生物技术前沿一周纵览(2014年12月5日)

2014-12-05 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 分析野黄瓜基因组研究葫芦素

野生葫芦科植物的苦味是由于一种叫做葫芦素(cucurbitacins)的化合物所引起。黄瓜、南瓜、甜瓜、西瓜和西葫芦均属这一家族。野生葫芦科植物的果实和叶子被用于印度医学和中医学中已有数千年的历史,它们被作为催吐药和通便药来治疗肝脏疾病。最新,研究人员还证实葫芦素可以杀死或抑制癌细胞的生长。当研究人员鉴别导致野黄瓜具有强烈苦味的一些基因时,他们将高科技基因组学和传统中医学结合到了一起。苦味已知受到两个遗传性状的控制,“Bi”赋予了整株植物苦味,“Bt”导致了果实苦涩。在新研究中,研究人员利用最新的DNA测序技术鉴别出了与苦味相关的精确DNA改变。鉴别出了9个基因与生成葫芦素有关,证实可追踪这一性状至两个转录因子,它们开启了存在于叶或果实中的9个基因生成了葫芦素。新研究揭示了驯化如何改变了黄瓜的遗传性使得其果实更加可食。它还可以使得大量生成用于临床试验以及有潜力用于医学中的葫芦素变得更为容易。(Science
 
 
竹类开花相关miRNA研究的新进展
 
竹类植物开花一直是植物界的“难解之谜”。研究人员在对多年生零星开花的热带木本竹种麻竹(Dendrocalamus latiflorus)的开花习性进行多年观察的基础上,对其开花相关miRNA进行了系统深入的研究。研究通过Solexa深度测序技术构建了两个不同发育阶段的麻竹花的sRNA序列文库,并从中获得了118个保守miRNA和47个麻竹特有miRNA,在对这些miRNA的进一步分析中,发现15个miRNA的功能是与花发育相关的。此外,还建立了麻竹花miRNA的靶基因数据库,并通过5’RACE获取了部分靶基因的剪切位点。该研究首次对竹亚科植物中花的miRNA进行了全面的分析,并对miRNA在竹子开花现象中的调控作用进行了初步探讨,进一步阐明了竹子开花的内在分子机制。(Plant Molecular Biology Reporter
 
 
微型真菌拟盘多毛孢属和平脐蠕孢属系统发育研究取得新进展
 
拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)通常以植物病原体或内生的方式存在。据前人研究,它是一个包含300多种新化合物和具有生物活性代谢产物的属,因此成为很多新化合物骨架筛选的目标。平脐蠕孢属(Bipolaris)是一个世界广布的非常重要的植物病原菌属,属内部分物种造成了孟加拉国的饥荒,在英国和美国,它破坏了水稻作物,并引发玉米严重的流行病,迫使产量下降。由于缺乏分子数据,形态特征区分度小,该属物种的鉴定一直比较有争议。研究人员对两属的系统发育进行了深入的研究从而对二者进行了分类修订。该结果为之后进一步对于新化合物的研究奠定了基础。同时,基于从新鲜的培养物和世界范围内获得的模式菌株提取DNA,并且观察了所有的模式标本,重建了平脐蠕孢属(Bipolaris)分子系统发育树。研究初步建立了致病类群和其寄主的相互关系,有利于今后的疾病控制和植物育种,对政府部门的检疫工作也提供了指导建议。(Studies in Mycology1, Studies in Mycology2)。
 
 
三峡库区特有植物丰都车前的水淹耐受性研究
 
丰都车前(Plantago fengdouensis) 属车前科( Plantaginaceae)车前属(Plantago)多年生草本植物。该物种属三峡库区特有植物,只在三峡水库蓄水前的重庆丰都、忠县的长江江心沙滩的低海拔区域上有自然分布。受三峡工程的影响,丰都车前的原生境被永久性淹没。为了减小三峡工程对植物多样性的影响,在三峡水库蓄水前,大部分丰都车前植株被移栽到武汉植物园进行迁地保护,但对丰都车前的水淹耐受性及适应机制并不清楚。研究人员以普通车前(P. asiatica)为对照种,在生理生化水平上比较研究了丰都车前的叶片和根对水淹胁迫的差异响应。研究结果表明相对于普通车前而言,丰都车前的叶片对水淹胁迫较为敏感,而根对水淹胁迫耐受性更好,并能形成一定的保护机制。丰都车前的根对水淹胁迫的适应机制可能与它的自然生境有关,在自然状态下,当夏季洪水来临时,丰都车前被淹,叶片腐烂死亡;当洪水退去,丰都车前再通过根系生长繁殖。该研究成果为三峡库区特有植物丰都车前的保护、回归自然及对维持三峡水库消落区的植物多样性提供科学指导。(Environmental and Experimental Botany
 
