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    生物技術前沿一周縱覽(2015年10月16日)

    2015-10-16 16:12 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

     水稻灌漿過程調控因子發現

     
    水稻胚乳是人類最主要的糧食來源之一。葉片光合作用產生的碳水化合物主要以蔗糖形式從篩管組織運輸到籽粒,但蔗糖轉運進入淀粉胚乳的機制尚不清楚。研究人員利用芯片雜交、熒光定量PCR和原位雜交等實驗發現了一個在水稻籽粒背側糊粉層特異表達的轉錄因子OsNF-YB1,并通過CRISPR-Cas9和RNAi等技術對該基因進行了敲除和表達干擾,發現OsNF-YB1直接調控水稻的灌漿和淀粉累積,并且OsNF-YB1敲除突變體籽粒中的蔗糖、葡萄糖和果糖含量均大幅度下降。進一步生化分析發現OsNF-YB1通過直接結合于三個蔗糖轉運蛋白OsSUT1、OsSUT3和OsSUT4的基因表達調控區來調控蔗糖直接進入胚乳。該研究成果對于理解禾本科作物的灌漿機理具有重要意義,有可能為提高作物產量提供新工具。(Cell Research)
     
     
    小豆基因組測序完成
     
    小豆(adzuki bean,Vigna angularis)是一種起源于中國的古老栽培作物,具有高淀粉(57%)、低油脂(0.59%)和高營養附加值的優點,廣泛用于食品及保健品中。來自中國的研究團隊利用第二代測序技術對小豆全基因組進行了鳥槍法測序,獲得了90.88 Gb有效序列,組裝出了Scaffold N50為1.29 Mb的466.7 Mb基因組序列,占小豆基因組(542 Mb)的86.11%。利用F2群體的基因組簡化測序,構建了高分辨度SNP遺傳圖。與已知豆科植物的基因組比較及共線性分析證實小豆與菜豆親緣關系最近,并分析了小豆和大豆基因組中淀粉和油脂合成代謝途徑基因的情況。小豆基因組測序的完成,有助于進一步理解豆科植物的進化和代謝,鑒定關鍵性基因加速小豆品種的改良。(PNAS
     
     
    植物防御反應調控途徑及相關因子解析
     
    植物的生長發育受到各種環境脅迫的影響,包括低溫和病原菌感染。新出現的證據表明,植物的防御反應是受溫度調節的。本研究中,研究人員將ibr5-7確定為chs3-1冷敏感表型的一個抑制因子,它在很大程度上可抑制低溫激活的防御反應。IBR5編碼一個雙特異性MAPK磷酸酶,它作為植物響應生長素和脫落酸的一個正調控因子。CHS3蛋白在低溫下的積累,受到IBR5突變的抑制。此外,chs3引發的防御表型,是由HSP90和IBR5突變共同抑制的。
    進一步的分析表明,IBR5可與MPK12、HSP90和SGT1b相互作用,形成一個復合物,保護CHS3。除了IBR5在調節CHS3中的積極作用之外,IBR5也參與R基因介導的防御反應,包括SNC1、RPS4和RPM1。因此,這些研究結果表明,IBR5在調節不同R蛋白介導的防御反應中起著重要的作用。(PLoS Genetics
     
     
    揭示荒漠植物適應性機制
     
    物種的分布和環境對植物功能性狀的影響可以反映植物對當前環境條件的適應性,也可為預測環境變化對植物群落的可能影響提供了重要信息。研究人員以蒿屬(Artemisia)為例,對中國北方蒿屬植物的化學性狀進行了系統研究,提出并驗證了兩個假設:一是因為區域尺度上非生物環境具有一定的地理格局,系統發育關系較近的植物其化學性狀也應具有一定的地理格局;二是這些系統發育關系較近的植物在吸收和利用不同元素上具有內在差異,因而它們的化學性狀仍會在種間表現出強烈的變異。嵌套模型分析結果表明,植物種類解釋了所有元素和化學計量特征中>30%的變異,并且不同植物對環境梯度的響應有差異。該研究較為全面地揭示了植物在區域尺度上化學性狀的格局及其對環境的生理生態適應機制。(Journal of Ecology
     
     
    一種有效的沉默基因的RNAi方法
     
    自從在秀麗隱桿線蟲中發現RNA干擾(RNAi)以來,它已成為了在廣泛的細胞中沉默靶基因的一種強大工具。研究人員設計出了一種替代性siRNA前體saiRNA,saiRNA包含一個16~18 bp的莖和一個與靶轉錄物互補的環。導入來自丁型肝炎的一個自我剪切酶到轉錄saiRNA 的3’端,通過生成一個短3′懸突來促進saiRNA有效結合Ago2,顯著提高了它的沉默活性。相同的核酶還可提高Dicer依賴性shRNAs的活性,因此降低了脫靶效應。此外,saiRNA較少與內源性miRNAs生物合成產生競爭。因此,這一核酶增強的saiRNA為RNA干擾應用提供了一個可靠的工具。(Nature Communications
     
     
    Group-DIA的非靶向分析方法用于蛋白質組學研究
     
    傳統的蛋白質組學采用數據依賴采集(DDA)策略,如今則集中在數據非依賴采集(DIA)上。研究人員最新報告了一種叫做Group-DIA的非靶向分析方法,可用于同時分析多個DIA數據文件。與近期發表的另一種非靶向分析方法DIA-Umpire相比,Group-DIA結合了來自所有數據文件的前體離子和碎片離子的洗脫圖譜來確定成對前體-碎片離子。這些成對的前體離子和碎片離子構成了可以采用傳統序列數據庫搜索軟件搜索得到的偽譜(pseudospectra)。分析的數據文件越多,Group-DIA比DIA-Umpire越能更好地鑒別出肽段。
    Group-DIA可獲得與一種靶向分析策略OpenSWATH相似的量化準確度,且在重復中可獲得了更加一致的量化數據。(Nature Methods)
     
     
    Nature評論與反思CRISPR技術
     
    人們對于CRISPR/Cas9的興趣呈爆炸式增長促成了這些大量會議的召開,這一強大的技術為遺傳工程帶來了前所未有的簡便和精度。這一工具以及其他與之類似的技術可被用來在培養皿中操控胚胎DNA以了解人類發育的極早期。這些前景引發了科學家、倫理學家和患者間廣泛的關注和討論。Nature通過咨詢12個生物研究資金充足國家的專家和政府機構以了解當前對該技術的監管情況。由于越來越多的研究即將出現,該技術亟需納入政府的監管層面,以保證其健康的發展應用。(Nature

     

    來源:基因農業網

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