生物技术前沿一周纵览(2014年12月26日)

2014-12-26 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 解析植物Sussex信号传导机理

在高等植物茎尖,侧生器官叶片的被-腹轴(又称近-远轴)极性建成受到茎尖干细胞调控。这个极性信号分子被称为Sussex信号。研究人员在拟南芥和番茄中通过荧光成像发现叶片原基中存在生长素浓度差异,近轴面(即叶片靠近茎尖一侧)生长素浓度较低。此外,叶片原基发生之后,立即出现从近轴面向茎尖干细胞方向的生长素运输。番茄中的显微操作结果结合拟南芥中转基因和遗传学结果表明,叶片原基近轴面的低生长素浓度和叶片与茎尖的生长素运输都对叶片极性的建成至关重要。生长素下游转录因子MONOPTEROS介导生长素信号调控叶片极性建成。此研究对于经典的Sussex信号在分子水平给出了机理性的解释,并证明了生长素对于以叶片为代表的植物器官极性建成的作用。(PNAS
 
 
茉莉酸诱导侧根发生过程中新信号机制
      
大量的研究证明生长素可以促进侧根的发生,而促进侧根的发生也就被认为是生长素的特性之一。生长素对于侧根发生的影响表现在侧根发生过程的各个方面。有研究证实,茉莉酸通过调控生长素的生物合成和极性运输来调节了拟南芥的侧根形成。研究人员在新研究中发现茉莉酸高度响应性因子ERF109介导了茉莉酸信号传导和生长素生物合成之间的串扰,调控了拟南芥侧根发生。相比于野生型的拟南芥,茉莉酸甲酯(methyljasmonates,MeJA)处理的erf109突变体具有较少的侧根,而ERF109过表达则可引起与过度生成生长素的突变体相似的根表型。ERF109直接结合到了ASA1和YUC2基因的启动子上,而SA1和YUC2编码了生长素生物合成中的两个关键酶。由此,新研究揭示了茉莉酸诱导侧根发生过程中茉莉酸和生长素串扰的一个分子机制。(Nature Communications
 
 
NLR介导的专化性抗性表观遗传学调控机制
 
植物NLR抗病受体蛋白介导对病原菌的专化性抗性受到严谨的调控。研究发现并阐明了单子叶麦类作物中NLR介导对白粉病真菌病害专化性抗性的表观遗传学调控的机制。该研究鉴定了麦类作物大、小麦中特异表达的miR9863家族,其中3个miR9863的成员靶向大麦Mla白粉菌抗病位点上的部分等位基因成员的转录本,调控的特异性是由成熟miRNA中或Mla中靶向位点中的1-2个SNP决定。miR9863成员通过介导对Mla转录本靶标的切割和翻译抑制发挥作用,同时诱导产生21nt的次级siRNAs(phasiRNAs)进一步增强对Mla的调控效率。这一转录后水平的负调控机制很好地解析了植物对NLR类型抗病基因抗性的精细调控,尽量减少或避免植物引发过度的抗病反应和细胞死亡对其生长发育的不利影响。(PLoS Genetics
 
 
发现玉米丝黑穗病数量抗性的激酶
 
玉米丝黑穗病(Head smut)是一种世界性病害,也是我国春玉米产区的主要病害之一。这种病害是由土壤或种子带菌传播的真菌病害,其病原菌玉米丝黑穗病菌(Sporisorium reilianum),该病害给全世界的玉米生产造成了严重威胁。玉米对丝黑穗病的抗性受多个数量性状位点(QTL)控制,研究人员图位克隆了qHSR1,并确定了qHSR1介导玉米丝黑穗病数量抗性的分子机制。利用连续的精细定位和转基因互补策略,发现ZmWAK是定位在qHSR1内赋予玉米黑穗病数量抗性的一个基因。ZmWAK跨越质膜,有可能发挥了一种受体样激酶作用负责感知和传导细胞外信号。新研究为玉米抗丝黑穗病分子育种提供了一个可能的抗病候选基因,为玉米丝黑穗病抗病育种工程的进一步深入研究奠定了重要的基础。(Nature Genetics
 
