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    生物技術前沿一周縱覽(2017年11月17日)

    2017-11-17 14:27 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽(2017年11月17日)

     生物技術前沿一周縱覽(20171117日)

    GDSL酯酶OsGLIP1OsGLIP2通過脂類代謝調控水稻免疫反應和抑制抗病性

     

    近年來研究指向脂類及其代謝物在植物和病原菌的互作中發揮著重要的作用,而酯酶催化了脂類的代謝。研究人員通過對水稻廣譜抗病材料的表達組分析發現兩個GDSL酯酶基因OsGLIP1OsGLIP2的表達受病原菌侵染和防衛激素水楊酸(SA)的抑制。OsGLIP1OsGLIP2蛋白可以催化4-硝基苯乙酯和4-硝基苯丁酯的水解,證明它們具有酯酶活性。OsGLIP1主要在葉片和葉鞘表達,而OsGLIP2主要在節和節間中有表達,表明它們具有組織表達互補的生物學功能。同時下調OsGLIP1 OsGLIP2基因的表達可以提高水稻對真菌和細菌病原菌的廣譜抗病性,而OsGLIP1OsGLIP2 的過表達植株則增強對病原菌的敏感性。系統的蛋白定位研究發現OsGLIP蛋白的脂肪體和內質網的定位對于它們的免疫抑制功能是必須的。系統的酯類代謝譜分析表明,OsGLIP1 OsGLIP2系統調節不同酯類成分的動態平衡,尤其發現單半乳糖基二?;视停?/span>monogalactosyldiacylglycerol, MGDG)和二半乳糖二?;迹?/span>digalactosyldiacylglycerol, DGDG)在OsGLIP過表達的植物中累積,但在OsGLIP-RNAi的植株中下調。研究者進一步通過幼苗培養證明MGDGDGDG可以抑制免疫反應,降低植物的抗病性。因此OsGLIP1OsGLIP2是水稻抗病性的負調控因子。(PLOS PATHOGENS)

     

     

    植物花粉管吸引的分子機制

     

    在高等開花植物的繁殖中,受精過程是最為關鍵的一個環節,受到了復雜且精細的調控。不具有移動能力的精細胞依賴于花粉管的運送,最終在雌配子體實現成功受精。研究人員通過嚴格的體外生化實驗,表明在擬南芥物種中,亮氨酸豐富重復基序型受體激酶 (LRR-RK) PRK6可以直接與花粉管吸引小肽LURE產生高親和力的特異性相互作用。并通過解析AtLURE1.2-AtPRK6LRR復合物的結構,從原子水平闡明了PRK6受體激酶C末端識別LURE吸引肽的結構基礎。該研究為PRK6作為LURE小肽的直接受體提供了證據,為更好地理解花粉管吸引的分子機制提供了線索。 (Nature Communications)

     

     

    植物受體激酶BIR1參與植物免疫負調控的分子機制

     

    植物與動物一樣,也會受到很多病原微生物的侵襲。研究人員通過結構生物學研究方法,解析了BAK1LRR –BIR1LRR復合物的晶體結構,同時結合生化分析,體內遺傳等多種方法,研究BAK1蛋白和BIR1蛋白之間的相互作用和在植物免疫調控方面的機制。結構研究表明,BIR1BAK1蛋白質胞外富含亮氨酸(LRR)結構域(BIR1LRR BAK1LRR)在體外可以形成穩定的復合物。BIR1BAK1相互作用氨基酸在BIR家族其他成員蛋白也高度保守。在擬南芥植物中,打破BAK1LRR-BIR1LRR之間相互作用的突變,也導致抗病相關基因表達上調,對病原菌抗性也明顯增強。結構比對表明,BAK1LRRBIR1LRR相互作用面也參與BAK1LRR與其他LRR-RKs之間的相互作用面,這表明BIR1和這些LRR-RKs之間可能競爭性與BAK1相互作用,在沒有外來不利因素發生時,BIR1通過與BAK1相互作用而抑制BAK1與其他蛋白之間的相互作用,進而進行免疫負調控。 (Cell Research)

     

     

    出土幼苗葉綠體發育的分子開關

     

