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    生物技術前沿一周縱覽(2018年7月27日)

    2018-08-21 14:32 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽(2018年7月27日)

     生物技術前沿一周縱覽(2018727日)

     

    水稻基因組革命

     

    水稻作為世界上最重要的糧食作物和基因組學研究的模式植物。目前,國內外研究機構已完成10000多份的水稻資源基因組重測序,包括27個稻屬代表品系以及3000多份國際水稻核心品種的基因組重測序工作,建立了高質量的秈稻和粳稻的參考基因組。將水稻重測序基因組數據與高質量參考基因組比較,有助于檢測跨越稻屬基因組的絕大多數基因序列變異或基因型的多樣性。作者倡議全球水稻科學家與國際水稻研究機構進行合作,開發高通量表型平臺,對水稻重測序品種進行大規模高通量的表型分析,對特定性狀如農藝性狀、谷粒性狀、根形態建成等進行分析和評估,所有數據集中存放于一個公共的數據庫(如SNP-Seek),這將為國際上培育適應不同地域環境和不同需求的綠色超級稻提供信息資源平臺。(Nature Reviews Genetics

     

     

    藍光受體CRY2研究中取得新進展

     

    藍光受體對于植物的生長發育起著重要的調節作用,其中藍光介導的隱花色素(cryptochrome)主要調控植物的光形態建成和光周期開花途徑。在藍光下,隱花色素首先通過其生色團吸收光子,經歷一系列生化反應(藍光特異的二聚化、磷酸化等)后轉變成光激活態,并與其他蛋白互作,從而將藍光信號傳遞給下游基因,最終調控植物的光形態建成和光周期開花。然而,藍光介導的隱花色素CRY2與多個轉錄因子(CIBs、PIFs等)形成蛋白復合體,這一定程度上阻礙了對CRY2自身生化活性的研究。研究人員利用人胚腎HEK293T表達系統的可控性,在哺乳動物細胞中重建了植物藍光信號傳導途徑。研究發現,CRY2具有DNA結合及轉錄激活活性;證明了CRY2能夠直接與FT基因內含子區域結合,并促進其轉錄;體內、體外試驗結果表明,CRY2的藍光特異二聚化和磷酸化可調控其DNA結合及轉錄激活活性。(Cell Reports

     

     

    玉米單倍體誘導技術再升級

     

    DH育種技術是利用自然發生或人工誘導受體親本產生單倍體植株,再通過自然或化學加倍獲得二倍體純合系的育種技術。研究人員構建了胚特異表達綠色熒光蛋白和胚乳特異表達紅色熒光蛋白的雙熒光標記表達盒(DFP),并通過農桿菌介導穩定遺傳轉化獲得了單拷貝的雙熒光標記轉基因株系。進一步將DFP標記和創制的單倍體誘導系雜交聚合,選育出了多個可以基于雙熒光標記篩選受體單倍體的高頻單倍體誘導系。該研究為創制的高頻誘導系配套了穩定表達的DFP單倍體篩選與鑒定標記,該標記可以應于幼胚、成熟種子水平篩選與分離單倍體籽粒,采用該標記也可以在田間開放授粉條件下,實施DH育種的單倍體誘導與篩選工作,大大地提高了工作的彈性,降低了工作量,提高了工作效率。(Molecular Plant

     

     

    科學家闡明棉花害蟲種群地位演替機制

     

    土地利用、氣候條件和農業技術的長時間變化可能會影響農作物害蟲發生與治理。研究基于1991-2015年我國黃河和長江流域棉區51個植棉縣的歷史監測數據,系統分析了土地利用、Bt棉花種植、氣候條件等因素對棉鈴蟲、盲蝽、棉蚜三類主要棉花害蟲發生危害的影響效應。結果表明:Bt棉花對棉田害蟲發生與防治產生了深遠的影響。Bt棉花的種植控制了棉鈴蟲種群發生,使用于棉鈴蟲防治的殺蟲劑使用量大幅下降,進而導致自然天敵對蚜蟲的種群控制作用明顯增強。盲蝽隨著棉田殺蟲劑的減少使用而發生加重,同時5月份氣溫偏高有助于盲蝽發生。農田景觀因素對害蟲發生的影響因害蟲種類而異。棉蚜和盲蝽的發生程度隨著土地利用多樣性的增加而減輕,但棉鈴蟲的發生程度和土地利用多樣性之間的相關性不明顯。盲蝽的發生程度與森林、水體和未開發土地面積的占比呈負相關關系,而棉鈴蟲的發生程度和水體、未開發土地面積的比例呈正相關關系。在棉鈴蟲發生較輕時使用化學農藥,易加劇該地區棉鈴蟲的發生與災變。該研究明確指出Bt植物抗蟲性是一種有效的害蟲綜合治理手段,同時強調Bt植物種植與土地利用、氣候變化對農作物害蟲發生影響的重要性和復雜性。該研究對于全面認識我國棉花害蟲災變機制、不斷創新棉花害蟲防控對策有著重要的科學理論意義和實踐指導價值。(PNAS

     

     

    植物入侵與土壤微生物緯度梯度格局研究獲進展

     

    研究入侵植物與植食性昆蟲和土壤微生物互作的緯度梯度格局對于揭示和預測外來生物入侵過程和態勢極為重要。研究人員探討了不同緯度帶空心蓮子草和蓮子草根際土壤微生物群落結構變化,及該變化對兩種植物及蓮草直胸跳甲互作的影響。發現土壤微生物群落結構由于氣候和土壤自身理化性質的不同呈現出緯度梯度變化趨勢。土壤根結線蟲和潛在的土壤致病真菌多樣性沿緯度梯度成下降趨勢??刂圃囼灠l現,本地植物蓮子草的生物量、種子數以及飼喂的蓮草直胸跳甲沿緯度梯度均呈上升趨勢,而入侵植物空心蓮子草則無明顯的緯度梯度變化。這些結果表明入侵植物、本地植物以及地上昆蟲對不同緯度梯度根際土壤的響應各不相同。因此,探討不同緯度梯度土壤微生物群落結構變化如何影響入侵植物、本土植物及地上植食者的互作關系對于指導入侵生物治理和生物多樣性保護具重要理論意義和實踐價值。(The ISME Journal

     

     

    植物所在葉片角度分布提取算法研究中取得進展

     

    葉片角度分布(Leaf Angle Distribution,LAD)包括葉傾角分布和方位角分布,是描述植被冠層結構的一個重要參數。研究人員開展了以地面激光雷達數據為基礎的葉傾角和方位角的提取算法研究。地面激光雷達作為一種常用的地基平臺,其獲取的毫米級葉片三維點云信息,為葉傾角和方位角的準確提取提供了一種新的技術途徑。研究人員在葉傾角和方位角準確提取的基礎上利用雙參數Beta方程構建了雙參數投影系數方程,結果表明該算法在單葉水平上所提取的葉傾角和方位角以及相應的角度分布精度可達90%以上。與此同時,在葉傾角和方位角準確提取的基礎上,可以實現雙參數投影系數方程的高精度準確構建。(IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

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