生物技术前沿一周纵览(2015年4月10日)

2015-04-10 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 解析花序结构发育调控机理

 
转录因子BREVIPEDICELLUS(BP)是花序结构发育的重要调控者,以模式植物拟南芥为对象研究花序结构发育的转录调控机制。与野生型拟南芥相比,染色质重塑因子BRAMHA(BRM)与BP的缺失突变体的表型相似,均呈现出相对下垂的角果、短小的果柄和紧密的花序等表型,而BRM 和BP 的双突变体呈现更为显著的发育缺陷,揭示BRM 和BP 可能位于同一信号途径中调控花序结构的发育过程。遗传学分析显示,BRM 在遗传关系上位于KNAT2和KNAT6基因的上游。BRM与BP在植物体内通过蛋白相互作用形成复合体,共同结合于下游基因KNAT2和KNAT6位点上,并通过降低组蛋白甲基化(H3K4me3)的水平,改变染色质的状态,从而抑制其表达。(PLoS Genetics
 
 
垫状植物对横断山高山生物带植物多样性的形成及维持具有积极作用
 
协作共存机制(facilitative effect)对区域生物多样性形成及生态系统功能维持的作用为种间关系研究的热点。近期,研究人员就物种间协作共存机制对横断山高山冰缘带植物多样性的形成及维持机制开展了相关研究。研究选取了横断山自北向南共8个高山冰缘带研究样地、11个代表性垫状植物类群,分析了垫状植物对其它非垫状植物类群的协作作用及其与环境胁迫程度之间的关联性。该研究揭示了以物种间协作促进关系为代表的生物因素对于横断山高山生物带物种多样性形成及生态系统功能维持的重要作用,并强调指出垫状植物类群是横断山区高山流石滩极端高海拔生态系统内的关键种。(Journal of Vegetation Science
 
 
云南植物区系分区研究取得新进展
 
植物区系(flora)是某一特定地区生长着的全部植物种类,它是在地质历史时间上与环境共同作用的结果。研究人员以中国植物多样性最为丰富的地区云南为例,结合该地区野生种子植物属(1983属)的地理分布及其系统发育关系,探讨该地区植物区系的物种组成(taxonomic composition)、系统发育组成(phylogenetic relatedness)及系统发育结构(phylogenetic structure)在空间尺度的变化,在此基础上对云南植物区系分区进行划分。结果表明:云南植物区系可以划分为8个区,聚为南、北两个大的地理单元;云南植物区系的物种组成与系统发育组相关性较高,其中,滇中地区植物区系的物种组成及系统发育组成较其他地区低;云南植物区系的系统发育结构为非随机的系统发育结构,其中4个区域呈现较高的系统发育转换(phylogenetic turnover)程度,表明这些区域的植物区系相对于其它区域的植物区系来说支系(lineages)更为发散。(Scientific Reports
 
 
纳米孔测序仪潜力无限

来自英国Oxford Nanopore公司的MinION是第一台商业化的纳米孔测序仪。它在带来无限希望的同时,也承受着高错误率的质疑。MinION测序原理是:当单链DNA穿过500个微小的蛋白孔时,仪器测定电流的改变。它体积小巧(比智能手机还小),即插即用。2012年,MinION在AGBT年会上惊艳亮相,引起轰动。直到2年后,第一批用户拿到仪器,它的性能报告也陆续面世。由于测序试剂的更新,测序准确性在过去6个月内明显提高,如今已达到85%。研究人员评估了纳米孔读取形成准确的一致序列以检测变异的能力,结果让人欣喜,以高覆盖度对噬菌体基因组进行测序时,检测单核苷酸多态性的精确度达99%。研究人员认为,MinION产生了足够高质量的数据,可用于微生物变异检出和诊断。并且,其检测碱基修饰、直接RNA测序和蛋白测序等的潜力使其在de novo组装方面,临床便携测序以及实时的环境监控等方面有无限的应用可能。(Nature Methods
 
