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                        生物技术前沿一周纵览(2020年4月10日)

                        2020-04-13 00:02 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

                        拟南芥蓝光受体phot1光敏活性的调控机制
                        光诱导的RPT2是拟南芥下胚轴向光性生长光感适应的基础,并且rpt2功能丧失突变体对极低强度蓝光显示出较高的光敏性。近日,科学家研究揭示了RPT2调控phot1蓝光受体光敏反应活性的机制。该研究通过酵母双杂实验发现,RPT2会结合到PHOT1 LOV1结构域,从而影响phot1的光敏性。研究表明,RPT2通过LOV1结构域负调控phot1的自磷酸化,从而影响其光敏性和/或激酶活性。在蓝光条件下,phot1及其相关蛋白NPH3会在转录后调控RPT2的表达,并有助于RPT2蛋白的稳定化。该研究还发现,RPT2蛋白的表达水平随蓝光强度的增加而增加,表明RPT2可以起到一个“分子变阻器”的作用。此外,RPT2的表达不仅可以被光敏色素和隐花色素上调,同时也受到向光素的调控。当phot1不活跃时,RPT2蛋白通过泛素-蛋白酶体途径降解,而phot1和phot2的激活可能会负调控RPT2蛋白的降解。总之,该研究表明RPT2可以充当一种“分子变阻器”,并且在任何光强条件下都保持phot1的中等活化水平。(The Plant Cell

                        揭示凝集素受体激酶在胼胝质生物合成中的分子机理
                        胼胝质层在减数分裂四分体阶段的积累对植物雄配子发育至关重要。胼胝质合成代谢的异?;岬贾禄ǚ郯苡?,但人们对胼胝质生物合成代谢的调控机理知之甚少。近日,科学家研究揭示了凝集素受体激酶在水稻雄性生殖发育过程中胼胝质生物合成的调控机理。该研究发现了一个胼胝质积累异常的水稻雄性不育突变体oslecrk5,进而克隆了一个编码质膜定位的凝集素受体激酶基因OsLecRK5。分子与生化研究发现,OsLecRK5可以磷酸化胼胝质合成关键酶UGP1,并提高UGP1的酶活,加强四分体阶段胼胝质的积累,从而揭示了水稻花粉发育过程中胼胝质积累的分子调控机理。该研究为深入认识胼胝质合成的转录后调控提供了新的分子证据。(Journal of Experimental Botany

                        植物损伤可激活两个独立的MAPK信号途径

                        丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)??槭窃谒姓婧松镏蟹⑾值谋J匦藕磐?,MAPK级联途径已经被证明在生物和非生物胁迫的信号转导以及植物发育过程中发挥重要作用。近日,研究人员在拟南芥中发现了损伤诱导的两条彼此独立的MAPK级联???。该研究表明,进化枝III MAP3Ks可以和MKK3以及MPK2(或其他进化枝C的MAPK)形成一个级联???,从而在损伤诱导的信号转导中发挥关键作用。该研究还表明,损伤可以激活两个MAPK???,但具有不同的动力学性质:一个是涉及MKK4/5和MPK3/6的快速???,该??槎懒⒂贘A;另外一个是包括MKK3和MPK2的响应较慢的功能???,该??橛隞A信号传导有关。研究还表明,MKK4/5-MPK3/6??榭赡茉贛KK3-MPK2的上游起作用。
                        此外,研究还发现,MPK2的激活依赖于MKK3和COI1(JA受体蛋白),进一步表明JA在损伤触发的MPK2激活中发挥重要作用。总之,该研究揭示了响应损伤的两个彼此独立的MAPK级联???,这两个??榫梢员凰鹕思せ?,但是具有不同的动力学特性。该研究还揭示了JA在MAPK级联??榧せ钪械淖饔?。(The Plant Cell

                        揭示番茄茎秆发育调控新机制
                        番茄茎秆的粗度不仅有利于增产,还有利提高机械抗性,适应免搭架的轻简栽培。近日,科学家研究鉴定了调控番茄茎秆发育的关键基因SD1。研究团队发现番茄茎粗与果实大小这一关键产量性状存在显著相关性,通过全基因组关联分析(GWAS)结合和基因功能分析等手段,定位到了调控茎粗的主效位点SDR9 (stem diameter regulator on CHROMOSOME 9),编码一个激酶互作蛋白SD1(kinase interacting family protein)。研究分析发现SD1主要在番茄茎秆的形成层部位表达,通过调控次生韧皮部细胞的大小和数量来正向调控番茄茎秆发育。SD1启动子中一个11-bp 插入缺失(indel_11)与番茄茎粗完全连锁,该位点的突变通过影响该基因的表达,进而调控番茄茎秆发育。研究表明,SD1 indel_11基因是导致番茄在遗传改良过程中茎秆变粗的遗传基础。研究团队依据SD1 InDel_11多态性开发了共显性分子标记,可用于生产中快速鉴定番茄茎粗性状。SD1基因鉴定及标记开发可用于高产优质番茄的分子育种,同时为培育适宜轻简化栽培新品种提供基因资源。(Journal of Experimental Botany

