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    生物技術前沿一周縱覽(2014年11月7日)

    2014-11-06 20:05 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

    植物脂類代謝相關免疫反應中的新基因

    植物時常會遇到大量微生物的挑戰,但由于植物具有完善的免疫系統,只有一小部分的微生物能夠引起疾病。植物的先天免疫系統是由復雜的信號網絡構成,通常包括了兩種模式:病原相關分子模式激發的免疫反應(PTI)和效應蛋白激發的免疫反應(ETI)。近年來,大量的數據表明脂類代謝是建立系統獲得性抗性的必要條件。一項新研究中證實,棉花細胞色素P450 CYP82D通過硬脂酸信號通路(octadecanoid pathway)調控了系統性的細胞死亡。鑒定出的GhCYP82D被稱為SSN的基因,它屬于細胞色素P450s的CYP82家族。SSN過度表達引起了氫氧化物和ketodiene脂肪酸過度累積,18:2脂肪酸水平下降,而沉默SSN則可引起脂氧合酶(LOX)表達失衡以及過量的過氧化氫脂肪酸累積。還證實了一種未知的氧類脂衍生因子是系統細胞死亡必需的一個可變信號,由此推測SSN是在病原體感染時調控超敏反應的一個閥門。(Nature communications

    發現與西紅柿選擇性栽培有關基因區域

    以消費為目的的西紅柿種植方法使得西紅柿個頭更大、味道更好,但是由此也導致其遺傳多樣性的減少。這限制了農業生產者利用標準的種植技術改進西紅柿作物。通過選擇性種植和良種選擇弄清我們是如何讓西紅柿的基因組以及在什么位置產生變化,科學家可以精確定位那些可以通過種植特定品種或DNA編輯技術來進行改進的基因區域。該研究對來自世界各地的360個各類西紅柿的基因組進行測序,包括人工栽培種類和野生種類。發現有一組西紅柿處于野生和經過產業處理過的西紅柿之間。這種中間類西紅柿經過了人工栽培,但在體積和重量上并未被人為改進。大約8%的西紅柿基因組在人工栽培過程中起著必要作用,在之后的改進階段有7%的基因組被利用,這些基因區域中有五分之一發生重疊。這些基因包含了一種可能的人工栽培基因,該基因能夠對花蕾中的植物激素產生反應,此外,還包含有多個“改進”基因,其分別控制著植物體積的不同方面。(Nature Genetics

    新研究發現能防治水稻褐飛虱的基因

    褐飛虱自古以來嚴重危害日本的水稻生產。研究人員確定了水稻體內一種能防治褐飛虱的基因,從而有望開發出抗這種蟲害的水稻新品種。產于印度的水稻不會遭褐飛虱危害,因為印度產水稻含一種名為BPH26的基因。將這種基因植入日本產水稻,發現褐飛虱無法吸食水稻中的養分,最終會被餓死。通過與印度產水稻雜交,日本產水稻就可以獲得這一基因,從而開發出抗蟲害能力更強的新品種。這將有助于發展不依賴農藥的環保型農業。(生物通

    RPA法快速檢測轉基因作物

    重組酶聚合酶擴增RPA被稱為是可以替代PCR的核酸檢測技術。RPA擴增的速度非???,靈敏度高,對硬件設備要求低,而且不需要復雜的樣本處理。這樣的技術特別適合于體外診斷、獸醫、食品安全、生物防御、農業等領域。自轉基因作物首次商業化以來,已經過去了近二十年,這一技術的發展始終伴隨著激烈的爭論。完善轉基因作物的管理,就需要快速而簡便的檢測方法?;ㄒ嘶ㄈ~病毒35S(CaMV-35S)的啟動子和根癌農桿菌胭脂堿合成酶基因(nos)的終止子,是廣泛用于轉基因作物的兩種調控序列。研究人員在這兩個片段的基礎上設計了兩組RPA引物,對轉基因作物進行篩選和檢測。研究人員用這一技術在15~25分鐘內檢出了只含100拷貝目標分子的樣本。此外,還建立了實時RPA分析體系,成功檢測了四種主要的轉基因作物(玉米、水稻、棉花和大豆)。研究表明,RPA能大大簡化反應過程,顯著縮短檢測時間,是快速檢測轉基因作物的有效途徑。(International Journal of Molecular Sciences

