生物技术前沿一周纵览(12月13日)

2014-07-07 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

植物激素乙烯作用的分子机制方面取得新进展

外界环境和植物激素相互作用调控植物生长、发育和衰老以及环境适应的重要因子,也是植物生物学领域重要的研究方向之一。近日,中国农业科学院生物技术研究所黄荣峰课题组揭示了植物激素乙烯与环境信号光相互作用调控植物下胚轴生长的分子机制。研究成果于12月12日发表在《PLoSGenetics》杂志上(10.1371/journal.pgen.104025.)。该研究由中国农业科学院生物技术研究所黄荣峰实验室与首都师范大学马力耕实验室以及耶鲁大学邓兴旺实验室合作完成。黄荣峰实验室的于延文为该论文的第一作者。该项目得到了国家基金委“植物激素作用的分子机理重大研究计划”以及科技部973重大基础研究项目的资助。

万物生长靠太阳,光作为植物生长能源的同时还参与植物整个生命周期的调控,且植物还会合成激素来调控自身的生长发育过程,因此,植物形成了一套高效、精细的机制整合外界环境和内源激素以适应复杂多变的自然界。早期的研究发现,一粒种子在黑暗的土壤中破土萌发,它的下胚轴会伸长生长,而一旦萌发种子的子叶暴露于光下,光将抑制下胚轴伸长生长;而植物激素乙烯可以逆转光的这种抑制作用,促进光下幼苗下胚轴生长,但乙烯与光相互作用如何调控这一过程的分子基础不清楚。该课题组首先证明了乙烯促进的下胚轴伸长生长依赖于光信号的正向调节因子HY5,该因子的降解导致了拟南芥下胚轴的伸长生长。进一步研究发现乙烯通过影响光信号因子E3连接酶COP1的核质分布,从而逆转光对于植物下胚轴生长的抑制作用。这一工作揭示了植物整合光信号和乙烯信号途径进而调控植物生长发育的分子机制,为我们认识植物外界环境和内源激素相互作用的机制提供了一种新的调控模型。(中国农业科学院生物技术研究所

椰枣基因组图谱绘制成功

椰枣树在中东北非地区广泛种植,是该地区的主要农作物之一。其果实椰枣营养丰富、口味香甜受到大众喜欢。中国和沙特科学家共同努力成功绘制了椰枣的基因组图谱,获得了椰枣主要栽培品系的高质量基因组组装结果和另外三个枣椰品系的高覆盖度基因组草图。椰枣基因组图谱的绘制将会对椰枣产量、品种改良和病虫害防治等产生重大影响。科研人员利用大量的转录组数据还阐明了枣椰果实的发育和成熟时期独特的糖代谢变化,为进一步的椰枣基因组研究和其他棕榈科植物的研究奠定了基础。(Nature Communications

杆状病毒核心基因研究

杆状病毒包含37个核心基因,它们在病毒生活史中发挥着重要的作用。其中棉铃虫核型多角体病毒(Helicoverpaarmigera NPV)编码的ORF72 (ac78的同源基因) 是新鉴定的未知功能的核心基因。中科院武汉病毒研究所研究人员通过转录和表达时相分析发现ha72为晚期基因,而其表达产物亚细胞定位于核膜环带区。HA72包含包含两个保守的结构域,其一在氧化还原反应中发挥功能。Ha72基因的缺失导致不能产生感染性病毒粒子BV,但并不影响病毒DNA的复制,揭示HA72 参与ODV的包埋。研究还证实HA72和P33(巯基氧化酶)存在相互作用。这一研究结果结果为深入理解杆状病毒生活史重要事件,尤其是病毒粒子在组装包埋过程提供了重要理论基础。同时,HA72同P33相互作用的发现首次为深入揭示病毒特有氧化还原通路提供思路。(Journal of Virology