    植物幼苗在土壤中萌發后,同時承受著土壤機械壓力與光信號等多重環境因子的調控,依靠種子中存儲的能量向上生長。研究通過轉錄組測序,分析發現EIN3能顯著調控大量光合作用相關功能基因表達。電鏡實驗顯示EIN3突變體存在嚴重的葉綠體發育缺陷,且黃化質體發育表型與先前報道的光通路核心轉錄因子PIF3突變體相似。分子遺傳鑒定表明EIN3PIF3在調控葉綠體發育中互相依賴,缺一不可。進一步體內和體外生化實驗發現EIN3PIF3蛋白有直接相互作用,并通過形成一個蛋白質復合體,直接結合到捕光蛋白家族LHC 基因的啟動子上,共同抑制LHC基因的表達。最后,該研究通過轉基因組成型高表達部分LHC基因,發現黃化質體能呈現出與EIN3PIF3突變體類似的發育缺陷表型,并在出土見光時遭受嚴重光氧化傷害。因此,該研究揭示EIN3PIF3形成一個互相依賴的轉錄調控元件,實現對上游機械壓力與光信號環境因子的整合,并通過直接抑制LHC基因轉錄,調控幼苗出土中的葉綠體發育進程。(Plant Cell)

     

     

    被子植物基部真雙子葉類群花粉性狀演化研究獲進展

     

    分子系統發育APG系統為被子植物的演化研究提供了全新的視角和基礎框架。研究人員基于被子植物基部真雙子葉類群(Basal Eudicots)最新的分子系統發育學研究結果,利用葉綠體基因片段matKrbcL構建該類群屬級水平分子系統發育框架,對該類群41319620個花粉形態性狀進行了演化重建分析。研究表明,花粉形狀、大小、極面觀、外萌發孔形狀以及覆蓋層紋飾等性狀,在基部真雙子葉類群中呈現出較高的多樣性。部分花粉性狀呈現出明顯的演化趨勢,包括萌發孔數目增多、外萌發孔形狀由溝狀向孔狀演化、萌發孔位置由沿赤道分布向周面分布演化、覆蓋層紋飾由簡單向復雜演化;此外,復合萌發孔首次在該類群中出現。研究進一步揭示,在早白堊紀的巴列姆階至阿爾必階,花粉性狀狀態發生了集中轉變,可能與該類群的快速輻射分化以及不穩定的氣候地質歷史事件有關。演化相關性分析發現,在基部真雙子葉類群中,植物草本生長型與近球形花粉、木本生長型與扁球形花粉之間分別呈顯著相關性。 (Annals of the Missouri Botanical Garden)

     

     

    茉莉酸調控植物開花分子機理被揭示

     

    植物開花的過程受到內外源因素、各種信號網絡及眾多基因的綜合調控。茉莉酸調控植物開花的分子機理仍不清楚,研究發現茉莉酸激活的轉錄調控因子MYC2, MYC3MYC4MYC2/3/4)協同調控了擬南芥的開花誘導。表型分析表明,myc2/3/4三突變植物的開花時間明顯比野生型提前?;虮磉_分析證實,在myc2/3/4突變體背景下,成花素基因FT的表達水平顯著提高;同時,MYC2/3/4FT展現出相似的時空表達模式。染色質免疫沉淀實驗結果表明,MYC2能直接結合FT基因的染色體區域并抑制其轉錄。此外,外源施加茉莉酸能有效抑制植物開花及FT基因的轉錄,但這一過程部分依賴于MYC2/3/4基因。綜上所述,研究證實,在模式植物擬南芥中,茉莉酸通過其激活的轉錄因子MYC2/3/4來抑制FT基因的轉錄進而抑制植物開花誘導。(Molecular Plant)

     

     

    特定化合物使年老細胞重返青春

     

    隨著年齡增長,人體內的組織和器官會更易感染疾病,一個重要原因在于:不斷累積的大量衰老細胞失去繼續分裂增生的能力,更重要的是,這些衰老細胞已完全不能對其內基因進行調控。研究團隊向老化細胞中加入了從紅酒、黑巧克力、紅葡萄和藍莓中天然提取的白藜蘆醇類似物,加入后僅幾個小時,這些細胞外觀和行為方式表現出年輕化特征,開始再次分裂,端粒也開始變長。端粒被稱作細胞壽命的“有絲分裂鐘”,是染色體末端由DNA小片段與蛋白質復合體構成的結構,與端粒結合蛋白一起為染色體戴上“帽子”,其長短代表了細胞復制歷史及復制潛能。(BMC Cell Biology) 

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