生物技术前沿一周纵览(2015年7月10日)

2015-07-10 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 发现拟南芥抗冻新策略

 
植物免疫调控因子EDS1是植物免疫的主要成分,以往的研究证实EDS1可在细胞质及细胞核中与辅助调节因子PAD4和SAG101短暂地结合。EDS1、PAD4和SAG101的复合物构成了免疫系统中重要的调节位点,既可介导TIR-NB-LRR蛋白效应物-触发式激活过程,又可以调节基本的免疫反应。尽管研究人员已对SAG101EDS1PAD4在生物胁迫中所发挥的作用开展了广泛的研究,目前对于它们在植物响应非生物胁迫反应中的功能仍不清楚。研究人员新近证实,破坏拟南芥防御调控因子基因SAG101EDS1PAD4可以提高抗冻性。SAG101、EDS1和PAD4至少在部分程度上通过调节SA和DAG的内稳态,从而参与了拟南芥的抗冻害反应。(Molecular Plant
 
 
完成紫芝基因组精细图
 
灵芝是传统药物中的“四大仙草”之一。研究人员完成了紫芝基因组精细图,该精细图含有12条染色体,序列总长度达到48.86兆碱基,编码大约1.5万个基因。研究表明,紫芝在生长发育中具有多种防御机制,包括基因组防御机制和化学防御机制,紫芝的化学防御功能可能受到多种基因调控机制影响。基因组防御对于维持物种遗传物质稳定性具有重要意义,而化学防御与其次生代谢产物的合成与调控具有密切关系。此研究为通过比较基因组学研究灵芝次生代谢和生长发育,进而通过分子育种培育优良品种奠定了坚实的基础。(Scientific Reports

 
 
线粒体基因组应用于高效监测和保护野生传粉蜜蜂
 
野生传粉昆虫不仅是维持生物多样性的重要角色,更是保证农产品产量的大自然主角。但栖息地的破坏、农药的使用、气候的变化和疾病等因素使得它们难以生存,野生蜂数量大大减少,许多敏感性物种灭绝,直接影响了农业生产。这些情况引起了生态学家及各国政府的高度重视。继启动万种动物线粒体基因组计划(MT10K, https://www.mt10k.org)之后,深圳国家基因库成功研发出一套应用线粒体基因组监测生物多样性的宏线粒体基因组重测序方法。全线粒体混合多样性分析法流程包括目标线粒体基因组参考数据库的建立和环境样本的数据比对两部分,目标线粒体参考数据库的建立一次性完成,可被无限次利用,可用于长期监测;除了生物组成信息,物种的丰度信息也可以获取,进而便于监测各个物种群落的实时动态,以结合农药使用情况等不同环境因素指导应用恰当的保护措施。(Methods in Ecology and Evolution
 
 
单细胞浮游植物的眼睛
 
被称为“warnowiid dinoflagellates”的单细胞浮游植物是在原生生物界所存在的显著多样性的一个极好例子。在它们的单细胞内,这些生物有复杂的眼睛或“ocelloids”,这些眼睛还有与角膜、晶状体和视网膜相似的结构。利用一种“单细胞器基因组学”方法在从日本和加拿大的海水获得的Erythropsidinium sp.、Warnowia sp.和Nematodinium sp.分离种中对ocelloids的演化起源进行了研究。他们发现,ocelloids 是从不同来源的事先存在的细胞器生成的。它们的角膜来自线粒体,而它们类似视网膜的结构则是由质体构成的一个交织的网络组成,最初来自一个次生红藻内共生体。(Nature)
 
 
新烟碱类农药会损害亚洲蜜蜂的气味学习
 
嗅觉学习是一种让蜜蜂意识到花香气味和花蜜这种奖励有关联的过程,以便它们觅食和授粉。新烟碱类农药会影响亚洲蜜蜂(Apis cerana)学习如何通过嗅觉找到花。削弱这种行为会减少觅食行为,从而会对蜂群的健康产生负面影响。未达到致死量的新烟碱类农药的浓度可能破坏蜜蜂的健康和觅食能力,这将会连锁影响到它们提供的重要的授粉功能。吡虫啉是一种在全中国广泛使用的新烟碱类农药,暴露在其中的成虫和没有暴露的相比,前者表现出长期嗅觉学习损伤。此外,暴露在未达到致死量的吡虫啉A. cerana的幼虫在成年后和对照组相比,前者表现出更差的短期学习能力。结果表明,这个效应可能比成虫暴露在其中更加严重,然而导致这种差别的原因还不明,需要进一步研究。(Scientific Reports
 
 
中国森林将累积更多的碳
 
一个新的模型可预测中国森林的生物量碳储量在2005-2050年间将增加35.5亿吨,这意味着到2050年中国森林将是一个稳定且显著的生物量碳汇。目前中国森林的特点是林龄小,生物量低以及幼龄林面积大。最近的研究显示这些森林在未来有很大的固碳潜力。研究团队采用了一种林龄-面积转移矩阵模型,依据三十个省1994-2008年间的森林面积和各龄级的生物量,以及中国到2050年计划达到的森林面积,预测了中国森林2005 -2050的生物量碳储量。模型显示,中国森林的总生物量碳储量从2005年的64.3亿吨增加到2050年的99.7亿吨,增长了55.2%。研究者希望开发出更合适的方法来更好地评估中国森林的碳储存能力,从而为国家的减排政策提供参考。(Scientific Reports
 
 
湿地既能生成甲烷又能消耗甲烷
 
一项研究显示,淡水湿地是甲烷的一个重要汇。湿地已知是大气中甲烷(一种强效温室气体)的最大自然来源,但它们也可能通过厌氧氧化将自己生成的多达50%的甲烷消耗掉。甲烷的厌氧氧化是一个微生物过程,发生在含氧量非常低的海洋和淡水沉积物中。这一过程在通常与硫酸盐和硝酸盐发生的反应中将甲烷分子分解,产生供微生物利用的能量和有害程度较低的垃圾复合物。通过研究了美国非常不同的地理区域(热带、温带和寒温带)的三个大型淡水湿地,并测定了厌氧氧化发生的速度,结果表明,甲烷分解的速度大约是200垓克,这与海洋环境中的甲烷分解速度相似。(Nature Communications
 
 
微生物可控进化新方法
 
胁迫抗性是工业微生物的重要属性之一。微生物的胁迫抗性是多基因控制的复杂生理性状,单基因改造方法很难有效发挥作用。研究人员采用双稳态开关,创建了一个胁迫诱导突变(stress-induced mutagenesis)的进化模块。将该模块植入大肠杆菌后,加入诱导剂IPTG可引发胁迫诱导突变,使细胞跃迁到突变态,从而适应环境胁迫。当达到进化目标后,加入诱导剂aTc抑制胁迫诱导突变,使细胞回归到正常态,保持进化后的性状稳定遗传。在这一设计思想指导下,研究人员通过10个周期的IPTG/aTc切换,在2个半月内就将大肠杆菌对丁醇的最低耐受浓度提高了56%,实现了复杂生理性状的人工控制进化。研究结果为进化工程增加了一种可控进化新方法,也为胁迫诱导突变理论提供了新的实验证据。(Biotechnology for Biofuels
 
 

来源:基因农业网

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