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    生物技術前沿一周縱覽(2014年12月26日)

    2014-12-26 08:28 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

     解析植物Sussex信號傳導機理

    在高等植物莖尖,側生器官葉片的被-腹軸(又稱近-遠軸)極性建成受到莖尖干細胞調控。這個極性信號分子被稱為Sussex信號。研究人員在擬南芥和番茄中通過熒光成像發現葉片原基中存在生長素濃度差異,近軸面(即葉片靠近莖尖一側)生長素濃度較低。此外,葉片原基發生之后,立即出現從近軸面向莖尖干細胞方向的生長素運輸。番茄中的顯微操作結果結合擬南芥中轉基因和遺傳學結果表明,葉片原基近軸面的低生長素濃度和葉片與莖尖的生長素運輸都對葉片極性的建成至關重要。生長素下游轉錄因子MONOPTEROS介導生長素信號調控葉片極性建成。此研究對于經典的Sussex信號在分子水平給出了機理性的解釋,并證明了生長素對于以葉片為代表的植物器官極性建成的作用。(PNAS
     
     
    茉莉酸誘導側根發生過程中新信號機制
          
    大量的研究證明生長素可以促進側根的發生,而促進側根的發生也就被認為是生長素的特性之一。生長素對于側根發生的影響表現在側根發生過程的各個方面。有研究證實,茉莉酸通過調控生長素的生物合成和極性運輸來調節了擬南芥的側根形成。研究人員在新研究中發現茉莉酸高度響應性因子ERF109介導了茉莉酸信號傳導和生長素生物合成之間的串擾,調控了擬南芥側根發生。相比于野生型的擬南芥,茉莉酸甲酯(methyljasmonates,MeJA)處理的erf109突變體具有較少的側根,而ERF109過表達則可引起與過度生成生長素的突變體相似的根表型。ERF109直接結合到了ASA1和YUC2基因的啟動子上,而SA1和YUC2編碼了生長素生物合成中的兩個關鍵酶。由此,新研究揭示了茉莉酸誘導側根發生過程中茉莉酸和生長素串擾的一個分子機制。(Nature Communications
     
     
    NLR介導的?;钥剐员碛^遺傳學調控機制
     
    植物NLR抗病受體蛋白介導對病原菌的?;钥剐允艿絿乐數恼{控。研究發現并闡明了單子葉麥類作物中NLR介導對白粉病真菌病害?;钥剐缘谋碛^遺傳學調控的機制。該研究鑒定了麥類作物大、小麥中特異表達的miR9863家族,其中3個miR9863的成員靶向大麥Mla白粉菌抗病位點上的部分等位基因成員的轉錄本,調控的特異性是由成熟miRNA中或Mla中靶向位點中的1-2個SNP決定。miR9863成員通過介導對Mla轉錄本靶標的切割和翻譯抑制發揮作用,同時誘導產生21nt的次級siRNAs(phasiRNAs)進一步增強對Mla的調控效率。這一轉錄后水平的負調控機制很好地解析了植物對NLR類型抗病基因抗性的精細調控,盡量減少或避免植物引發過度的抗病反應和細胞死亡對其生長發育的不利影響。(PLoS Genetics
     
     
    發現玉米絲黑穗病數量抗性的激酶
     
    玉米絲黑穗?。℉ead smut)是一種世界性病害,也是我國春玉米產區的主要病害之一。這種病害是由土壤或種子帶菌傳播的真菌病害,其病原菌玉米絲黑穗病菌(Sporisorium reilianum),該病害給全世界的玉米生產造成了嚴重威脅。玉米對絲黑穗病的抗性受多個數量性狀位點(QTL)控制,研究人員圖位克隆了qHSR1,并確定了qHSR1介導玉米絲黑穗病數量抗性的分子機制。利用連續的精細定位和轉基因互補策略,發現ZmWAK是定位在qHSR1內賦予玉米黑穗病數量抗性的一個基因。ZmWAK跨越質膜,有可能發揮了一種受體樣激酶作用負責感知和傳導細胞外信號。新研究為玉米抗絲黑穗病分子育種提供了一個可能的抗病候選基因,為玉米絲黑穗病抗病育種工程的進一步深入研究奠定了重要的基礎。(Nature Genetics
     
