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    生物技術前沿一周縱覽(2016年1月1日)

    2016-01-02 08:31 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

    發現豬流感病毒可傳染人
     
    豬流感主要是由正黏病毒科A型流感病毒引起的一種豬急性、熱性、呼吸系統傳染病。該病死亡率不高,但并發或繼發癥較多,會導致豬死亡率急劇上升,造成嚴重的經濟損失。研究人員報告稱對中國豬群進行了廣泛的流感監測,從36417頭豬中分離出了228個流感病毒株,發現在來自中國10個省的這228個流感病毒株中有139種病毒株屬于EAH1N1譜系。這些病毒形成了5種基因型,具有兩個不同的抗原組,抗原性及遺傳均不同于當前的人類H1N1病毒。而且EAH1N1禽流感病毒優先結合人類受體,在測試的10種病毒中有9種可通過呼吸道飛沫在雪貂中傳播。這些研究結果表明,EAH1N1豬流感病毒有潛力在人類中有效傳播,有必要立即開始采取行動來阻止EAH1N1豬流感病毒向人類有效傳播。(PNAS
     
     
    調控植物下胚軸伸長機制揭示
     
    隱花素CRY是光裂解酶類似的藍光受體,在模式植物擬南芥中的主要功能是調控下胚軸伸長和光周期誘導的開花時間。研究人員發現在模式植物擬南芥中,藍光抑制溫度升高引起下胚軸伸長,并且這一過程依賴于CRY1。CRY1對溫度響應至關重要,CRY1 缺失突變體對溫度升高更敏感,在溫度升高時下胚軸伸長更顯著。而CRY1過表達轉基因植株則對溫度變化不敏感。PIF4是紅光受體PHYB的結合蛋白,也是溫度信號的關鍵因子。進一步的研究表明CRY1通過與PIF4以藍光依賴的形式結合而調控PIF4 在高溫條件下的轉錄活性。研究結果說明PIF4是藍光、紅光和溫度信號通路相互作用的關鍵蛋白,同時也表明,藍光、紅光以及環境溫度可以通過使用同一個轉錄因子PIF4實現功能整合,協同調控植物生長發育。(PNAS)
     
     
    茶葉香氣形成機制與調控技術研究
     
    中國是茶(Camellia sinensis)的故鄉,茶園面積和年產量居世界第一,但畝產值在十大產茶國中居末位,且畝產值的增長率最為緩慢。其主要的原因之一是全年約有60%茶原料因品質差未得到充分利用,年損失達上百億元。多酚、氨基酸和香氣是茶葉品質的核心物質。研究人員發現了藍光和紅光可顯著提高采前茶葉的香氣成分,同時不影響茶葉生物量,并首次提供了植物香氣合成相關基因可受光波長調控的證據。(Scientific Reports
     
     
    細菌硝化作用與氮循環的研究新進展
     
    研究人員報告了編碼催化 “完全硝化”所需的全部酶的硝化螺菌(Nitrospira)的富集和表征。“完全硝化”是一個表現型,被稱為 “comammox” (即 “完全氨氧化”)。此前,這一包括兩個步驟的反應被認為涉及一個互養(cross-feeding)相互作用中的兩種生物。系統發育分析顯示“comammox”型硝化螺菌存在于若干個多樣化的環境中,所以這些發現有可能根本性改變我們關于氮循環的觀點和開創硝化作用研究的一個新的前沿領域。(Nature
     
