生物技术前沿一周纵览(2015年7月17日)

2015-07-17 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

发现控制水稻粒形和稻米品质的重要基因

长期以来我国水稻育种的主要目的是保证产量提升,而高产水稻品质往往相对较差。如何解决“高产不优质,优质不高产”的矛盾是水稻育种工作一直以来面临的挑战。近日,研究团队在水稻品质和产量协同遗传改良的研究中取得重大进展,从优质杂交水稻不育系泰丰A中成功分离并克隆了一个控制水稻粒形和提升稻米品质的重要基因GW7。这一基因能通过改变细胞分裂模式,让稻米变得更为细长,有效地减少垩白率和垩白面积,从而提高稻米在外观、口感等方面的品质。研究还表明将GW7GS3基因的优异等位变异聚合并应用到我国高产籼稻中,可明显提高稻米品质,同时还可提高产量。该项研究为水稻高产优质分子模块设计育种直接提供了具有重要应用价值的新基因,也为揭示水稻品质和产量协同遗传改良的分子奥秘提供了新线索。(Nature Genetics
 
 
豆科植物怎样识别固氮菌
 
根瘤菌感染豆科植物的根,在那里它们会诱导固氮根瘤的形成。这种共生关系在农业上有重要意义,因为它会减少对氮肥的需求。但豆科植物在它们所碰到的数千种不相容的土壤细菌中是怎样识别这些有益的共生伙伴的呢?我们知道,细菌表面上的“胞外多糖”对于这些微生物与多细胞生物之间的相互作用很重要。在这项研究中,研究人员识别出一种“胞外多糖受体”(EPR3),它介导野生豆科植物“百脉根”对根瘤菌的识别。EPR3的表达是在感知到被称为“Nod因子”的细菌信号作用分子时诱导产生的。该受体能识别相容的“胞外多糖”,从而控制共生性感染。(Nature)
 
 
水稻杂交关键基因解析
 
MADS29是控制水稻(Oryza sativa L.)种子饱满程度的基因, 它通过调控母体组织细胞退化和维持体内激素平衡来影响种子发育. 水稻异倍性杂交往往产生败育种子, 为了探讨MADS29等种子发育相关基因是否参与其调控, 近期研究人员以4份水稻材料构建4个自交组合(对照)和8个杂交组合(正反交), 对花粉粒育性、花粉管萌发及伸长、种子发育及MADS29等相关基因表达进行分析,发现在水稻异倍性杂交中, MADS29高表达, 生长素基因和母体组织PCD相关基因表达上调, 淀粉合成相关基因表达下调, 导致胚乳发育异常、种子败育, 说明MADS29的高表达导致异倍性杂交种子败育, 是一种有别于二倍体水稻种子发育的新型调控方式. (科学通报
 
 
国家基因库谷子数据库正式发布
 
国家基因库谷子数据库建设完成并正式开放,将免费公开2000多份谷子资源信息及部分以谷子为模式生物的基因功能研究成果等一系列数据信息。国家基因库建设的谷子数据库整合了大量研究成果,不仅能够直观展示和检索查询谷子种质和表型性状的资源信息,还可展示全基因组重要性状关联基因位点,后续将开放相关信息检索功能,为谷子研究提供了重要的数据库支撑。此外,该数据库也为普通民众提供谷子科普知识,期望能让更多的人关注谷子、认识谷子,并推动谷子研究的发展。未来,国家基因库谷子数据库还将开放谷子鉴定分析预测模型系统,该系统将基于谷子的多组学研究成果,结合生物大数据的发展,利用机器学习方法开发而成,届时将为揭示谷子抗旱节水、丰产、耐瘠和高光合作用效率等生理机制及其他相关生物学研究和谷子新品系选育提供更加全面有效的数据库平台支撑。(Nature Biotechnology
 
 
大熊猫低能量代谢证据
 
大熊猫是中国特有的濒危动物,野生个体不足2000只。大熊猫保持着食肉动物的消化道特性,却在长期演化过程中逐渐特化为以素食为主。由于竹子不易消化,因此大熊猫每天不得不进食大量的竹子以维持生命活动需求。人们推测大熊猫可能具有较低的能量代谢,以维持其能量平衡。最近的研究结果表明,大熊猫的能量代谢率异常低,几乎与树獭处于相似的水平,一只体重90 kg的大熊猫的代谢水平还不足同样体重的人类的一半。在野外,大熊猫平均每小时移动的距离只有20多米。此外,大熊猫体内与能量代谢相关的甲状腺激素水平也非常低,这可能与一个调控其合成通路上的基因发生突变有关。在活动状态下,大熊猫的代谢率甚至低于人类静止状态的代谢率。大熊猫的皮毛很厚,能够保持体内的热量不易散失以维持体温。(Science
 
 
关于调控通道演变的一个系统性观点
 
上位相互作用(一个突变的效应取决于另一个突变)已被发现会限制单一蛋白内的演变,但它们是否也会控制更大范围的基因调控网络以及怎样控制在很大程度上仍然只是假设。研究显示,Ste12结合点在酿酒酵母信息素反应通道中一个接合型特有基因的调控DNA中的出现,要求在其与乳酸克鲁维酵母的共同祖先的接合型通道中事先采取对α2的抑制。因此,通过对个别调控因子(如某一个DNA结合蛋白或某一个转录增强子)的分析并不能明显发现的历史性的条件关系,会由于调控网络(这些网络与它们共享一些成分)之演变所受到的系统层面的限制因素而出现。(Nature
 
 
天生弱点让“超级细菌”失去耐药性
 
耐多种药物的鲍曼不动杆菌是一种“超级细菌”,常在医院造成难以治愈的感染。但研究人员发现,在它们变成了“细菌杀手”后,就不得不牺牲自身的耐药性。当细菌准备杀死其它细菌时,会产生一种毒素注入对方体内。但在加拿大大暴发的样本中,研究人员发现细菌的毒素注射系统是失灵的。在细菌DNA中识别出一些质体,携带了让细菌拥有耐药性的基因,正是这些质体关闭了毒素注射系统。有一部分细菌能经常地遏制这些质体的活性,开启毒素注射系统变身“细菌杀手”,但这也意味着它在关闭耐药性基因时变得很脆弱。世界其他地方该细菌暴发样本中也发现了这样的“交换”:细菌杀死竞争对手的能力被激活,它们对抗生素就失去了抵抗力。这或许会带来更有效的治疗方法,更好地预防‘超级细菌’的进化。(PNAS
 
 
现有橡胶种植的扩张将对生物多样性以及农户生计造成威胁
 
研究表明,气候变化将导致当前70%的橡胶种植区域以及未来55%的种植区域不再适宜橡胶种植;小农户的生计将面临天然橡胶的价格波动、粮食安全及收入来源减少等多方面的威胁。与此同时,由于大量天然橡胶的市场需求,导致部分有价值及受保护的土地逐渐转变为橡胶园,使得现有土地及生态环境遭受侵蚀和破坏。当大面积森林被橡胶园所替代时,土地利用方式的转变将大幅降低碳储量、土壤生产力、水资源可利用量及生物多样性,这不仅仅在经济发展上不可持续,水土平衡也将受到负面影响。针对橡胶种植的扩张及经济可持续性的广泛监测,将对土地利用规划和政策干预起到至关重要的作用;制定相应的生态补偿方案、建立“环境友好型橡胶”认证方案,能在保证橡胶供应量的基础上减少橡胶种植扩张中对生态环境带来的负面影响。(Global Enviornmental Change
 

来源:基因农业网

相关文章