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  • 摘要:

    土壤养分缺乏的状况时有发生。因此有必要通过一些关键的应急反应基因的识别来研究植物对多种胁迫的反应机制。实时定量PCR(qRT-PCR)对检测感兴趣基因表达至关重要,其中选择合适的参照基因是qRT-PCR关键的一步。到目前为止,还未有研究报道过根据植物营养缺乏的不同状况规范qRT-PCR的参照基因数据。在这项研究中,油菜叶片和根分别在缺乏营养状况下生长14天后,对十个候选参照基因的表达进行检测。从而发现了这些候选基因,包括两个过去一直使用的参照基因和八个选自一个RNA序列的基因。两个软件包(geNorm、NormFinder)用于评估候选基因的稳定性。结果表明VHA-E1是油菜叶片缺乏营养状况下排名最高的参照基因,而VHA-G1 和 UBC21油菜根部缺乏营养时最稳定的参照基因。当油菜叶片和根同时缺乏营养时,UBC21, HTB1, VHA-G1 和 ACT7是所有样本中最稳定的参照基因。为评价排名最高的基因的稳定性,两个目标基因BnTrx1;1 和 BnPht1;3的相对表达被进一步证实。结果还表明,BnTrx1;1的相对表达依赖于参照基因的选择,建议在qRT-PCR之前评价参考基因的稳定性是必要的。这项研究为油菜响应不同营养缺乏状况提供了适合的参照基因的基因表达分析,这在阐明油油菜籽在多种营养缺乏下的应急反应机制时是十分必要的。

    来源机构: 中国农业科学 英文版 | 点击量:15
  • 摘要:

    中国科学院北京基因组研究所精准基因组医学重点实验室及遗传与发育协同创新中心杨运桂研究组和郑州大学第一附属医院生殖与遗传专科医院孙莹璞研究组、中国科学院生态环境研究中心汪海林研究组合作研究,揭示了m5C(5-甲基胞嘧啶)修饰在mRNA的分布图谱规律及其对调控mRNA出核作用新机制。该研究成果以“5-methylcytosine promotes mRNA export--NSUN2 as the methyltransferase and ALYREF as an m5C reader”为题,于2017年4月18日在Cell Research 杂志发表。

    研究团队首先建立改进的RNA m5C单碱基分辨率高通量测序与生物信息分析技术,揭示了mRNA m5C的分布规律,并绘制了精细的m5C修饰图谱,发现m5C在mRNA的翻译起始位点下游有显著富集,并且主要分布于CG富集区域。通过分析对比人和小鼠不同组织,发现m5C在mRNA上的分布特征在哺乳动物中十分保守,而在不同组织中修饰的基因具有特异性。研究团队同时发现,在小鼠睾丸发育过程中,动态的m5C修饰基因显著富集于精子发育相关功能,提示m5C修饰参与生殖发育调控。

    在获得精细的RNA m5C单碱基分辨率修饰图谱后,研究团队发现NSUN2蛋白是主要的mRNA m5C甲基转移酶,其活性依赖于C271和C321位点,且NSUN2功能缺失导致mRNA的出核受到抑制。通过进一步的研究发现,出核调控蛋白ALYREF通过第171位赖氨酸特异性结合m5C修饰位点,从而促进mRNA出核。至此,研究团队发现了mRNA m5C主要甲基转移酶NSUN2(Writer)及其第一个结合蛋白ALYREF(Reader),并揭示了m5C调控mRNA出核的重要功能。

    RNA甲基化是表观转录组调控的一种重要形式,对RNA转录后调控以及恶性肿瘤等相关疾病的诊断和治疗有重要意义。杨运桂研究团队一直致力于该领域的研究,参与发现了RNA甲基化修饰m6A相关酶(Jia et al. Nature Chemical Biology 2011; Zheng et al. Molecular Cell 2013; Ping et al. Cell Research 2014)及其甲基化位点选择性机制(Chen et al. Cell Stem Cell 2015)和m6A修饰外显子被保留现象(Zhao et al. Cell Research 2014),m6A结合蛋白YTHDC1(Xiao et al. Molecular Cell 2016)和YTHDF3 (Li et al. Cell Research 2017) 分别调控mRNA剪接和翻译机制,阐明了mRNA m5C修饰规律、甲基转移酶和结合蛋白及其调控mRNA出核机制。本次发表的研究成果将为进一步研究RNA甲基化调控的生物功能和RNA表观遗传提供依据,为研究与正常生理或异常病理生命活动关联分子机理提供新的表观调控研究方向。