     
    我國糧食生產潛力對土地利用變化的響應機制研究
     
    糧食安全是國家安全的重要組成部分。土地作為農業生產最基本的物質條件,土地利用方式的轉變直接影響糧食產量,從而影響到糧食有效供給。研究人員采用全球農業生態區(GAEZ)模型,估算了吉林西部糧食生產潛力,進而分析了吉林西部糧食生產潛力對土地利用變化的響應。研究結果表明,在1975-2010年間,由于氣候、土地利用和灌溉水平的變化,吉林西部糧食生產潛力呈增加趨勢;雖然耕地面積的增加提高了糧食生產潛力,但其作用要遠小于氣候和灌溉水平的變化,而耕地增加的主要原因是草地和沼澤地被大面積地開墾為農田,導致了生態環境惡化趨勢加劇。因此,僅僅管控耕地數量并非是保障糧食安全的最優途徑,通過增加農業投入,改善土地質量,優化土地利用格局,恢復生態環境,從而提高糧食生產潛力,應是保障國家、區域糧食安全和實現土地可持續利用的更好選擇。(Sustainability
     
     
    森林恢復對土壤碳氮庫的影響機制
     
    森林恢復工程被認為是具有固碳效應、減緩氣候變化的一項有效手段。研究人員運用土壤組成分餾和自然豐度穩定同位素相結合的方法技術,揭示了丹江口庫區森林恢復下的各土壤物理組分的有機碳氮的動態變化。結果表明,森林恢復過程中主要是通過增加土壤大團聚體和土壤閉蓄態顆粒有機質iPOM中的碳含量進而增加了土壤總碳儲量。而森林中的土壤團聚體中的有機氮含量卻低于灌叢和農田,這主要與森林土壤中高碳氮比的植物殘體輸入抵消了相對較多的生物量輸入帶來的影響有關。該研究表明土地利用類型的轉變,如森林恢復,可改變土壤團聚體分布與碳氮儲藏,進而影響陸地生態系統碳氮庫。該研究對丹江口庫區森林恢復工程帶來的生態系統碳積累過程的監測具有重要意義。(Ecological Engineering
     
     
    基因家族進化研究
     
    在基因組時代,全基因組信息往往被利用研究分類群之間的進化關系。由于功能上的差異,不同的基因、基因家族有時會存在不同的進化歷史,用不同基因家族的序列研究物種間的進化歷史可能存在著準確度上的差異。以基因樹最簡約法(Gene Tree Parsimony, GTP)為代表的系統基因組學(Phylogenomics)能夠利用具有復雜的基因復制歷史的基因家族數據來建立物種的系統發育樹。研究人員利用多個被子植物的基因組序列,揭示了具備不同特征的基因家族進化歷史對構建物種間的進化關系準確度的影響。該研究結果表明,基因家族的大小和基因家族在某個分類群中特異性擴增和縮小對GTP研究物種系統進化的準確性有強烈的影響,形成二項式曲線性(binomial)關系。根據這種進化模式對系統進化分析準確性影響的程度,可以量化GTP中的每次復制事件的生物學代價(biological cost),從而增加構建系統進化樹的準確度。(Molecular Phylogenetics and Evolution
     
     
    基因編輯進入Science雜志2016年熱點展望
     
    在實驗室中的基因編輯技術為醫藥、農業等眾多領域帶來重大變化,相關研究如火如荼,產生空前的影響。甚至在醫療領域,基因編輯技術使傳統基因治療策略黯然失色,基因編輯并非粘貼進一個新基因而是能夠修復細胞的缺陷DNA。針對血友病和癌癥的首批基因修復試驗已經在進行中。而利用基因編輯技術來生成基因工程寶寶、賦予流感病毒和其他病原體新能力,及改造微生物來生成毒品等可能不受限制的實驗,也提出了建立科學“禁區”的監管要求。(Science
     
     
    開發提高基因組作圖準確性的新方法
     
    為了減少生物的基因組序列圖中的錯誤與偏差,研究人員采用動態的時間序列數據,來測量概率分布或者有多少遺傳物質分開兩個標簽——根據鏈是否被拉伸或壓縮,來改進一種納米通道為基礎的基因組作圖。在納米通道方法中,熒光標記有序地停留在在每條鏈上,因此根據它們的熒光條形碼可以確定整條鏈的內容,而無需重新組裝它們。(Biomicrofluidics
     
     

    來源:基因農業網

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