生物技术前沿一周纵览(2014年8月1日)

2014-08-01 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

非洲稻基因组测序完成
  
科研人员完成了非洲稻(Oryza glaberrima)的全基因组测序。这些遗传信息将提高科学家和农学家对于非洲稻种植模式的理解,也能够让研究人员选育出新的水稻品种,更好地应对不断增加的环境压力,以帮助解决全球饥饿问题的挑战。非洲水稻基因组特别重要的原因是,许多基因所编码的性状,使非洲稻对环境胁迫产生抵抗力,例如长时间的干旱、土壤和水涝中的高盐。对基因组有一个精确的认识,可以更容易地识别这些性状,通过常规育种方法或者通过遗传修饰技术,更迅速地移动基因。随着非洲稻全基因组测序的完成,科学家和农学家可以将亚洲稻和非洲稻进行杂交,选育出具有亚洲稻高产性状和非洲稻耐寒性状的新品种。在对构成非洲稻基因组的33000个基因进行分析后,研究人员发现,在驯化的过程中,非洲人和亚洲人各自选择了两个物种的许多相似的遗传性状,例如高营养和使作物更容易收割的性状。(Nature Genetics
  
青稞籽粒发育转录组研究
 
青稞(Hordewn vulgare L. var. nudum Hook, f. 2N=14),即裸大麦,属于禾本科小麦族大麦属,是大麦的变种之一,因其在成熟时颖果易与稃分离而得名。青稞是青藏高原藏区的主要农作物,是重要的口粮、重要的食品加工原料及牲畜饲料。研究表明青稞富含β-葡聚糖、膳食纤维、矿物质等营养成分,具有很高的保健价值。近年来优质青稞选育与应用受到广泛的关注,而青稞籽粒发育中品质性状形成的分子机理研究对改良青稞品质极其重要。研究人员利用第二代高通量测序技术对品质性状具差异的两青稞材料不同发育时期的籽粒进行转录组分析,并通过对All-Unigene NR、Swiss-Prot、COG及KEGG注释的进一步分析,鉴定出373个品质相关的unigene,包含淀粉代谢途径的基因、贮藏蛋白编码基因、必需氨基酸代谢途径基因和种子成熟相关基因。分析了淀粉、β-葡聚糖以及蛋白合成途径相关基因表达模式,推测了候选的关键基因;并且根据获得的EST数据鉴定了大量EST-SSR位点和EST-SNP多态性位点。该研究为进一步研究种子发育和品质相关基因奠定了重要的基础。(PloS ONE
 
 山茶属重要代表植物比较叶绿体基因组学研究
 
山茶属是山茶科中包含许多举世闻名经济植物的一个重要类群,包括为人类提供天然保健饮料的茶(Camellia sinensis var. assamicaC. sinensis var. sinensis);健康型高级食用植物油的油茶(C. oleifera)以及观赏花卉云南山茶(C. reticulata)、金花茶(C. petelotii)等。然而,迄今为止,山茶属植物遗传学与基因组学研究背景相当薄弱,频繁的种间杂交和多倍化也导致其分类鉴定与系统发育研究十分困难。叶绿体基因组信息的获得不仅对于揭示物种亲缘关系和进行植物系统发育分析有重要意义,还能为植物DNA条形码以及植物叶绿体遗传转化提供大量重要数据信息。研究人员借此对山茶属中的重要类群进行了系统深入的研究。研究按照闵天禄系统,对山茶属中茶组10个物种或变种进行高通量测序,研究结果发现,山茶属植物叶绿体基因组高度保守,呈现典型的四分体结构,各个物种间IR区的扩张与收缩变异微小。C. sinensis var. assamicaC. pubicosta具有较近的亲缘关系。通过对叶绿体基因组不同区域的序列分歧度的计算,发现叶绿体基因组序列进化速率不受功能限制而是受区域限制。此外还鉴定、筛选出15个分歧度超过1.5% 的序列作为分子标记,为以后山茶属植物的分类鉴定与系统发育研究提供了重要的信息。(BMC Evolutionary Biology
  
植物光敏色素与其配体的独立反应机制
 
植物光敏色素主要吸收红光和远红光波长的光。在拟南芥中有五种不同的光敏色素,分别被命名为phyA到phyE。这些光敏色素受体在不同的光形态建成反应中所起的作用有时是不同的,有时有部分的冗余甚至相反的作用。研究人员通过ChIP-seq分析以及比较phyA的配体FHY1相关位点和phyA相关位点,全面地鉴别了FHY1染色质结合位点,证实核FHY1、phyA可以相互独立调节不同靶基因的表达。此外,还证实了独立的FHY1核信号参与了植物发育的一些至关重要的方面,特别是在盐胁迫期间远红外光下抑制了种子萌发。在共同以及独特的FHY1和/或phyA相关基因中顺式元件 ( cis-element )及转录因子差异性,表明了独立及协调的FHY1和phyA信号通路的复杂性。该研究阐明了phyA或FHY1响应远红外光信号发挥各自功能的分子机制,揭示出了除当前已知在phyA依赖性的光形态发生中的作用外,FHY1从前未知的一些功能方面。(PNAS
 