    该项研究得到科技部、国家自然科学基金和科学院先导等项目的支持。

    来源机构: 中国科学院北京基因组研究所 | 点击量:75
  • 摘要:

    近日,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所基础免疫团队郑永辉研究员和张险峰博士在艾滋病天然免疫研究领域取得新进展,发现抗艾滋病病毒的天然免疫机制研究成果在线发表在国际病毒学著名专业期刊《病毒学杂志(Journal of Virology)》上。

    丝氨酸整合因子(SERINC)是一种膜蛋白,其家族共有5个成员,其中SERINC5和SERINC3是目前最新发现的抗艾滋病病毒的天然免疫分子,可阻断病毒感染新的细胞,从而降低病毒的感染力。然而,对于SERINC家族各成员的抗病毒活性、体内表达以及抗病毒机理,科研人员还知之甚少。

    张险峰通过对SERINC家族5个成员系统性比对,不仅发现SERINC5具有最高的抗病毒活性,还检测到了该分子在人体细胞中表达的5种不同分子亚型。进一步研究发现,5种亚型中只有I亚型能够高效表达,相对于其它亚型,I亚型多了一个跨膜区,从而增强了蛋白稳定性并产生抗病毒效力。同时,I亚型在外周血单核细胞和巨噬细胞中表达丰富,预示其在抵抗病毒感染中的具有重要功能。

    郑永辉近年来致力于针对病毒囊膜糖蛋白的宿主天然免疫分子机制的研究。他表示,这一最新结果揭示了艾滋病病毒一个“软肋”,为开发新的治疗方法提供了新策略。

    相关链接:http://jvi.asm.org/content/early/2017/03/02/JVI.00137-17.abstract

    来源机构: 中国农业科学院(CAAS) | 点击量:208
  • 摘要:

    植物寄主介导的RNAi技术,对于植物鞘翅目和鳞翅目害虫的防治具有巨大的潜力。利用寄主植物表达靶基因dsRNA,高量表达的dsRNA能够被植食性昆虫摄入体内,然后诱发系统RNAi反应,进而成功干扰目标昆虫靶基因的表达达到杀虫目的。挖掘理想的RNAi靶标基因并将其应用于植物抗虫育种是当前的关键问题。

    中国科学院遗传与发育生物学研究所朱祯研究组通过大量RNAi靶标的筛选,最终确定控制昆虫保幼激素代谢的关键基因为最佳靶标。与南京农业大学张天真实验室合作培育了可表达阻断棉铃虫激素合成dsRNA的转基因棉花,该转基因棉表现出很强的抗虫性,尤其对于Bt耐受性棉铃虫系有很好防治效果。分子检测结果表明,转基因棉花成功表达了高量dsRNA,受试昆虫体内靶基因表达明显下调,保幼激素本身合成被显著抑制。聚合上述RNAi和Bt的转基因棉花抗虫效果进一步增强。此外,分析多年抗虫生测数据表明,RNAi抗虫棉可明显延缓棉铃虫抗性的产生。以昆虫保幼激素RNAi抗虫棉及RNAi + Bt的聚合棉可以克服棉铃虫对单一策略转基因棉易产生耐受性的难题,同时为下一代抗虫作物的研发奠定了基础。

    这一研究成果公布在《植物生物技术杂志》(PlantBiotechnologyJournalDOI:10.1111/pbi.12709)上,文章的通讯作者分别是遗传发育所研究员朱祯,南京农业大学农学院教授张天真和亚利桑那大学昆虫系教授Bruce E. Tabashnik,倪密、马卫、王晓芳、高美静等为共同第一作者。参与该研究工作的还有中科院大连化学物理研究所许国旺团队、南京农业大学吴益东、杨怡华研究组。该研究工作得到了转基因重大专项、“863”计划等项目的资助。

    来源机构: 北京农业信息网 | 点击量:159
  • 摘要:

    啤酒花矮化类病毒(HSVd)可以感染多种植物。在本研究中我们重新组装了来自杏树的两个HSVd基因。为检查单树HSVd变化,我们测序了独特的杏李树的70个HSVd基因并确定了11 个HSVd变异。此外,我们分析了所有已知的 572个HSVd 序列并确定了382个非冗余HSVd 变种。系统进化分析了382个HSVd 变种可分为五组。此外,我们由所有382个序列的平均值产生了一个共识HSVd序列。基因序列的比较分析确定了几个位置的序列变异,而棒状结构的左末端区域是高度保守不容易发生变异的。

