生物技术前沿一周纵览(2016年1月1日)

2016-01-02 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

发现猪流感病毒可传染人
 
猪流感主要是由正黏病毒科A型流感病毒引起的一种猪急性、热性、呼吸系统传染病。该病死亡率不高,但并发或继发症较多,会导致猪死亡率急剧上升,造成严重的经济损失。研究人员报告称对中国猪群进行了广泛的流感监测,从36417头猪中分离出了228个流感病毒株,发现在来自中国10个省的这228个流感病毒株中有139种病毒株属于EAH1N1谱系。这些病毒形成了5种基因型,具有两个不同的抗原组,抗原性及遗传均不同于当前的人类H1N1病毒。而且EAH1N1禽流感病毒优先结合人类受体,在测试的10种病毒中有9种可通过呼吸道飞沫在雪貂中传播。这些研究结果表明,EAH1N1猪流感病毒有潜力在人类中有效传播,有必要立即开始采取行动来阻止EAH1N1猪流感病毒向人类有效传播。(PNAS
 
 
调控植物下胚轴伸长机制揭示
 
隐花素CRY是光裂解酶类似的蓝光受体,在模式植物拟南芥中的主要功能是调控下胚轴伸长和光周期诱导的开花时间。研究人员发现在模式植物拟南芥中,蓝光抑制温度升高引起下胚轴伸长,并且这一过程依赖于CRY1。CRY1对温度响应至关重要,CRY1 缺失突变体对温度升高更敏感,在温度升高时下胚轴伸长更显著。而CRY1过表达转基因植株则对温度变化不敏感。PIF4是红光受体PHYB的结合蛋白,也是温度信号的关键因子。进一步的研究表明CRY1通过与PIF4以蓝光依赖的形式结合而调控PIF4 在高温条件下的转录活性。研究结果说明PIF4是蓝光、红光和温度信号通路相互作用的关键蛋白,同时也表明,蓝光、红光以及环境温度可以通过使用同一个转录因子PIF4实现功能整合,协同调控植物生长发育。(PNAS)
 
 
茶叶香气形成机制与调控技术研究
 
中国是茶(Camellia sinensis)的故乡,茶园面积和年产量居世界第一,但亩产值在十大产茶国中居末位,且亩产值的增长率最为缓慢。其主要的原因之一是全年约有60%茶原料因品质差未得到充分利用,年损失达上百亿元。多酚、氨基酸和香气是茶叶品质的核心物质。研究人员发现了蓝光和红光可显著提高采前茶叶的香气成分,同时不影响茶叶生物量,并首次提供了植物香气合成相关基因可受光波长调控的证据。(Scientific Reports
 
 
细菌硝化作用与氮循环的研究新进展
 
研究人员报告了编码催化 “完全硝化”所需的全部酶的硝化螺菌(Nitrospira)的富集和表征。“完全硝化”是一个表现型,被称为 “comammox” (即 “完全氨氧化”)。此前,这一包括两个步骤的反应被认为涉及一个互养(cross-feeding)相互作用中的两种生物。系统发育分析显示“comammox”型硝化螺菌存在于若干个多样化的环境中,所以这些发现有可能根本性改变我们关于氮循环的观点和开创硝化作用研究的一个新的前沿领域。(Nature
 
 
我国粮食生产潜力对土地利用变化的响应机制研究
 
粮食安全是国家安全的重要组成部分。土地作为农业生产最基本的物质条件,土地利用方式的转变直接影响粮食产量,从而影响到粮食有效供给。研究人员采用全球农业生态区(GAEZ)模型,估算了吉林西部粮食生产潜力,进而分析了吉林西部粮食生产潜力对土地利用变化的响应。研究结果表明,在1975-2010年间,由于气候、土地利用和灌溉水平的变化,吉林西部粮食生产潜力呈增加趋势;虽然耕地面积的增加提高了粮食生产潜力,但其作用要远小于气候和灌溉水平的变化,而耕地增加的主要原因是草地和沼泽地被大面积地开垦为农田,导致了生态环境恶化趋势加剧。因此,仅仅管控耕地数量并非是保障粮食安全的最优途径,通过增加农业投入,改善土地质量,优化土地利用格局,恢复生态环境,从而提高粮食生产潜力,应是保障国家、区域粮食安全和实现土地可持续利用的更好选择。(Sustainability
 
 
森林恢复对土壤碳氮库的影响机制
 
森林恢复工程被认为是具有固碳效应、减缓气候变化的一项有效手段。研究人员运用土壤组成分馏和自然丰度稳定同位素相结合的方法技术,揭示了丹江口库区森林恢复下的各土壤物理组分的有机碳氮的动态变化。结果表明,森林恢复过程中主要是通过增加土壤大团聚体和土壤闭蓄态颗粒有机质iPOM中的碳含量进而增加了土壤总碳储量。而森林中的土壤团聚体中的有机氮含量却低于灌丛和农田,这主要与森林土壤中高碳氮比的植物残体输入抵消了相对较多的生物量输入带来的影响有关。该研究表明土地利用类型的转变,如森林恢复,可改变土壤团聚体分布与碳氮储藏,进而影响陆地生态系统碳氮库。该研究对丹江口库区森林恢复工程带来的生态系统碳积累过程的监测具有重要意义。(Ecological Engineering
 
 
基因家族进化研究
 
在基因组时代,全基因组信息往往被利用研究分类群之间的进化关系。由于功能上的差异,不同的基因、基因家族有时会存在不同的进化历史,用不同基因家族的序列研究物种间的进化历史可能存在着准确度上的差异。以基因树最简约法(Gene Tree Parsimony, GTP)为代表的系统基因组学(Phylogenomics)能够利用具有复杂的基因复制历史的基因家族数据来建立物种的系统发育树。研究人员利用多个被子植物的基因组序列,揭示了具备不同特征的基因家族进化历史对构建物种间的进化关系准确度的影响。该研究结果表明,基因家族的大小和基因家族在某个分类群中特异性扩增和缩小对GTP研究物种系统进化的准确性有强烈的影响,形成二项式曲线性(binomial)关系。根据这种进化模式对系统进化分析准确性影响的程度,可以量化GTP中的每次复制事件的生物学代价(biological cost),从而增加构建系统进化树的准确度。(Molecular Phylogenetics and Evolution
 
 
基因编辑进入Science杂志2016年热点展望
 
在实验室中的基因编辑技术为医药、农业等众多领域带来重大变化,相关研究如火如荼,产生空前的影响。甚至在医疗领域,基因编辑技术使传统基因治疗策略黯然失色,基因编辑并非粘贴进一个新基因而是能够修复细胞的缺陷DNA。针对血友病和癌症的首批基因修复试验已经在进行中。而利用基因编辑技术来生成基因工程宝宝、赋予流感病毒和其他病原体新能力,及改造微生物来生成毒品等可能不受限制的实验,也提出了建立科学“禁区”的监管要求。(Science
 
 
开发提高基因组作图准确性的新方法
 
为了减少生物的基因组序列图中的错误与偏差,研究人员采用动态的时间序列数据,来测量概率分布或者有多少遗传物质分开两个标签——根据链是否被拉伸或压缩,来改进一种纳米通道为基础的基因组作图。在纳米通道方法中,荧光标记有序地停留在在每条链上,因此根据它们的荧光条形码可以确定整条链的内容,而无需重新组装它们。(Biomicrofluidics
 
 

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来源:基因农业网

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