生物技术前沿一周纵览(2017年4月7日)

2017-04-07 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 生物技术前沿一周纵览(201747日)


大豆重复染色体之间基因保留水平具有高度相似性

 

豆科作物是人类粮、油等食品的重要来源之一,具有重要的经济价值,包括大豆、野生花生等10个豆科植物也因此相继完成了全基因组测序,然而,目前缺少一个综合性豆科植物比较基因组学研究平台。研究人员对10个豆科植物受反复多倍化影响的复杂基因组结构进行了层级解析,构建了基因组间的与多倍化事件和物种分歧事件相关联的同源基因列表;研究发现大豆最近加倍产生的重复染色体之间基因保留水平具有高度相似性,这一发现支持大豆可能有一个同源四倍体祖先。研究揭示了不同植物的进化速率存在着显著差异,并对豆科植物分化过程中的关键进化事件及其发生时间进行了重新测定。(Plant Physiology)

 

 

大豆ZYD7PP2C-1基因调控百粒重

 

大豆是我国重要的粮食作物和经济作物,是植物蛋白和油分的重要来源。百粒重是大豆产量的重要构成因子,是大豆育种的重要目标性状。研究人员通过分析衍生于野生大豆ZYD7和栽培大豆HN441036份重组自交系材料,鉴定了一个种子百粒重增加的株系R245。转基因分析发现,来源于ZYD7PP2C-1基因显著增加了转基因拟南芥种子的重量,而来源于HN44PP2C-2EAL-2以及来源于ZYD7EAL-1并不能改变转基因拟南芥种子重量。功能分析发现,PP2C-1能与油菜素内酯BR信号通路的转录因子如GmBZR1等相互作用,通过去磷酸化从而激活这些转录因子,促进下游控制种子大小的基因表达以提高粒重。而PP2C-2则没有上述功能。种质资源分析发现,近40%的栽培大豆还没有PP2C-1基因型,后续研究可以将PP2C-1基因型通过杂交导入到不含该位点的大豆品种中,从而提高产量潜力,将对于大豆育种具有重要意义。(Molecular Plant

 

 

JAZ蛋白发生变异使得植物不再对茉莉酸敏感

和人类一样,面对不良环境,植物也会启动自身的免疫反应,这主要依赖于一种叫做茉莉酸(JA)的植物激素。但伴随生物进化,有的植物对这种激素不再敏感,单纯地依赖茉莉酸无法激发自身的免疫反应。最新研究发现,原来是植物茉莉酸信号途径中的关键JAZ蛋白发生变异,导致蛋白的功能发生变化所致。这扇影响植物防疫机制重要“闸门”的揭示,对于改变传统植物病虫害防控思维,以及新技术的研发提供了重要依据。(PNAS

 

                                                             

植物病原细菌的“智商”感知信号研究中获进展

 

研究人员成功地将全长RpfC组氨酸激酶受体组装到脂质双分子层或纳米盘(nanodisc)中,获得了具有酶学活性的蛋白脂质体,为从生物化学水平研究RpfC提供了分析平台。基于该平台,他们综合利用微量热泳动(MST)、热迁移(TSA)和圆二色谱等分析技术,证明DSF分子直接结合在RpfC信号感应区一段长22个氨基酸的区域上,激活RpfC蛋白的激酶活性。研究从酶学和生物化学角度提出了有力的证据,不但证明RpfC确实是DSF信号分子的膜受体,解决了细菌细胞间通讯研究中的一个难题,而且建立了膜受体-脂肪酸相互作用生化分析平台,为深入研究DSF家族信号分子在细胞间通讯中的调控功能,发展能够阻断细菌群体感应过程的新型抗菌化合物打开了突破口。(PLOS

 

 

青藏高原山地森林土壤汞累积机制被揭示

 

我国是世界上的头号汞排放大国,理清人为源汞的排放与生态系统汞的源汇关系,成为研究汞污染的当务之急。我国90%以上的森林均为山地森林,研究团队以有“世界屋脊”之称的青藏高原近25个山地森林站点为研究对象,运用汞稳定同位素示踪技术,揭示了青藏高原山地森林土壤汞的累积机制。研究表明,奇数汞同位素 (Δ199Hg Δ201Hg) 的非质量分馏能够识别森林凋落物与土壤汞的主要来源;在较低的海拔区域 (3100-3600 m),局地人为源汞排放是影响大气汞含量升高的主要原因,然而在较高的海拔区域 (3700-4300 m),大气汞分布主要受大气汞的长距离传输的控制。凋落物汞的沉降是山地森林土壤汞的主要来源,高海拔“冷阱”(Cold-trapping)相关的降雨与温度通过控制凋落物的生物量间接影响土壤汞的累积。(Environmental Science & Technology

 

 
里白科分子系统学研究中取得进展

 

研究团队通过对中国及印度尼西亚等地的里白属植物进行DNA条形码分析,结果显示海南里白是一个独立物种,而不应处理为里白或大里白的异名。而且, 综合系统发育分析、地理分布和形态特征等研究,发现海南里白不仅作为一个好种与广东里白是姐妹类群,而且还广泛分布于云南、海南和印度尼西亚等多个地区。本研究为异名处理的验证和隐存种的发现提供了一个方便而有效的方法。(PLoS ONE

 

 

荒漠河岸林植被水分利用、分配和传输研究方面获进展

 

荒漠河岸林植被作为干旱区内陆河流域生态系统的主要生产者。研究人员以我国最大的内陆河塔里木河为研究靶区,以极端干旱区内荒漠河岸林关键群种——胡杨、柽柳为研究材料,从植物根--叶不同组织器官等对不同干旱胁迫梯度下荒漠河岸林植被的水分利用、分配、传输及避害策略进行了系统研究,发现荒漠河岸林植物在长期干旱条件下,形成了独特的水分利用方式与调节途径,主要表现在水分获取方式、水分再分配途径、水分传导策略和水分耗散等方面。结果表明,在极端干旱的塔里木河下游地下水埋深是造成荒漠河岸林植物水分利用过程和生存策略差异的根本原因,地下水埋深变化是判断胡杨、柽柳受干旱胁迫程度和水分利用方式的重要指标;塔里木河下游荒漠河岸林植物吸收的水分主要来自375cm以下的土壤水和地下水,植物通过深根系的水力提升和水分再分配功能,将深层水分提升并释放至浅层土壤,维系其群落中浅根系植物如草本植物的生存;在强烈干旱胁迫环境下,胡杨通过主动牺牲劣势枝条来提高部分竞争力强的优势枝条水分获取和传输能力,以维持和确保整株植物的存活机会,这是在极端干旱胁迫环境下,荒漠河岸林植物的一种独特的自我保护和避害机制。 (international journal of biometeorology)

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