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    生物技術前沿一周縱覽(2018年12月14日)

    2018-12-14 14:44 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽(2018年12月14日)

    水稻種子無性繁殖的可行性

     

    胚胎發生的分子機制一直是植物發育研究的熱點。研究人員發現在水稻受精卵中異位表達 BBM1 基因可誘導體細胞胚產生哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。在水稻卵細胞中特異性表達BBM1,發現98株去雄花中有12株仍可觀察到胚胎結構,證明 BBM1 在不存在受精作用下仍可誘導胚胎生成,也就是孤雌生殖。水稻中有至少三個 BBM 基因,研究利用 CRISPR-Cas9 技術獲得 BBM1、BBM2  BBM3 不同的雙突及三突變體,發現 BBM1-BBM3 影響種子育性。而BBM1+/ bbm2 bbm3 產生了多種生長發育表型。本研究發現,BBM1-ee 轉基因植株自交后可誘導產生單倍體。經流式細胞儀鑒定發現T1代單倍體誘導率在 5-10%哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,并可在 T2 代達到 29%。F1代的雜交植株通常會顯示出雜種優勢哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,因此在作物育種中可被廣泛應用。如果不經過減數分裂及受精過程,雜交即可通過種子直接繁殖且不會發生分離。研究人員在 BBM1-ee 轉基因植株中利用這項技術,產生 S-Apo 植株,發現S-Apo 植株可通過種子順利誘導孤雌生殖。由于不存在減數分裂,S-Apo 植株的單倍體具有正常的花藥,而其后代依然可以誘導單倍體產生,比率達到26%,后面兩代均維持此概率哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。進一步對 T0  S-Apo 植株,T1 代及T2代二倍體植株進行全基因組測序,通過 SNP 序列分析證明二倍體后代均是通過無性繁殖產生的。研究證明,無基因分離的無性繁殖可以在有性生殖的植物中實現哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,并闡明了雜交種通過種子在水稻中無性繁殖的可行性,或代表了農作物育種領域的一項重大成果。(Nature

     

     

    研究人員揭示轉錄因子與組蛋白修飾協同調控楊樹適應干旱脅迫的新機制

     

    非生物脅迫對農業哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金、林業生產和自然生態系統構成了全球性威脅。其中,干旱脅迫嚴重影響了森林生物量與生產力。研究人員從毛果楊木質部中鑒定出 NAC006 3個耐旱基因哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。在毛果楊中過量表達這些 NAC 基因哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,顯著增強了轉基因楊樹的耐旱性。進一步研究發現,毛果楊木質部中干旱脅迫誘導的轉錄因子 AREB1 與組蛋白乙?;笍秃象w GCN5-ADA2b 相互作用形成三聚體哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,結合到 NAC6 等耐旱基因啟動子上,通過乙?;揎?,激活 NAC6 等靶基因表達。這些 NAC 耐旱基因的表達哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,降低楊樹木質部導管內腔孔徑哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,從而降低干旱誘導的導管栓塞風險;同時增加木質部導管數量,進而增強木質部輸水能力。因此,NAC6 等耐旱基因可能通過影響木質部發育,改變木質部導管的結構和數量,從而使樹木適應干旱脅迫哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。該研究為利用分子育種技術進行林木高抗育種提供了重要理論基礎。(The Plant Cell 

     

     

    研究人員發現植物熱形態建成中新的調控組分

     

    隨著全球氣溫不斷升高哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,植物如何自發調節其生長發育模式以適應環境溫度變化是當前植物研究領域重要的科學問題之一。模式植物擬南芥 (Arabidopsis thaliana) 生長在28 °C高溫條件下較22 °C正常生長條件表現出明顯的下胚軸伸長(幼苗期)或葉柄伸長(蓮座葉期)哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,該過程稱為熱形態建成。HLS1最早是在研究植物激素乙烯調控黃化苗頂端彎鉤發育時,通過突變體篩選而被克隆發現的。HLS1編碼一個類似N-乙酰轉移酶的蛋白,但是其具體的生化功能至今仍不清楚哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。研究人員通過對多個不同的隱性hls1突變體 (hls1-1, hls1-27, hls1-28) 的表型觀察以及全基因組轉錄本測序分析哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,證明了HLS1是植物熱形態建成中重要的正調控因子,為今后進一步深入解析植物熱形態建成調控網絡提供了新的研究思路哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。(Science China Life Sciences

     

     

    選擇性自噬降解植物免疫受體的機制

     

