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    生物技術前沿一周縱覽(2014年8月1日)

    2014-08-01 15:17 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

    非洲稻基因組測序完成
      
    科研人員完成了非洲稻(Oryza glaberrima)的全基因組測序。這些遺傳信息將提高科學家和農學家對于非洲稻種植模式的理解,也能夠讓研究人員選育出新的水稻品種,更好地應對不斷增加的環境壓力,以幫助解決全球饑餓問題的挑戰。非洲水稻基因組特別重要的原因是,許多基因所編碼的性狀,使非洲稻對環境脅迫產生抵抗力,例如長時間的干旱、土壤和水澇中的高鹽。對基因組有一個精確的認識,可以更容易地識別這些性狀,通過常規育種方法或者通過遺傳修飾技術,更迅速地移動基因。隨著非洲稻全基因組測序的完成,科學家和農學家可以將亞洲稻和非洲稻進行雜交,選育出具有亞洲稻高產性狀和非洲稻耐寒性狀的新品種。在對構成非洲稻基因組的33000個基因進行分析后,研究人員發現,在馴化的過程中,非洲人和亞洲人各自選擇了兩個物種的許多相似的遺傳性狀,例如高營養和使作物更容易收割的性狀。(Nature Genetics
      
    青稞籽粒發育轉錄組研究
     
    青稞(Hordewn vulgare L. var. nudum Hook, f. 2N=14),即裸大麥,屬于禾本科小麥族大麥屬,是大麥的變種之一,因其在成熟時穎果易與稃分離而得名。青稞是青藏高原藏區的主要農作物,是重要的口糧、重要的食品加工原料及牲畜飼料。研究表明青稞富含β-葡聚糖、膳食纖維、礦物質等營養成分,具有很高的保健價值。近年來優質青稞選育與應用受到廣泛的關注,而青稞籽粒發育中品質性狀形成的分子機理研究對改良青稞品質極其重要。研究人員利用第二代高通量測序技術對品質性狀具差異的兩青稞材料不同發育時期的籽粒進行轉錄組分析,并通過對All-Unigene NR、Swiss-Prot、COG及KEGG注釋的進一步分析,鑒定出373個品質相關的unigene,包含淀粉代謝途徑的基因、貯藏蛋白編碼基因、必需氨基酸代謝途徑基因和種子成熟相關基因。分析了淀粉、β-葡聚糖以及蛋白合成途徑相關基因表達模式,推測了候選的關鍵基因;并且根據獲得的EST數據鑒定了大量EST-SSR位點和EST-SNP多態性位點。該研究為進一步研究種子發育和品質相關基因奠定了重要的基礎。(PloS ONE
     
     山茶屬重要代表植物比較葉綠體基因組學研究
     
    山茶屬是山茶科中包含許多舉世聞名經濟植物的一個重要類群,包括為人類提供天然保健飲料的茶(Camellia sinensis var. assamicaC. sinensis var. sinensis);健康型高級食用植物油的油茶(C. oleifera)以及觀賞花卉云南山茶(C. reticulata)、金花茶(C. petelotii)等。然而,迄今為止,山茶屬植物遺傳學與基因組學研究背景相當薄弱,頻繁的種間雜交和多倍化也導致其分類鑒定與系統發育研究十分困難。葉綠體基因組信息的獲得不僅對于揭示物種親緣關系和進行植物系統發育分析有重要意義,還能為植物DNA條形碼以及植物葉綠體遺傳轉化提供大量重要數據信息。研究人員借此對山茶屬中的重要類群進行了系統深入的研究。研究按照閔天祿系統,對山茶屬中茶組10個物種或變種進行高通量測序,研究結果發現,山茶屬植物葉綠體基因組高度保守,呈現典型的四分體結構,各個物種間IR區的擴張與收縮變異微小。C. sinensis var. assamicaC. pubicosta具有較近的親緣關系。通過對葉綠體基因組不同區域的序列分歧度的計算,發現葉綠體基因組序列進化速率不受功能限制而是受區域限制。此外還鑒定、篩選出15個分歧度超過1.5% 的序列作為分子標記,為以后山茶屬植物的分類鑒定與系統發育研究提供了重要的信息。(BMC Evolutionary Biology
      
    植物光敏色素與其配體的獨立反應機制
     
    植物光敏色素主要吸收紅光和遠紅光波長的光。在擬南芥中有五種不同的光敏色素,分別被命名為phyA到phyE。這些光敏色素受體在不同的光形態建成反應中所起的作用有時是不同的,有時有部分的冗余甚至相反的作用。研究人員通過ChIP-seq分析以及比較phyA的配體FHY1相關位點和phyA相關位點,全面地鑒別了FHY1染色質結合位點,證實核FHY1、phyA可以相互獨立調節不同靶基因的表達。此外,還證實了獨立的FHY1核信號參與了植物發育的一些至關重要的方面,特別是在鹽脅迫期間遠紅外光下抑制了種子萌發。在共同以及獨特的FHY1和/或phyA相關基因中順式元件 ( cis-element )及轉錄因子差異性,表明了獨立及協調的FHY1和phyA信號通路的復雜性。該研究闡明了phyA或FHY1響應遠紅外光信號發揮各自功能的分子機制,揭示出了除當前已知在phyA依賴性的光形態發生中的作用外,FHY1從前未知的一些功能方面。(PNAS
     