                        首次揭示温室白粉虱染色体水平基因组

                        温室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum, n="11)和烟粉虱是世界上分布最广且危害最为严重的2种粉虱类害虫。近日,科学家研究揭示了白粉虱发育特异性表达和抗药性分子机制。该研究利用三代测序平台Pacbio长reads和Hi-C技术,实现了白粉虱基因组染色体级别的组装。研究发现白粉虱基因组组装大小为787Mb,含11条染色体级别scaffolds(scaffold" N50长达70Mb);注释到18,275个蛋白编码基因,重复序列占基因组的56.6%;白粉虱发育阶段特异性表达分析找到一些和白粉虱蛹化和羽化有关联的基因,例如卵黄蛋白基因和cuticle基因;白粉虱和烟粉虱进化上的分化程度远远大于烟粉虱不同生物型之间;白粉虱和烟粉虱的比较基因组发现,天冬氨酰蛋白酶家族在白粉虱中有显著扩张,这可能和白粉虱所特有的寄主偏好有关;通过细胞色素P450家族的比较分析,在白粉虱找到和烟粉虱CYPCM1同源的4个P450基因,这4个基因有可能帮助到白粉虱代谢新烟碱类药剂。该研究对深入开展白粉虱功能基因组学研究、植物-昆虫-微生物及病毒互作、粉虱类害虫抗性治理应用均具有重要意义。(Molecular Ecology Resource)  

                        发现真菌多组分环状单链DNA病毒
                        环状单链DNA病毒是一大类编码有共同进化起源的复制相关蛋白的环状单链DNA病毒类群,它们的寄主范围很广泛,包括动物、植物、真菌和细菌。近日,研究人员首次从小麦赤霉病菌禾谷镰刀菌鉴定一个三组分环状单链DNA病毒FgGMTV1,并利用克隆载体成功构建该病毒的侵染性克隆。该研究从病毒角度揭示小麦赤霉病菌的致病机理,并且该系统将有利于发展真菌载体用于小麦赤霉病菌的功能研究和病害防治。该研究鉴定的多组分真菌DNA病毒FgGMTV1,包含3个环状单链DNA分子,大小都在1.3kb左右,DNA-A编码复制相关蛋白,DNA-B编码外壳蛋白,DNA-C编码一个未知功能蛋白。该病毒在分类上属于类双生病毒科。通过侵染性克隆体系明确了该病毒3个组分之间的关系,以及对寄主真菌生物学功能的影响。FgGMTV1的发现加深对类双生病毒科病毒以及环状单链DNA病毒的多样性和进化的认识,该研究成果为寄主广泛的环状单链DNA病毒的深入研究提供了重要参考。(Science Advances

                        解析加纳农作物秸秆利用及露天焚烧特征
                        农作物秸秆是农业生产过程中的副产品,在部分国家和地区也是重要的农业生产资料和生活资料,有效利用秸秆资源可取得明显的经济、环境和社会效益。近年来,我国在农作物秸秆资源综合利用及秸秆焚烧管理方面取得了显著成效。近日,我国研究人员深入剖析加纳主要农作物秸秆的利用现状与露天焚烧特征,结合我国在秸秆利用与管理方面的经验,就如何促进加纳秸秆资源化利用提出对策建议。该研究对于深入了解国外秸秆利用现状、推动发展中国家加强秸秆资源化利用提供参考。该研究在加纳开展的问卷调查数据表明,加纳秸秆焚烧现象较为普遍,玉米秸秆焚烧比例高达77.6%,而农牧业规模是影响其秸秆焚烧的关键性因素。该研究还对加纳秸秆露天焚烧的变化趋势进行了预测,并进一步提出如何进行政府干预以减少秸秆焚烧、确保秸秆能够得到有效利用的对策措施?;哿撕芏嗫赏乒愕木?。(Journal of Cleaner Production

                        来源:生物技术前沿一周纵览

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