生物技术前沿一周纵览(2014年5月30日)

2014-06-28 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

甘蓝基因组测序完成
 
多倍化(Polyploidization)为植物的适应性进化提供了大量的遗传变异。但迄今为止人们还不清楚,这种基因组加倍是如何推动物种分化的。芸薹属植物(Brassica)是研究多倍体进化的一个理想模型,它属于十字花科,包含了多种重要的农业及园艺作物,例如白菜、甘蓝等等。研究人员通过Illumina、Roche 454高通量测序和Sanger测序,完成了甘蓝(Brassica oleracea)的基因组草图,并将其与之前测序的姊妹种——白菜(B. rapa)进行比较。研究显示,甘蓝的基因组加倍区域存在着大量的染色体重排和基因丢失事件,其转座元件大量扩增。在甘蓝和白菜的基因组中,特定通路的基因保留和基因表达存在差异,许多旁系同源和直系同源基因出现了选择性剪切。此外,研究还鉴定了与抗癌植物素生产和形态差异有关的基因,展现了基因组加倍和差异化的结果。解析芸薹属的基因组进化和分化过程,可以帮助人们更好地对相关蔬菜和油料作物进行育种。(Nature Communications
 
 
菊花开花时间和非生物胁迫耐受性的双重调控因子
 
研究人员发现Cm-BBX24——来自菊花的一个锌指转录因子基因,在调控花期和非生物胁迫耐受性中,起着双重的作用:通过影响光周期途径和内源GA生物合成相关基因的表达,对花期调控发挥作用;而非生物胁迫耐受性则与一系列应力响应机制有关。Cm-BBX24表达受抑制的转基因株系(Cm-BBX24-RNAi),开花时间早于野生型植株,抗冻性和抗旱性表现下降。全基因表达分析表明,相对于野生型植株,光周期和赤霉素生物合成途径相关基因在Cm-BBX24-RNAi株系中上调。相反,在过表达株系(Cm-BBX24-OX)中表达上调的基因,在Cm-BBX24-RNAi株系中反而表达下调,包括相容性溶质和碳水化合物代谢相关的基因,这两者都与非生物胁迫有关。Cm-BBX24表达,也受日照和GA4/7应用的影响。相比较野生型植株,在长日照情况下,内源GA1、GA4、GA19和GA20水平发生在转基因株系的嫩叶中。花期调控涉及到FLOWERING TIME基因,将光周期和GA生物合成途径合并。(Plant Cell
 
 
蒙古马和普氏野马全基因组序列图谱
 
研究者首先以一匹雄性蒙古马和一匹雄性普氏野马为研究对象,采用高通量基因组深度测序,并完成序列从头组装拼接。对另外一匹雌性蒙古马的8个组织进行了深度转录组测序,提高和完善了现有马的基因组的注释。雄性蒙古马和雄性普氏野马在拼接组装中分别组装了2 M bp和3 M bp的Y染色体序列,获得了迄今为止最完整的马的Y染色体的序列图谱,这对研究种公马繁殖力和对现代马业育种工作都具有重要的科研和实用价值。通过蒙古马5号染色体与普氏野马23、24号染色体间的序列相似性分析,研究人员确认了蒙古马和普氏野马间的一次染色体罗伯逊易位事件,并且发现罗伯逊易位并没有导致染色体更多的局部重排,说明罗伯逊易位和染色体局部重排可能是由不同的机制引起的。研究还发现了两种重复序列对基因组的不稳定性有着强烈的影响。(Scientific Reports
 
 
家蚕的雌性化因子
 
W染色体怎样决定家蚕(Bombyx mori)和很多其他鳞翅目的雌性特征?在这一系统中,雄性有两个Z性染色体,雌性有一个Z和一个W。研究人员发现,雌性化因子是来自一个W染色体的、“与PIWI发生相互作用的RNA” (piRNA)。piRNA使位于Z染色体上的一个基因Masc的产物沉默,该基因编码一个CCCH型锌指蛋白。这种沉默作用反过来对于双性基因(在胚胎中,该基因在性别分化级联的下游发挥作用)的雌性特有的同形物的生成来说又很重要。在雄性胚胎中,Masc蛋白既控制剂量补偿、又控制雄性化。(Nature1Nature2
 
