生物技术前沿一周纵览(2015年2月6日)

2015-02-06 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 新型耐旱重编程植物

 
当植物遭遇干旱时会自然地生成脱落酸(abscisic acid,ABA)。ABA是一种抑制植物生长及降低水消耗的应激激素。虽然给农作物喷洒ABA可以帮助它们在旱期生存,但ABA的生产成本高,在植物细胞中会快速失活以及具有光敏性,因此未能直接用于农业。研究人员针对拟南芥和番茄植物展开了研究,利用合成生物学方法开发出了这些植物的脱落酸受体新版本,通过遗传工程改造使得它们能够被农业中广泛应用的双炔酰菌胺而不是被ABA所激活。当用双炔酰菌胺喷洒这些重编程植物时,植物通过开启脱落酸信号通路,由此关闭叶片上的气孔防止水分丧失,有效地在干旱条件下生存下来。预计这一利用合成生物学来重编程植物反应的策略,也将使得其他的农业化学品能够用于控制别的有用性状,例如抗病性或生长速率。(Nature
 
 
植物-真菌病原菌全新“共生”作用
 
植物与微生物共进化改变了植物检测和排除病原菌的作用机制,最新一项研究发现植物基因不仅能通过阻止病原菌入侵,而且还能限制其在植物内的传播。该项研究找到了一个称为ZmWAK的植物基因,该基因能调控玉米与玉米丝黑穗病病原体Sporisorium reilianum之间的相互作用,植物识别病原菌,与病原菌相互作用具有特殊的模式,而玉米与其它作物(水稻、小麦等)也不同,更为广泛的是数量遗传的抗病基因。而且研究人员发现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。同时研究人员也证实ZmWAK在幼苗的中胚轴中高水平表达,在那里它阻止了内生玉米丝黑穗病菌的活体营养性生长。(Nature
 
 
水分和钾素胁迫对棉花钾效率的影响研究的新进展
 
农田生态系统中,土壤水分和肥料是影响作物生长的两个重要环境因子。选取钾高效和钾低效棉花基因型(简称为HEG和LEG)为研究材料,采用盆栽实验,设置水分和钾素胁迫处理(OPT-W,OPT-K,OPT-W-K)和对照(OPT),对比分析在土壤水分及钾素养分胁迫条件下两个棉花品种生物量、产量、钾素吸收和分配等方面的差异。研究结果表明:干旱和低钾胁迫显著抑制棉花的生长,干旱降低棉花对土壤钾素的吸收和转运,土壤缺钾促使植株体内K+向生殖器官(棉铃)的转移,胁迫条件下,尤其是缺钾处理下,HEG体现出较好的生理学特征。该结论为深入探究棉花钾高效机理提供理论依据。(Journal of Soil Scienceand Plant Nutrition
 
 
脱落酸信号通路新机制
 
脱落酸(ABA)作为一种重要的植物激素,参与调控植物的生长发育、逆境响应。ABA信号接收以后如何通过内质网将信号传入细胞核中还不是很清楚。泛素连接酶SDIR1通过调控bZIP转录因子的基因表达,进而增强ABA信号,并参与调控植物对干旱及盐胁迫的抗性。通过酵母双杂交筛选到SDIR1的底物蛋白SDIRIP1。精细定位实验发现,SDIR1定位于内质网膜上,其包含重要的功能结构域RING的C端位于细胞质的一侧;SDIRIP1在叶绿体、细胞核及细胞质中均有分布。结果证实SDIR1通过C端识别并通过26S蛋白酶体系降解细胞质中的SDIRIP1,负调控下游转录因子ABI5的表达从而来调控ABA信号。该研究揭示了SDIR1/SDIRIP1调控ABA信号通路的机理,并且为研究不同细胞器之间信号转导提供了一些线索。(Plant Cell
 
