生物技术前沿一周纵览(2015年10月16日)

2015-10-16 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 水稻灌浆过程调控因子发现

 
水稻胚乳是人类最主要的粮食来源之一。叶片光合作用产生的碳水化合物主要以蔗糖形式从筛管组织运输到籽粒,但蔗糖转运进入淀粉胚乳的机制尚不清楚。研究人员利用芯片杂交、荧光定量PCR和原位杂交等实验发现了一个在水稻籽粒背侧糊粉层特异表达的转录因子OsNF-YB1,并通过CRISPR-Cas9和RNAi等技术对该基因进行了敲除和表达干扰,发现OsNF-YB1直接调控水稻的灌浆和淀粉累积,并且OsNF-YB1敲除突变体籽粒中的蔗糖、葡萄糖和果糖含量均大幅度下降。进一步生化分析发现OsNF-YB1通过直接结合于三个蔗糖转运蛋白OsSUT1、OsSUT3和OsSUT4的基因表达调控区来调控蔗糖直接进入胚乳。该研究成果对于理解禾本科作物的灌浆机理具有重要意义,有可能为提高作物产量提供新工具。(Cell Research)
 
 
小豆基因组测序完成
 
小豆(adzuki bean,Vigna angularis)是一种起源于中国的古老栽培作物,具有高淀粉(57%)、低油脂(0.59%)和高营养附加值的优点,广泛用于食品及保健品中。来自中国的研究团队利用第二代测序技术对小豆全基因组进行了鸟枪法测序,获得了90.88 Gb有效序列,组装出了Scaffold N50为1.29 Mb的466.7 Mb基因组序列,占小豆基因组(542 Mb)的86.11%。利用F2群体的基因组简化测序,构建了高分辨度SNP遗传图。与已知豆科植物的基因组比较及共线性分析证实小豆与菜豆亲缘关系最近,并分析了小豆和大豆基因组中淀粉和油脂合成代谢途径基因的情况。小豆基因组测序的完成,有助于进一步理解豆科植物的进化和代谢,鉴定关键性基因加速小豆品种的改良。(PNAS
 
 
植物防御反应调控途径及相关因子解析
 
植物的生长发育受到各种环境胁迫的影响,包括低温和病原菌感染。新出现的证据表明,植物的防御反应是受温度调节的。本研究中,研究人员将ibr5-7确定为chs3-1冷敏感表型的一个抑制因子,它在很大程度上可抑制低温激活的防御反应。IBR5编码一个双特异性MAPK磷酸酶,它作为植物响应生长素和脱落酸的一个正调控因子。CHS3蛋白在低温下的积累,受到IBR5突变的抑制。此外,chs3引发的防御表型,是由HSP90和IBR5突变共同抑制的。
进一步的分析表明,IBR5可与MPK12、HSP90和SGT1b相互作用,形成一个复合物,保护CHS3。除了IBR5在调节CHS3中的积极作用之外,IBR5也参与R基因介导的防御反应,包括SNC1、RPS4和RPM1。因此,这些研究结果表明,IBR5在调节不同R蛋白介导的防御反应中起着重要的作用。(PLoS Genetics
 
 
揭示荒漠植物适应性机制
 
物种的分布和环境对植物功能性状的影响可以反映植物对当前环境条件的适应性,也可为预测环境变化对植物群落的可能影响提供了重要信息。研究人员以蒿属(Artemisia)为例,对中国北方蒿属植物的化学性状进行了系统研究,提出并验证了两个假设:一是因为区域尺度上非生物环境具有一定的地理格局,系统发育关系较近的植物其化学性状也应具有一定的地理格局;二是这些系统发育关系较近的植物在吸收和利用不同元素上具有内在差异,因而它们的化学性状仍会在种间表现出强烈的变异。嵌套模型分析结果表明,植物种类解释了所有元素和化学计量特征中>30%的变异,并且不同植物对环境梯度的响应有差异。该研究较为全面地揭示了植物在区域尺度上化学性状的格局及其对环境的生理生态适应机制。(Journal of Ecology
 
 
一种有效的沉默基因的RNAi方法
 
自从在秀丽隐杆线虫中发现RNA干扰(RNAi)以来,它已成为了在广泛的细胞中沉默靶基因的一种强大工具。研究人员设计出了一种替代性siRNA前体saiRNA,saiRNA包含一个16~18 bp的茎和一个与靶转录物互补的环。导入来自丁型肝炎的一个自我剪切酶到转录saiRNA 的3’端,通过生成一个短3′悬突来促进saiRNA有效结合Ago2,显著提高了它的沉默活性。相同的核酶还可提高Dicer依赖性shRNAs的活性,因此降低了脱靶效应。此外,saiRNA较少与内源性miRNAs生物合成产生竞争。因此,这一核酶增强的saiRNA为RNA干扰应用提供了一个可靠的工具。(Nature Communications
 
 
Group-DIA的非靶向分析方法用于蛋白质组学研究
 
传统的蛋白质组学采用数据依赖采集(DDA)策略,如今则集中在数据非依赖采集(DIA)上。研究人员最新报告了一种叫做Group-DIA的非靶向分析方法,可用于同时分析多个DIA数据文件。与近期发表的另一种非靶向分析方法DIA-Umpire相比,Group-DIA结合了来自所有数据文件的前体离子和碎片离子的洗脱图谱来确定成对前体-碎片离子。这些成对的前体离子和碎片离子构成了可以采用传统序列数据库搜索软件搜索得到的伪谱(pseudospectra)。分析的数据文件越多,Group-DIA比DIA-Umpire越能更好地鉴别出肽段。
Group-DIA可获得与一种靶向分析策略OpenSWATH相似的量化准确度,且在重复中可获得了更加一致的量化数据。(Nature Methods)
 
 
Nature评论与反思CRISPR技术
 
人们对于CRISPR/Cas9的兴趣呈爆炸式增长促成了这些大量会议的召开,这一强大的技术为遗传工程带来了前所未有的简便和精度。这一工具以及其他与之类似的技术可被用来在培养皿中操控胚胎DNA以了解人类发育的极早期。这些前景引发了科学家、伦理学家和患者间广泛的关注和讨论。Nature通过咨询12个生物研究资金充足国家的专家和政府机构以了解当前对该技术的监管情况。由于越来越多的研究即将出现,该技术亟需纳入政府的监管层面,以保证其健康的发展应用。(Nature

 

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来源:基因农业网

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