    来源机构: 欧洲植物病理学杂志 | 点击量:135
  • 摘要:

    3 月 19 日,《分子植物》(Molecular Plant)杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院植物逆境生物学研究中心朱健康研究组题为 Multiplex Gene Editing in Rice using the CRISPR-Cpf1 System 的研究论文。该工作在水稻中利用 CRISPR/Cpf1 系统实现多基因位点编辑,效率达到 40-75%;同时该系统在载体构建上比 CRISPR/Cas9 系统更加简单易行。该工作为水稻多基因定点编辑提供了一个简单高效的新工具。

    朱健康研究组利用 Francisella novicida Cpf1 (FnCpf1) 和 Lachnospiraceae bacterium ND2006 Cpf1 (LbCpf1) 对水稻进行单位点和多位点基因敲除的测试,研究表明上述两个 Cpf1 只需一条非常短的 20-21bp 的直接重复序列(direct repeats, DR)加上 22-24bp 的靶位点识别序列(guide)即可实现单基因敲除,更重要的是,把多个 DR-guide 单元直接串联,只需要一个启动子驱动即可简单高效地实现多基因敲除。该研究利用 4 个 DR-guide 单元组成的 CrRNA 短阵列分别对水稻 RLK 和 CYP81A 家族的四个基因进行编辑,各位点的敲除效率达到 40-75%。该系统简单、高效地在水稻中实现了多基因定点编辑,拓展了 CRISPR 系统在植物中的应用,为水稻基因组定点编辑提供了一个新利器。

    该工作得到了中科院的经费支持。

    来源机构: 中国生物技术信息网 | 点击量:236
  • 摘要:

    近日,由中国农业科学院饲料研究所王建华研究员领衔的创新团队成功创制新型抗生素替代品——新型抗菌抗内毒素双效肽,其安全性高、抗菌性更强,并可解内毒素,具有很好的新药临床化开发优势。相关研究成果于3月13日在《科学报道(Scientific Reports)》上在线发表。

    抗生素耐药性、药物残留及近年出现的“超级细菌”为抗生素类药物的使用敲响警钟,治疗过程中又存在副作用——革兰氏阴性病原菌内毒素脂多糖(LPS)释放,直接威胁机体健康,因此开发新型抗生素替代品迫在眉睫。目前,在食品医药及饲料兽药行业具有广泛应用潜力的抗生素替代品——牛乳铁蛋白衍生肽,虽具有广谱杀菌性,但存在溶血性较高,生物安全性低的问题。

    科研团队利用多氨基酸组合定点突变技术,从核心抗菌序列入手,对牛乳铁蛋白衍生肽3个关键位点进行替换,筛选出的2条突变体比母体肽具更强的抗金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、沙门氏菌活性,且溶血性更低。研究还发现突变体抑制病原菌脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和蛋白质合成的能力更强。动物实验显示,染菌小鼠注射10-15 mg/kg可在10小时内显著降低体内病原菌量。此外,突变体可结合细菌内毒素,通过降低小鼠血清促炎因子水平抑制炎症产生,减少内毒素对小鼠肺部的诱导损伤,显著提高因内毒素引发毒血症的小鼠存活率。

    团队研究助理郝娅为论文第一作者,团队王秀敏和王建华为并列通讯作者,论文得到国家自然科学基金和中国农科院科技创新工程资助。

    来源机构: 中国农业科学院(CAAS) | 点击量:239
  • 摘要:

    水稻株型是决定水稻产量的主要因素之一,也是决定抗倒性的主要农艺性状,水稻理想株型的塑造是提高水稻产量的重要途径。控制水稻理想株型的主基因IPA1 (Ideal Plant Architecture 1) 编码一个含SBP-box的转录因子,参与调控多个生长发育过程。我国近些年培育的很多超级稻品种都具备理想株型特征,然而其分子遗传调控机制一直没有得到挖掘。中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究组与中国科学院植物生理生态研究所何祖华研究组等合作,在水稻理想株型优异等位位点克隆及精细调控机理上取得新进展。