 
土壤中抗生素抗性的传播并不在土壤细菌之间
 
抗生素抗性基因会轻易在医院环境中不相关的细菌之间转移,这促使人们猜测:土壤中抗性基因显著的多样性有助于抗生素抗性从环境生物向致病生物不断增加的流动。这项研究驳斥了这一观点。Kevin Forsberg等人就一系列农业土壤和草地土壤对18种抗生素的抵抗力进行了功能元基因组筛选,发现土壤细菌很少拥有物种之间抗性基因交换的序列特征。因此,特定的生物,而不是横向交换的DNA元素,才是土壤中抗生素抗性的主要传播者。(Nature1Nature2
 
 
啤酒酵母菌的起源与驯化研究新进展
 
啤酒根据发酵工艺和所用菌种的不同可分为两大类,即爱尔(ale)啤酒和拉格(lager)啤酒。前者使用酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)在相对较高的温度下发酵;后者在低温(10°C左右)条件下使用巴斯德酵母(S. pastorianus)发酵。拉格啤酒发酵菌种该种酵母菌是一个杂合种,是由爱尔啤酒发酵菌种S. cerevisiae与另一种酵母菌杂交而形成。研究发现青藏高原地区酿酒酵母属的物种多样性远高于世界其他地区,显示青藏高原或相邻地区可能是该类酵母菌的多样性中心或起源中心。从该地区分离的S. eubayanus菌株的遗传多样性也远远高于美洲,谱系更为复杂。单基因和多基因序列分析都证明, S. eubayanus的一个西藏群体与拉格啤酒酵母的相应基因具有更高的相似性。全基因组序列分析显示,S. eubayanus的西藏菌株与拉格啤酒酵母基因组的非S. cerevisiae部分具有99.82%的序列相似性。上述结果明确显示,西藏S. eubayanus菌株应该是拉格啤酒酵母真正的野生亲本,拉格啤酒酵母可能起源于中国或东亚,这也具有更强的地理和世界贸易史等因素的支持。(Current Biology
 
 
揭示庆大霉素生物合成机制
 
庆大霉素是一种重要的氨基糖苷类抗生素,由于其在治疗细菌感染方面所表现出的良好疗效,在临床上被长期广泛应用。近年来,该药物在肿瘤治疗方面的应用潜力使其重新成为抗生素领域的研究热点之一。然而,该药物自上世纪60年代发现以来,其生物合成机制一直是未解之谜。研究人员首次证实了代谢中间产物庆大霉素X2是细胞生物合成的关键中枢。该发现在分子水平上全面揭示了庆大霉素的生物合成机制,为开展氨基糖苷类抗生素高效定向优化创新提供了理论依据。(Chemistry and Biology)
 
 
miRNA对鸡白血病肿瘤的调控机制
 
J亚群禽白血病病毒(J avian leukosis virus J ,ALV-J),属于逆转录病毒家族,可以导致鸡白血病及各种肿瘤性疾病发生,在家禽界广泛传播,对世界各地的家禽业已经造成了重大的经济损失。miRNA在肿瘤发生和发展中起关键作用,但对miRNA在鸡白血病肿瘤中的潜在作用还不十分清楚。研究人员首先通过miRNA芯片检测未被侵染的鸡和ALV-J侵染的鸡miRNA的差异表达,发现gga-miR-375在患有鸡白血病的鸡中出现下调,并可以靶向YAP1致癌基因抑制细胞增殖。体内实验发现受感染的鸡肝20天后gga-miR-375发生显著下调,而此时YAP1发生显著上调。此外,细胞周期蛋白E,细胞周期进程中一个重要的调节因子,它的表达在感染期间发生显著上调。果蝇细胞凋亡蛋白1抑制剂(DIAP1),与依赖半胱天冬酶的细胞凋亡有关,在感染后也显著上调。上述结果表明,gga-miR-375作为一种肿瘤抑制基因调节癌细胞的增殖并且在鸡白血病肿瘤发生中起着关键的作用。(PLoS ONE
 

来源:基因农业网

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