生物技术前沿一周纵览(2015年5月8日)

2015-05-08 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览(2015年5月8日)

 褪黑素在水稻衰老延迟调控中的作用

 
动物、植物、真菌及细菌中广泛存在褪黑素,具有调节生长发育、延缓衰老、提高抗逆性及调节光周期等诸多生物学功能。然而,对褪黑素在植物中延缓衰老、提高抗逆性等的生理生化机制并不清楚。在新的研究中褪黑素通过调节水稻体内一系列氧化还原酶基因的表达,有效地清除衰老和逆境条件下产生的活性氧积累,减轻细胞损伤,从而达到延缓水稻叶片衰老、提高抗盐害的能力。外源施加褪黑素可以有效抑制光氧化叶片坏死突变体中活性氧的积累,延缓细胞死亡。研究还发现了一系列转录因子的表达具有显著的年龄依赖性和典型的昼夜节律性表达,为认识和深入研究褪黑素介导的延缓植物衰老和提高抗逆能力提供了新认识,相关研究成果为褪黑素在作物、园艺和花卉生产和采后加工及人体保健基因工程研究应用奠定了理论基础,具有很大的应用潜力。(Journal of Pineal Research)
 
 
增加叶片储水能够提高兰花对附生生境的适应性
 
兰科植物中70%以上的种类生活于林冠,但是林冠的水分和养分供应非常不稳定,因此附生植物可能遭受更多的水分胁迫。以兰属植物为对象,研究了13种附生和7种地生兰属植物的水分相关功能性状,发现两种生活型的兰花在生理生态功能上存在实质性的分异。附生种的叶片肉质化程度更高,组织储水能力更强,因而表现出更高的耐失水能力和耐旱性。增加叶片的水分储水能力能使植物体内的水分平衡和生理功能在水分胁迫时维持更长时间,是兰属植物适应附生生境的重要策略之一。此外,在绝大多数植物上,叶片的供水能力和蒸腾需求之间存在功能协同,但是在叶片较肉质化的兰属植物没有表现出来。这是因为高的叶片储水能力减少蒸腾作用对当前水分供应的依赖,而将更多资源投向水分维持功能。研究结果对于认识兰科植物的生态适应与进化具有重要意义。(Frontiers in Plant Science
 
 
决定大理茶独特茶叶风味和抗性的基因组学基础
 
大理茶(Camellia taliensis)在分类学上隶属于山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)之茶组(Sect. Thea (L.) Dyer),主要分布于云南省西南部和缅甸北部,目前被认为是栽培茶最重要的野生近缘种之一,对茶树在品质、产量及抗逆相关的遗传改良上具有重要意义。采用高通量测序平台对大理茶进行了转录组测序,首次获得了大理茶高质量的参考转录组序列。在转录组中鉴定出了大量与茶叶品质密切相关的重要次生代谢产物通路基因,并且基本上是基因全长(fl-cDNA);通过与小叶茶中已克隆的同源基因比对,发现了TCS、FNSII等诸多基因与栽培茶树具有明显差异,推测与大理茶独特的风味相关。基因表达分析发现与茶氨酸及咖啡因合成相关的代谢基因在花中强烈地表达,据此推测茶花可能是茶氨酸和咖啡因合成的另一个重要组织。此外,还对大理茶的适应性和抗性(特别是抗寒性)进行了分析。(BMC Genomics
 
 
几千年前红薯通过农杆菌属感染获得转基因DNA
 
研究人员从来自世界各地的291个红薯样品中发现了土壤杆菌属细菌的基因组DNA序列。这些序列里面的编码基因只在红薯里面表达,一个序列被发现在所有的栽培甘薯样品都表达了,但在关系密切的野生植物没有表达。研究结果表明,红薯在几千年前可能通过农杆菌属感染获得转基因DNA,拥有这样特征的红薯在后面的自然驯化中就被选中了。(PANS
 