 
弓蛔虫基因组序列草图发布
 
弓蛔虫病是一种在许多发展中国家高度流行的疾病,它是由来自犬科动物和猫科动物等肉食动物的弓蛔虫(Toxocara spp.)发生人畜共患传播所引起。尽管研究人员针对已临床及流行病学进行了充分的研究,然而到目前为止尚未全面地调查这一寄生虫的分子生物学特征。研究人员采用新一代测序生成了犬弓蛔虫的基因组草图和转录组,这将为未来的生物学和生物技术研究提供重要的支持。研究人员检测了在幼虫期、以及雄性和雌性成虫期的转录情况,确定了这一寄生虫的基因沉默工具,探究了与发育或宿主-寄生虫互作相关的分子。发现了犬弓蛔虫的分泌蛋白质组(870个分子)中具有丰富的肽酶,与穿透及降解宿主组织相关,并且有一组分子被认为是调控或抑制了宿主的免疫反应。(Nature Communications
 
 
改变蛋白质研究的强大工具
近期发布了一种称为Aquaria的强大工具,利用这一工具,生命科学家们可以利用公开可用的网络资源,精简了深入了解3D蛋白结构的过程。Aquaria是建立在蛋白质数据库(Protein Data Bank)的基础之上,其中包含超过100 000个蛋白质结构。研究人员把很多额外有用的信息进行分层。例如,增加了还没有结构信息的蛋白质序列。Aquaria方便快捷,带有一个易于使用的界面,包含与其他相似资源一样多的模型。它也允许用户查看映射到三维结构的其他信息。例如,你可以添加导致蛋白质变化的单核苷酸多态性(SNP),然后精确可视化这些变化发生在蛋白质结构中的什么部位。Aquaria对于范围广泛的生命科学家们将非常有用,从医学研究人员到农业、生物安全、生态和营养学科学家。Aquaria的灵活性和可扩展性,可让信息以全新的方式进行组合,快速而容易。(Nature Methods
 
 
水果表面缺陷检测法获得专利授权
 
近日,国家农业信息化工程技术研究中心智能检测部黄文倩申请的国家发明专利“基于类球形亮度变换的水果表面缺陷检测方法”获得发明专利授权。“基于类球形亮度变换的水果表面缺陷检测方法”涉及图像处理技术领域,公开了一种基于类球形亮度变换的水果表面缺陷检测方法。本发明基于水果R分量图像,对表面亮度不均进行变换,使水果表面缺陷分割简化为单阈值法检测,克服了传统基于RGB图像缺陷检测算法的复杂性,同时避免了对算法的频繁训练,实现了对缺陷的精确检测。本发明的检测方法不受到水果大小和形状的影响,较好地避免了亮度对结果造成的影响。由于该方法实现了单阈值对水果表面缺陷的一次性成功分割,因此在在线水果缺陷检测中具有较大的应用潜力。(科学网)
 
 
红酒成分可以防止记忆衰退
 
红酒中含有一种备受关注的抗氧化剂——白藜芦醇(resveratrol)。白藜芦醇是一种非黄酮类的酚类物质,存在于红葡萄皮、花生和一些浆果中。人们认为白藜芦醇能在多种疾病中起到有益作用,甚至能够延年益寿。最近一项新研究表明,这种物质还能够预防衰老相关的记忆衰退。研究人员发现,白藜芦醇治疗对于老年大鼠大脑的学习、记忆和情绪功能有明显的益处。大鼠进入老年之后(22到25个月),虽然还能维持大部分的空间学习能力,但它们形成新空间记忆的能力显著下降,而接受白藜芦醇治疗的大鼠,空间学习和记忆能力都得到了明显的改善。接受过白藜芦醇治疗的大鼠中,神经发生(神经元的生长和发育)差不多是对照大鼠的两倍。进一步研究表明,白藜芦醇的有益作用似乎与调节海马体的可塑性和抑制低水平的慢性炎症有关。(Scientific Reports
 

来源:基因农业网

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