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    生物技術前沿一周縱覽(2015年6月5日)

    2015-06-05 12:39 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

     新方法構建棉花基因組高密度SNP圖譜

    SNPs(單核苷酸多態性)是最豐富的多態性類型,并已在許多作物基因組研究中進行過不斷的探索,包括水稻和玉米。由于其復雜性和多倍體,異源四倍體棉花基因組的SNP研究,已經落后于其他作物。在這項研究中,研究人員采用新一代測序和有效的SNP基因分型方法,檢測了多倍體棉花全基因組SNP,并用來構建連鎖圖譜和表征基因組的結構變化。這項研究用測序后基因分型法,確定了陸地棉(G. hirsutum)和海島棉(G. barbadense)之間上百萬個SNPs。研究人員構建并利用一幅高密度SNP圖譜,來糾正序列錯誤組裝,將scaffolds合并成與染色體一致的pseudomolecules,檢測基因組重排,并確定了異源四倍體棉花中的著絲粒區域。該研究發現,四倍體棉花的著絲粒逆轉錄因子序列,來源于D亞基因組祖先,可能在異源四倍體形成之后侵入了A亞基因組著絲粒。(Genome Biology
     
     
    RNA干擾途徑調控南方水稻黑條矮縮病毒在介體白背飛虱體內的持久侵染
     
    近年來,由南方水稻黑條矮縮病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)引起的南方水稻黑條矮縮病在我國南方稻區暴發流行。南方水稻黑條矮縮病毒(SRBSDV)由介體白背飛虱以持久增殖型方式傳播,但有關病毒在介體內高效增殖的機制仍不明確。研究人員為了探索SRBSDV在介體白背飛虱體內的持久增殖是否受到RNAi抗病毒免疫途徑的調控,利用小分子RNA深度測序,初步明確了SRBSDV侵染白背飛虱能夠激活RNAi途徑,發現RNAi途徑具有調控SRBSDV在介體白背飛虱體內的持久侵染、控制植物病毒在介體昆蟲內過度積累從而避免病毒對昆蟲造成不利影響的作用。(科學通報
     
     
    馬先蒿屬植物花蜜腺與傳粉者行為關系研究取得新進展
     
    馬先蒿屬植物以其復雜多樣的花部形態變化引起了眾多傳粉生物學家的關注,對蜜腺形態和功能研究對于深入理解馬先蒿屬植物與傳粉者的相互關系及其演化式樣具有重要意義。長期以來,對馬先蒿屬的蜜腺形態停留在野外觀察描述,缺乏微形態和解剖學方面的證據,近期,研究人員系統研究了馬先蒿屬植物代表類群的蜜腺形態及其喙長、傳粉方式、產蜜功能與蜜腺有無/蜜腺類型的相互關系。研究取得了新的發現:馬先蒿屬具有膨大蜜腺或延長蜜腺,或者無蜜腺。該研究在以往研究報導的一些不產蜜的長喙類群中發現了蜜腺結構。長喙和長管類群可能是由無喙產蜜的類群經過喜馬拉雅-橫斷山區近期快速輻射演化而來。該研究為進一步揭示馬先蒿屬植物花部特征與傳粉者取食行為的相互關系提供了重要依據。(Botanical Journal of the Linnean Society
     
     
    浮游植物與海洋細菌之間的相互作用
     
    在實驗方面所存在的困難意味著,我們對浮游植物與細菌之間的互動(這種互動是海洋生態系統的基礎)知之甚少。研究人員利用一個實驗室模型系統對與全球分布的硅藻相聯系的一個細菌菌群進行了表征。他們發現,在菌群培養實驗中,Sulfitobacter sp.通過吲哚乙酸IAA, 是從由硅藻分泌的色氨酸和內源性色氨酸合成的)的分泌在硅藻Pseudo-nitzschia multiseries中促進細胞分裂。作者通過代謝組學和元轉錄組學方法識別出了IAA和與海洋中IAA的生成相關的一些基因,盡管還需要進一步的工作來充分研究在實驗室中所識別出的這個通道的生態意義。這項研究是在分子層面上表征用來支持海洋中細菌菌群的介質的首批研究之一,為今后的工作奠定了基礎(Nature)
     