    利用超级稻品种甬优12的原始育种品系,通过图位克隆的方法,克隆了调控株型的主效位点qWS8/ipa1-2D,该位点位于IPA1基因上游的一段大片段三元串联重复序列,这一基因组结构变异导致了IPA1启动子区甲基化水平降低,IPA1基因表达量上升,从而使植株出现理想株型的表型,并同时具有适当的分蘖数。根据基因组重测序结果,推测该新位点大约上世纪60年度起源于我国东南沿海。。进一步研究表明,IPA1对株型有着精细的剂量调控效应,利用IPA1的不同等位位点,实现IPA1的适度表达是形成大穗、适当分蘖和粗秆抗倒理想株型的关键。利用ipa1(现定名为ipa1-1d )及ipa1-2d新位点,与嘉兴农科院合作育成了嘉优中科系列品种,增产效果显著,实现了超级稻新品种的分子设计育种。该研究为今后水稻理想株型的分子设计育种提供了重要遗传资源和技术途径,并为进一步解析水稻株型精细调控机理和水稻新品种设计培育奠定了基础。

    上述研究成果于2017年3月20日在Nature Communications杂志在线发表(doi:10.1038/ncomms14789),植物生理生态研究所何祖华研究组毕业博士生和植物逆境中心李建明研究组博士后张林与遗传发育所李家洋研究组副研究员余泓博士为该论文的共同第一作者,何祖华研究员和李家洋研究员为共同通讯作者。该研究得到了农业部转基因专项,国家重点研发计划,中国科学院先导项目和国家自然科学基金项目的资助。

    来源机构: 中国科学院遗传与发育生物学研究所 | 点击量:291
  • 摘要:

    转基因大豆das-68416-4采用根癌农杆菌介导的表达了aad-12蛋白,被赋予了2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)和其他相关的苯氧基除草剂,和草丁膦乙酰转移酶(PAT)蛋白,草铵膦除草剂等方面的耐药性。分子特性数据和生物信息学分析没有确定需要进一步评估食品/饲料安全的问题。农艺性状和表型特征进行测试发现大豆das-68416-4和其对应的传统大豆之间没有相关的差异,除了一半的开花期。成分分析没有发现任何差异需要进一步评估,除了在das-68416-4大豆中凝集素活性增加到36%。这样的变化时不太可能引起针对转基因大豆的食品安全和营养方面的额外关注的。关于潜在的毒性和两新表达蛋白致敏性方面的关注同样也没有。没有证据表明转基因对大豆的整体性引起改变。没有野生大豆das-68416-4大规模建厂和传播的可能性增加的迹象,除非这些大豆暴露于预定的除草剂。大豆das-68416-4种子意外泄露到自然环境,造成环境影响的可能性很低。后市场环境监测计划和报告时间间隔与大豆das-68416-4的预期用途相吻合。转基因小组得出结论针对各成员国以及大豆das-68416-4的可获得的科学评论,在本研究报告中得以描述,与传统大豆相比,转基因大豆与非转基因大豆品种对人类和动物健康的影响没有明显差别。

    来源机构: 欧盟食品安全局 | 点击量:191
  • 10   2017-03-14 基因组的三维立体图 (编译服务:转基因生物新品种培育专项服务)     
    摘要:

    细胞有个艰巨的任务——它们必须整齐地将几米长的遗传物质装进一个直径只有5微米的细胞核!折叠聚在一起的基因有了相互作用和互相切换,从而影响人类健康和疾病。一个国际科学家小组设计出一种强大的新技术,来“映射”整个基因组折叠后的3D图。他们的论文最近被发表在《Nature》杂志上。基因被激活后产生RNA和蛋白质,在不需要工作时还会关闭。基因和它的开关都是DNA序列,它们可能在线性的基因组上相距甚远。这对细胞来说是一个挑战,因为这些区域通常必须接触才能被激活。

    细胞如何决定哪些基因应该激活,何时被激活?答案部分取决于每个基因与其控制序列的匹配。但DNA链太细,无法在显微镜下追踪,即使可以追踪,也会受到细胞核中大量的DNA的干扰。打个比方,这就像,在宇宙观察像地球大小的一团纱线,却要试图观察到每一股纱线之间的关联。

    现在,一种称作“基因组结构映射”( Genome Architecture Mapping,GAM)的技术有助于识别这些接触。它先快速冷冻组织或细胞,切割成单个细胞核的薄片。每片细胞核内的微量DNA 被单独测序,然后研究团队部署了一种数学模型,称作SLICE,来识别彼此活动频繁的DNA热点。该模型着眼于不同基因组区域出现的频率,来推断基因和增强子的相对位置。

    来源机构: 生物通 | 点击量:208