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    生物技術前沿一周縱覽(2015年4月10日)

    2015-04-10 16:25 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

     解析花序結構發育調控機理

     
    轉錄因子BREVIPEDICELLUS(BP)是花序結構發育的重要調控者,以模式植物擬南芥為對象研究花序結構發育的轉錄調控機制。與野生型擬南芥相比,染色質重塑因子BRAMHA(BRM)與BP的缺失突變體的表型相似,均呈現出相對下垂的角果、短小的果柄和緊密的花序等表型,而BRM 和BP 的雙突變體呈現更為顯著的發育缺陷,揭示BRM 和BP 可能位于同一信號途徑中調控花序結構的發育過程。遺傳學分析顯示,BRM 在遺傳關系上位于KNAT2和KNAT6基因的上游。BRM與BP在植物體內通過蛋白相互作用形成復合體,共同結合于下游基因KNAT2和KNAT6位點上,并通過降低組蛋白甲基化(H3K4me3)的水平,改變染色質的狀態,從而抑制其表達。(PLoS Genetics
     
     
    墊狀植物對橫斷山高山生物帶植物多樣性的形成及維持具有積極作用
     
    協作共存機制(facilitative effect)對區域生物多樣性形成及生態系統功能維持的作用為種間關系研究的熱點。近期,研究人員就物種間協作共存機制對橫斷山高山冰緣帶植物多樣性的形成及維持機制開展了相關研究。研究選取了橫斷山自北向南共8個高山冰緣帶研究樣地、11個代表性墊狀植物類群,分析了墊狀植物對其它非墊狀植物類群的協作作用及其與環境脅迫程度之間的關聯性。該研究揭示了以物種間協作促進關系為代表的生物因素對于橫斷山高山生物帶物種多樣性形成及生態系統功能維持的重要作用,并強調指出墊狀植物類群是橫斷山區高山流石灘極端高海拔生態系統內的關鍵種。(Journal of Vegetation Science
     
     
    云南植物區系分區研究取得新進展
     
    植物區系(flora)是某一特定地區生長著的全部植物種類,它是在地質歷史時間上與環境共同作用的結果。研究人員以中國植物多樣性最為豐富的地區云南為例,結合該地區野生種子植物屬(1983屬)的地理分布及其系統發育關系,探討該地區植物區系的物種組成(taxonomic composition)、系統發育組成(phylogenetic relatedness)及系統發育結構(phylogenetic structure)在空間尺度的變化,在此基礎上對云南植物區系分區進行劃分。結果表明:云南植物區系可以劃分為8個區,聚為南、北兩個大的地理單元;云南植物區系的物種組成與系統發育組相關性較高,其中,滇中地區植物區系的物種組成及系統發育組成較其他地區低;云南植物區系的系統發育結構為非隨機的系統發育結構,其中4個區域呈現較高的系統發育轉換(phylogenetic turnover)程度,表明這些區域的植物區系相對于其它區域的植物區系來說支系(lineages)更為發散。(Scientific Reports
     
     
    納米孔測序儀潛力無限

    來自英國Oxford Nanopore公司的MinION是第一臺商業化的納米孔測序儀。它在帶來無限希望的同時,也承受著高錯誤率的質疑。MinION測序原理是:當單鏈DNA穿過500個微小的蛋白孔時,儀器測定電流的改變。它體積小巧(比智能手機還?。?,即插即用。2012年,MinION在AGBT年會上驚艷亮相,引起轟動。直到2年后,第一批用戶拿到儀器,它的性能報告也陸續面世。由于測序試劑的更新,測序準確性在過去6個月內明顯提高,如今已達到85%。研究人員評估了納米孔讀取形成準確的一致序列以檢測變異的能力,結果讓人欣喜,以高覆蓋度對噬菌體基因組進行測序時,檢測單核苷酸多態性的精確度達99%。研究人員認為,MinION產生了足夠高質量的數據,可用于微生物變異檢出和診斷。并且,其檢測堿基修飾、直接RNA測序和蛋白測序等的潛力使其在de novo組裝方面,臨床便攜測序以及實時的環境監控等方面有無限的應用可能。(Nature Methods
     
