生物技术前沿一周纵览(2018年8月3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8月3日)

 生物技术前沿一周纵览(201883日)

 

中国大豆基因组

 

大豆是重要的粮食经济作物,为人类提供了主要的油料和蛋白资源。研究人员综合运用单分子实时测序(SMRT)、单分子光学图谱(optical mapping)和高通量染色体构象捕获技术(Hi-C),对中国国审大豆品种“中黄13”的基因组 (Gmax_ZH13) 进行从头组装,最终得到1.025 Gb的基因组序列,包含20条染色体和1条叶绿体。(Science China Life Science

 

 

水稻粒形和护颖进化的调控机制

 

水稻产量构成主要包括有效穗数、每穗实粒数和千粒重三要素。粒形是决定千粒重的重要农艺性状。该团队鉴定了一个FZP的弱等位突变体fzp-12,与前人报道的fzp突变体不同,该突变体呈现籽粒变小和护颖退化的形态。研究人员深入研究发现,籽粒变小主要是颖壳细胞变小和数目减小所致。同时,该突变体护颖退化成副护颖状器官,其超表达护颖伸长转变成外稃状器官,首次揭示了小穗外稃、护颖及副护颖是同源器官的假说。研究结果揭示了FZP基因在调控籽粒大小和护颖发育中的关键作用,证实了外稃、护颖及副护颖在进化过程中的器官同源性。(Journal of Experimental Botany

 

 

介体昆虫传播纤细病毒机制

 

纤细病毒属是布尼亚病毒目中唯一以植物为侵染对象的病毒属,主要包括水稻条纹病毒、稗草白叶病毒、伊朗小麦条纹病毒、玉米条纹病毒、水稻草状矮化病毒、水稻白叶病毒以及尾粰草白叶病毒等7种植物病毒。该属病毒的基因组一般是由4-6条负单链RNA组成并且采用独特的双义编码策略进行蛋白质编码。纤细病毒属的病毒都需要通过介体飞虱进行水平传播,并且大部分都可经卵进行垂直传播。研究人员以纤细病毒属的代表种水稻条纹病毒为主,系统性的阐述了水稻条纹病毒在介体灰飞虱内传播的生物学特性,以及利用介体组分完成自身水平传播和垂直传播机制的最新研究进展。(Current Opinion in Virology

 

 

Bt水稻协助相邻非Bt水稻抵御害虫

 

Bt基因抗虫作物在全世界范围内得到广泛种植。鉴于Bt作物常常与非Bt作物相邻种植,包括用于延缓靶标害虫抗性进化的非Bt作物庇护所,使靶标害虫成虫可以选择地在Bt或非Bt作物上产卵。靶标昆虫在Bt或非Bt作物的产卵偏爱性可很大程度地影响Bt作物对害虫的防治效果及害虫对Bt作物的抗性进化速率。研究人员系统研究了Bt或非Bt水稻对靶标害虫二化螟成虫产卵行为的协同调控作用。结果表明:二化螟成虫对健康的Bt或非Bt水稻没有产卵选择偏爱性。但是,不管Bt或非Bt水稻,二化螟成虫显著偏爱在没有被其幼虫为害的健康稻株上产卵。生物测定试验结果表明,取食被同种幼虫为害过的稻株对二化螟幼虫的生长发育具有显著的负面影响,说明了二化螟成虫偏爱在健康植株上产卵是为后代寻找更好的食物资源,验证了“mother knows the bests”原理。另外,结合GC-MS分析和风洞试验,阐明了二化螟幼虫为害可诱导水稻释放对其雌虫具有显著排斥作用的信息化合物。这样,当Bt和非Bt水稻相邻种植时,由于非Bt水稻遭受二化螟幼虫为害程度显著高于Bt水稻,诱导非Bt水稻释放信息挥发物驱使其成虫到健康的Bt稻田产卵,然而孵化后的幼虫被Bt水稻表达的Bt蛋白杀死。该研究说明:Bt水稻可作为靶标害虫的“诱杀陷阱”降低相邻种植的非Bt稻田虫口密度。该研究结果为Bt和非Bt作物共存条件下的害虫防控及制定靶标害虫Bt抗性治理策略具有重要的指导意义。(Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences

 

 

苹果花叶新病毒

 

侵染苹果的病毒病多达40余种,但多数属于潜伏侵染,不造成明显的症状。研究人员利用高通量测序技术从苹果花叶样品中鉴定出一种新的病毒,命名为苹果坏死花叶病毒 (Apple necrotic mosaic virus, ApNMV)。该团队从我国苹果主产区采集了近300个苹果花叶样品进行了病原鉴定,令人惊讶的是,近300个苹果花叶样品中均未检测到 ApMV,而ApNMV的检出率则高达92%。进一步研究还显示,ApNMVApMV无论在生物学、血清学还是在基因组序列上均有明显差异,属于两种不同的病毒。该团队正在利用基因枪法回接苹果苗,以期获得ApNMV导致我国苹果花叶病的直接证据。( Plant Disease

 

 

细胞核内mRNA出核或降解命运决定的时空性

 

对于细胞核内绝大多数mRNA而言,最终的命运是出核抑或降解。研究表明,当exosome功能被抑制时,polyA RNA在核质中形成明显的不和nuclear speckle共定位的点状聚集。Nuclear speckle是一种富含多种mRNA出核因子的细胞亚核结构。通过深度测序、荧光原位杂交等方法证明这些成点状聚集的polyA RNA正是exosome复合体的底物mRNA。进一步研究显示,在mRNA尚未进入到nuclear speckle之前,其出核和降解的命运已经被决定。它们或者进入nuclear speckle中出核,或者在核质内被exosome复合体迅速降解。mRNA的早期命运决定可以避免细胞内重要功能蛋白的浪费和异常mRNA的出核转运。(Nucleic Acids Research

 

 

科学家发现天然高效甜味分子

 

研究表明,当今许多人群高发的某些疾病,如糖尿病、心血管疾病、肥胖、高脂血症、龋齿等,或多或少都与蔗糖的过量摄入有关。寻找高甜度低热量或非营养性的蔗糖替代物引起了人们的极大兴趣,特别是安全、无热量、非营养性天然高效甜味剂,是各国科学家研究的一个重要领域。研究人员通过对云南主要少数民族地区特色食用、药用植物的民族植物学野外调查,并结合味觉感官评价,发现了多种不同民族食用或药用的甜味植物,并对其中两种甜味植物的甜味成分进行了深入研究,在天然高效甜味化合物的发现及活性研究中取得了新进展。(Journal of Agricultural and Food Chemistry

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