生物技术前沿一周纵览(2018年8月24日)

2018-08-24 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览(2018年8月24日)

 生物技术前沿一周纵览(2018824日)

 

蓝光调控植物开花时间的新机制

植物最终能否成功地进行有性繁殖取决于精确的开花时间,因此,开花时间的调节对植物完成世代交替至关重要。研究人员发现CRY2-CIB1CRY2-COP1-CO这两条信号途径并不是完全独立的,CIB1促进开花素FT转录及开花时间的功能依赖于CO,而同时CO促进FT转录及开花时间的功能也被CIB1调控。进一步的研究发现这两个重要的转录因子COCIB1能够直接相互结合而共同促进FT的表达及开花时间。CRY2CO并不能直接结合,CIB1通过直接结合CRY2CO而介导了CRY2-CIB1-CO复合体的形成。CRY2-CIB1-CO这个复合体的形成不仅是蓝光依赖的,同时也受到生物钟的调控,它在黄昏达到峰值,很好的解释了FT的转录不仅是光依赖的,而且在黄昏表达最高。CRY2-CIB1-CO复合体直接结合在FT启动子,介导蓝光和时间信号精确调控FT表达和开花时间。(EMBO Reports

 

 

紫薯花青素糖基化转移酶的生物学功能

花青素糖基化修饰影响花青素在细胞中的稳定性。研究人员发现Ib3GGT以花青素-3-O-葡糖苷为受体及UDPG为供体催化合成花青素-3-O-槐糖苷,行使糖基转移酶的功能,该催化过程发生在细胞溶质而非内质网中。相比At3GGTIb3GGT的蛋白模型及点突变发现Thr-138位点对选择性的识别UDP-葡萄糖起重要作用。紫薯和拟南芥中花青素修饰方式的不同最终导致了两种植物花青素主要成分的巨大差别。该研究也发现该基因的表达受IbMYB1转录因子的调控。(Journal of Experimental Botany

 

 

SHL蛋白对于抑制和活性组蛋白修饰的识别机制

组蛋白的转录后修饰作为表观遗传中重要的调控机制之一,在包括基因表达调控等多种生物学过程中起着重要作用。研究人员首先通过组蛋白肽段微阵列芯片技术发现SHL蛋白可以识别组蛋白激活修饰H3K4me3 及组蛋白抑制修饰H3K27me3,通过ITC 证实SHL可以识别甲基化的H3K4H3K27。研究人员利用X射线晶体衍射的方法分别解析了SHLH3K4me3H3K27me3的复合物结构,并结合其他生化实验证实证明了SHL能够分别通过其PHDBAH域独立识别活性组蛋白标记H3K4me3和抑制标记H3K27me3。通过Chip-seq实验证实SHL在体内分布与共富集H3K4me3H3K27me3的区域相关。遗传实验证明SHL蛋白中的BAH-H3K27me3PHD-H3K4me3结合位点突变会导致不能回补早期shl突变体开花表型,表明SHLH3K27me3H3K4me3的结合在体内是具有重要功能。(Nature Communications

 

 

植物如何控制香味传播

萜类化合物生产非常消耗碳和能量,它们的形成受到细菌或植物宿主的严格控制。研究人员发现了一种存在于所有植物中的酶,名叫异戊烯磷酸激酶(IPK),它能调节萜类化合物的衰退和流出。IPKs将惰性单磷酸萜类化合物转化成有用的二磷酸盐基材,研究人员确认了两种Nudix酶是移除磷酸基团以将活化的萜类二磷酸还原回萜类单磷酸惰性池的缺失环节。Nudix水解酶家族在所有生命体中都是保守的,但它们的生物学作用在很大程度上还是未定义的,研究发现,下游萜类产品形成受IPKNudix共同调节,如果植物生产太多萜类化合物,可能有毒害作用,这就是植物限制它的原因和背后机理。(Nature Plants

 

 

大豆种子大小驯化转录组进化研究获进展

栽培大豆(Glycine max)是由其近缘种野大豆(Glycine soja)驯化而来。研究人员针对大豆种子大小驯化开展了转录组比较研究发现,栽培大豆和野大豆之间约37.44%的基因存在差异表达,且在受精后15天(G15)果实间的基因表达差异最大。研究人员进一步鉴定了一个在野大豆G15果实中显著下调表达的基因共表达模块,并筛选到与大豆百粒重、种子含油量QTL及基因组受选择区域共定位的G15时期差异表达基因,发现它们与细胞分裂、激素应答和种子成熟过程等相关。(Journal of Experimental Botany

 

 

腺嘌呤甲基化开辟表观遗传研究新领域

表观遗传是指DNA序列不改变时发生的可遗传的多样性状。研究人员受邀在《Molecular Plant 》上发表了腺嘌呤甲基化综述论文。文章比较了植物和其它真核生物腺嘌呤甲基化位点和调控的差异,认为,DNA腺嘌呤甲基化的含量及分布在不同物种之间存在很大差异,呈现出丰富多样的性状,可能是导致物种表观遗传变异的重要原因。文章指出,动物RNA甲基化参与了RNA代谢的所有方面,但在植物和作物研究方面,对其调控模式和机制的了解很少,应投入更多力量开展相关研究。揭示不同植物尤其是农作物的表观遗传调控机制差异是未来的重点研究方向,进一步鉴定出重要的位点和基因,将开启培育高产优质农作物的全新路径。Molecular Plant

 

 

科学家发现金钩花五种不同类型四合花粉的形成机制

花粉是植物携带遗传信息的雄性生殖细胞,其形态具有较强的遗传保守性。研究人员发现在金钩花同一个花粉囊中包含连续型和同时型两种胞质分裂类型。胞质分裂类型以及连接方式的多样性反映了基部被子植物花粉发育过程的复杂性。减数分裂时期细胞核的相对位置以及胞质分裂类型共同决定了胼胝质板的数目及位置,从而形成不同类型的四合花粉。同时,药隔的有无以及小孢子母细胞的排列方式也会影响四合花粉的类型,从细胞学水平探讨了影响不同类型四合花粉形成的因素。另外,在番荔枝科中首次发现相邻小孢子之间通过胞质通道相互连接,这种连接方式不仅可以促进相邻小孢子之间的营养物质交流,还保证了四合花粉的同步发育。(Protoplasma

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