    細菌細胞通過犧牲個性來演化


    多細胞生物是從單細胞祖先演變來的,這是一個一定涉及很大合作程度的過程,也要求在不可避免會從合作群體內部出現的破壞性欺騙型細胞存在的情況下具有相當大的穩定性。因此,多細胞生命的演化涉及選擇水平從個體到集體的一個變化。Paul Rainey及同事繁殖了名為“熒光假單胞菌”的細菌的簡單合作世系,它們是通過要么接受、要么清除欺騙類型存活下來的。接受欺騙類型的世系具有一個由交替表現型狀態構成的生命周期(它讓人聯想到一個發育開關),這個生命周期要求集體的適應性與成員細胞的適應性脫鉤。這樣的生命周期具有復雜多細胞生命的出現所需的特點。(Nature

    多種碳源對斯達油脂酵母產油的影響

    微生物油脂又稱單細胞油脂,是微生物在一定條件下將碳水化合物、碳氫化合物等碳源轉化為菌體內大量儲存的油脂。與其它生物柴油的原料油相比,微生物油脂生產周期短、不占用耕地和淡水資源且可規?;芾砗蜕a,因此成為生物柴油未來發展的重要方向。葡萄糖是微生物油脂生產常用的底物,但大規模工業化生產成本太高。為降低微生物油脂的生產成本,探索產油微生物的發酵底物范圍、利用生產生活廢棄物的水解物作為發酵底物變得尤為重要。
    研究人員以產油微生物斯達油脂酵母 (Lipomyces Starkeyi) 為研究對象,發現斯達油脂酵母可以有效利用多種碳源如葡萄糖、果糖和甘油作為發酵底物生產油脂;發酵底物碳氮比的增加不僅能增加斯達油脂酵母的含油量,還促進細胞中飽和脂肪酸的積累。盡管斯達油脂酵母在未脫毒的柳樹木屑水解液 (NDLH) 中不能正常生長和積累油脂,但經過脫毒處理的柳樹木屑水解液 (DLH) 可以作為斯達油脂酵母積累油脂的有效底物,油脂累積效率可達葡萄糖碳源的60%以上。以上研究結果為斯達油脂酵母利用廢棄甘油和木質纖維素水解液作為發酵底物生產生物柴油提供了有力的支持。(Bioresources

    在一起能夠生長更好的植物

    更加多樣化的植物群落經常更穩定和更高產,這是一個會隨時間推移而增強的效應。研究人員對演化在這一生態現象中所起作用進行了研究。利用具有不同的最近演化歷史、在混合物種群落中或單一栽培狀態下生長的植物(包括禾草、草藥和豆科植物)來建立新的生態群落。生態系統功能和形態特征多樣性在由混合生長的植物組成的群落中比在由單作生長的植物組成的群落中更大,說明自然群落中的生物多樣性效應會隨種群適應它們的生物環境而增強。關于小規模演化對生態關系有重要意義的發現,將關于自然群落中物種共存的不同觀點統一了起來。(Nature

    胚胎怎樣將細胞組織到一起

    發育中的胚胎通過細胞群的協調分化來組裝復雜組織和器官,這是一個取決于非常高效的細胞通信的集體過程。生長中的組織內的細胞怎樣對決定它們命運、分泌到細胞外空間中的成形素施加控制一直不清楚。研究人員利用活體成像發現,斑馬魚發育中的側線系統內的細胞在共享的微環境或微腔中來排列它們自己,使得信號(如成纖維細胞生長因子,FGF)在一些區域比在其他區域更集中。這使得附近的細胞能夠根據它們的位置做出協調反應,這樣一個反饋過程反過來又會影響細胞的排列和推動進一步的發育。(Nature

    哺乳動物“complex I”的結構

    線粒體電子傳遞鏈的第一個酶,即complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase),將從NADH 到ubiquinone的電子轉移與穿過線粒體內膜的質子轉位耦合起來,導致ATP的合成。該研究報告了以 5 Å分辨率獲得的來自牛心臟線粒體的complex I的電子低溫顯微鏡結構。哺乳動物的這種酶要比以前發表的來自低等生物的complex I的結構大得多。研究人員確定了44個亞單元中28個的結構——14個保守的(核心)亞單元和14個哺乳動物特有的亞單元。(Nature

    來源:基因農業網

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