生物技术前沿一周纵览(2015年4月3日)

2015-04-03 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 拟南芥生长素合成调控机理研究进展

 
植物中生长素的从头合成存在色氨酸依赖和色氨酸不依赖两条途径,吲哚甘油磷酸(IGP)是色氨酸合成与非依赖于色氨酸生长素合成途径的分支点,拟南芥吲哚合酶(Indole Synthase, INS)是色氨酸合成α亚基(TSA)的同源蛋白,可能具有催化IGP合成吲哚的功能。为进一步探索INS的生物学功能,研究人员对INS功能缺失突变体进行了遗传分析。INS蛋白在胚胎发育过程中具有时空特异性的表达模式,胚珠生长素含量测定以及对胚胎中生长素报告基因DR5-GFP表达特征的分析表明,非依赖于色氨酸生长素合成途径对于早期胚胎发育过程中顶-基部轴向的建立发挥重要作用。INS定位于细胞质中,参与非依赖于色氨酸生长素合成途径中从IGP生成吲哚的代谢反应,是非依赖于色氨酸生长素合成途径中第一个被鉴定的重要成员。(PNAS
 
 
麻疯树基因组组装及高密度遗传图谱构建完成
 
中科院华南植物园等单位近期完成了麻疯树全基因组测序和组装,组装基因组大小为320.5 Mbp,在基因组中共发现了27,172个蛋白编码基因。另外,研究人员构建了以麻疯树为母本,同属植物日日樱(J. integerrima)为父本的BC1群体,构建了由1,208个分子标记组成的高密度遗传图谱,并将81.7%的基因组序列锚定到11条染色体上。麻疯树和蓖麻基因组在物种进化中有多个基因家族进行了特异扩增和收缩,包括油脂合成途径基因和核糖体失活蛋白(RIP)基因等。此基因组序列和遗传图谱为麻疯树基础研究和分子育种提供了重要信息。(The Plant Journal)
 
 
植物器官大小机制研究取得新进展
 
泛素受体DA1可以通过限制细胞分裂来调控器官的大小。为了进一步研究DA1及其同源基因的生物学功能,获得了DA1、DAR1和DAR2功能缺失突变体da1、dar1、dar2,发现核内复制在da1、dar1、dar2突变体中明显下调。研究结果表明,DA1及家族成员DAR1和DAR2共同调控了植物细胞的核内复制,影响细胞分化和细胞大小。DA1、DAR1和DAR2与调控细胞周期基因的转录因子TCP14和TCP15在体内存在直接的相互作用,并调控TCP14和TCP15的蛋白稳定性。遗传学分析表明,DA1、DAR1和DAR2与TCP14、TCP15在调节核内复制、细胞和器官大小方面处于同一遗传途径。这项研究成果揭示了DA1及其家族成员通过平衡细胞数目、细胞分化和细胞大小,从而决定器官大小的重要机制,对于深入理解植物器官大小调控的分子机理和提高植物产量等方面具有重要意义。(The Plant Cell
 
 
中华猕猴桃基因组可变剪接
 
猕猴桃(Actinidia chinensis)原产于中国,是营养最为全面的水果之一,猕猴桃全基因组序列草图于2013年成功绘制并公开发表,为推动猕猴桃基因组学的研究提供了便利和基础。通过对猕猴桃基因组层次的研究,尤其对营养品质如维生素C代谢相关网络及基因的解析,将为猕猴桃品质改良和遗传育种提供参考和依据。可变剪接使一个基因能产生多种mRNA成熟体,极大地增加蛋白多样性。研究人员采用中华猕猴桃基因组数据做参考数据,利用中华猕猴桃叶片和果实3个不同发育时期(未成熟、半成熟和成熟期)的转录组数据,从中华猕猴桃基因组(39040个基因)中共鉴定出11651个基因(占总基因数的29%)对应的32180个可变剪接事件。GO富集分析结果暗示着可变剪接参与维生素合成相关基因代谢过程中的重要作用。(中国科学:生命科学
 
 
Science China Life Sciences 出版“植物生物学专题”
 
为集中展示植物生物学目前一些热点研究领域的成果,Science China Life Sciences 2015年第3期发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓风研究员组织的“Plant biology:chromatin,small RNA and signaling”专题,分别从染色质、小RNA、植物信号转导等方面对该领域的研究进展进行了报道。(Science China Life Sciences
 
 
石墨烯有望带来快速测序
 
快速可靠的DNA测序是生物学研究长久以来的梦想。以石墨烯(graphene)为基础的电子传感器的最新进展,显示了它们对吸附分子的灵敏度,也意味着它们在无标记DNA测序技术上的巨大潜力。目前的想法是将基于石墨烯的电子传感器与纳米孔结合使用。让单个DNA分子穿过石墨烯电子传感器,从而实现实时、高通量的单分子测序。研究小组利用石墨烯场效应晶体管(GFET)作为探针,以显示吸附在石墨烯表面的DNA碱基的存在。通过实验证明,GFET能够在吸附四种不同的DNA碱基后,测定不同的电导特征。这一结果归因于接口偶极场的形成。在比较了实验结果和同步加速器的结果之后,研究小组预测了最终设备的灵敏度,并评估了石墨烯用于单碱基传感的可行性。利用石墨烯来测序DNA有望提高速度、通量、可靠性和准确性,同时降低测序的成本。(Nature Communications
 
 
揭示miRNA调控牛成肌分化
miRNAs机械地参与肌肉生长和分化。然而,很少报道牛骨骼肌卫星细胞成肌分化成肌管细胞过程中的miRNAs表达谱。研究人员采用miRNA芯片对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化过程中的783个牛miRNAs进行表达谱分析,并用实时定量RT-PCR对结果进行了验证。结果发现15个miRNAs在牛骨骼肌卫星细胞和分化的肌管细胞之间存在显著差异,在肌管细胞中,12个表现显著上调和3个下调。进一步,利用生物信息学方法,预测差异表达miRNAs的靶基因,并对这些靶基因进行GO和KEGG分析。总共预测出3077个潜在的靶基因,并且高度富集的GO和KEGG通路显示,这些基因共同形成的调控网络,参与细胞增殖,分化,和多个生物分子信号传导过程。此项研究结果表明这些差异表达的miRNAs在牛成肌分化中发挥潜在的调控作用。(Mol Cell Biochem
 
 
区域环境因子变化可能通过增加球囊霉素相关蛋白而促进土壤有机碳累积
 
球囊霉素相关蛋白(glomalin related-soil protein,GRSP)是丛枝菌根产生的一种耐热糖蛋白,当前的研究认为GRSP是土壤有机碳的重要组分,且能够通过一种“粘线袋”结构促进土壤团聚体的形成,从而改善土壤结构。研究人员对经过5年CO2浓度升高和N沉降处理下开顶棚(OTC)中土壤中GRSP储量的变化和对土壤有机碳的贡献进行了研究。结果表明:不同组分的GRSP对CO2升高和N沉降的响应并不一致。CO2升高增加了土壤中总GRSP(35.02%)而降低了易提取GRSP(5.09%)的含量;N沉降增加了总GRSP(25.11%)含量却对易提取GRSP无显著影响;同时增加CO2和添加N增加了易提取GRSP和总GRSP含量,并且CO2升高和N沉降具有显著的交互作用。CO2升高,N沉降和两者的交互影响都提高了GRSP对SOC的贡献。(Soil Biology and Biochemistry)
 

来源:基因农业网

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