生物技术前沿一周纵览(2016年8月5日)

2016-08-05 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 发现与水稻纹枯病抗性相关基因

 
水稻纹枯病是由立枯丝核菌引起的,它是水稻的一种主要病害。NPR1基因可以调节系统获得抗性(SAR),使得植物体获得广谱的病原菌抗性。已有研究表明拟南芥NPR1(AtNPR1)基因在水稻中表达会提高其对病害的抗性,但是会对其产量和性状有不良影响。研究人员通过在绿色组织中特异性表达AtNPR1基因,使得水稻获得了纹枯病抗性,并且不会对作物正常生长产生影响。在转基因作物中,NPR1基因的高水平表达是通过诱导疾病相关基因,如PR1b、RC24和PR10A等的表达,激活机体的防御通路。该转基因作物提高了对纹枯病的抗性,并且经过评估和检测确定对其它表型无不良影响。该研究显示绿色组织特异性表达AtNPR1基因对于控制纹枯病病原菌是一个有效的策略,这项应用在水稻上的研究工作同样可以应用到其它重大危害作物病原菌的控制中。(Plant Science
 
 
水稻同源重组起始研究进展
 
同源染色体重组是减数分裂的重要事件,减数分裂重组起始于DNA双链断裂(double-strand breaks, DSBs)的产生。目前已鉴定的重组起始蛋白在真菌、动物和植物之间并不十分保守。研究人员在水稻中鉴定出了一个同源重组起始因子OsMTOPVIB。OsMTOPVIB和古细菌拓扑异构酶TopVIB具有结构相似性。研究表明,OsMTOPVIB和古细菌TopVIA的水稻同源蛋白OsSPO11-1以及OsSPO11-2相互作用,说明和古细菌一样,水稻减数分裂DSB由TopVIA和TopVIB所形成的二聚体催化产生。相关研究为解析减数分裂重组起始调控的分子机理提供直接证据。(Molecular Plant
 
 
揭示棉花花萎病致病过程
 
棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)是专性根感染的一种植物致病真菌。研究人员最新阐释了棉花黄萎菌附着枝的分子特征及其在致病作用中所扮演的角色。研究人员发现,VdPls1——一个跨膜四蛋白,和VdNoxB——膜结合NADPH氧化酶的一个催化亚基在附着枝中特异性地表达,与附着枝基部的质膜高度共定位,并在那里产生了活性氧(ROS)和侵入钉。缺失突变株只能发展出有缺陷的附着枝,不能产生ROS和侵入钉。此外,在野生型棉花黄萎菌中VdCrz1的细胞核定位和附着枝诱导的钙调磷酸酶-Crz1信号激活,在两种基因敲除突变体中都受损,表明VdPls1/VdNoxB依赖的ROS,对于附着枝中Ca2+升高以激活调控侵入钉形成的调控转录因子VdCrz1来说,是必需的。这些数据表明,VdNoxB/VdPls1介导的ROS激活可通过附着枝(棉花黄萎病菌传染的结构)中的Ca2+升高而刺激VdCrz1信号,在棉花根系的初始定植阶段调节侵入钉的形成。(PLoS Pathogens
 
 
野苜蓿MFPIP2-7基因赋予转基因烟草耐寒性
 
质膜内在蛋白(PIPs)可分为PIP1和PIP2亚类。PIP2可作为水通道,而PIP1通过与PIP2的相互作用在透水性中发挥作用。研究人员从具有较强耐寒性的豆科牧草野苜蓿(Medicago falcata)中分离得到一个寒冷响应基因PIP2,命名为MfPIP2-7。研究人员开发了过表达MfPIP2-7的转基因烟草(Nicotiana tabacum L.),分析了其对多种胁迫的抗性,如冰冻、寒冷、NO3-缺乏。研究人员发现脱落酸参与低温诱导MfPIP2-7转录。过表达MfPIP2-7的转基因烟草表现出对冰冻、寒冷和NO3-缺乏的抗性增强。转基因植物中多个胁迫响应基因和硝酸还原酶(NR)编码基因表达上调。这些结果表明,MfPIP2-7通过促进H2O2扩散在植物耐冰冻、耐寒冷和抗NO3-缺乏中扮演着重要角色,使得多个胁迫响应基因表达上调。(BMC Plant Biology
 
 
动物褪黑激素会影响植物抗逆性
 
褪黑激素是一种常见的影响人类和动物睡眠的激素,最新的研究发现其也会影响植物的抗逆性。研究人员发现,褪黑激素在大麦的抗旱和压力记忆方面有所作用。外用褪黑激素有助于增强大麦的干旱诱导耐寒性,并使得其脱落酸浓度提高。在褪黑激素和脱落酸的影响下,作物可以更好的保持水分。在未来的气候条件下,通过干旱刺激来调节植物体内的褪黑激素水平从而提高其对环境胁迫的耐受性将是一个有前景的研究方向。(Journal of Pineal Research
 
 
发现植物开花过程中柱头与花粉的相互作用
 
花粉与柱头的相互作用,对于花粉的萌发是必不可少的。高度调节的花粉萌发过程包括,柱头上的花粉粘附、水化和萌发。KINβγ是植物特有的SNF1相关蛋白激酶1复合物的一个亚基,该复合物在植物生长发育的调控中起着重要的作用。研究人员发现,在拟南芥中,KINβγ是花粉粒营养细胞中的一个细胞质和核定位蛋白。拟南芥kinβγ突变体的花粉在柱头上不能萌发,但在体外正常萌发。进一步的分析显示,kinβγ突变体的花粉在柱头上的水合被损坏。然而,向柱头加水可促进的突变体花粉在体内的萌发,这表明,突变体花粉的水合受损可导致其缺陷的萌发。在kinβγ突变体的花粉中,线粒体和过氧化物酶体的结构被破坏,与野生型相比,它们的数量显著降低。体外加入H2O2可部分补偿突变体花粉减少的水吸收,并通过过表达拟南芥CATALASE 3减少花粉中的活性氧水平,导致柱头上的花粉水合作用受损。这些结果表明,拟南芥KINβγ通过介导花粉中的线粒体和过氧化物酶体的生物合成,对于ROS水平的调节,是至关重要的,在授粉过程中这是花粉–柱头相互作用所必需的。(PLoS Genetics
 
 
一种蛋白质相互作用的新技术
 
蛋白质以其自身结构和与其他蛋白质之间的相互作用为基础发挥功能,因此,研究蛋白质的结构和相互作用抑制是生命科学的重要方向。检测蛋白质相互作用的传统方法有着各自的局限性。研究人员最新报告了一种新技术,开发出一种遗传编码光亲和非自然氨基酸,可在光交联及猎物蛋白-诱饵蛋白分离后将一个质谱可识别的标签(MS-label)导入到捕获的猎物蛋白中。这一叫做IMAPP的策略使得能够直接鉴别出采用传统的遗传编码光交联剂难以揭示的光捕获底物肽。利用这一MS-label,IMAPP策略显著提高了鉴别蛋白质相互作用的可信度,使得能够同时鉴别捕获的肽和确切的交联位点,对于揭示靶蛋白及绘制活体系统中蛋白质相互作用界面具有极高的价值。(Nature Communications
 
 

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来源:基因农业网

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