生物技术前沿一周纵览(2015年6月5日)

2015-06-05 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 新方法构建棉花基因组高密度SNP图谱

SNPs(单核苷酸多态性)是最丰富的多态性类型,并已在许多作物基因组研究中进行过不断的探索,包括水稻和玉米。由于其复杂性和多倍体,异源四倍体棉花基因组的SNP研究,已经落后于其他作物。在这项研究中,研究人员采用新一代测序和有效的SNP基因分型方法,检测了多倍体棉花全基因组SNP,并用来构建连锁图谱和表征基因组的结构变化。这项研究用测序后基因分型法,确定了陆地棉(G. hirsutum)和海岛棉(G. barbadense)之间上百万个SNPs。研究人员构建并利用一幅高密度SNP图谱,来纠正序列错误组装,将scaffolds合并成与染色体一致的pseudomolecules,检测基因组重排,并确定了异源四倍体棉花中的着丝粒区域。该研究发现,四倍体棉花的着丝粒逆转录因子序列,来源于D亚基因组祖先,可能在异源四倍体形成之后侵入了A亚基因组着丝粒。(Genome Biology
 
 
RNA干扰途径调控南方水稻黑条矮缩病毒在介体白背飞虱体内的持久侵染
 
近年来,由南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)引起的南方水稻黑条矮缩病在我国南方稻区暴发流行。南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)由介体白背飞虱以持久增殖型方式传播,但有关病毒在介体内高效增殖的机制仍不明确。研究人员为了探索SRBSDV在介体白背飞虱体内的持久增殖是否受到RNAi抗病毒免疫途径的调控,利用小分子RNA深度测序,初步明确了SRBSDV侵染白背飞虱能够激活RNAi途径,发现RNAi途径具有调控SRBSDV在介体白背飞虱体内的持久侵染、控制植物病毒在介体昆虫内过度积累从而避免病毒对昆虫造成不利影响的作用。(科学通报
 
 
马先蒿属植物花蜜腺与传粉者行为关系研究取得新进展
 
马先蒿属植物以其复杂多样的花部形态变化引起了众多传粉生物学家的关注,对蜜腺形态和功能研究对于深入理解马先蒿属植物与传粉者的相互关系及其演化式样具有重要意义。长期以来,对马先蒿属的蜜腺形态停留在野外观察描述,缺乏微形态和解剖学方面的证据,近期,研究人员系统研究了马先蒿属植物代表类群的蜜腺形态及其喙长、传粉方式、产蜜功能与蜜腺有无/蜜腺类型的相互关系。研究取得了新的发现:马先蒿属具有膨大蜜腺或延长蜜腺,或者无蜜腺。该研究在以往研究报导的一些不产蜜的长喙类群中发现了蜜腺结构。长喙和长管类群可能是由无喙产蜜的类群经过喜马拉雅-横断山区近期快速辐射演化而来。该研究为进一步揭示马先蒿属植物花部特征与传粉者取食行为的相互关系提供了重要依据。(Botanical Journal of the Linnean Society
 
 
浮游植物与海洋细菌之间的相互作用
 
在实验方面所存在的困难意味着,我们对浮游植物与细菌之间的互动(这种互动是海洋生态系统的基础)知之甚少。研究人员利用一个实验室模型系统对与全球分布的硅藻相联系的一个细菌菌群进行了表征。他们发现,在菌群培养实验中,Sulfitobacter sp.通过吲哚乙酸IAA, 是从由硅藻分泌的色氨酸和内源性色氨酸合成的)的分泌在硅藻Pseudo-nitzschia multiseries中促进细胞分裂。作者通过代谢组学和元转录组学方法识别出了IAA和与海洋中IAA的生成相关的一些基因,尽管还需要进一步的工作来充分研究在实验室中所识别出的这个通道的生态意义。这项研究是在分子层面上表征用来支持海洋中细菌菌群的介质的首批研究之一,为今后的工作奠定了基础(Nature)
 
