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生物技術前沿一周縱覽(12月13日)

2014-07-07 17:50 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

植物激素乙烯作用的分子機制方面取得新進展

外界環境和植物激素相互作用調控植物生長、發育和衰老以及環境適應的重要因子,也是植物生物學領域重要的研究方向之一。近日,中國農業科學院生物技術研究所黃榮峰課題組揭示了植物激素乙烯與環境信號光相互作用調控植物下胚軸生長的分子機制。研究成果于12月12日發表在《PLoSGenetics》雜志上(10.1371/journal.pgen.104025.)。該研究由中國農業科學院生物技術研究所黃榮峰實驗室與首都師范大學馬力耕實驗室以及耶魯大學鄧興旺實驗室合作完成。黃榮峰實驗室的于延文為該論文的第一作者。該項目得到了國家基金委“植物激素作用的分子機理重大研究計劃”以及科技部973重大基礎研究項目的資助。

萬物生長靠太陽,光作為植物生長能源的同時還參與植物整個生命周期的調控,且植物還會合成激素來調控自身的生長發育過程,因此,植物形成了一套高效、精細的機制整合外界環境和內源激素以適應復雜多變的自然界。早期的研究發現,一粒種子在黑暗的土壤中破土萌發,它的下胚軸會伸長生長,而一旦萌發種子的子葉暴露于光下,光將抑制下胚軸伸長生長;而植物激素乙烯可以逆轉光的這種抑制作用,促進光下幼苗下胚軸生長,但乙烯與光相互作用如何調控這一過程的分子基礎不清楚。該課題組首先證明了乙烯促進的下胚軸伸長生長依賴于光信號的正向調節因子HY5,該因子的降解導致了擬南芥下胚軸的伸長生長。進一步研究發現乙烯通過影響光信號因子E3連接酶COP1的核質分布,從而逆轉光對于植物下胚軸生長的抑制作用。這一工作揭示了植物整合光信號和乙烯信號途徑進而調控植物生長發育的分子機制,為我們認識植物外界環境和內源激素相互作用的機制提供了一種新的調控模型。(中國農業科學院生物技術研究所

椰棗基因組圖譜繪制成功

椰棗樹在中東北非地區廣泛種植,是該地區的主要農作物之一。其果實椰棗營養豐富、口味香甜受到大眾喜歡。中國和沙特科學家共同努力成功繪制了椰棗的基因組圖譜,獲得了椰棗主要栽培品系的高質量基因組組裝結果和另外三個棗椰品系的高覆蓋度基因組草圖。椰棗基因組圖譜的繪制將會對椰棗產量、品種改良和病蟲害防治等產生重大影響??蒲腥藛T利用大量的轉錄組數據還闡明了棗椰果實的發育和成熟時期獨特的糖代謝變化,為進一步的椰棗基因組研究和其他棕櫚科植物的研究奠定了基礎。(Nature Communications

桿狀病毒核心基因研究

桿狀病毒包含37個核心基因,它們在病毒生活史中發揮著重要的作用。其中棉鈴蟲核型多角體病毒(Helicoverpaarmigera NPV)編碼的ORF72 (ac78的同源基因) 是新鑒定的未知功能的核心基因。中科院武漢病毒研究所研究人員通過轉錄和表達時相分析發現ha72為晚期基因,而其表達產物亞細胞定位于核膜環帶區。HA72包含包含兩個保守的結構域,其一在氧化還原反應中發揮功能。Ha72基因的缺失導致不能產生感染性病毒粒子BV,但并不影響病毒DNA的復制,揭示HA72 參與ODV的包埋。研究還證實HA72和P33(巰基氧化酶)存在相互作用。這一研究結果結果為深入理解桿狀病毒生活史重要事件,尤其是病毒粒子在組裝包埋過程提供了重要理論基礎。同時,HA72同P33相互作用的發現首次為深入揭示病毒特有氧化還原通路提供思路。(Journal of Virology