     
    環境中持久性有毒污染物檢測新策略
     
    持久性有毒污染物(Persistent Toxic Substances,PTS)是目前面臨的重大環境污染問題,它包括持久性有機污染物(POPs)和重金屬污染物等。大多數持久性有毒污染物通常具有化學惰性和高介電性,其檢測通常依賴大型儀器,如色譜法、質譜法等。研究人員巧妙利用污染物的高介電性及其與環糊精分子主客體分子的識別能力,提出了一種基于“電子傳輸阻斷效應”的環境中持久性有毒污染物檢測新策略,在不同尺寸的電化學電極上修飾環糊精,細致研究了典型持久性有機污染物與重金屬污染物在修飾電極體系中的電化學阻抗譜。最后,利用尺寸匹配效應對工作電極選擇性檢測持久性有機污染物的機理進行了合理解釋。(Advanced Science)
     
     
    酵母基因組多位點編輯技術
     
    構建大規模、可協同、多位點的轉錄元件調控平臺,有利于形成表型的多樣性,對于實現菌種高效改造具有重要意義。研究人員在釀酒酵母中發展了TALENs介導的多位點基因組編輯技術(TALENs-assisted mutliplex editing,TAME),該技術主要基于TALENs特異性識別修飾真核啟動子區保守序列TATA框與GC框之間的關鍵區域,引起不同基因的差異表達,形成多性狀菌體庫。通過結合高效的熒光蛋白篩選策略,實現基因組有益修飾位點的不斷積累,加速酵母遺傳性狀的進化改造。通過基因組重測序與表達譜分析發現有27.3%的預期位點發生特異性修飾,實現了高效的半理性多位點編輯。為進一步評價該技術在復雜性狀改造中的作用,研究人員將TAME技術應用于釀酒酵母乙醇耐受性改造中,并且實現了快速多位點進化。因此,TAME作為通用性的平臺技術為酵母基因組工程改造提供了新的策略和手段。(ACS Synthetic Biology
     
     
    基因密碼子擴展實現光致電子轉移模擬
     
    研究者一直在尋求利用生物元件實現對復雜系統中電子轉移及光致電荷分離進行高效可控的模擬,而如何基因編碼有效的電子受體是合成生物學中的主要瓶頸。研究人員將氟代硝基苯丙氨酸和間硝基苯丙氨酸兩種電子受體非天然氨基酸通過基因密碼子擴展手段定點插入到綠色熒光蛋白(GFP),首次實現了利用電子受體非天然氨基酸研究綠色熒光蛋白中的快速光致電子轉移過程。此外,該電子受體非天然氨基酸的氧化還原電勢與生物體內重要的氧化還原產物NAD(P)H,鐵硫中心A和鐵硫中心B類似,因此可為利用合成生物學手段模擬復雜還原酶(光系統I,氫酶,固氮酶等)進而研究其機制和模擬其功能提供新的方法。該研究為研究生物大分子中的光致電子轉移現象及復雜還原酶的理性設計提供了有力工具。(Journal of the American Chemical Society
     
     
    避免耐藥性的無毒抗菌藥開發新策略

    兩性霉素B是醫生對抗危及生命的真菌感染(侵入患者的血液和組織中)最后的、最好的防御。兩性霉素B可通過靶定對細菌生理學必不可少的一個特定脂質分子,殺死酵母和真菌,但它也能夠與人體中的膽固醇結合,因此使得它變得如此有毒性。在這項新研究中,研究人員進行了三個簡單的化學步驟,將兩性霉素B轉化成更特異性結合真菌脂質而不是膽固醇的化合物。他們開發和測試了兩性霉素B的幾種衍生物,發現一些特定的衍生物,藥物作用特異性很高,但耐藥菌株并不會出現地更快。這些結果表明,通過這種調整天然化合物的方法,結合微生物特有的脂類,可能是生產無毒但能避免耐藥性的抗菌劑的一種更為普通的方式。(Nature Chemical Biology
     
     

    來源:基因農業網

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