     鑒定對蝦抗病毒信號通路
      
    對蝦(Marsupenaeus japonicus)是我國重要的水產品種,其養殖過程往往受到病毒感染影響,而造成重大損失。研究人員采用定制的對蝦miRNA芯片對受對蝦白斑綜合癥病毒(WSSV)侵染的對蝦miRNA表達譜行分析,發現199個miRNAs參與細胞凋亡的調控,其中8個miRNAs在動物進化過程中有高度保守性。研究人員接著在蝦體內進行功能喪失實驗(LOF),揭示出miR-100是一種抗細胞凋亡的miRNA,通過靶向調控胰蛋白酶基因實現抗細胞凋亡。miR-100的表達沉默會導致蝦血細胞的細胞凋亡活性增強,并進一步導致受病毒侵染蝦中病毒基因組拷貝數和死亡率的下降。該研究發現miR-100—胰蛋白酶信號通路通過調控細胞凋亡在抗病毒免疫中起到了重要作用。使用miR-100的反義寡核苷酸下調miR-100表達水平可能作為防治病毒侵染的一種策略。(Fish Shellfish Immunology
      
    早期胚胎中的DNA甲基化
     
    DNA甲基化的普遍模式在原始生殖細胞中和哺乳動物早期胚胎發育過程中被大舉重新編程。這種重新編程在小鼠胚胎中已被很好地表征,但我們對人類胚胎中的DNA甲基化動態還缺乏詳細的認識。最新的研究結果顯示,在受精之后,人類基因組的絕大部分都會立即發生DNA甲基化的大量喪失,從而證實這種表觀遺傳重新編程在演化上是一個保守的發育特征。Hongshan Guo等人生成了堿基分辨率的、胚胎形成過程幾個發育階段的人類配子DNA甲基化圖。Zachary Smith等人獲得了人類胚胎形成過程幾個發育階段以及在人類胚胎干細胞系衍生過程中的類似的DNA甲基化圖。這兩項研究讓我們對小鼠與人類甲基化動態之間的差別以及DNA甲基化與基因表達和轉座元素之間的功能關系有所認識。(Nature)
     
     劇毒蘑菇的多樣性、形成與演化
     
    鵝膏科(Amanitaceae)真菌具有重要的經濟價值和生態價值,該科既包含國際上著名的食用菌,也兼有易與可食鵝膏和一些可食用蘑菇相混淆的劇毒菌。在因誤食毒蘑菇而中毒死亡的事故中,約90%都是因誤食劇毒鵝膏所致??蒲腥藛T基于五個基因片段的DNA序列,并結合形態學及生態學特征,對全世界劇毒鵝膏的物種多樣性、分布格局和演化歷史進行了研究。該工作取得的成果發現對劇毒鵝膏物種多樣性的認識和估計嚴重不足,在剔除原先誤置于鵝膏屬劇毒鵝膏組(Amanita sect. Phalloideae)的5個物種后,其他28個物種構成了一個單系,其中50%的物種(14種)可能是新物種;相關生物化學分析表明長距離擴散和隔離分化共同造就了外生菌根真菌現今洲際間斷分布的格局。該研究對于劇毒蘑菇的物種識別和我國毒蘑菇中毒預防具有較重要的現實意義;對于揭示鵝膏屬真菌的物種多樣性、形成與演化具有較重要的科學意義。(BMC Evolutionary Biology
      
    科研人員從荔枝果皮中分離出新化合物
     
    荔枝果皮富含黃烷醇、花色苷等重要生物活性物質。這些物質具備良好的調節免疫、抑制腫瘤、抗輻射、抗衰老活性等,是良好的功能食品與化妝品的開發原料,但目前有關于荔枝果皮生物活性物質組成的鑒定依然十分有限??蒲腥藛T從荔枝果皮中制備分離得到一個新的化合物:2-(2-羥基-5-〈甲氧羰基〉苯氧基)苯甲酸。該化合物具有良好的抗氧化活性,其抗氧化活性顯著強于食品行業常用的合成抗氧化劑BHT,因此可用于制備抗氧化劑或自由基清除劑,具有廣泛的應用前景。該發明對于推動荔枝的深加工利用,提升荔枝產品附加值,促進該行業的可持續發展具有重要的意義。(生物通) 

    來源:基因農業網

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