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    生物技術前沿一周縱覽(2018年8月24日)

    2018-08-24 15:39 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽(2018年8月24日)

     生物技術前沿一周縱覽(2018824日)

     

    藍光調控植物開花時間的新機制

    植物最終能否成功地進行有性繁殖取決于精確的開花時間,因此,開花時間的調節對植物完成世代交替至關重要。研究人員發現CRY2-CIB1CRY2-COP1-CO這兩條信號途徑并不是完全獨立的,CIB1促進開花素FT轉錄及開花時間的功能依賴于CO,而同時CO促進FT轉錄及開花時間的功能也被CIB1調控。進一步的研究發現這兩個重要的轉錄因子COCIB1能夠直接相互結合而共同促進FT的表達及開花時間。CRY2CO并不能直接結合,CIB1通過直接結合CRY2CO而介導了CRY2-CIB1-CO復合體的形成。CRY2-CIB1-CO這個復合體的形成不僅是藍光依賴的,同時也受到生物鐘的調控,它在黃昏達到峰值,很好的解釋了FT的轉錄不僅是光依賴的,而且在黃昏表達最高。CRY2-CIB1-CO復合體直接結合在FT啟動子,介導藍光和時間信號精確調控FT表達和開花時間。(EMBO Reports

     

     

    紫薯花青素糖基化轉移酶的生物學功能

    花青素糖基化修飾影響花青素在細胞中的穩定性。研究人員發現Ib3GGT以花青素-3-O-葡糖苷為受體及UDPG為供體催化合成花青素-3-O-槐糖苷,行使糖基轉移酶的功能,該催化過程發生在細胞溶質而非內質網中。相比At3GGT,Ib3GGT的蛋白模型及點突變發現Thr-138位點對選擇性的識別UDP-葡萄糖起重要作用。紫薯和擬南芥中花青素修飾方式的不同最終導致了兩種植物花青素主要成分的巨大差別。該研究也發現該基因的表達受IbMYB1轉錄因子的調控。(Journal of Experimental Botany

     

     

    SHL蛋白對于抑制和活性組蛋白修飾的識別機制

    組蛋白的轉錄后修飾作為表觀遺傳中重要的調控機制之一,在包括基因表達調控等多種生物學過程中起著重要作用。研究人員首先通過組蛋白肽段微陣列芯片技術發現SHL蛋白可以識別組蛋白激活修飾H3K4me3 及組蛋白抑制修飾H3K27me3,通過ITC 證實SHL可以識別甲基化的H3K4H3K27。研究人員利用X射線晶體衍射的方法分別解析了SHLH3K4me3H3K27me3的復合物結構,并結合其他生化實驗證實證明了SHL能夠分別通過其PHDBAH域獨立識別活性組蛋白標記H3K4me3和抑制標記H3K27me3。通過Chip-seq實驗證實SHL在體內分布與共富集H3K4me3H3K27me3的區域相關。遺傳實驗證明SHL蛋白中的BAH-H3K27me3PHD-H3K4me3結合位點突變會導致不能回補早期shl突變體開花表型,表明SHLH3K27me3H3K4me3的結合在體內是具有重要功能。(Nature Communications

     

     

    植物如何控制香味傳播

    萜類化合物生產非常消耗碳和能量,它們的形成受到細菌或植物宿主的嚴格控制。研究人員發現了一種存在于所有植物中的酶,名叫異戊烯磷酸激酶(IPK),它能調節萜類化合物的衰退和流出。IPKs將惰性單磷酸萜類化合物轉化成有用的二磷酸鹽基材,研究人員確認了兩種Nudix酶是移除磷酸基團以將活化的萜類二磷酸還原回萜類單磷酸惰性池的缺失環節。Nudix水解酶家族在所有生命體中都是保守的,但它們的生物學作用在很大程度上還是未定義的,研究發現,下游萜類產品形成受IPKNudix共同調節,如果植物生產太多萜類化合物,可能有毒害作用,這就是植物限制它的原因和背后機理。(Nature Plants

     

     

    大豆種子大小馴化轉錄組進化研究獲進展

    栽培大豆(Glycine max)是由其近緣種野大豆(Glycine soja)馴化而來。研究人員針對大豆種子大小馴化開展了轉錄組比較研究發現,栽培大豆和野大豆之間約37.44%的基因存在差異表達,且在受精后15天(G15)果實間的基因表達差異最大。研究人員進一步鑒定了一個在野大豆G15果實中顯著下調表達的基因共表達模塊,并篩選到與大豆百粒重、種子含油量QTL及基因組受選擇區域共定位的G15時期差異表達基因,發現它們與細胞分裂、激素應答和種子成熟過程等相關。(Journal of Experimental Botany

     

     

    腺嘌呤甲基化開辟表觀遺傳研究新領域

    表觀遺傳是指DNA序列不改變時發生的可遺傳的多樣性狀。研究人員受邀在《Molecular Plant 》上發表了腺嘌呤甲基化綜述論文。文章比較了植物和其它真核生物腺嘌呤甲基化位點和調控的差異,認為,DNA腺嘌呤甲基化的含量及分布在不同物種之間存在很大差異,呈現出豐富多樣的性狀,可能是導致物種表觀遺傳變異的重要原因。文章指出,動物RNA甲基化參與了RNA代謝的所有方面,但在植物和作物研究方面,對其調控模式和機制的了解很少,應投入更多力量開展相關研究。揭示不同植物尤其是農作物的表觀遺傳調控機制差異是未來的重點研究方向,進一步鑒定出重要的位點和基因,將開啟培育高產優質農作物的全新路徑。Molecular Plant

     

     

    科學家發現金鉤花五種不同類型四合花粉的形成機制

    花粉是植物攜帶遺傳信息的雄性生殖細胞,其形態具有較強的遺傳保守性。研究人員發現在金鉤花同一個花粉囊中包含連續型和同時型兩種胞質分裂類型。胞質分裂類型以及連接方式的多樣性反映了基部被子植物花粉發育過程的復雜性。減數分裂時期細胞核的相對位置以及胞質分裂類型共同決定了胼胝質板的數目及位置,從而形成不同類型的四合花粉。同時,藥隔的有無以及小孢子母細胞的排列方式也會影響四合花粉的類型,從細胞學水平探討了影響不同類型四合花粉形成的因素。另外,在番荔枝科中首次發現相鄰小孢子之間通過胞質通道相互連接,這種連接方式不僅可以促進相鄰小孢子之間的營養物質交流,還保證了四合花粉的同步發育。(Protoplasma

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