     
    我國成功開發植物生長調節劑冠菌素
     
    冠菌素,是近年來發現具有植物生長調節活性的天然物質,能調節植物生長發育、活性極高、抗逆效應突出、應用成本低、安全性高,如按目前主要作物年應用10億畝計,每年市場潛力在30億元以上。研究人員在耐高溫高產基因工程菌培育方面取得關鍵突破,應用轉座子誘導突變、基因重組等方法構建了高產冠菌素的基因工程菌,比國內外報道的產率水平提高5~10倍以上;建立并優化了發酵工藝,建立了世界上第一條冠菌素發酵生產線;建立了膜過濾和活性炭吸附的規?;瘽饪s與精制工藝;研制了冠菌素的水劑、懸浮劑等水基化綠色制劑與納米控釋劑;發現了冠菌素提高作物抗逆和棉花延緩生長、促進脫葉催熟新效應,建立了大田作物應用的關鍵技術;產品原藥和制劑已經進入農藥登記階段,預計2015年獲得原藥及制劑番茄、棉花上的農藥登記,這將是冠菌素國內外首次登記與產業化。(科技日報
     
     
    藍藻蛋白基因組學研究要進展
    科研人員對模式藍藻Synechococcus sp. PCC 7002的蛋白基因組學進行了系統研究。該研究綜合采用了最新的基于蛋白和肽段的分離技術以及高分辨質譜分析技術,通過深入的生物信息學分析,鑒定了超過92%的預測的編碼基因,校正了38個預測的編碼基因并且發現了118個新基因。利用蛋白質組數據,實現了蛋白質翻譯后修飾的系統全局發現,大規模鑒定了23種不同的翻譯后修飾,其中絕大多數修飾是首次在藍藻中發現。在以上工作的基礎上,該研究建立了完整的蛋白質基因組學研究和分析流程,可適用于各種已經測序的原核生物,并成為其中一項標準的注釋流程,成為解讀基因組及其功能分析的重要工具。(PNAS
     
     
    禽流感疫情是否受鳥類遷徙影響
     
    鳥類的遷徙路線一直受到病毒學家的關注,其中一個重要的原因就在于科學家們認為,鳥類的遷徙會影響禽流感病毒的暴發和在亞洲傳播的模式。研究人員通過基因組測序分析證明了以上觀點,指出鳥類遷徙模式可能驅動著H5N1的傳播與暴發。利用高空間分辨率和高光譜分辨率遙感數據,以及對這些病毒基因組的譜系地理分析,研究人員發現了H5N1病毒沿著東亞-澳大利亞遷飛途徑和中亞遷飛途徑遷徙,這是野鳥跨亞洲的兩個主要遷徙路徑。但是這種病毒并沒有在這兩條遷飛途徑之間旅行,這表明這些遷徙路徑可能部分限制了病毒傳播的范圍。此外,研究人員還發現了H5N1暴發的時機與野鳥遷徙的時機具有相關性。這些結果提示鳥類遷徙模式可能驅動著H5N1的傳播與暴發。(PNAS
     

    揭開甲型
    H5N1病毒致雞迅速死亡之謎

    日本一個研究小組發現了雞感染高致病性禽流感病毒(甲型H5N1病毒)后迅速死亡的部分機制,這一成果有助為多種感染性疾病開發新療法。研究小組在印度尼西亞利用雞進行甲型H5N1病毒的感染實驗時,發現雞各臟器的血管都出現了出血和淤血的癥狀。對雞肺進行的分析顯示,內皮縮血管肽的量是通常水平的約3倍,內皮縮血管肽受體的量則是通常水平的約1.5倍。內皮縮血管肽的量異常會引發急劇的出血和缺血狀態,可能導致雞迅速死去。而向雞注射阻礙內皮縮血管肽和受體發揮作用的抑制劑后,感染后第5天的致死率就由100%降至約20%。但目前尚不清楚感染病毒后內皮縮血管肽和受體增加的機制。研究小組認為,埃博拉出血熱等出血性疾病應該也具有同樣機制。在對人類埃博拉出血熱進行治療時,也許內皮縮血管肽和受體的抑制劑能夠作為治療藥物發揮作用。(科學網

     

    來源:基因農業網

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