生物技术前沿一周纵览(2018年7月27日)

2018-08-21 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览(2018年7月27日)

 生物技术前沿一周纵览(2018727日)

 

水稻基因组革命

 

水稻作为世界上最重要的粮食作物和基因组学研究的模式植物。目前,国内外研究机构已完成10000多份的水稻资源基因组重测序,包括27个稻属代表品系以及3000多份国际水稻核心品种的基因组重测序工作,建立了高质量的籼稻和粳稻的参考基因组。将水稻重测序基因组数据与高质量参考基因组比较,有助于检测跨越稻属基因组的绝大多数基因序列变异或基因型的多样性。作者倡议全球水稻科学家与国际水稻研究机构进行合作,开发高通量表型平台,对水稻重测序品种进行大规模高通量的表型分析,对特定性状如农艺性状、谷粒性状、根形态建成等进行分析和评估,所有数据集中存放于一个公共的数据库(如SNP-Seek),这将为国际上培育适应不同地域环境和不同需求的绿色超级稻提供信息资源平台。(Nature Reviews Genetics

 

 

蓝光受体CRY2研究中取得新进展

 

蓝光受体对于植物的生长发育起着重要的调节作用,其中蓝光介导的隐花色素(cryptochrome)主要调控植物的光形态建成和光周期开花途径。在蓝光下,隐花色素首先通过其生色团吸收光子,经历一系列生化反应(蓝光特异的二聚化、磷酸化等)后转变成光激活态,并与其他蛋白互作,从而将蓝光信号传递给下游基因,最终调控植物的光形态建成和光周期开花。然而,蓝光介导的隐花色素CRY2与多个转录因子(CIBsPIFs等)形成蛋白复合体,这一定程度上阻碍了对CRY2自身生化活性的研究。研究人员利用人胚肾HEK293T表达系统的可控性,在哺乳动物细胞中重建了植物蓝光信号传导途径。研究发现,CRY2具有DNA结合及转录激活活性;证明了CRY2能够直接与FT基因内含子区域结合,并促进其转录;体内、体外试验结果表明,CRY2的蓝光特异二聚化和磷酸化可调控其DNA结合及转录激活活性。(Cell Reports

 

 

玉米单倍体诱导技术再升级

 

DH育种技术是利用自然发生或人工诱导受体亲本产生单倍体植株,再通过自然或化学加倍获得二倍体纯合系的育种技术。研究人员构建了胚特异表达绿色荧光蛋白和胚乳特异表达红色荧光蛋白的双荧光标记表达盒(DFP),并通过农杆菌介导稳定遗传转化获得了单拷贝的双荧光标记转基因株系。进一步将DFP标记和创制的单倍体诱导系杂交聚合,选育出了多个可以基于双荧光标记筛选受体单倍体的高频单倍体诱导系。该研究为创制的高频诱导系配套了稳定表达的DFP单倍体筛选与鉴定标记,该标记可以应于幼胚、成熟种子水平筛选与分离单倍体籽粒,采用该标记也可以在田间开放授粉条件下,实施DH育种的单倍体诱导与筛选工作,大大地提高了工作的弹性,降低了工作量,提高了工作效率。(Molecular Plant

 

 

科学家阐明棉花害虫种群地位演替机制

 

土地利用、气候条件和农业技术的长时间变化可能会影响农作物害虫发生与治理。研究基于1991-2015年我国黄河和长江流域棉区51个植棉县的历史监测数据,系统分析了土地利用、Bt棉花种植、气候条件等因素对棉铃虫、盲蝽、棉蚜三类主要棉花害虫发生危害的影响效应。结果表明:Bt棉花对棉田害虫发生与防治产生了深远的影响。Bt棉花的种植控制了棉铃虫种群发生,使用于棉铃虫防治的杀虫剂使用量大幅下降,进而导致自然天敌对蚜虫的种群控制作用明显增强。盲蝽随着棉田杀虫剂的减少使用而发生加重,同时5月份气温偏高有助于盲蝽发生。农田景观因素对害虫发生的影响因害虫种类而异。棉蚜和盲蝽的发生程度随着土地利用多样性的增加而减轻,但棉铃虫的发生程度和土地利用多样性之间的相关性不明显。盲蝽的发生程度与森林、水体和未开发土地面积的占比呈负相关关系,而棉铃虫的发生程度和水体、未开发土地面积的比例呈正相关关系。在棉铃虫发生较轻时使用化学农药,易加剧该地区棉铃虫的发生与灾变。该研究明确指出Bt植物抗虫性是一种有效的害虫综合治理手段,同时强调Bt植物种植与土地利用、气候变化对农作物害虫发生影响的重要性和复杂性。该研究对于全面认识我国棉花害虫灾变机制、不断创新棉花害虫防控对策有着重要的科学理论意义和实践指导价值。(PNAS

 

 

植物入侵与土壤微生物纬度梯度格局研究获进展

 

研究入侵植物与植食性昆虫和土壤微生物互作的纬度梯度格局对于揭示和预测外来生物入侵过程和态势极为重要。研究人员探讨了不同纬度带空心莲子草和莲子草根际土壤微生物群落结构变化,及该变化对两种植物及莲草直胸跳甲互作的影响。发现土壤微生物群落结构由于气候和土壤自身理化性质的不同呈现出纬度梯度变化趋势。土壤根结线虫和潜在的土壤致病真菌多样性沿纬度梯度成下降趋势。控制试验发现,本地植物莲子草的生物量、种子数以及饲喂的莲草直胸跳甲沿纬度梯度均呈上升趋势,而入侵植物空心莲子草则无明显的纬度梯度变化。这些结果表明入侵植物、本地植物以及地上昆虫对不同纬度梯度根际土壤的响应各不相同。因此,探讨不同纬度梯度土壤微生物群落结构变化如何影响入侵植物、本土植物及地上植食者的互作关系对于指导入侵生物治理和生物多样性保护具重要理论意义和实践价值。(The ISME Journal

 

 

植物所在叶片角度分布提取算法研究中取得进展

 

叶片角度分布(Leaf Angle DistributionLAD)包括叶倾角分布和方位角分布,是描述植被冠层结构的一个重要参数。研究人员开展了以地面激光雷达数据为基础的叶倾角和方位角的提取算法研究。地面激光雷达作为一种常用的地基平台,其获取的毫米级叶片三维点云信息,为叶倾角和方位角的准确提取提供了一种新的技术途径。研究人员在叶倾角和方位角准确提取的基础上利用双参数Beta方程构建了双参数投影系数方程,结果表明该算法在单叶水平上所提取的叶倾角和方位角以及相应的角度分布精度可达90%以上。与此同时,在叶倾角和方位角准确提取的基础上,可以实现双参数投影系数方程的高精度准确构建。(IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

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