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生物技術前沿一周縱覽(2020年5月31日)

2020-05-31 22:48 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

揭示植物細胞死亡調控新機制
促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路廣泛存在于真核生物體內,在個體生長發育及應對環境脅迫中發揮重要功能。近日,研究人員揭示了擬南芥促分裂原活化蛋白激酶的激酶MEKK2和胞質類受體激酶 CRCK3協同調控植物細胞死亡的分子機制。該研究通過基于RNAi的遺傳篩選尋找mekk1細胞死亡的抑制子,在此過程中鑒定到mekk2、summ2-8 和crck3 突變體能抑制VIGS-MEKK1 引起的細胞死亡。研究發現,MEKK2不依賴其激酶活性,而CRCK3依賴其激酶活性調控植物細胞死亡。此外,過表達CRCK3導致的細胞死亡依賴SUMM2和MEKK2。生化遺傳等試驗證明了MEKK2與CRCK3互作并正向調控CRCK3的穩定性。該研究豐富了對MEKK2和CRCK3基因功能和作用機理的認識,為深入理解植物細胞死亡調控的機理提供了新的見解。(Plant Physiology

揭示光合固碳關鍵酶RuBisCO組裝的精細調控機理
RuBisCO是將CO2同化到生物圈的關鍵酶,它廣泛存在于植物葉綠體基質和藍藻中。近日,科學家研究闡明了藍藻分子伴侶Raf1協助RuBisCO組裝的分子機理,發現了RuBisCO成熟過程的多層次精細動態調控網絡,為人工改造RuBisCO以提高光合作用效率奠定了基礎注册送28元满100提现。該研究解析了藍藻分子伴侶Raf1以及Raf1和RuBisCO大亞基RbcL復合體的晶體結構注册送28元满100提现。研究發現注册送28元满100提现,單獨的Raf1以交錯的二體形式存在;當結合RbcL時注册送28元满100提现,Raf1的兩個結構域Raf1α和Raf1β發生75°的相對旋轉注册送28元满100提现,從而形成類似鑷子的結構夾住一個RbcL二體,同時Raf1α結構域的外側介導RbcL二體之間相互作用,進一步介導RbcL八聚體核心的形成。Raf1α在RbcL上的結合位點與小亞基RbcS高度重疊,RbcS通過替換Raf1α而形成全酶注册送28元满100提现注册送28元满100提现。在本研究中注册送28元满100提现注册送28元满100提现,研究人員提出了Raf1調控藍藻RuBisCO組裝注册送28元满100提现、成熟以及堆積形成羧酶體內核的分子機制。該研究為深入理解RuBisCO的組裝和功能以及為RuBisCO的應用和改造奠定了分子基礎。(Nature Plants

在西瓜果實韌皮部糖分卸載的分子機制與馴化研究中取得新進展

西瓜以其清爽香甜的品質成為夏季消暑的佳品,西瓜“甜蜜”基因的發掘一直是分子遺傳學研究的核心問題。最新的研究通過圖位克隆西瓜含糖量另一個主效QTL位點Qbrix2-1注册送28元满100提现,發現在半野生進化到栽培西瓜過程中,新型糖轉運蛋白ClVST1通過膜定位的改變調節果實糖分卸載能力。研究人員利用超高密度SNP遺傳圖譜完成西瓜果實含糖量QTL精細定位工作,并利用326份自然群體材料完成關聯分析,獲得了西瓜新型液泡膜糖轉運蛋白ClVST1 (Citrullus lanatus vacuole sugar transporter) 編碼區與含糖量高度關聯的SNP C99A 位點。研究發現注册送28元满100提现,ClVST1是栽培西瓜獲得性基因,ClVST1起到了在庫和源之間調節和分配碳水化合物的作用。馴化選擇分析發現, ClVST1位于半野生西瓜馴化到栽培西瓜的受選擇區域,是從西瓜半野生到栽培種進化的重要馴化基因。因此,ClVST1和ClTST2等糖分決定基因的研究,不僅建立了西瓜果實品質形成的理論基礎,也為高品質西瓜選育提供了分子輔助選擇的工具注册送28元满100提现,是應用基礎研究成果成功應用于育種生產實踐的經典案例注册送28元满100提现。(New Phytologist

揭示光信號調節光系統II功能的機制
光作為一種重要的環境因子,既可以作為能量供給光合作用注册送28元满100提现,同時還可以作為信號調節植物生長發育。近日,科學家研究揭示了光信號調節植物葉綠體中的光系統II(PSII)生物發生及功能維持的分子機制。研究人員前期研究發現PSII核心蛋白D1翻譯調控因子LPE1與HCF173相互作用,協同參與調控PSII的生物發生。該研究發現,HCF173的表達、D1蛋白的積累以及PSII活性,同時受到遠紅光注册送28元满100提现、紅光、藍光的誘導。進一步研究發現注册送28元满100提现,不同光受體通過轉錄因子HY5參與不同光質條件下HCF173的表達,進而促進D1蛋白的合成以及PSII的生物發生。HY5可以通過ACE和G-box元件直接與HCF173啟動子結合,激活HCF173的啟動子活性注册送28元满100提现。值得注意的是,HY5還調節PSII組裝和修復相關基因的表達。進一步研究發現,HY5介導的光信號途徑廣泛參與多個光系統相關基因的表達注册送28元满100提现,進而調節不同光條件下的光合效率。該研究建立了光受體介導的光信號途徑和PSII功能調控之間的互作關系,為理解PSII功能的光調節機制提供了新的見解。(Plant Physiology