 鉴定对虾抗病毒信号通路
  
对虾(Marsupenaeus japonicus)是我国重要的水产品种,其养殖过程往往受到病毒感染影响,而造成重大损失。研究人员采用定制的对虾miRNA芯片对受对虾白斑综合症病毒(WSSV)侵染的对虾miRNA表达谱行分析,发现199个miRNAs参与细胞凋亡的调控,其中8个miRNAs在动物进化过程中有高度保守性。研究人员接着在虾体内进行功能丧失实验(LOF),揭示出miR-100是一种抗细胞凋亡的miRNA,通过靶向调控胰蛋白酶基因实现抗细胞凋亡。miR-100的表达沉默会导致虾血细胞的细胞凋亡活性增强,并进一步导致受病毒侵染虾中病毒基因组拷贝数和死亡率的下降。该研究发现miR-100—胰蛋白酶信号通路通过调控细胞凋亡在抗病毒免疫中起到了重要作用。使用miR-100的反义寡核苷酸下调miR-100表达水平可能作为防治病毒侵染的一种策略。(Fish Shellfish Immunology
  
早期胚胎中的DNA甲基化
 
DNA甲基化的普遍模式在原始生殖细胞中和哺乳动物早期胚胎发育过程中被大举重新编程。这种重新编程在小鼠胚胎中已被很好地表征,但我们对人类胚胎中的DNA甲基化动态还缺乏详细的认识。最新的研究结果显示,在受精之后,人类基因组的绝大部分都会立即发生DNA甲基化的大量丧失,从而证实这种表观遗传重新编程在演化上是一个保守的发育特征。Hongshan Guo等人生成了碱基分辨率的、胚胎形成过程几个发育阶段的人类配子DNA甲基化图。Zachary Smith等人获得了人类胚胎形成过程几个发育阶段以及在人类胚胎干细胞系衍生过程中的类似的DNA甲基化图。这两项研究让我们对小鼠与人类甲基化动态之间的差别以及DNA甲基化与基因表达和转座元素之间的功能关系有所认识。(Nature)
 
 剧毒蘑菇的多样性、形成与演化
 
鹅膏科(Amanitaceae)真菌具有重要的经济价值和生态价值,该科既包含国际上著名的食用菌,也兼有易与可食鹅膏和一些可食用蘑菇相混淆的剧毒菌。在因误食毒蘑菇而中毒死亡的事故中,约90%都是因误食剧毒鹅膏所致。科研人员基于五个基因片段的DNA序列,并结合形态学及生态学特征,对全世界剧毒鹅膏的物种多样性、分布格局和演化历史进行了研究。该工作取得的成果发现对剧毒鹅膏物种多样性的认识和估计严重不足,在剔除原先误置于鹅膏属剧毒鹅膏组(Amanita sect. Phalloideae)的5个物种后,其他28个物种构成了一个单系,其中50%的物种(14种)可能是新物种;相关生物化学分析表明长距离扩散和隔离分化共同造就了外生菌根真菌现今洲际间断分布的格局。该研究对于剧毒蘑菇的物种识别和我国毒蘑菇中毒预防具有较重要的现实意义;对于揭示鹅膏属真菌的物种多样性、形成与演化具有较重要的科学意义。(BMC Evolutionary Biology
  
科研人员从荔枝果皮中分离出新化合物
 
荔枝果皮富含黄烷醇、花色苷等重要生物活性物质。这些物质具备良好的调节免疫、抑制肿瘤、抗辐射、抗衰老活性等,是良好的功能食品与化妆品的开发原料,但目前有关于荔枝果皮生物活性物质组成的鉴定依然十分有限。科研人员从荔枝果皮中制备分离得到一个新的化合物:2-(2-羟基-5-〈甲氧羰基〉苯氧基)苯甲酸。该化合物具有良好的抗氧化活性,其抗氧化活性显著强于食品行业常用的合成抗氧化剂BHT,因此可用于制备抗氧化剂或自由基清除剂,具有广泛的应用前景。该发明对于推动荔枝的深加工利用,提升荔枝产品附加值,促进该行业的可持续发展具有重要的意义。(生物通) 

来源:基因农业网

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