    植物可通過細胞表面的受體蛋白PRR (pattern-recognition receptors)識別病原菌分泌的小分子物質PAMP,來啟動自身的PTIpattern-triggered immunity)抗病反應哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,抵御病原菌的入侵。研究人員首先通過接菌實驗,確定了ORM1ORM2蛋白特異性參與活性FLS2介導的植物抗病反應。過量表達擬南芥ORM1ORM2蛋白可大幅降低FLS2蛋白水平,從而使植物產生病原菌敏感表型。另一方面哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,ORM1/2敲減或缺失可增強FLS2蛋白水平并使植株產生明顯抗病性。對FLS2進行不同保守位點突變,證明ORM介導的FLS2蛋白是通過內吞作用降解哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。盡管ORM是鞘脂合成途徑的負調控因子,但FLS2的降解并不依賴于植物體內鞘脂含量。蛋白降解可通過自噬途徑進行。研究進一步發現哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,ORM存在自噬相關蛋白ATG8的結合基序AIM,暗示ORM介導的FLS2降解可能與自噬途徑相關。ORM蛋白可與FLS2ATG8發生相互作用哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,通過一系列瞬時表達生化實驗,證明了ORM蛋白在植物體內作為自噬受體,通過選擇非活性FLS2,使其通過自噬途徑降解,從而在植物防衛反應中發揮作用。(Molecular Plant

     

     

    研究人員揭示mRNA多聚腺苷酸化在生長素和植物發育中的作用機理

     

    生長素是一種重要的植物激素,對于植物的生長發育至關重要。研究人員通過分子遺傳學、細胞生物學和基因組學等手段哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,分離得到一個對生長素不敏感的擬南芥突變體atcstf77哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,發現其具有嚴重的生長和發育缺陷哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。對該突變體基因的圖位克隆表明哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,AtCstF77基因編碼一個剪切激活因子,是mRNA前體3′末端多聚腺苷酸化復合體的重要成員哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。進一步研究發現,AtCstF77控制擬南芥很多基因中多聚腺苷酸化的位置,從而調控相關基因的表達水平,包括生長素信號轉導中的部分基因。該研究結果揭示了mRNA多聚腺苷酸化在生長素和發育中的作用機制。(Plant Physiology 

     

     

    小麥和玉米中趨同進化的代謝開關

     

    蟲害是威脅農業生產的重大自然災害之一哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。研究人員在小麥中穩定超表達玉米O-甲基轉移酶 ZmBx12哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,獲得了 DIMBOA-Glc 含量低,而 HDMBOA-Glc 含量高的轉基因小麥哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。真菌誘導子 chitosan 處理小麥葉片后,OeBx12 小麥中受誘導產生的細胞胼胝質明顯少于野生型中。麥長管蚜 (Sitobione avenae)  OeBx12 小麥上繁殖11天后的后代哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,顯著多于野生型哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。相對于 OeBx12 小麥,?;页嵋苟辏?/span>Spodoptera littoralis) 幼蟲更傾向于在野生型植株上取食哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。?;页嵋苟暧紫x取食后哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,局部誘導 DIMBOA-Glc 迅速轉化為 HDMBOA-Glc,反而增強植株對后續麥長管蚜侵害的抗性。綜合體內實驗結果表明,小麥的 DIMBOA DIMBOA-Glc哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,而非 HDMBOA-Glc,能夠誘導葉片產生細胞胼胝質哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,進而抑制蚜蟲繁殖;HDMBOA-Glc 對?;页嵋苟辏?/span>Spodoptera littoralis) 幼蟲具有排斥作用;OeBx12 小麥合成細胞胼胝質能力的降低,放大了?;页嵋苟暧紫x誘導的植物對抗麥長管蚜的能力。體外實驗表明,TaBx10 能夠將 DIMBOA-Glc 轉化為 HDMBOA-Glc,具有O-甲基轉移酶活性。系統進化分析發現,TaBx10  ZmBx10/11/12/14 親緣關系遠,黍亞科(Panicodieae)玉米與早熟禾亞科(Pooideae)小麥的O-甲基轉移酶祖先的分化哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,要早于黍亞科和早熟禾亞科的分化哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,催化 DIMBOA-Glc 甲基化的O-甲基轉移酶在不同亞科的禾本科植物中是獨立進化的哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。(Science Advances 

     

     

    紅光信號影響植物磷吸收的新機制

     

    磷(Pi)是一種關鍵的常量營養元素哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金,是植物體內許多有機化合物的必需成分哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。研究對200種自然變異擬南芥中 Pi 的吸收進行分析,并鑒定了兩個低 Pi 吸收活性的種質,Lm-2 CSHL-5。通過進一步研究發現,光敏色素BphyB,phytochrome B)與 Pi 吸收和光敏色素依賴性反應的變化相關。PHYB 基因的遺傳多樣性能夠通過改變光感受能力誘導Pi吸收能力的差異。此外,CSHL-5  PHYB 基因表達水平較低,會減少植物對紅光感測的敏感性哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。研究表明 phyB 是影響一些擬南芥種質中低 Pi 吸收主要原因,揭示了紅光信號在調節 Pi 吸收中的新的作用機制哪个电竞送彩金_无需申请送18元彩金_下载APP送18元彩金。( Nature Plants  

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