科學家發現與茄科植物單性結實密切相關的基因
在大多數開花植物中,果實發育發生在授粉和受精之后,但是如果花量過多會影響結果進而降低產量。近日,科學家研究鑒定到一個與茄科植物單性結實密切相關的基因——PARENTAL ADVICE-1(Pad-1)。該研究首先基于圖位克隆鑒定了一個可能編碼氨基轉移酶的基因PARENTAL ADVICE-1(Pad-1),發現其功能喪失的突變體pad-1表現出單性結實能力,并且pad-1突變體的授粉及單性結實的果實重量均高于野生型,暗示Pad-1是調控單性結實的關鍵基因。研究表明,子房生長素穩態可能是單性結實表型的潛在調控因素。進一步研究表明,Pad-1可能在防止生長素過度積累而導致的坐果早熟中發揮作用。該研究還在番茄和辣椒中證明了抑制Pad-1直系同源基因可誘導單性結實∽⒉崴?8元满100提现?傊?,該研究表明Pad-1在茄科植物子房發育過程中對植物生長素的動態平衡至關重要注册送28元满100提现。對Pad-1的進一步研究和應用將是解決全球變暖條件下坐果率低和果實單產下降等問題的有力工具注册送28元满100提现。(PNAS

在大豆產量與品質的協同調控大豆產量與品質的協同調控研究中取得重要進展
野生大豆籽粒小、含油量低、蛋白質含量高;而經過馴化的栽培大豆通常籽粒大、含油量高、蛋白質含量低。近日,研究人員發現GmSWEET10a和GmSWEET10b可協同調控大豆種子大小、含油量和蛋白含量注册送28元满100提现,在大豆馴化改良中起到了關鍵作用。該研究首先利用基因組學、生物信息學和分子遺傳學相結合的方法,發現了GmSWEET10a和GmSWEET10b協同調控大豆種子大小、含油量和蛋白含量。群體遺傳學發現注册送28元满100提现,GmSWEET10a和GmSWEET10b發生了漸進式的變異和人工選擇。其中,GmSWEET10a在大豆馴化過程中受到強烈選擇注册送28元满100提现,使栽培品種的籽粒變大、含油量提高、蛋白質含量降低注册送28元满100提现;GmSWEET10b的馴化和完成選擇的程度滯后于GmSWEET10a,目前還沒有完成最優基因型的固定。分子機制解析表明,GmSWEET10a和GmSWEET10b協同調控種子大小注册送28元满100提现、含油量和蛋白質含量是通過運輸蔗糖和己糖,從而改變種皮向胚的糖分配實現的注册送28元满100提现。未來針對上述兩個基因,尤其是GmSWEET10b的遺傳操作或分子設計育種可進一步提高栽培品種的籽粒大小和含油量,對大豆生產具有重要意義。(National Science Review

揭示番茄果實顏色形成的調控新機理
園藝果實色彩斑斕是由于葉綠素和類胡蘿卜素等色素多樣性積累形成,番茄果實表面不均勻分布使得番茄產生條斑表型。近日注册送28元满100提现注册送28元满100提现,科學家研究克隆了番茄果實顏色GS基因位點,揭示了轉錄因子TAGL1調控番茄果實顏色形成的分子機理。該研究通過全基因組關聯分析(GWAS)結合連鎖群體圖位克隆的方法,運用表達分析和轉基因等分子生物學技術注册送28元满100提现,克隆并鑒定了TAGL1基因調控番茄條斑的形成。通過F1表型和F2連鎖群體分離比統計注册送28元满100提现,表明番茄條斑表型為隱性性狀,是由單基因控制。進一步研究表明,此SNP與條斑性狀緊密連鎖,暗示著甲基化這種表觀修飾是由DNA水平上序列差異引起的。在淺綠條斑和綠條斑中進行小RNA的高通量測序,從TAGL1的第二內含子中MITE轉錄出來的siRNA在綠條斑中表達高于淺綠條斑,此siRNA可能參與影響TAGL1啟動子甲基化。在條斑番茄品種中,TAGL1僅在果實表達差異性表達,產生了條斑的表型,豐富了番茄果實顏色類型。針對保守的SNP,研究團隊開發了標記,可以用于分子標記輔助選擇育種。(New Phytologist

 

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