哺乳動物體內的抗病毒RNAi

由宿主RNA干涉(RNAi)導致的病毒雙鏈RNA(dsRNAs)的分裂機制在各物種中是一個重要的抗病毒機制,其中包括植物和昆蟲。然而,在哺乳動物中,尚不清楚RNAi是否扮演了一個類似的角色,或者是否有其他的抗病毒機制,例如干擾素響應、支配。最近兩項新研究如今提供了堅實的證據,表明RNAi在哺乳動物中扮演了抗病毒的角色。本綜述全面評估了RNAi和其他抗病毒響應在貫穿哺乳動物發育的不同階段的不同背景下的相對重要性。(Nature Reviews Genetics

衰老與死亡的相關性

無論生命周期長或短,通常情況下,死亡率會隨著年齡的增長而大幅增加。然而一些動物,例如寄居蟹、紅鮑魚和水螅(一種能夠存活幾個世紀的微小淡水生物),卻能夠抗拒這一趨勢,享有近乎恒定水平的繁殖力和死亡率??茖W家針對46個物種的標準人口統計學模式的對比表明,這些物種并非隨著年齡的增長而不可避免地導致衰老,或死亡率和繁殖力惡化。研究人員發現,生命長度與衰老程度之間并沒有直接的聯系。有24個物種的死亡率隨著衰老而表現了最為突兀的增長,其中的11個物種具有相對較長的生命周期,而另13個物種則壽命相對較短。生命周期中的類似分裂也發生在那些死亡率并沒有明顯增加的物種中。當研究人員沿著一種衰老的連續統對物種進行排列后,哺乳動物被聚集在譜系的一端——這里的生物體都會出現死亡率的突然變化,而相對死亡率大為降低的植物則位于譜系的另一端。這是第一次嘗試使跨物種的死亡率及存活比較標準化。(Nature

2050年前世界糧食缺口高達70%

由世界資源研究所(World Resources Institute)、環境署、世界銀行和聯合國開發計劃署聯合撰寫的《世界資源報告:創造一個可持續糧食未來》顯示,2050年世界人口將要達到96億,那時的糧食需求將比現在多出70%。報告指出,在現存農耕用地上提高作物和家畜的生產力對于挽救森林和減少溫室氣體排放至關重要,但僅僅通過增加產量還不足以填補糧食缺口。報告發現,為了避免清理更多土地以用作農地,與前40年相比,在今后40年當中需要將作物產量提高40%。統計顯示,每年世界損失的糧食大約為13億噸,相當于1萬億美元,不僅造成嚴重的經濟損失,同時對自然資源也造成了壓力。報告表示,如果在2050年前將糧食損失和浪費減少一半,即可填補20%的糧食缺口。統計還顯示,2006年到2050年間,人類牛肉消費將增加80%。報告指出,減少對動物產品的過度需求將可以避免數千萬公頃的森林被改作牧場使用。據推算,2006年到2050年間,撒哈拉以南非洲國家的人口將出現激增,需要將現在的糧食產量提高三倍才能滿足人均糧食需求。報告建議,通過改善健康保健和教育來幫助降低出生率可以填補該地區25%的糧食缺口。報告利用很大篇幅就如何提高糧食產量提出了建議。(The United Nations

甘藍顯性雄性不育系規?;品N

中國農業科學院蔬菜花卉研究所主持完成的“甘藍雄性不育系育種技術體系的建立與新品種選育”,榮獲農業部2012-2013年度中華農業科技一等獎。該研究成果發現了甘藍顯性核基因雄性不育源,建立了回交、自交、測交和分子標記選擇的顯性雄性不育系育種技術體系,率先提出并建立了自交親和系轉育甘藍胞質雄性不育系的技術。國內率先報道了育成自交親和系、抗枯萎病兩個生理小種的抗源,極耐裂球材料用于雄性不育系轉育。提出了春老根篩選春甘藍優良種質的方法。培育出的中甘21、中甘18、中甘192等新品種在品質、產量及春甘藍的早熟性等方面優于國內外同類品種。首次實現了甘藍顯性雄性不育系規?;品N,促進了甘藍制種技術的變革,使雜交種的雜交率達到了100%。(中國農業科學院網站

來源:基因農業網

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