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    生物技術前沿一周縱覽(2015年4月17日)

    2015-04-17 10:23 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

     植物適應性進化研究取得新進展

     
    研究人員以四倍體薺菜(Capsella bursa-pastoris)為例來探討多倍體如何適應多變環境的問題。薺菜是地球上非常成功的物種之一,分布在除熱帶之外的幾乎所有地區,是回答上述問題的一個理想研究系統。該研究在全球廣泛取樣的基礎上,結合細胞學、系統發育、群體遺傳、溯祖模擬及生態位重建等多方面的研究結果,首次澄清了四倍體薺菜的異源多倍化起源,并發現其居群中存在頻繁的來自于同域分布的二倍體近緣種的遺傳漸滲。進一步的研究發現具有漸滲的薺菜居群可以占據更為廣泛的生態位,因而具有更強的適應性。該研究首次將一個進化機制與多倍體的適應能力聯系起來,揭示了多倍體物種在起源后,可通過從其二倍體近緣種獲得新的遺傳變異來增強其適應性。該研究對于理解多倍體的適應機制及促進多倍體作物遺傳育種都具有重要意義。(Molecular Plant
     
     
    蘋果中原花青素合成相關酶LAR基因的分子功能研究
     
    原花青素是蘋果多酚中的主要成分,其含量達多酚總量的80%以上,是迄今為止所發現的最強效的自由基清除劑,但其合成機理目前尚不完全清楚。研究人員分析了蘋果果皮中原花青素的含量與無色花色素還原酶(LAR)、花色素還原酶(ANR)基因的表達水平之間的相關性,發現LAR1、ANR2基因分別與原花青素前體物質兒茶素和表兒茶素含量顯著相關,表明他們在原花青素的合成中起關鍵作用,但在兩個野生種中發現LAR1LAR2基因幾乎不表達時依然可以檢測到有較高的原花青素及其前體積累,這說明原花青素的合成還受到其它基因的調控。此外,蘋果MdLAR1基因在煙草中異位表達不僅會抑制花青素的積累,而且造成原花青素含量的降低,這可能與煙草NtANR1NtANR2基因的表達量受到抑制有關。(Frontiers in Plant Science)
     
     
    乙烯通過類胡蘿卜素異構酶介導的ABA途徑差異調控水稻根和胚芽鞘的生長
     
    目前人們對水稻中乙烯信號途徑及類胡蘿卜素合成途徑的調控還知之甚少。研究人員分離鑒定了一系列的水稻乙烯反應突變體并對其中的mhz5進行了深入研究。mhz5呈現胚芽鞘過敏感而根鈍感的表型。圖位克隆發現MHZ5編碼類胡蘿卜素異構酶。在根中,乙烯通過誘導類胡蘿卜素異構酶基因表達、新黃質與ABA的合成從而抑制根的生長,類胡蘿卜素異構酶/MHZ5介導的ABA途徑作用于乙烯信號途徑的下游,這與擬南芥中報道的乙烯抑制根生長不依賴于ABA的作用是完全不同的;在胚芽鞘中,類胡蘿卜素異構酶/MHZ5介導的ABA途徑作用于乙烯信號途徑的上游,且通過抑制OsEIN2的轉錄來負調控胚芽鞘乙烯反應。此外,類胡蘿卜素異構酶/MHZ5的功能缺失還影響了從水稻的分蘗、穗型、種子大小和根的生長等多個農藝性狀。(The Plant Cell
     
     
    植物磷酸肌醇信號研究領域取得重要進展
     
    多磷酸肌醇激酶(IPK2)是磷酸肌醇信號網絡的一個關鍵調節組分,擬南芥含有兩個多磷酸肌醇激酶AtipK2α和AtIPK2β。研究發現AtIPK2α和AtIPK2β以功能冗余性的方式參與花粉發育、花粉管導向以及胚胎發生過程,而且這個過程依賴其磷酸肌醇激酶活性。該研究為闡明植物雌雄配子體識別的分子機制提供了新的線索。(Plant Journal
     
     
    武漢植物園完成蓮基因組數據庫網站建設
     
    蓮作為蓮科蓮屬多年生草本水生植物,是我國重要的水生經濟作物。武漢植物園于2013年首先公布了“中國古代蓮”基因組框架圖譜,為蓮的遺傳育種研究提供了極大的支撐,但基因組測序得到的結果僅僅是大量的靜態數據,其他研究者和公眾很難獲取到該信息。研究人員利用武漢植物園獲得的蓮基因組及相關轉錄組數據,通過與專業的網站設計制作團隊合作,完成了蓮基因組數據庫網站的建設(http://lotus-db.wbgcas.cn)。通過訪問該數據庫網站,公眾可以獲取蓮基因組及基因表達的相關信息。該數據庫網站的建成,將極大的促進蓮的分子育種以及蓮的其他分子生物學方面的研究。該數據庫網站的使用介紹已整理成文,并在生物信息學專業數據庫期刊發表。(DATABASE
     
     
    細胞學突破:首次復制收縮環的結構

    眾所周知,當生物體發生細胞分裂時,細胞膜內陷形成一個收縮環。當這個環收縮時,細胞分裂成多個子細胞。雖然分子和細胞生物學研究已經逐漸揭示了形成和控制該收縮環的蛋白質,但是其自身組織結構的許多方面,仍然還是一個謎。研究人員通過分離一個精制蛋白并將其放置在一個模仿細胞的膠囊內,在世界上首次復制了該收縮環的結構。此外,該研究小組對該收縮環的自組織結構及其收縮性能的最低要求和物理條件,有了深刻的認識。這一成果有望對理解細胞分裂的整體運作,起到重要的作用。如果我們可以充分理解細胞分裂,就有可能控制這個過程,也有可能用來制備具有自我繁殖能力的人工細胞。(Nature Cell Biology
     
     
    首次質譜和顯微技術“圖像融合”
     
    顯微技術能幫助研究人員獲得組織的高分辨率圖像,但這種技術無法給你具體的分子信息,而質譜技術能完成組織中蛋白,脂質及其它分子的各種精確分子,但是圖像處理過于粗糙。如果能將這兩種技術的優點結合起來,將能令研究人員獲得高分辨率的體內分子構成。在這項研究中,他們采用回歸分析(regression analysis),從而能將質譜詩句的每個像素投射到顯微成像的對應位置上,獲得一個全新的“預測”圖像。這在概念上類似于繪制標準曲線的實驗點,雖然在這些真實測量點之間沒有“實際點”,但是可以通過之前的實驗進行預測。(Nature Method
     
     
    過度捕撈珊瑚礁的恢復
     
    世界上很多珊瑚礁都受到過度捕撈,這促使人們普遍呼吁尋找解決“珊瑚礁危機”的辦法。對超過800個珊瑚礁的恢復潛力所做的該項研究顯示,被捕撈礁石的83%都失去了它們預期生物質的一半以上,對關鍵生態系統功能造成嚴重后果。通過禁止捕撈來進行保護,平均在35年內可以讓珊瑚礁完全恢復,但退化最嚴重的珊瑚礁需要59年才能恢復。因此作者認為退化珊瑚礁中至關重要的生態系統功能可以通過限制漁場作業與其他保護方法相結合得以維持。(Nature)
      

    來源:基因農業網

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