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    生物技術前沿一周縱覽(2015年7月24日)

    2015-07-24 07:57 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

     新型轉基因水稻降低甲烷釋放量

     
    科學家們最近開發了一種新型轉基因(GM)水稻,能顯著減少農業對氣候的影響。這種水稻裝備了大麥的DNA,不僅產量更高,而且甲烷(一種很強的溫室氣體)釋放量只是傳統水稻的1%。這種水稻有助于提高糧食生產的可持續性,因此備受關注。研究人員將編碼轉錄因子的一個大麥基因插入水稻中,使水稻種子的淀粉含量提高到干重的86.9%,而傳統水稻的淀粉含量只有76.7%。同時發現,轉基因水稻根部的產甲烷細菌比傳統水稻少得多。溫室和試驗田研究證實,轉基因水稻釋放的甲烷只有傳統品種的0.3% 到10%,而且氣溫較高的時候甲烷減少更為顯著。這種新型水稻還有助于解決隨著人口增加而日益嚴重的糧食問題。(Nature
     
     
    獲得擬南芥非嵌合性T1突變體的CRISPR/Cas9基因組編輯
     
    大量擬南芥序列索引的T-DNA插入突變體,對于直接研究基因功能,發揮了關鍵的作用。然而,有兩大障礙限制了這些全基因組表型篩選的應用。通過CRISPR/Cas9基因組編輯系統的組成型過量表達而產生的擬南芥突變體,通常在T1代是嵌合體。研究人員利用卵細胞特異性的啟動子,來驅動Cas9的表達,并以很高的效率獲得了多個靶基因的非嵌合性T1突變體。目前這種策略可以縮短所需的時間,在一個世代中產生這樣的突變體,從而提供一種更快、更具成本效益的方法,來制備新的擬南芥突變群體和多基因突變體。根據對啟動子和終止子的不同組合進行比較,研究人員還提出了一種方法,來優化卵細胞特異性啟動子控制的(EPC)CRISPR/Cas9系統。(Genome Biology
     
     
    基因修飾讓玉米無殼且美味
     
    數十年來,科學家一直在研究野生苞谷如何生長成現在人們食用的玉米??茖W家表示,今天的玉米之所以長成現在的樣子是因為該作物的基因發生了一種小變化。大約在距今9000年前,墨西哥人利用野生墨西哥類蜀黍培育出了玉米,那時的玉米粒被一層堅硬的外殼包裹著,使其不適宜人類食用。數十年來,科學家一直在研究野生苞谷如何生長成現在人們食用的玉米?,F在,一項遺傳學領域的新研究進一步對比了玉米和墨西哥類蜀黍的特征,研究發現在隨后數千年內發生的一種DNA基礎交換——即通過tga1基因的C-G序列的基礎交換產生了柔軟的、裸露在外的玉米粒。這項研究發現表明了古代作物馴化者如何通過人工選育對作物遺傳基因作出小幅改變,從而讓玉米進化成人們今天所熟悉的樣子。(Genetics
     
     
    我科學家用CRISPR實現楊樹定向誘變
     
    作為一個最廣泛種植的速生樹種,楊樹具有巨大的經濟價值和生態價值。自從2006年毛果楊(Populus trichocarpa)全基因組序列發布以來,現在有廣泛的基因組資源可用于這個樹種的功能基因組學研究,它已被用作森林遺傳學和木本植物研究的一個模型。因此,了解楊樹基因功能和轉錄調控的分子機制,對于樹木遺傳工程和可持續的森林管理,是至關重要的。在一項新研究中,我國科學家通過CRISPR/Cas系統實現林木植物毛白楊(Populus tomentosa Carr.)的基因組編輯和靶基因突變。該研究數據表明,我們可以利用Cas9/sgRNA系統,在木本植物中精確地編輯基因組序列,并有效地建立基因敲除突變體。(Scientific Reports
     
