生物技术前沿一周纵览(2018年6月22日)

2018-06-29 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览(2018年6月22日)

 生物技术前沿一周纵览(2018622日)

 

水稻分蘖角度调控的分子机制解析中取得进展

 

分蘖角度是禾本科植物的分蘖与主茎之间的夹角,与作物群体产量密切相关。研究人员基于水稻茎重力反应过程中的高分辨率动态转录组变化,揭示了一条水稻分蘖角度调控的核心途径。其中,HEAT STRESS TRANSCRIPTIONAL FACTOR 2D HSFA2D)是一个重力反应早期响应基因,该基因通过影响LAZY1基因(Li et al., 2007)的表达调控生长素在茎基部的不对称分布,进而诱导WUSCHEL RELATED HOMEOBOX6WOX6)和WOX11在水稻茎基部呈现不对称表达。研究表明,水稻WOX6 WOX11很可能是分蘖角度调控途径中的核心转录因子。该研究不仅在重力反应、生长素和水稻分蘖角度之间建立了直接的分子联系,同时也为系统解析水稻分蘖角度的调控网络进而挖掘有利用价值的基因提供了重要信息。(The Plant Cell

 

 

完全组装的酿酒酵母剪接体激活前结构

 

研究人员解析的pre-B complex结构是目前世界上已解析的唯一一个同时包含五种核糖核蛋白(snRNP)剪接体结构,它由68个蛋白和6RNA组成。在该结构中,首次观察到了剪接体组装早期U1 snRNP5’剪接位点的识别,以及五种核糖核蛋 白之间的相互作用界面。(Science

 

 

ABA负向调控植物抗病毒能力

 

脱落酸(Abscisic acidABA)在植物的生长发育以及非生物胁迫响应中具有重要的作用。研究发现,在RBSDV感染3060天后,水稻中ABA合成途径基因的表达显著降低。而在RBSDV感染的植物上外源施用ABA会增加病毒mRNA的表达并使水稻更易感;同时ABA预处理也会增加植物体内RBSDV的积累。这些结果均表明ABA会促进水稻对RBSDV感染的易感性。进一步研究发现,ABA缺陷突变体nced3RBSDV更具抗性,而ABA积累突变体aba8ox易感性增加。该研究指出ABA合成和信号传导均负向调控植物对RBSDV感染的免疫性。(Plant Cell and Environment

 

 

科学家通过发展分子探针技术实现植物天然产物合成途径解析的新策略

 

植物天然产物经过长期的分子进化,以其多样独特的分子结构,在生命活动中扮演着重要的角色。研究人员首先利用活性分子探针导向的定量化学蛋白质组学策略,以二萜贝壳杉稀骨架衍生的甜菊醇(steviol)为基本结构设计化学小分子探针,分别实现在非模式植物的富产甜菊糖苷同源宿主(甜叶菊)和不产该类化合物异源(拟南芥)模式植物的活性蛋白质组中简单快捷的标记目标作用蛋白,从与甜菊醇骨架结合的蛋白中筛选具有特定催化活性的糖基转移酶。同时他们还基于非模式植物的转录组数据构建了蛋白质组数据库,从而依托成熟的质谱技术解析蛋白质序列,高通量获取甜菊糖苷生物合成途径中的多种转糖酶元件。该研究发现,甜叶菊来源的UGT73E1UGT76G3和拟南芥来源的UGT73C1等糖基转移酶可以作为潜在的生物合成元件获得新颖的代谢产物。进一步利用光亲和探针标记技术,他们还成功解析了各转糖酶的底物结合位点,结合分子对接模拟计算对二萜化合物的糖基转移酶的底物专一性识别机制进行了解析。同时基于分子探针的设计,通过先活性反应对代谢合成物富集然后解离代谢组分析的策略获得关键代谢相关信息。以上两方面相关功能蛋白酶和代谢物的解析信息实现了合成途径的成功绘制。 (ACS Chemical Biology)

 

 

植物适应性进化研究获进展

 

大量观察和研究表明,不同物种或者同一物种的不同群体,可以在一定条件下独立进化出相似的表型。研究人员针对二倍体荠菜不同群体里早开花变异的遗传基础进行研究。研究人员发现,二倍体荠菜不同群体中的早花都是由同一个基因FLC调控的,两种导致早花的突变都位于该基因的同一区域(5’端UTR区),而且这两种突变是独立起源的。研究阐明了进化在一定程度具有可预测性,并且揭示了基因的特定区域可能属于变异热点,更易于发生突变来影响表型变异,为理解进化的可预测性这一基本的生物学问题提供了关键实证。(Plant Cell

 

 

樟科植物系统发育基因组学研究获进展

 

樟科山胡椒属树种经济用途广泛。研究人员利用32种樟科植物的叶绿体基因组探讨了山胡椒属植物与其它10属植物的系统关系。新测序的山胡椒属植物叶绿体基因组大小为152211 bp152968 bp,与潺槁木姜子(Litsea glutinosa152618 bp)及月桂(Laurus nobilis 152750 bp)的叶绿体基因组大小相近。利用叶绿体基因组全序列构建的系统进化树表明:山胡椒属的黑壳楠(Lindera megaphylla)和潺槁木姜子及月桂形成一组,与香叶树(Lindera communis)、山胡椒和绒毛山胡椒(Lindera nacusua )形成第一分支;其余五种山胡椒属的北美山胡椒(Lindera benzoin )、团香果(Lindera latifolia)、山香果、三桠乌药和海南山胡椒(Lindera robusta)形成第二分支;两个分支构成的属群与由樟属、檫木属和甘蜜树属组成的属群相邻近;增加已公布条形码数据的山胡椒属植物后,第二分支可进一步再分为三组。上述结果确认了山胡椒属为复系类群,提示山胡椒属所处的属群需要分类修订。(Scientific Reports

 

 

植被退化对草地土壤呼吸的影响

 

土壤呼吸是草地土壤碳输出的重要途径,其变化直接影响土壤肥力和大气CO2含量,并可能进一步影响粮食安全和全球气候。研究人员以松嫩草地羊草和虎尾草(Leymus chinensis Chloris virgata)两种典型植物群落为研究对象。通过两年的野外研究,分析了两种植物群落在放牧驱动的不同退化状态下的植被、土壤和土壤呼吸特征。结果表明,在两个群落中,地上生物量、根系生产力、枯落物数量和土壤微生物生物量随植被覆盖退化显著降低。由轻度退化到重度退化,两群落土壤有机碳、总氮和总磷含量分别降低了14.1-15.4%10.9-12.3%10.7-11.9%;土壤容重和pH分别增加了9.1-9.3%4.6-5.2%。(Land Degradation and Development

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