哺乳动物体内的抗病毒RNAi

由宿主RNA干涉(RNAi)导致的病毒双链RNA(dsRNAs)的分裂机制在各物种中是一个重要的抗病毒机制,其中包括植物和昆虫。然而,在哺乳动物中,尚不清楚RNAi是否扮演了一个类似的角色,或者是否有其他的抗病毒机制,例如干扰素响应、支配。最近两项新研究如今提供了坚实的证据,表明RNAi在哺乳动物中扮演了抗病毒的角色。本综述全面评估了RNAi和其他抗病毒响应在贯穿哺乳动物发育的不同阶段的不同背景下的相对重要性。(Nature Reviews Genetics

衰老与死亡的相关性

无论生命周期长或短,通常情况下,死亡率会随着年龄的增长而大幅增加。然而一些动物,例如寄居蟹、红鲍鱼和水螅(一种能够存活几个世纪的微小淡水生物),却能够抗拒这一趋势,享有近乎恒定水平的繁殖力和死亡率。科学家针对46个物种的标准人口统计学模式的对比表明,这些物种并非随着年龄的增长而不可避免地导致衰老,或死亡率和繁殖力恶化。研究人员发现,生命长度与衰老程度之间并没有直接的联系。有24个物种的死亡率随着衰老而表现了最为突兀的增长,其中的11个物种具有相对较长的生命周期,而另13个物种则寿命相对较短。生命周期中的类似分裂也发生在那些死亡率并没有明显增加的物种中。当研究人员沿着一种衰老的连续统对物种进行排列后,哺乳动物被聚集在谱系的一端——这里的生物体都会出现死亡率的突然变化,而相对死亡率大为降低的植物则位于谱系的另一端。这是第一次尝试使跨物种的死亡率及存活比较标准化。(Nature

2050年前世界粮食缺口高达70%

由世界资源研究所(World Resources Institute)、环境署、世界银行和联合国开发计划署联合撰写的《世界资源报告:创造一个可持续粮食未来》显示,2050年世界人口将要达到96亿,那时的粮食需求将比现在多出70%。报告指出,在现存农耕用地上提高作物和家畜的生产力对于挽救森林和减少温室气体排放至关重要,但仅仅通过增加产量还不足以填补粮食缺口。报告发现,为了避免清理更多土地以用作农地,与前40年相比,在今后40年当中需要将作物产量提高40%。统计显示,每年世界损失的粮食大约为13亿吨,相当于1万亿美元,不仅造成严重的经济损失,同时对自然资源也造成了压力。报告表示,如果在2050年前将粮食损失和浪费减少一半,即可填补20%的粮食缺口。统计还显示,2006年到2050年间,人类牛肉消费将增加80%。报告指出,减少对动物产品的过度需求将可以避免数千万公顷的森林被改作牧场使用。据推算,2006年到2050年间,撒哈拉以南非洲国家的人口将出现激增,需要将现在的粮食产量提高三倍才能满足人均粮食需求。报告建议,通过改善健康保健和教育来帮助降低出生率可以填补该地区25%的粮食缺口。报告利用很大篇幅就如何提高粮食产量提出了建议。(The United Nations

甘蓝显性雄性不育系规模化制种

中国农业科学院蔬菜花卉研究所主持完成的“甘蓝雄性不育系育种技术体系的建立与新品种选育”,荣获农业部2012-2013年度中华农业科技一等奖。该研究成果发现了甘蓝显性核基因雄性不育源,建立了回交、自交、测交和分子标记选择的显性雄性不育系育种技术体系,率先提出并建立了自交亲和系转育甘蓝胞质雄性不育系的技术。国内率先报道了育成自交亲和系、抗枯萎病两个生理小种的抗源,极耐裂球材料用于雄性不育系转育。提出了春老根筛选春甘蓝优良种质的方法。培育出的中甘21、中甘18、中甘192等新品种在品质、产量及春甘蓝的早熟性等方面优于国内外同类品种。首次实现了甘蓝显性雄性不育系规模化制种,促进了甘蓝制种技术的变革,使杂交种的杂交率达到了100%。(中国农业科学院网站

来源:基因农业网

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