     
    冷季型草坪草耐高溫能力逆境記憶增強的研究
     
    逆境記憶(stress memory)是生物體應對逆境環境后在體內形成的調控信號。這種逆境記憶部分會遺傳給后代,當再次暴露于此前逆境環境,逆境記憶會迅速被激活,啟動相關信號轉導及轉錄調控,從而增強馴化植株耐逆能力。高羊茅(Festuca arundinacea)又名葦狀羊茅,隸屬禾本科,是主要的冷季型牧草和草坪草,在我國北部及長江流域氣候過渡區廣泛建植應用。近年來我國一些地區夏季經常出現異常高溫天氣,高溫脅迫已成為高羊茅在我國南方地區發展的主要限制因子。以篩選鑒定的耐熱高羊茅(PI 574522)和熱敏感高羊茅(PI 512315)為材料,利用建立的逆境馴化模式對植株進行前期處理。與直接暴露40℃高溫處理組相比,逆境馴化后兩個高羊茅種質材料耐熱能力顯著增強,表現為草坪質量增加,EL值降低。進一步研究發現與逆境記憶有關的馴化基因。(Frontiers in Plant Science)
     
     
    關于蘋果酸度性狀遺傳研究獲進展
     
    酸度是決定果實風味品質的一個核心元素。在前期構建的蘋果資源果實品質基礎數據庫、并明確蘋果風味品質馴化過程中酸度選擇起著關鍵作用的基礎上,進一步采用候選基因關聯分析方法發掘了1個控制果實酸度的候選基因Ma1,該基因編碼一個轉運蛋白,該基因編碼框尾端存在一個單堿基變化位點(SNP),且它與果實酸度密切相關。當SNP位點堿基為G時,對應的編碼蛋白位于液泡膜,能夠將蘋果酸轉運到液泡,促進果實有機酸積累;但當SNP位點堿基為A時,造成終止密碼子提前(少了84個氨基酸,該突變基因命名為ma1),編碼的不完整蛋白位于細胞質膜上,無法負責將蘋果酸向液泡中轉運,不利于蘋果有機酸積累。研究還發現,一些基因型為ma1ma1品種,果實有機酸含量也很高,這表明Ma1基因不是控制蘋果酸度的唯一決定因子。(Plant Genome
     
     
    礦山廢棄地土壤微生物群落響應的新進展
     
    科研人員選取了不同的復墾植物——外來樹種藍桉樹(Eucalyptus globulus)和本地樹種巨柏(Cupressus torulosa)和云南松(Pinus yunnanensis),結合不同修復年代序列(2年、23年和30年),采用磷脂脂肪酸的方法研究了土壤中的微生物群落結構組成及多樣性的特征,并比較這些特征與開采區和自然植被區的土壤群落特征的差異。研究發現,植被修復區的土壤的有機碳及其他養分含量顯著高于開采區。經過植被修復后,土壤微生物的多樣性顯著提高,群落結構組成也恢復到自然植被區的相似水平。另外,與外來樹種相比,本地樹種能夠更快地提高土壤的氮含量和微生物生物量。土壤微生物多樣性隨著植被恢復的年代增加而提高。研究結果表明,土壤微生物群落特征可以作為生態恢復的土壤健康指示,而本地樹種對于土壤微生物的恢復比外來樹種的速度更快,從而揭示了樹種選擇在生態修復管理中的重要性。(Plant and Soil
     
     
    對抗超級細菌的最新武器
     
    最近有研究發現,一種特殊的合成糖可能是對抗超級細菌的新武器??茖W家發現了一類潛在的新抗生素,他們的靈感來自于細菌所產生的糖分子。這種新的抗生素,以細菌自身糖分子的修改版本為基礎,添加一個修飾的糖分子進去,細菌細胞壁就會停止連接過程,從而殺死細菌。因此,細菌不太可能對其產生耐藥性,而耐藥性是對抗超級細菌泛濫所迫切需要解決的問題。該研究小組檢查了Alchemia公司修飾的數百個糖分子版本,以尋找那些能殺死細菌、并對人體細胞無毒性的分子。大多數篩選成為藥物的分子,有一種平面、二維的形狀,而這些分子是三維的。這意味著,我們可以依據糖核心,并以各種方式,在三維空間產生成千上萬種不同的組合。(Nature Communications
     

    來源:基因農業網

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