     
    當宏基因組遇上單細胞測序
     
    美國能源部聯合基因組研究所的一次會議上,研究人員展示了在四個溫泉樣本(北美和亞洲)中發現的一類新細菌Candidatus Kryptonia。最初是在對來自世界各地的四千多個樣本進行重新分析中發現,有四個樣本含有新16s rRNA基因。16s rRNA檢測無法發現這種細菌,是因為在通用引物的結合處發生了刪除事件。該團隊通過宏基因組測序和單細胞測序證實了這種細菌的存在,并將其命名為Kryptonia。這項研究共測序了22個Kryptonia基因組?;蚪M分析顯示,Kryptonia屬于擬桿菌門。擬桿菌門的成員一般生存在腸道或海洋中,而Kryptonia是其中首個極端嗜熱菌。(生物通
     
     
    新技術解決測序難題
     
    宏基因組學是微生物研究領域的強大工具,主要是從復雜微生物群體中提取DNA并進行測序。不過,目前人們廣泛使用的測序儀生成短讀取,而組裝程序難以區分多次出現的相同或類似序列,無法正確定位片段,由此產生的缺口,使研究者難以鑒定群體中的所有微生物。一項研究采用了來自科羅拉多河附近的泥沙樣本,比較了Illumina短讀取技術和長讀取技術在宏基因組研究中的表現。長讀取技術是指Illumina新推出的TruSeq Synthetic Long-Reads試劑盒,該產品將建庫測序和組裝算法結合起來,能從Illumina短讀取中產生長讀取數據。結果顯示,長讀取技術在樣本中捕捉到了更大的物種多樣性。此外,研究人員還用長讀取技術揭示了之前遺漏的近緣物種。長讀取技術能夠更好的鑒定樣本中的低豐度微生物,重建大多數近緣物種的基因組。(Genome Research
     
     
    揭秘果蠅覓食行為
     
    無論是線蟲還是果蠅幼蟲,都是連續的進食者。因此,很難將內部能量狀態對覓食行為的影響,與食物供應的劇烈變化分離開來。在這項研究中,研究小組證實并擴展了以前“饑餓誘導成年果蠅的自發性活動”的研究結果。研究還表明,饑餓誘導的多動,直接作用于食物資源的采集和定位,因為它可以抑制動物對食物線索的檢測。章胺(octopamine)——脊椎動物去甲腎上腺素的昆蟲對應物,以及表達章胺的神經元,對于饑餓誘導的多動性是必要和充分的。章胺并不是饑餓誘導的攝食行為變化所必需的,表明能量攝入行為是獨立于饑餓狀態的??傊?,這些研究結果為探討CNS調控的能量代謝提供了一種量化的行為模式,并確定了一種保守的神經基質,將生物體代謝狀態與一種特定的行為輸出聯系起來。(PNAS
     
     
    在牛筋果中發現新奇骨架殺蟲先導化合物
     
    植物在長期進化過程中,形成了針對害蟲和病原微生物的防御體系,探索其化學本質,就有可能發現和研制出靶點更加精準、高效、無毒副作用的先導化合物和新型綠色農藥。研究人員在苦木科牛筋果屬植物牛筋果 (Harrisonia perforata (Bl.) Merr.) 中,發現了骨架新奇的 C25型苦木素Perforalactone A (1),其氧雜金剛烷結構單元為首次在植物源天然產物中發現。生物活性方面,化合物1及其生源前體2對苜蓿蚜 (Aphis medicaginis Koch) 均顯示出優異的殺蟲活性,且未顯示細胞毒性。機制研究顯示,二者均為煙堿受體 (nAChR) 拮抗劑,活性 (IC50 = 1.26 nM) 與一線農藥吡蟲啉 (imidacloprid) 相當。新結構的苦木素與吡蟲啉相比,化學結構差異顯著,且為非含氮化合物,這些結構特征提示該類化合物可作為開發高效低毒綠色農藥的先導化合物。(Angewandte Chemie International Edition
     
     

    來源:基因農業網

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