 
我国成功开发植物生长调节剂冠菌素
 
冠菌素,是近年来发现具有植物生长调节活性的天然物质,能调节植物生长发育、活性极高、抗逆效应突出、应用成本低、安全性高,如按目前主要作物年应用10亿亩计,每年市场潜力在30亿元以上。研究人员在耐高温高产基因工程菌培育方面取得关键突破,应用转座子诱导突变、基因重组等方法构建了高产冠菌素的基因工程菌,比国内外报道的产率水平提高5~10倍以上;建立并优化了发酵工艺,建立了世界上第一条冠菌素发酵生产线;建立了膜过滤和活性炭吸附的规模化浓缩与精制工艺;研制了冠菌素的水剂、悬浮剂等水基化绿色制剂与纳米控释剂;发现了冠菌素提高作物抗逆和棉花延缓生长、促进脱叶催熟新效应,建立了大田作物应用的关键技术;产品原药和制剂已经进入农药登记阶段,预计2015年获得原药及制剂番茄、棉花上的农药登记,这将是冠菌素国内外首次登记与产业化。(科技日报
 
 
蓝藻蛋白基因组学研究要进展
科研人员对模式蓝藻Synechococcus sp. PCC 7002的蛋白基因组学进行了系统研究。该研究综合采用了最新的基于蛋白和肽段的分离技术以及高分辨质谱分析技术,通过深入的生物信息学分析,鉴定了超过92%的预测的编码基因,校正了38个预测的编码基因并且发现了118个新基因。利用蛋白质组数据,实现了蛋白质翻译后修饰的系统全局发现,大规模鉴定了23种不同的翻译后修饰,其中绝大多数修饰是首次在蓝藻中发现。在以上工作的基础上,该研究建立了完整的蛋白质基因组学研究和分析流程,可适用于各种已经测序的原核生物,并成为其中一项标准的注释流程,成为解读基因组及其功能分析的重要工具。(PNAS
 
 
禽流感疫情是否受鸟类迁徙影响
 
鸟类的迁徙路线一直受到病毒学家的关注,其中一个重要的原因就在于科学家们认为,鸟类的迁徙会影响禽流感病毒的暴发和在亚洲传播的模式。研究人员通过基因组测序分析证明了以上观点,指出鸟类迁徙模式可能驱动着H5N1的传播与暴发。利用高空间分辨率和高光谱分辨率遥感数据,以及对这些病毒基因组的谱系地理分析,研究人员发现了H5N1病毒沿着东亚-澳大利亚迁飞途径和中亚迁飞途径迁徙,这是野鸟跨亚洲的两个主要迁徙路径。但是这种病毒并没有在这两条迁飞途径之间旅行,这表明这些迁徙路径可能部分限制了病毒传播的范围。此外,研究人员还发现了H5N1暴发的时机与野鸟迁徙的时机具有相关性。这些结果提示鸟类迁徙模式可能驱动着H5N1的传播与暴发。(PNAS
 

揭开甲型
H5N1病毒致鸡迅速死亡之谜

日本一个研究小组发现了鸡感染高致病性禽流感病毒(甲型H5N1病毒)后迅速死亡的部分机制,这一成果有助为多种感染性疾病开发新疗法。研究小组在印度尼西亚利用鸡进行甲型H5N1病毒的感染实验时,发现鸡各脏器的血管都出现了出血和淤血的症状。对鸡肺进行的分析显示,内皮缩血管肽的量是通常水平的约3倍,内皮缩血管肽受体的量则是通常水平的约1.5倍。内皮缩血管肽的量异常会引发急剧的出血和缺血状态,可能导致鸡迅速死去。而向鸡注射阻碍内皮缩血管肽和受体发挥作用的抑制剂后,感染后第5天的致死率就由100%降至约20%。但目前尚不清楚感染病毒后内皮缩血管肽和受体增加的机制。研究小组认为,埃博拉出血热等出血性疾病应该也具有同样机制。在对人类埃博拉出血热进行治疗时,也许内皮缩血管肽和受体的抑制剂能够作为治疗药物发挥作用。(科学网

 

来源:基因农业网

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