生物技术前沿一周纵览(2015年5月29日)

2015-05-29 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 我国科学家成功克隆水稻抗高温主要基因

 
近年来,随着全球气候变化的加剧,极端高温天气频繁出现,权威机构预测,21世纪高温将成为威胁粮食安全的最主要因素之一。水稻是全球半数以上人口的主粮,如何实现“高温下稳产”,培育抗高温新品种具有重大战略意义。近日,中科院上海生科院研究团队第一次成功分离并克隆了水稻抗高温主要基因——高温抗性1号基因,通过多年田间杂交将“1号基因”导入到中国栽培的水稻品种中,可明显增强亚洲稻各类品种的高温抗性。并深入研究了其分子机理、在水稻演化史和抗高温育种中的作用。这一研究成果有望明显增强农作物的抗高温能力。可以预计未来“1号基因”在各水稻品种、包括小麦在内的禾本科作物以及包括大白菜在内的十字花科蔬菜等不同农作物的抗高温育种中都将有广泛的应用潜力。(Nature Genetics)
 
 
植物主根发育调控过程研究取得重要进展
 
染色质重塑作为表观遗传调控的重要内容,对植物的生长发育和响应胁迫过程至关重要。研究人员发现,植物染色质重塑因子BRM 缺失导致拟南芥主根变短,brm突变体主根根尖静止中心(QC,quiescent centre)和QC特异Marker在BRM缺失突变体中异常。BRM突变体主根中生长素运输蛋白基因PINs和调控主根发育的关键转录因子PLT1和PLT2表达降低。进一步研究发现BRM通过直接结合于生长素运输蛋白PINs染色质区,调节PINs的表达,影响生长素在主根中分布,从而影响PLTs的表达,进而影响主根根冠干细胞微环境的维持。(Plant Cell
 
 
赤霉素调控纤维素合成的分子机制
 
赤霉素是上世纪中期“绿色革命”的关键激素,在降低株高、增强作物抗倒性方面发挥了重要作用。但对于该激素是否调控纤维素合成及相关分子机制仍知之甚少。为明确赤霉素对纤维素合成的调控作用,研究人员通过对水稻赤霉素相关突变体的细胞壁成分测定和基因表达分析,发现赤霉素合成缺陷导致茎秆机械组织厚壁细胞的细胞壁变薄,纤维素含量下降;而赤霉素信号转导抑制子突变和外施赤霉素均能上调纤维素合酶基因的表达,并增加纤维素含量,表明赤霉素可促进纤维素合成。对发育中的水稻节间分段进行赤霉素含量测定和基因表达分析,显示该信号通路受内源赤霉素调控,并影响茎秆生长发育。该类型的信号通路具有保守性,在拟南芥等双子叶植物中均存在。(The Plant Cell
 
 
大豆调控抗盐耐旱的精确调控分子机制

研究人员在前期的研究中鉴定出一系列能够响应逆境胁迫的转录因子。本研究利用转化大豆毛状根的实验体系,对其中筛选到的WRKY27蛋白进行了更深入研究。表型分析结果表明,WRKY27能够受多种非生物胁迫的诱导并能显著提高大豆对干旱和盐胁迫的适应性。进一步研究表明,通过结合大豆胁迫应答的负调控因子NAC29启动子区的W-box,WRKY27蛋白能够抑制NAC29的负调控作用。同时还鉴定出WRKY27的互作蛋白MYB174,并且证明MYB174能够通过抑制NAC29的表达从而提高大豆的耐逆性。ChIP-PCR等结果进一步表明,WRKY27与MYB174 在植物体内能够通过相互作用并结合NAC29启动子区相邻的顺势作用元件(cis-elements),从而精确调控大豆对干旱和盐等非生物胁迫的响应。(The Plant Journal)
 
 
逆境驯化提高植物耐盐能力
 
多年生黑麦草(Lolium perenne L.)是世界上种植最广、栽培面积最大的优质冷季型草品种,具有生长速率快,耐粗放管理的品质。研究人员构建了多年生黑麦草耐盐SSH基因数据库,筛选鉴定受盐胁迫诱导的特异基因,并利用建立的驯化模式筛选获得具有transcriptional memory的驯化基因2个(PBSP,sucs),非驯化基因2个(CAT,uccrc)。逆境驯化后,驯化基因的transcriptional memory可以持续4天。在驯化基因的stress memory作用下,驯化植株耐盐能力显著增强,主要表现于:更低的EL,以及H2O2 and O2.−活性氧富集水平。利用GC-MS对驯化植株根叶组织次生代谢物质进行检测,发现逆境驯化主要改变糖类物质的富集变化。驯化植株糖类物质显著变化与驯化基因转录水平一致。推测逆境驯化主要是通过增强部分驯化基因的转录水平,进而改变相关代谢物质的富集水平,最终提高植株耐逆能力。(Physiologia Plantarum
 
 
农科院植保所从果树中发现2种新病毒
 
中国农业科学院植物保护研究所研究团队从苹果和桑树中鉴定出2种新的双生病毒。该研究为我国果树病毒病害防控提供了新的理论依据,具有重要的实际意义。研究人员首先瞄准了在我国栽培面积最大、总产量最高的苹果作为研究对象,利用最新的病毒鉴定技术-高通量测序(NGS),首次从苹果中鉴定出一种新病毒,并将其命名为苹果双生病毒(apple geminivirus,AGV)。AGV不仅可以侵染苹果,而且可以侵染烟草和番茄等草本植物,这也是从木本植物分离出的双生病毒可以侵染草本植物的首次报道;之后该团队又从桑花叶型萎缩病感病样品中发现了一种新的双生病毒-桑花叶萎缩相关病毒(Mulberry mosaic dwarf associated virus,MMDaV),并结合病害实地调查,确认了MMDaV与桑花叶型萎缩病的相关关系。(Journal of General Virology
 
 
万用的植物RNA提取法

RNA提取是一个非常棘手和敏感的实验室程序。获得纯净、完整的RNA样品,是对一种植物的活性基因或转录组进行测序所必不可少的。最近,美国佛罗里达大学的研究人员开发出一种RNA提取方法,比以前的方法更快、更有效和更可靠。这种最成功的方法,将Trizol试剂和Turbo DNA试剂盒(Life Technologies Ambion),与研究人员检测的附加步骤相结合,最终实现始终如一地从很多植物种类中提取到质量较好的RNA。这种新程序的一个关键成分是月桂酰肌氨酸钠(sodium lauroyl sarcosinate),别名Sarkosyl。Sarkosyl有助于从大多数植物种类中提取高品质和高数量的RNA。加入CTAB步骤,可提高RNA提取的成功率,即使是最顽固的物种。然而,目前还不能成功地处理一些含有大量粘液的植物。(Applications in Plant Sciences
 
 
最完整的酶家族功能图
 
最近,美国能源部资助的科学用户设备,与三大生物能研究中心之一合作,开发并分析了纤维素降解酶家族GH55中一种酶的高分辨率晶体结构。然后他们进一步运用各种技术,完成了“整个GH酶家族迄今为止最完整的功能图。”GH55酶家族的成员因其分解纤维素的能力而众所周知,因此是致力于提升大规模生物燃料生产的生物能源研究者比较感兴趣的。本研究中所描述的方法,可以允许研究人员同时研究整个酶家庭,从而加速了研究纤维素降解酶的过程。(JBC)
 
 

来源:基因农业网

相关文章