 
当宏基因组遇上单细胞测序
 
美国能源部联合基因组研究所的一次会议上,研究人员展示了在四个温泉样本(北美和亚洲)中发现的一类新细菌Candidatus Kryptonia。最初是在对来自世界各地的四千多个样本进行重新分析中发现,有四个样本含有新16s rRNA基因。16s rRNA检测无法发现这种细菌,是因为在通用引物的结合处发生了删除事件。该团队通过宏基因组测序和单细胞测序证实了这种细菌的存在,并将其命名为Kryptonia。这项研究共测序了22个Kryptonia基因组。基因组分析显示,Kryptonia属于拟杆菌门。拟杆菌门的成员一般生存在肠道或海洋中,而Kryptonia是其中首个极端嗜热菌。(生物通
 
 
新技术解决测序难题
 
宏基因组学是微生物研究领域的强大工具,主要是从复杂微生物群体中提取DNA并进行测序。不过,目前人们广泛使用的测序仪生成短读取,而组装程序难以区分多次出现的相同或类似序列,无法正确定位片段,由此产生的缺口,使研究者难以鉴定群体中的所有微生物。一项研究采用了来自科罗拉多河附近的泥沙样本,比较了Illumina短读取技术和长读取技术在宏基因组研究中的表现。长读取技术是指Illumina新推出的TruSeq Synthetic Long-Reads试剂盒,该产品将建库测序和组装算法结合起来,能从Illumina短读取中产生长读取数据。结果显示,长读取技术在样本中捕捉到了更大的物种多样性。此外,研究人员还用长读取技术揭示了之前遗漏的近缘物种。长读取技术能够更好的鉴定样本中的低丰度微生物,重建大多数近缘物种的基因组。(Genome Research
 
 
揭秘果蝇觅食行为
 
无论是线虫还是果蝇幼虫,都是连续的进食者。因此,很难将内部能量状态对觅食行为的影响,与食物供应的剧烈变化分离开来。在这项研究中,研究小组证实并扩展了以前“饥饿诱导成年果蝇的自发性活动”的研究结果。研究还表明,饥饿诱导的多动,直接作用于食物资源的采集和定位,因为它可以抑制动物对食物线索的检测。章胺(octopamine)——脊椎动物去甲肾上腺素的昆虫对应物,以及表达章胺的神经元,对于饥饿诱导的多动性是必要和充分的。章胺并不是饥饿诱导的摄食行为变化所必需的,表明能量摄入行为是独立于饥饿状态的。总之,这些研究结果为探讨CNS调控的能量代谢提供了一种量化的行为模式,并确定了一种保守的神经基质,将生物体代谢状态与一种特定的行为输出联系起来。(PNAS
 
 
在牛筋果中发现新奇骨架杀虫先导化合物
 
植物在长期进化过程中,形成了针对害虫和病原微生物的防御体系,探索其化学本质,就有可能发现和研制出靶点更加精准、高效、无毒副作用的先导化合物和新型绿色农药。研究人员在苦木科牛筋果属植物牛筋果 (Harrisonia perforata (Bl.) Merr.) 中,发现了骨架新奇的 C25型苦木素Perforalactone A (1),其氧杂金刚烷结构单元为首次在植物源天然产物中发现。生物活性方面,化合物1及其生源前体2对苜蓿蚜 (Aphis medicaginis Koch) 均显示出优异的杀虫活性,且未显示细胞毒性。机制研究显示,二者均为烟碱受体 (nAChR) 拮抗剂,活性 (IC50 = 1.26 nM) 与一线农药吡虫啉 (imidacloprid) 相当。新结构的苦木素与吡虫啉相比,化学结构差异显著,且为非含氮化合物,这些结构特征提示该类化合物可作为开发高效低毒绿色农药的先导化合物。(Angewandte Chemie International Edition
 
 

来源:基因农业网

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