 
环境中持久性有毒污染物检测新策略
 
持久性有毒污染物(Persistent Toxic Substances,PTS)是目前面临的重大环境污染问题,它包括持久性有机污染物(POPs)和重金属污染物等。大多数持久性有毒污染物通常具有化学惰性和高介电性,其检测通常依赖大型仪器,如色谱法、质谱法等。研究人员巧妙利用污染物的高介电性及其与环糊精分子主客体分子的识别能力,提出了一种基于“电子传输阻断效应”的环境中持久性有毒污染物检测新策略,在不同尺寸的电化学电极上修饰环糊精,细致研究了典型持久性有机污染物与重金属污染物在修饰电极体系中的电化学阻抗谱。最后,利用尺寸匹配效应对工作电极选择性检测持久性有机污染物的机理进行了合理解释。(Advanced Science)
 
 
酵母基因组多位点编辑技术
 
构建大规模、可协同、多位点的转录元件调控平台,有利于形成表型的多样性,对于实现菌种高效改造具有重要意义。研究人员在酿酒酵母中发展了TALENs介导的多位点基因组编辑技术(TALENs-assisted mutliplex editing,TAME),该技术主要基于TALENs特异性识别修饰真核启动子区保守序列TATA框与GC框之间的关键区域,引起不同基因的差异表达,形成多性状菌体库。通过结合高效的荧光蛋白筛选策略,实现基因组有益修饰位点的不断积累,加速酵母遗传性状的进化改造。通过基因组重测序与表达谱分析发现有27.3%的预期位点发生特异性修饰,实现了高效的半理性多位点编辑。为进一步评价该技术在复杂性状改造中的作用,研究人员将TAME技术应用于酿酒酵母乙醇耐受性改造中,并且实现了快速多位点进化。因此,TAME作为通用性的平台技术为酵母基因组工程改造提供了新的策略和手段。(ACS Synthetic Biology
 
 
基因密码子扩展实现光致电子转移模拟
 
研究者一直在寻求利用生物元件实现对复杂系统中电子转移及光致电荷分离进行高效可控的模拟,而如何基因编码有效的电子受体是合成生物学中的主要瓶颈。研究人员将氟代硝基苯丙氨酸和间硝基苯丙氨酸两种电子受体非天然氨基酸通过基因密码子扩展手段定点插入到绿色荧光蛋白(GFP),首次实现了利用电子受体非天然氨基酸研究绿色荧光蛋白中的快速光致电子转移过程。此外,该电子受体非天然氨基酸的氧化还原电势与生物体内重要的氧化还原产物NAD(P)H,铁硫中心A和铁硫中心B类似,因此可为利用合成生物学手段模拟复杂还原酶(光系统I,氢酶,固氮酶等)进而研究其机制和模拟其功能提供新的方法。该研究为研究生物大分子中的光致电子转移现象及复杂还原酶的理性设计提供了有力工具。(Journal of the American Chemical Society
 
 
避免耐药性的无毒抗菌药开发新策略

两性霉素B是医生对抗危及生命的真菌感染(侵入患者的血液和组织中)最后的、最好的防御。两性霉素B可通过靶定对细菌生理学必不可少的一个特定脂质分子,杀死酵母和真菌,但它也能够与人体中的胆固醇结合,因此使得它变得如此有毒性。在这项新研究中,研究人员进行了三个简单的化学步骤,将两性霉素B转化成更特异性结合真菌脂质而不是胆固醇的化合物。他们开发和测试了两性霉素B的几种衍生物,发现一些特定的衍生物,药物作用特异性很高,但耐药菌株并不会出现地更快。这些结果表明,通过这种调整天然化合物的方法,结合微生物特有的脂类,可能是生产无毒但能避免耐药性的抗菌剂的一种更为普通的方式。(Nature Chemical Biology
 
 

来源:基因农业网

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