 
植物程序性细胞死亡调控的重要进展
 
程序性细胞死亡在动植物的生长发育和抗病过程中具有十分重要的作用。在植物细胞中,已有的研究表明叶绿体在调控程序性细胞死亡中发挥重要作用,线粒体以及由线粒体产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)是否参与程序性细胞死亡尚不清楚。拟南芥的Mosaic Death 1(MOD1)编码一个烯酰-ACP还原酶,对于叶绿体中脂肪酸合成至关重要并且负调控程序性细胞死亡。通过大规模遗传筛选,鉴定了一系列mod1抑制突变体,并对som3和som42进行了深入研究。mod1的细胞死亡表型和ROS积累可以被线粒体复合体I的突变体抑制,并且通过药物处理阻止线粒体复合体I产生活性氧能够抑制mod1的突变表型。进一步研究表明,完整的线粒体是拟南芥对丁香假单细胞菌产生超敏反应和抗病反应所必需的。该项研究成果表明,线粒体电子传递链中产生的活性氧对于引发植物程序性细胞死亡起到关键作用,叶绿体和线粒体之间的信号传递对于调控植物程序性细胞死亡起到重要作用。(Cell Research
 
 
草鱼全基因组序列图谱绘制完成
 
草鱼全基因组序列图谱绘制完成,该研究采用鸟枪法测序策略,分别对一尾雌性和一尾雄性草鱼进行了全基因组测序,成功获得雌性(0.9GB)和雄性(1.07GB)草鱼基因组组装序列。其中,雌性草鱼为人工减数分裂雌核发育个体,因其基因组杂合度显著降低,获得了高质量的组装序列;雄性草鱼为野生个体,基因组组装质量明显下降,但为雄性基因组特异片段的挖掘提供了基础数据。草鱼以草食性特征而得名,它们如何从水草中汲取营养以支持其快速生长一直是研究者关注的问题。该研究结果表明,草鱼基因组中并不存在纤维素降解酶基因。比较转录组分析发现,草鱼在草食性转化过程中,肠道中昼夜节律相关基因的表达模式发生了重设,肝脏中甲羟戊酸通路和类固醇生物合成通路被激活。草鱼可能通过持续高强度的食物摄入,获取足够的可利用营养以维持其快速生长。(Nature Genetics
 
 
量子点纳米发光探针及其双光子荧光成像研究新进展
 
双光子荧光成像技术具有近红外激光激发、光毒性小和光漂白、自发荧光干扰弱及组织穿透深度大等优点,在生命科学研究领域应用前景广阔。然而,传统有机荧光染料双光子吸收截面小、双光子激发发光亮度低,难以实现活细胞或深层组织高质量双光子荧光成像。研究人员以发光性能优异的量子点纳米材料为基础,结合双亲性高分子材料,发展了一类新型的沉淀-自组装纳米包埋技术。所制备的高分子包埋的量子点纳米探针(P-QD),在近红外飞秒激光激发下发出很强的荧光,其800nm处双光子激发作用截面/双光子激发发光亮度σ×高达6.2×106 GM,远远超过了传统有机染料(<102 GM)。其双光子成像穿透深度高达2200微米,远远突破了传统双光子荧光成像几百微米的极限。(Scientific Reports
 
 
干细胞培养传统方法受质疑
  
人类干细胞通常是在一层饲养细胞上培养的,据认为,这可为细胞提供必需的营养物质,并有助于防止细胞分化。最近,一项新的研究对这种根深蒂固的做法提出了挑战。为了调查饲养层细胞在干细胞培养中的作用,研究小组利用戊二醛或甲醛固定成纤维细胞,稳定细胞层的拓扑结构,去除固定剂之后,将人类诱导多能干细胞(hiPSC)分层堆放在死亡的饲养层细胞上。结果发现,hiPSC不仅粘附并生长为健康的培养集落,而且它们也持续表达多能性标志。这些细胞也在体内形成具有所有三个胚层的畸胎瘤,这是干细胞的一个定义性特征。由于死亡的饲养层细胞不能给干细胞提供营养,可以假设,饲养细胞层的拓扑结构,可能在两种细胞类型之间的关系当中,扮演最重要的角色。因此可以用一种纳米制造方法来培养干细胞。如用3D打印技术,模仿饲养层细胞的微毫米拓扑(nanotopology),并在未来完全不使用饲养细胞。(Journal of Materials Chemistry B
 
 

来源:基因农业网

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