生物技术前沿一周纵览(2015年4月17日)

2015-04-17 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 植物适应性进化研究取得新进展

 
研究人员以四倍体荠菜(Capsella bursa-pastoris)为例来探讨多倍体如何适应多变环境的问题。荠菜是地球上非常成功的物种之一,分布在除热带之外的几乎所有地区,是回答上述问题的一个理想研究系统。该研究在全球广泛取样的基础上,结合细胞学、系统发育、群体遗传、溯祖模拟及生态位重建等多方面的研究结果,首次澄清了四倍体荠菜的异源多倍化起源,并发现其居群中存在频繁的来自于同域分布的二倍体近缘种的遗传渐渗。进一步的研究发现具有渐渗的荠菜居群可以占据更为广泛的生态位,因而具有更强的适应性。该研究首次将一个进化机制与多倍体的适应能力联系起来,揭示了多倍体物种在起源后,可通过从其二倍体近缘种获得新的遗传变异来增强其适应性。该研究对于理解多倍体的适应机制及促进多倍体作物遗传育种都具有重要意义。(Molecular Plant
 
 
苹果中原花青素合成相关酶LAR基因的分子功能研究
 
原花青素是苹果多酚中的主要成分,其含量达多酚总量的80%以上,是迄今为止所发现的最强效的自由基清除剂,但其合成机理目前尚不完全清楚。研究人员分析了苹果果皮中原花青素的含量与无色花色素还原酶(LAR)、花色素还原酶(ANR)基因的表达水平之间的相关性,发现LAR1ANR2基因分别与原花青素前体物质儿茶素和表儿茶素含量显著相关,表明他们在原花青素的合成中起关键作用,但在两个野生种中发现LAR1LAR2基因几乎不表达时依然可以检测到有较高的原花青素及其前体积累,这说明原花青素的合成还受到其它基因的调控。此外,苹果MdLAR1基因在烟草中异位表达不仅会抑制花青素的积累,而且造成原花青素含量的降低,这可能与烟草NtANR1NtANR2基因的表达量受到抑制有关。(Frontiers in Plant Science)
 
 
乙烯通过类胡萝卜素异构酶介导的ABA途径差异调控水稻根和胚芽鞘的生长
 
目前人们对水稻中乙烯信号途径及类胡萝卜素合成途径的调控还知之甚少。研究人员分离鉴定了一系列的水稻乙烯反应突变体并对其中的mhz5进行了深入研究。mhz5呈现胚芽鞘过敏感而根钝感的表型。图位克隆发现MHZ5编码类胡萝卜素异构酶。在根中,乙烯通过诱导类胡萝卜素异构酶基因表达、新黄质与ABA的合成从而抑制根的生长,类胡萝卜素异构酶/MHZ5介导的ABA途径作用于乙烯信号途径的下游,这与拟南芥中报道的乙烯抑制根生长不依赖于ABA的作用是完全不同的;在胚芽鞘中,类胡萝卜素异构酶/MHZ5介导的ABA途径作用于乙烯信号途径的上游,且通过抑制OsEIN2的转录来负调控胚芽鞘乙烯反应。此外,类胡萝卜素异构酶/MHZ5的功能缺失还影响了从水稻的分蘖、穗型、种子大小和根的生长等多个农艺性状。(The Plant Cell
 
 
植物磷酸肌醇信号研究领域取得重要进展
 
多磷酸肌醇激酶(IPK2)是磷酸肌醇信号网络的一个关键调节组分,拟南芥含有两个多磷酸肌醇激酶AtipK2α和AtIPK2β。研究发现AtIPK2α和AtIPK2β以功能冗余性的方式参与花粉发育、花粉管导向以及胚胎发生过程,而且这个过程依赖其磷酸肌醇激酶活性。该研究为阐明植物雌雄配子体识别的分子机制提供了新的线索。(Plant Journal
 
 
武汉植物园完成莲基因组数据库网站建设
 
莲作为莲科莲属多年生草本水生植物,是我国重要的水生经济作物。武汉植物园于2013年首先公布了“中国古代莲”基因组框架图谱,为莲的遗传育种研究提供了极大的支撑,但基因组测序得到的结果仅仅是大量的静态数据,其他研究者和公众很难获取到该信息。研究人员利用武汉植物园获得的莲基因组及相关转录组数据,通过与专业的网站设计制作团队合作,完成了莲基因组数据库网站的建设(http://lotus-db.wbgcas.cn)。通过访问该数据库网站,公众可以获取莲基因组及基因表达的相关信息。该数据库网站的建成,将极大的促进莲的分子育种以及莲的其他分子生物学方面的研究。该数据库网站的使用介绍已整理成文,并在生物信息学专业数据库期刊发表。(DATABASE
 
 
细胞学突破:首次复制收缩环的结构

众所周知,当生物体发生细胞分裂时,细胞膜内陷形成一个收缩环。当这个环收缩时,细胞分裂成多个子细胞。虽然分子和细胞生物学研究已经逐渐揭示了形成和控制该收缩环的蛋白质,但是其自身组织结构的许多方面,仍然还是一个谜。研究人员通过分离一个精制蛋白并将其放置在一个模仿细胞的胶囊内,在世界上首次复制了该收缩环的结构。此外,该研究小组对该收缩环的自组织结构及其收缩性能的最低要求和物理条件,有了深刻的认识。这一成果有望对理解细胞分裂的整体运作,起到重要的作用。如果我们可以充分理解细胞分裂,就有可能控制这个过程,也有可能用来制备具有自我繁殖能力的人工细胞。(Nature Cell Biology
 
 
首次质谱和显微技术“图像融合”
 
显微技术能帮助研究人员获得组织的高分辨率图像,但这种技术无法给你具体的分子信息,而质谱技术能完成组织中蛋白,脂质及其它分子的各种精确分子,但是图像处理过于粗糙。如果能将这两种技术的优点结合起来,将能令研究人员获得高分辨率的体内分子构成。在这项研究中,他们采用回归分析(regression analysis),从而能将质谱诗句的每个像素投射到显微成像的对应位置上,获得一个全新的“预测”图像。这在概念上类似于绘制标准曲线的实验点,虽然在这些真实测量点之间没有“实际点”,但是可以通过之前的实验进行预测。(Nature Method
 
 
过度捕捞珊瑚礁的恢复
 
世界上很多珊瑚礁都受到过度捕捞,这促使人们普遍呼吁寻找解决“珊瑚礁危机”的办法。对超过800个珊瑚礁的恢复潜力所做的该项研究显示,被捕捞礁石的83%都失去了它们预期生物质的一半以上,对关键生态系统功能造成严重后果。通过禁止捕捞来进行保护,平均在35年内可以让珊瑚礁完全恢复,但退化最严重的珊瑚礁需要59年才能恢复。因此作者认为退化珊瑚礁中至关重要的生态系统功能可以通过限制渔场作业与其他保护方法相结合得以维持。(Nature)
  

来源:基因农业网

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