生物技术前沿一周纵览(2017年6月23日)

2017-06-23 | 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(2017623日)


水稻优先为叶绿素植烯侧链的合成提供底物

 

叶绿素是最重要的有机化合物,而植烯来自于叶绿体中的GGPP,但是GGPP同时也是植物三种激素(赤霉素、脱落酸、独脚金内酯)以及类胡萝卜素等重要生理物质的合成前体。研究人员发现在拟南芥和水稻中对GGPP的竞争存在主次之分。通过对GGPPS的研究发现,其可以在叶绿体基质中形成同源二聚体,而在类囊体中与GRP蛋白组成异源二聚体。酶活分析、晶体结构解析和点突变研究的结果证明异源二聚体结合能力更强,且酶促活性更高、反应更专一。根据对突变体植株的研究表明,水稻利用GRP调控GGPPS在同源和异源二聚体之间的分配,并以此调配GGPPS在叶绿体基质和类囊体上的分布和酶活。该研究还进一步证实,叶绿素的生物合成有赖于在类囊体上由GGPPS/GRP异源二聚体所产生的GGPP。(PNAS

 

 

CRISPR-Cas9在水稻中的基因组编辑效率提高3-7

 

基因编辑因不同物种、靶位点、转基因方法和CRISPR/Cas9构建而有所差异,因此,作物中发生的传递模式仍然需要进一步探索。CRISPR-Cas9系统已经广泛应用于基因组编辑。但是该系统在进行基因组编辑时,除需要特异识别靶序列之外,还需要特异识别一段NGG的邻近核苷酸序列,这大大限制了该系统的编辑位点选择范围。最新研究通过优化sgRNA的结构以及使用水稻内源性强启动子来驱动VQR变体的表达,成功将CRISPR-Cas9-VQR系统的编辑效率提高到了原有系统的37倍。(Plant Biotechnology Journal

 

 

植物病毒传播的“秘密通道”被揭示

 

长期以来,通过带毒烟粉虱取食植物,把病毒传播到健康植株,是科学家们公认的双生病毒传播途径。过去50年间,曾有多位科学家提出,病毒是否会在烟粉虱“母婴”间垂直传播呢?但是,大部分研究并不支持带毒烟粉虱可以通过卵把双生病毒传给自己的后代成虫。研究人员通过解剖上千头烟粉虱并反复试验后,确认烟粉虱成虫的生命周期为30天左右,只有已怀有大量成熟卵子的成虫才能高效垂直传播病毒。予以植物致命一击的植物双生病毒,会借助其媒介昆虫——烟粉虱的繁衍,让其传播力倍增。PNAS

 

 

科研人员合作发现NF90/NF110对环形RNA表达调控和功能作用的新机制

 

研究通过全基因组筛选发现了一系列与环形RNA生成加工等密切相关的反式作用蛋白因子,包括与抗病毒免疫相关的NF90NF110等,揭示其通过结合两侧内含子配对序列进而促进环形RNA产生的机制,并阐明环形RNA通过与NF90/NF110的竞争性结合在抗病毒免疫过程中发挥重要功能作用(Molecular Cell

 

 

揭示细胞分裂和干旱响应新机制

 

干旱胁迫是影响植物生长发育的主要因素,也是制约农业生产的重要原因之一。研究人员应用正向遗传学的方法筛选到dtm1drought tolerance mutant1)突变体,该突变体具有明显的耐旱性,且dtm1的耐旱并不是通常已知的ABA 依赖机制,其耐旱表型是由CDKC;2突变引起气孔密度下降造成的。同时,突变体由于细胞分裂增强而表现为叶片、花瓣和茎等器官明显变大和种子收获量增加,暗示该基因突变提高了植物生长和耐逆能力。进一步的研究表明CDKC;2调控了细胞周期和气孔发育相关基因的表达。(The Plant Journal

 

 

荒漠生态系统生物量与土壤水分动态耦合研究获进展

 

土壤水分在调控植被时空分布格局并影响气候-土壤-植被系统的复杂动态过程中起关键作用。准确认识生物量与土壤水分的动态耦合特征,是揭示荒漠生态系统稳定性及可持续性的基础。研究人员基于长期观测资料,刻画了研究区随机降水的泊松分布特征,并在综合考虑植物冠层对降水截留、植物根区土壤导水率及持水性能的基础上,确定了耦合土壤水分调节作用的单位生物量增长和损失因子、单位生物量蒸腾耗水等关键参数,界定了生物量、土壤水分的稳态及瞬态变化范围,揭示了生物量-土壤水分动态非线性变化的概率分布规律,构建了耦合土壤水分的生物量动态随机微分方程,预测了降水格局变化情景下生物量和土壤水分的变化趋势。(PNAS

 

 
揭示富营养化对有机污染物生物地球化学过程的间接影响机制

 

富营养化是国内外众多水体正面临的重大环境问题之一;有毒持久性有机物(POPs)污染是国内外众多水体正面临的另一个重大环境问题。研究人员以太湖和多环芳烃(PAHs)为例,通过对春季、夏季及冬季全湖大气、水体、浮游生物及表层沉积物中多环境指标的同步监测,首次揭示了富营养化对水体POPs的大气-水界面交换通量、沉降通量及其在表层沉积物和水体中赋存的间接影响机制。首次发现藻类的生命循环过程对表层沉积物及水体中POPs生物地球化学过程有重要影响(春季藻类从表层沉积物复苏进入水体降低了表层沉积物中PAHs浓度,但增加了水体PAHs的浓度;冬季藻类沉降冬眠增加了表层沉积物中PAHs浓度);长期富营养化显著增加了水体pH值,降低了沉积物有机质和溶解有机质的芳香性以及藻类细胞表面的疏水性,因而降低了沉积物、溶解有机质及藻类对PAHs的富集,降低了PAHs的沉降通量及在表层沉积物中的富集,但增加了整个水体PAHs的总浓度和自由溶解态浓度,进而促进了各季节大气-水界面PAHs的挥发;因藻类水华漂浮于水体表面,沉降的有机质比例随藻类生物量增大而降低,因此PAHs沉降通量及每日沉降量随藻类生物量增大而降低。 (PNAS)

null

来源:

相关文章