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    生物技術前沿一周縱覽(2015年7月10日)

    2015-07-10 11:57 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

     發現擬南芥抗凍新策略

     
    植物免疫調控因子EDS1是植物免疫的主要成分,以往的研究證實EDS1可在細胞質及細胞核中與輔助調節因子PAD4和SAG101短暫地結合。EDS1、PAD4和SAG101的復合物構成了免疫系統中重要的調節位點,既可介導TIR-NB-LRR蛋白效應物-觸發式激活過程,又可以調節基本的免疫反應。盡管研究人員已對SAG101、EDS1PAD4在生物脅迫中所發揮的作用開展了廣泛的研究,目前對于它們在植物響應非生物脅迫反應中的功能仍不清楚。研究人員新近證實,破壞擬南芥防御調控因子基因SAG101、EDS1PAD4可以提高抗凍性。SAG101、EDS1和PAD4至少在部分程度上通過調節SA和DAG的內穩態,從而參與了擬南芥的抗凍害反應。(Molecular Plant
     
     
    完成紫芝基因組精細圖
     
    靈芝是傳統藥物中的“四大仙草”之一。研究人員完成了紫芝基因組精細圖,該精細圖含有12條染色體,序列總長度達到48.86兆堿基,編碼大約1.5萬個基因。研究表明,紫芝在生長發育中具有多種防御機制,包括基因組防御機制和化學防御機制,紫芝的化學防御功能可能受到多種基因調控機制影響?;蚪M防御對于維持物種遺傳物質穩定性具有重要意義,而化學防御與其次生代謝產物的合成與調控具有密切關系。此研究為通過比較基因組學研究靈芝次生代謝和生長發育,進而通過分子育種培育優良品種奠定了堅實的基礎。(Scientific Reports

     
     
    線粒體基因組應用于高效監測和保護野生傳粉蜜蜂
     
    野生傳粉昆蟲不僅是維持生物多樣性的重要角色,更是保證農產品產量的大自然主角。但棲息地的破壞、農藥的使用、氣候的變化和疾病等因素使得它們難以生存,野生蜂數量大大減少,許多敏感性物種滅絕,直接影響了農業生產。這些情況引起了生態學家及各國政府的高度重視。繼啟動萬種動物線粒體基因組計劃(MT10K, https://www.mt10k.org)之后,深圳國家基因庫成功研發出一套應用線粒體基因組監測生物多樣性的宏線粒體基因組重測序方法。全線粒體混合多樣性分析法流程包括目標線粒體基因組參考數據庫的建立和環境樣本的數據比對兩部分,目標線粒體參考數據庫的建立一次性完成,可被無限次利用,可用于長期監測;除了生物組成信息,物種的豐度信息也可以獲取,進而便于監測各個物種群落的實時動態,以結合農藥使用情況等不同環境因素指導應用恰當的保護措施。(Methods in Ecology and Evolution
     
     
    單細胞浮游植物的眼睛
     
    被稱為“warnowiid dinoflagellates”的單細胞浮游植物是在原生生物界所存在的顯著多樣性的一個極好例子。在它們的單細胞內,這些生物有復雜的眼睛或“ocelloids”,這些眼睛還有與角膜、晶狀體和視網膜相似的結構。利用一種“單細胞器基因組學”方法在從日本和加拿大的海水獲得的Erythropsidinium sp.、Warnowia sp.和Nematodinium sp.分離種中對ocelloids的演化起源進行了研究。他們發現,ocelloids 是從不同來源的事先存在的細胞器生成的。它們的角膜來自線粒體,而它們類似視網膜的結構則是由質體構成的一個交織的網絡組成,最初來自一個次生紅藻內共生體。(Nature)
     
     
    新煙堿類農藥會損害亞洲蜜蜂的氣味學習
     
    嗅覺學習是一種讓蜜蜂意識到花香氣味和花蜜這種獎勵有關聯的過程,以便它們覓食和授粉。新煙堿類農藥會影響亞洲蜜蜂(Apis cerana)學習如何通過嗅覺找到花。削弱這種行為會減少覓食行為,從而會對蜂群的健康產生負面影響。未達到致死量的新煙堿類農藥的濃度可能破壞蜜蜂的健康和覓食能力,這將會連鎖影響到它們提供的重要的授粉功能。吡蟲啉是一種在全中國廣泛使用的新煙堿類農藥,暴露在其中的成蟲和沒有暴露的相比,前者表現出長期嗅覺學習損傷。此外,暴露在未達到致死量的吡蟲啉A. cerana的幼蟲在成年后和對照組相比,前者表現出更差的短期學習能力。結果表明,這個效應可能比成蟲暴露在其中更加嚴重,然而導致這種差別的原因還不明,需要進一步研究。(Scientific Reports
     
     
    中國森林將累積更多的碳
     
    一個新的模型可預測中國森林的生物量碳儲量在2005-2050年間將增加35.5億噸,這意味著到2050年中國森林將是一個穩定且顯著的生物量碳匯。目前中國森林的特點是林齡小,生物量低以及幼齡林面積大。最近的研究顯示這些森林在未來有很大的固碳潛力。研究團隊采用了一種林齡-面積轉移矩陣模型,依據三十個省1994-2008年間的森林面積和各齡級的生物量,以及中國到2050年計劃達到的森林面積,預測了中國森林2005 -2050的生物量碳儲量。模型顯示,中國森林的總生物量碳儲量從2005年的64.3億噸增加到2050年的99.7億噸,增長了55.2%。研究者希望開發出更合適的方法來更好地評估中國森林的碳儲存能力,從而為國家的減排政策提供參考。(Scientific Reports
     
     
    濕地既能生成甲烷又能消耗甲烷
     
    一項研究顯示,淡水濕地是甲烷的一個重要匯。濕地已知是大氣中甲烷(一種強效溫室氣體)的最大自然來源,但它們也可能通過厭氧氧化將自己生成的多達50%的甲烷消耗掉。甲烷的厭氧氧化是一個微生物過程,發生在含氧量非常低的海洋和淡水沉積物中。這一過程在通常與硫酸鹽和硝酸鹽發生的反應中將甲烷分子分解,產生供微生物利用的能量和有害程度較低的垃圾復合物。通過研究了美國非常不同的地理區域(熱帶、溫帶和寒溫帶)的三個大型淡水濕地,并測定了厭氧氧化發生的速度,結果表明,甲烷分解的速度大約是200垓克,這與海洋環境中的甲烷分解速度相似。(Nature Communications
     
     
    微生物可控進化新方法
     
    脅迫抗性是工業微生物的重要屬性之一。微生物的脅迫抗性是多基因控制的復雜生理性狀,單基因改造方法很難有效發揮作用。研究人員采用雙穩態開關,創建了一個脅迫誘導突變(stress-induced mutagenesis)的進化模塊。將該模塊植入大腸桿菌后,加入誘導劑IPTG可引發脅迫誘導突變,使細胞躍遷到突變態,從而適應環境脅迫。當達到進化目標后,加入誘導劑aTc抑制脅迫誘導突變,使細胞回歸到正常態,保持進化后的性狀穩定遺傳。在這一設計思想指導下,研究人員通過10個周期的IPTG/aTc切換,在2個半月內就將大腸桿菌對丁醇的最低耐受濃度提高了56%,實現了復雜生理性狀的人工控制進化。研究結果為進化工程增加了一種可控進化新方法,也為脅迫誘導突變理論提供了新的實驗證據。(Biotechnology for Biofuels
     
     

    來源:基因農業網

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