生物技术前沿一周纵览(2015年1月30日)

2015-01-30 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

拟南芥的次生细胞壁合成
 
植物细胞壁决定细胞形状,介导与细胞环境的通信。但次生细胞壁(沉积在包括木质部在内的各种细胞类型中)才是用于生物燃料以及制浆和造纸工业的生物质的主要来源。影响次生细胞壁生物合成的全部转录调控因子在很大程度上仍未被确定。研究人员描述了一个涉及数百个转录因子的基因调控网络,它通过蛋白-DNA相互作用控制拟南芥植物木质部的形成。基因表达是由一系列“前馈环路”调控的,以确保次生细胞壁在正确的时间沉积在正确的地方。该研究用基因调控网络来建立关于非生物压力(如盐度和铁剥夺)对次生细胞壁基因调控之影响的新假说并对这些假说进行确认。(Nature
 
 
胞吐与植物胞内免疫受体机制上的联系
 
植物在长期的进化过程中,形成了多个层次的免疫反应,包括细胞表面受体激活的免疫反应和胞内免疫受体激活的免疫反应。最近研究表明植物囊泡运输,如内吞和胞吐在植物先天免疫反应中发挥重要作用。尽管研究发现植物表面免疫受体的激活需要内吞作用,然而,植物如何调控内吞和胞吐过程并不清楚。该研究利用拟南芥与白粉菌互作的研究体系,解析了胞吐复合体成员EXO70B1参与先天免疫反应的分子机制。通过突变体筛选,发现胞吐复合体成员EXO70B1功能丧失导致植物产生增强的白粉病抗性。EXO70B1激活的抗性依赖于一个非典型的胞内免疫受体TN2(TIR-NBS2),EXO70B1与TN2直接互作。暗示病原菌可能攻击EXO70B1以抑制植物的先天免疫,而TN2或TN2所在的免疫受体复合体可能监控EXO70B1的状态。(PLoS Genetics)
 
 
野葛转录组测序预测异黄酮生物合成基因
 
野葛是一种药食两用的野生豆科植物,其根含有丰富的结构奇特的异黄酮类次生代谢物,这些化合物表现出良好的药用价值,野葛根中含有独特的异黄酮分子修饰化酶例如含有特有的糖基转移酶与甲氧基转移酶等,挖掘这些特异的修饰化酶基因,为将来创制异黄酮类新药提供一个必要的基因资源。研究人员建立了野葛根与叶的转录组学数据库,通过比较转录组学研究,发现了其中3148个基因相对于叶在根中上调表达、2011个基因表达水平下调,而其中在根中特异表达的糖基转移酶基因有22个、甲氧基转移酶基因45个;通过进化树分析以及功能预测分析,预测了这些侯选基因的功能反应。该研究组创建的野葛植物转录组学数据库序列信息已提交至国际NCBI GenBank数据库。(Plant Cell Reports)
 
 
揭示观赏桃红叶的成色机理
 
“红叶桃”叶色艳丽夺目、观赏价值高,是我国重要观赏桃品种。研究人员通过红、绿叶转录组比较分析,并结合前人红叶性状基因定位的结果,发掘了控制观赏红叶桃叶片花青苷着色的关键基因PpMYB10.4,该基因在绿色桃叶和烟草叶片中瞬时表达都能促进花青苷积累着色;同时揭示了控制植物花青苷合成的MYB调节基因可分成两类,它们拥有共同的祖先,但大约在7千万年发生了功能分化,分别调控叶、果花青苷的积累。研究成果揭示了植物花青苷MYB调节基因的进化特征,为桃花青素着色的遗传改良提供了理论基础与分子工具。(BMC
 
 
猪的纬度适应性来自基因渗入
 
在自然选择和人工选择的双重作用下,猪进化出了丰富的表型,比如猪会有不同的花色,有肉用猪和宠物猪,而肉用猪还有不同的繁殖能力,不同的生长速度,以及不同的口感等等。研究人员通过全基因组测序和选择性的基因片段分析,对猪的纬度适应性机制进行了研究。该研究选用了69只不同品种的猪来进行基因测序,这些猪代表了11种来自不同地域的品种和3种野生品种,它们分别来自中国的高、低纬度地区。研究结果显示X染色体上一段长约14Mb的低重组区域与纬度适应有关,同时还发现该适应性片段可能来自猪品种Sus,远古时代发生的基因渗入现象在物种的适应性进化过程中可能发挥了积极的作用。该研究第一次强调了基因渗入在猪的不同纬度的适应性中的重要作用,为后续的研究工作,尤其是猪的进化研究以及基因渗入在适应性进化方面的作用,提供了崭新的视角。(Nature Genetics
 
 
施肥模式对农田杂草的影响
 
农田杂草在维持土壤微生物、动物多样性,减少土壤流失、酸化,以及维持农田生态系统功能的可持续性等方面发挥着重要作用。作为农田杂草综合管理的重要手段,好的养分管理可以兼顾作物高产和生物资源的保护。而目前不同养分管理措施对农田杂草群落的影响尚未有一个统一的结论,其影响机理也鲜见报道。研究人员通过位于安徽蒙城县一长达17年的砂姜黑土定位试验站进行研究,结果表明:农田杂草群落和冬小麦在不同施肥模式下的表现差异明显,杂草种群对不同施肥模式有其自身的调节机制,如猪秧秧在养分条件较好的处理中能通过增加节间长度来捕获更多的光能,从而有利于自身的生长。该项研究可为农田优化施肥、杂草综合管理以及农业生态系统的合理构建提供理论依据。(PloS ONE)
 
 
生物炭的土壤修复与其他研究
 
生物炭能够束缚土壤中的重金属,以避免它们进入植物和水源。生物炭还在清理污水方面显示出希望,或许可以充当活性炭的廉价替代品,用于污水处理厂和被有毒化学物质污染的地区。它还有助于帮助移除传统水处理系统难以消除的抗生素和化学废物。科学家甚至开发生物炭用于处理石油和天然气钻井液体以及作为印刷增色剂和油漆产品成分的潜能。但如果需求不断上涨,人们可能会质疑生物炭生产带来的环境影响。一个重要关注点是原料的选择:中国倾向于使用农业废弃物,而美国一些研究人员力推动物杂肥,但这些都不是大规模生产生物炭的最有效方法。生物炭的应用还面临经济、环境等方面的问题需要探讨。(Nature
 
 
中草药治疗肿瘤的研究评论
 
新近发表的有关中草药治疗肿瘤的研究评论,主要阐述了使用中草药治疗肿瘤的现代意义,包括中草药可以直接促进癌细胞凋亡、抑制肿瘤血管增生、透过免疫机制抗癌、阻止癌细胞转移等。此外由于中草药针对多靶点的特色,辅助肿瘤治疗的潜力非常明显。文章还论述了正在国外和香港地区积极进行中的抗肿瘤研究,这些研究不限于化合物,同时包括提取物和组份的多靶点中药或复方研究,以及草药标准化、质量控制、组学分析、生物利用、临床测试、药物相互作用等研究方法。(昆明植物研究所
 
 

来源:基因农业网

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