 
三峡水库消落区防护林建设的木本植物筛选研究
 
三峡水库消落区防护林对提高消落区的生态景观、过滤污染物、稳定河岸,维持水陆生态系统的稳定性起重要作用。因此,筛选适宜的木本植物在三峡水库消落区上部建设防护林是十分重要和比要的。研究人员通过对三峡水库消落区木本植物的分布调查结果表明,尽管在消落区内分布有24科37属39种木本植物,其中包含12种乔木树种和27种灌木树种,但这些木本植物大部分通过种子萌发以一年生的形式存在,在经历下次水淹后就死亡,而只有少部分植物如乌桕、桑树等能以多年生的形式存在,从中筛选出11种水淹耐受性较好的植物,可作为消落区防护林建设的适宜物种。对消落区定植的植物成活率的进行冬季淹水存活率分析,枸杞、秋华柳等在生长恢复期间能形成适当的修复机制来促进生长。另外,消落区的防护林建设过程中应根据物种的水淹耐受性差异在不同海拔高程合理分布,并在后期加强管理维护。该研究成果将为消落区的防护林建设提供科学指导。(PLoS One
 
 
弹涂鱼基因组测序了解水生到陆生的适应机制
 
在泥盆纪(the Devonian period)由水生向陆生过渡是脊椎动物进化史上最重要的事件之一,有几种在进化较晚期出现的硬骨鱼类独立地进化出了适应能力,使得它们生命中相当大的一部分时间能够在陆地上生活。但目前对于这些适应的遗传基础仍知之甚少。研究人员对4种代表性的弹涂鱼(mudskippers)进行了基因组测序,由此阐明了两栖鱼类适应陆地生活环境的分子机制。他们发现弹涂鱼中一些先天免疫系统基因发生了扩增,有可能提供了对陆地病原体的防御能力。弹涂鱼鳃中几个与氨排泄通路相关的基因经历了正选择,表明它们在弹涂鱼对于环境氨的耐受中起重要作用。一些与视觉相关的基因差异性地丢失或突变,证实发生了与空中视觉相关的一些基因组改变。此外,对暴露于空气中的弹涂鱼进行转录组分析,研究人员还揭示出了响应缺氧上调或下调的一些调控信号通路。当前的研究为我们了解脊椎动物从水生向陆生过渡潜在的分子机制提供了一个宝贵的资源。(Nature Communications
 
 
红景天对西藏饲养肉鸡健康的影响
 
红景天一直被用来作为传统的药物,以增强人对西藏高海拔效应的适应性。一项研究探讨了大花红景天(R. crenulat)是否可以减轻缺氧对在西藏高原饲养肉鸡的负面影响。对商业雄性肉仔鸡补充红景天的粉碎的根,研究其对肉鸡健康和肠形态的影响。饮食治疗包括CTL(基础日粮),低-R(基础日粮+0.5%大花红景天)和High-R(基础日粮+1.5%大花红景天)。与对照喂食相比,低-R对生产性能无影响,而高-R在第14,28和42天降低了肉仔鸡平均日采食量,在第28和42天体重和肠道发育降低。与肉鸡饲喂CTL和High-R的饮食相比,低-R显著减少非腹水引起的死亡率和总死亡率。与其他处理相比较,肉仔鸡喂养高-R的饮食在28天已显著增加血红细胞计数和血红蛋白水平。研究结果表明,补充红景天可能会减少缺氧对肉鸡的影响,从而降低死亡率。(Scientific Report
 
 
在三维水平研究细胞的新工具
 
美国斯克里普斯研究所(TSRI)开发了一种软件,研究人员利用这种软件,能够比以往更详细地研究病毒、细菌和人体组件。cellPACK软件解决了结构生物学的一个主要问题,即难以在中等的“中尺度”范围内可视化这些结构。利用cellPACK,研究人员可以迅速有效地处理他们所收集的较小结构的数据,并在这种中等尺度范围内装配模型。研究人员此前必须手工创建这些模型,这需要数周或数月的时间,而使用cellPACK则只需要几小时。作为该软件能力的一个示范,这项新研究创建了一种HIV模型,展示了外部“刺突(spike)”蛋白在不成熟病毒表面是随机分布的。研究人员将cellPACK视为一项团队努力的结果,他们已经将autoPACK和cellPACK软件设为免费开放获取,使用者可以从http://www.autopack.org下载该软件。(Nature Methods
 
 

来源:基因农业网

相关文章