数十年来,科学家一直在研究野生苞谷如何生长成现在人们食用的玉米。科学家表示,今天的玉米之所以长成现在的样子是因为该作物的基因发生了一种小变化。大约在距今9000年前,墨西哥人利用野生墨西哥类蜀黍培育出了玉米,那时的玉米粒被一层坚硬的外壳包裹着,使其不适宜人类食用。数十年来,科学家一直在研究野生苞谷如何生长成现在人们食用的玉米。现在,一项遗传学领域的新研究进一步对比了玉米和墨西哥类蜀黍的特征,研究发现在随后数千年内发生的一种DNA基础交换——即通过
tga1基因的C-G序列的基础交换产生了柔软的、裸露在外的玉米粒。这项研究发现表明了古代作物驯化者如何通过人工选育对作物遗传基因作出小幅改变,从而让玉米进化成人们今天所熟悉的样子。(
Genetics)
作为一个最广泛种植的速生树种,杨树具有巨大的经济价值和生态价值。自从2006年毛果杨(
Populus trichocarpa)全基因组序列发布以来,现在有广泛的基因组资源可用于这个树种的功能基因组学研究,它已被用作森林遗传学和木本植物研究的一个模型。因此,了解杨树基因功能和转录调控的分子机制,对于树木遗传工程和可持续的森林管理,是至关重要的。在一项新研究中,我国科学家通过CRISPR/Cas系统实现林木植物毛白杨(
Populus tomentosa Carr.)的基因组编辑和靶基因突变。该研究数据表明,我们可以利用Cas9/sgRNA系统,在木本植物中精确地编辑基因组序列,并有效地建立基因敲除突变体。(
Scientific Reports)
逆境记忆(stress memory)是生物体应对逆境环境后在体内形成的调控信号。这种逆境记忆部分会遗传给后代,当再次暴露于此前逆境环境,逆境记忆会迅速被激活,启动相关信号转导及转录调控,从而增强驯化植株耐逆能力。高羊茅(
Festuca arundinacea)又名苇状羊茅,隶属禾本科,是主要的冷季型牧草和草坪草,在我国北部及长江流域气候过渡区广泛建植应用。近年来我国一些地区夏季经常出现异常高温天气,高温胁迫已成为高羊茅在我国南方地区发展的主要限制因子。以筛选鉴定的耐热高羊茅(PI 574522)和热敏感高羊茅(PI 512315)为材料,利用建立的逆境驯化模式对植株进行前期处理。与直接暴露40℃高温处理组相比,逆境驯化后两个高羊茅种质材料耐热能力显著增强,表现为草坪质量增加,EL值降低。进一步研究发现与逆境记忆有关的驯化基因。(
Frontiers in Plant Science)
酸度是决定果实风味品质的一个核心元素。在前期构建的苹果资源果实品质基础数据库、并明确苹果风味品质驯化过程中酸度选择起着关键作用的基础上,进一步采用候选基因关联分析方法发掘了1个控制果实酸度的候选基因
Ma1,该基因编码一个转运蛋白,该基因编码框尾端存在一个单碱基变化位点(SNP),且它与果实酸度密切相关。当SNP位点碱基为G时,对应的编码蛋白位于液泡膜,能够将苹果酸转运到液泡,促进果实有机酸积累;但当SNP位点碱基为A时,造成终止密码子提前(少了84个氨基酸,该突变基因命名为
ma1),编码的不完整蛋白位于细胞质膜上,无法负责将苹果酸向液泡中转运,不利于苹果有机酸积累。研究还发现,一些基因型为
ma1ma1品种,果实有机酸含量也很高,这表明
Ma1基因不是控制苹果酸度的唯一决定因子。(
Plant Genome)