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    生物技術前沿一周縱覽(2017年4月7日)

    2017-04-07 15:04 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

     生物技術前沿一周縱覽(201747日)


    大豆重復染色體之間基因保留水平具有高度相似性

     

    豆科作物是人類糧、油等食品的重要來源之一,具有重要的經濟價值,包括大豆、野生花生等10個豆科植物也因此相繼完成了全基因組測序,然而,目前缺少一個綜合性豆科植物比較基因組學研究平臺。研究人員對10個豆科植物受反復多倍化影響的復雜基因組結構進行了層級解析,構建了基因組間的與多倍化事件和物種分歧事件相關聯的同源基因列表;研究發現大豆最近加倍產生的重復染色體之間基因保留水平具有高度相似性,這一發現支持大豆可能有一個同源四倍體祖先。研究揭示了不同植物的進化速率存在著顯著差異,并對豆科植物分化過程中的關鍵進化事件及其發生時間進行了重新測定。(Plant Physiology)

     

     

    大豆ZYD7PP2C-1基因調控百粒重

     

    大豆是我國重要的糧食作物和經濟作物,是植物蛋白和油分的重要來源。百粒重是大豆產量的重要構成因子,是大豆育種的重要目標性狀。研究人員通過分析衍生于野生大豆ZYD7和栽培大豆HN441036份重組自交系材料,鑒定了一個種子百粒重增加的株系R245。轉基因分析發現,來源于ZYD7PP2C-1基因顯著增加了轉基因擬南芥種子的重量,而來源于HN44PP2C-2EAL-2以及來源于ZYD7EAL-1并不能改變轉基因擬南芥種子重量。功能分析發現,PP2C-1能與油菜素內酯BR信號通路的轉錄因子如GmBZR1等相互作用,通過去磷酸化從而激活這些轉錄因子,促進下游控制種子大小的基因表達以提高粒重。而PP2C-2則沒有上述功能。種質資源分析發現,近40%的栽培大豆還沒有PP2C-1基因型,后續研究可以將PP2C-1基因型通過雜交導入到不含該位點的大豆品種中,從而提高產量潛力,將對于大豆育種具有重要意義。(Molecular Plant

     

     

    JAZ蛋白發生變異使得植物不再對茉莉酸敏感

    和人類一樣,面對不良環境,植物也會啟動自身的免疫反應,這主要依賴于一種叫做茉莉酸(JA)的植物激素。但伴隨生物進化,有的植物對這種激素不再敏感,單純地依賴茉莉酸無法激發自身的免疫反應。最新研究發現,原來是植物茉莉酸信號途徑中的關鍵JAZ蛋白發生變異,導致蛋白的功能發生變化所致。這扇影響植物防疫機制重要“閘門”的揭示,對于改變傳統植物病蟲害防控思維,以及新技術的研發提供了重要依據。(PNAS

     

                                                                 

    植物病原細菌的“智商”感知信號研究中獲進展

     

    研究人員成功地將全長RpfC組氨酸激酶受體組裝到脂質雙分子層或納米盤(nanodisc)中,獲得了具有酶學活性的蛋白脂質體,為從生物化學水平研究RpfC提供了分析平臺?;谠撈脚_,他們綜合利用微量熱泳動(MST)、熱遷移(TSA)和圓二色譜等分析技術,證明DSF分子直接結合在RpfC信號感應區一段長22個氨基酸的區域上,激活RpfC蛋白的激酶活性。研究從酶學和生物化學角度提出了有力的證據,不但證明RpfC確實是DSF信號分子的膜受體,解決了細菌細胞間通訊研究中的一個難題,而且建立了膜受體-脂肪酸相互作用生化分析平臺,為深入研究DSF家族信號分子在細胞間通訊中的調控功能,發展能夠阻斷細菌群體感應過程的新型抗菌化合物打開了突破口。(PLOS

     

     

    青藏高原山地森林土壤汞累積機制被揭示

     

    我國是世界上的頭號汞排放大國,理清人為源汞的排放與生態系統汞的源匯關系,成為研究汞污染的當務之急。我國90%以上的森林均為山地森林,研究團隊以有“世界屋脊”之稱的青藏高原近25個山地森林站點為研究對象,運用汞穩定同位素示蹤技術,揭示了青藏高原山地森林土壤汞的累積機制。研究表明,奇數汞同位素 (Δ199Hg Δ201Hg) 的非質量分餾能夠識別森林凋落物與土壤汞的主要來源;在較低的海拔區域 (3100-3600 m),局地人為源汞排放是影響大氣汞含量升高的主要原因,然而在較高的海拔區域 (3700-4300 m),大氣汞分布主要受大氣汞的長距離傳輸的控制。凋落物汞的沉降是山地森林土壤汞的主要來源,高海拔“冷阱”(Cold-trapping)相關的降雨與溫度通過控制凋落物的生物量間接影響土壤汞的累積。(Environmental Science & Technology

     

     
    里白科分子系統學研究中取得進展

     

    研究團隊通過對中國及印度尼西亞等地的里白屬植物進行DNA條形碼分析,結果顯示海南里白是一個獨立物種,而不應處理為里白或大里白的異名。而且, 綜合系統發育分析、地理分布和形態特征等研究,發現海南里白不僅作為一個好種與廣東里白是姐妹類群,而且還廣泛分布于云南、海南和印度尼西亞等多個地區。本研究為異名處理的驗證和隱存種的發現提供了一個方便而有效的方法。(PLoS ONE

     

     

    荒漠河岸林植被水分利用、分配和傳輸研究方面獲進展

     

    荒漠河岸林植被作為干旱區內陸河流域生態系統的主要生產者。研究人員以我國最大的內陸河塔里木河為研究靶區,以極端干旱區內荒漠河岸林關鍵群種——胡楊、檉柳為研究材料,從植物根--葉不同組織器官等對不同干旱脅迫梯度下荒漠河岸林植被的水分利用、分配、傳輸及避害策略進行了系統研究,發現荒漠河岸林植物在長期干旱條件下,形成了獨特的水分利用方式與調節途徑,主要表現在水分獲取方式、水分再分配途徑、水分傳導策略和水分耗散等方面。結果表明,在極端干旱的塔里木河下游地下水埋深是造成荒漠河岸林植物水分利用過程和生存策略差異的根本原因,地下水埋深變化是判斷胡楊、檉柳受干旱脅迫程度和水分利用方式的重要指標;塔里木河下游荒漠河岸林植物吸收的水分主要來自375cm以下的土壤水和地下水,植物通過深根系的水力提升和水分再分配功能,將深層水分提升并釋放至淺層土壤,維系其群落中淺根系植物如草本植物的生存;在強烈干旱脅迫環境下,胡楊通過主動犧牲劣勢枝條來提高部分競爭力強的優勢枝條水分獲取和傳輸能力,以維持和確保整株植物的存活機會,這是在極端干旱脅迫環境下,荒漠河岸林植物的一種獨特的自我保護和避害機制。 (international journal of biometeorology)

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