册送28元满100提现。該研究報道的卵菌甲基化修飾圖譜及其調控機制將為進一步解析卵菌致病性、抗藥性等重要性狀的的變異機制提供理論基礎。( Genome Biology 

 

 

玉米調控生長與抗病平衡的遺傳基礎和分子機制

 

自然環境下,植物生長面臨生物和非生物脅迫等復雜的外界環境注册送28元满100提现。眾多研究揭示激素間的互作在調控生長和防御過程中起著重要作用注册送28元满100提现。研究人員通過圖位克隆方法獲得了一個抗病 QTL 基因注册送28元满100提现, ZmAuxRP1注册送28元满100提现,它能夠顯著提高玉米對莖腐病的抗性,對穗粒腐病也同樣有效。該基因編碼一個生長素調節蛋白注册送28元满100提现,位于玉米葉綠體基質中注册送28元满100提现。ZmAuxRP1 高表達時根生長加快,但抗性降低;表達量低時恰好相反。進一步研究發現注册送28元满100提现,ZmAuxRP1 促進生長素 IAA 的合成,但抑制次生防御物質苯并噁唑嗪酮(benzoxazinoids, BXs)的合成。IAA BXs 的生物合成具有共同的前體吲哚-3-甘油磷酸(IGP)。在正常生長條件下,ZmAuxRP1 的表達量較高注册送28元满100提现,IGP 主要流向 IAA 的合成;當病原菌侵染時,ZmAuxRP1 表達量顯著下調,IGP 主要流向 BXs 的合成注册送28元满100提现,表現抗??;當病原菌消失時,ZmAuxRP1 的表達量回復到常態,又恢復正常生長注册送28元满100提现注册送28元满100提现。然而,有關病原菌調控 ZmAuxRP1表達,ZmAuxRP1 調節 IGP 分配等分子機制有待進一步研究。ZmAuxRP1 的克隆,有助于我們了解植物激素調控生長與防御平衡的遺傳基礎,也為玉米抗病分子育種提供了重要資源。(Molecular Plant

 

 

植物三萜化合物代謝組學研究新進展

 

在漫長的進化進程中,植物為適應復雜環境和滿足自身發育過程,合成出數量巨大注册送28元满100提现注册送28元满100提现、結構異常豐富的次生代謝產物。前沿測序技術的突破和成本的下降注册送28元满100提现注册送28元满100提现,大大加速了植物次生產物的代謝研究注册送28元满100提现。近幾年,隨著組學大數據技術的飛速發展,通過整合基因組注册送28元满100提现、轉錄組、代謝組以及蛋白組等多種組學技術,發掘控制植物次生代謝產物合成注册送28元满100提现、調控、轉運等過程的關鍵基因已越來越普遍,必將加速未來利用合成生物技術改良作物的品質和開發其潛在商業價值的進程。該綜述對植物次生代謝研究進展的總結和介紹注册送28元满100提现,將為后續植物次生代謝研究提供借鑒和參考,對推動植物次生代謝研究和相關產業化應用具有積極意義。(The Plant Journal

 

 

青藏高原樹木生態彈性顯著增強

 

高寒地區的樹木生長通常被認為對極端氣候響應敏感。但同時樹木存在一定的生態彈性去抵抗環境脅迫并從中恢復。研究人員利用青藏高原柏樹分布區28個樣點849棵樹的樹木年輪數據定量化了有器測氣候資料以來3次極端干旱事件中的樹木生態彈性注册送28元满100提现。分析發現注册送28元满100提现,森林中樹木抵抗力持續減弱注册送28元满100提现,恢復力持續增強注册送28元满100提现,同時對應的高抵抗力區域縮減注册送28元满100提现,高恢復力區域擴張。研究首次提出,樹木生態彈性不僅響應干旱強度和日溫差的變化,同時也受到樹木生長一致性的影響。研究結果表明,青藏高原樹木通過提高恢復力而保持原有生長狀態,但持續降低的抵抗力同時給森林健康帶來了潛在的風險。這一成果有助于對未來氣候情景下森林樹木生態彈性的評估。(Global Change Biology

 

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