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2018年第11期(发布时间: Nov 30, 2018 发布者:张毅)  下载: 2018年第11期.doc       全选  导出
1   2018-11-30 23:17:11.323 研究人员发现赋予蔬菜形状的基因 (点击量:8)

从细长的长方体到近乎完美的球体,蔬菜的大小和形状几乎各不相同。但是,鱼种马铃薯和黄褐色马铃薯、罗马番茄和牛排有什么区别呢?乔治亚大学农业与环境科学学院的研究人员最近发现了控制我们喜爱的水果、蔬菜和谷物形状的遗传机制。

11月10日发表在《自然通讯》杂志上的一篇文章中,园艺学教授Esther van der Knaap和她在UGA的团队详细描述了一组由多种植物共有的遗传特征,这些特征被发现控制着每个植物的果实、叶子或种子形状。

van der Knaap说:“我们可以通过一种类似于我们描述西红柿的机制来解释许多水果和蔬菜的形状。”

“我们发现在西红柿中,果实中的植物细胞以柱状或排状分裂,这将决定它们的形状。我们还发现,这种机制可能在其他几种植物中也是相同的:甜瓜、黄瓜、马铃薯。我们甚至能够发现同样的机制控制着稻谷和叶子的形状。”

控制形状的遗传途径的发现对于植物育种者很重要,但是该信息对于更好地理解植物的进化和发展也是至关重要的。

作为一个国家科学基金会和美国农业部资助的项目的一部分,本文拓展了van der Knaap以前的工作以定位解释各种各样的番茄形状和大小的基因。

在这些研究中,她发现控制番茄形状和大小的基因序列是通过控制细胞分裂或细胞大小来实现的。许多基因序列都是代表性基因,每个基因都讲述了一个关于果实如何形成的小故事。这些基因中的一些在果实成熟的后期影响果实的大小和形状。其他基因更早影响形状和大小,甚至在开花前。

在这项研究中,通过研究其他蔬菜和水果的遗传机制和基因组,van der Knaap的团队能够在许多其他植物中定位相似的基因组。

马铃薯和西红柿是茄科植物中的一员,这些物种非常接近。这两个基因组中几乎所有的基因都是共线的。这通常意味着同一基因控制着两个物种的相关性状。控制番茄果实形状的基因也控制着马铃薯块茎的形状,因为该基因在基因组中的相同位置被发现。

2   2018-11-30 19:14:28.523 转基因甜菜革新了产业 (点击量:68)

种植者表示,草甘膦耐受品种使作物管理更有效,并降低了作物对环境的影响。

艾伯塔甜菜种植者在10年前草甘膦品种首次上市时就接受了这一品种。他们从来没有回头看。

这项技术革新了农作物管理,种植者说它还减少了生产劳动密集型农作物对环境的影响。

“我们种植耐草甘膦甜菜已经九年了,”艾伯塔甜菜种植者公司副总裁Gary Vucurevich在10月23日参观他的甜菜田时说。

“这对我们农民来说是一个巨大的好处,不仅在杂草控制方面,而且它消除了许多与甜菜有关的工作。”

在艾伯塔早期的作物史上,甜菜田地经常通过一群工作人员的手工收割来达到目的。在过去几年中,除草剂变得广泛可用,但它们有局限性。

“随着化学除草的到来,我们可以消除手头劳动,但是用来喷洒甜菜的化学物质实际上对作物非常有害。他们把作物收割回来,实际上并没有很好地控制杂草。”Vucurevich说。

“这需要用4到6次不同的除草剂混配来控制杂草,这样我们就能合理地杂草控制,但是这不是很好。”

种植者将继续进行行间耕作,这种田间耕作在生长季节通常需要两到三次。

当转基因Roundup Ready甜菜品种被批准使用时,种植者全部开始使用。几乎所有生长在艾伯塔南部的甜菜都具有草甘膦耐受性。

Vucurevich说:“这确实减少了对燃料使用、劳动力等所有这些东西的影响。我们现在可以用广播喷雾机喷洒甜菜。我们通常可以在两个和四个Roundup应用程序之间逃脱。我们的杂草控制通常很出色。对于艾伯塔省的农民和北美几乎所有的甜菜种植者来说,这已经是一个游戏改变者。”

他补充说,每英亩使用的化学药品更少,草甘膦本身的危害也比过去使用的除草剂小,另外也节约燃料和水。

“我们消耗更少的燃料,用更少的能量生产农作物。这样我们就更有效率了,“Vucurevich说。

“这也能让我们使用更少的水。我们可以做出更及时的灌溉申请,因为我们没有试图努力协调我们正在做的杂草控制。”

与其他转基因作物一样,这项技术也并非没有争议。美国首先引入Roundup Ready甜菜,在解除管制后,2009年的一场诉讼导致了进一步的环境评估。这使得美国种植者受到某些限制,这些限制最终在2012年被取消。

爱达荷大学2018年的一项研究表明,甜菜“可以说是最适合GR(抗草甘膦)技术的作物之一”,因为其他除草剂没有那么有效,甜菜需要长时间的轮作,它们的基因流动可以忽略不计,因为它们是两年生植物,在开花前收获,并且因为加工降解甜菜DNA。

研究摘要说:“研究表明,加工过的GR甜菜糖与非GR甜菜糖以及蔗糖相同。”

10月初,由于降雪,南艾伯塔的甜菜收获被推迟。

ASBG总统Arnie Bergen-Henengouwen说,作物不如去年好,但迄今为止每英亩产量约为30吨,含糖量接近19.25%。

3   2018-11-30 21:41:17.653 遗传搜索揭示全球棉花害虫抗性的关键:显性遗传突变使棉铃虫对转基因棉花产生抗性 (点击量:4)

在最近一场无休止的农民和害虫之间的战争中,害虫通过适应作物基因工程而反过来杀死作物。

发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究发现了一种显性遗传突变,这种突变使世界上最具破坏性的作物害虫之一的棉铃虫的毛虫对转基因棉花产生抗性。这项研究在基因组学和基因编辑方面的前沿应用标志着全球致力于促进更可持续的害虫控制新时代的到来。

4   2018-11-30 22:04:13.277 玉米ABP2增强转基因拟南芥对干旱和盐胁迫的耐性 (点击量:4)

非生物胁迫,特别是干旱和盐胁迫,严重影响着玉米的产量,而玉米是世界上重要的粮食作物之一。利用生物技术培育抗逆玉米是维持玉米生产的迫切需要。因此,通过分子育种寻找既能提高耐旱性又能提高耐盐性的新基因具有重要意义。本研究以玉米Cat1基因的ABRE2序列为诱饵,通过酵母单杂交筛选,从授粉后17天的玉米胚cDNA文库中鉴定出玉米ABA(脱落酸)应答元件(ABRE)结合蛋白。该蛋白命名为ABRE结合蛋白2(ABP2),属于bZIP转录因子家族。ABP2在玉米不同发育阶段的不同组织中均可检测到内源表达,可通过干旱、盐、活性氧(ROS)生成剂和ABA处理来诱导。ABP2在转基因拟南芥植株中的组成性表达增强了对干旱和盐胁迫的耐受性,提高了对ABA的敏感性。在探讨ABP2刺激非生物胁迫耐受的机制时,我们发现,在转基因植物中,组成型ABP2的表达降低了ROS水平,增强了应激反应和碳代谢相关基因的表达。简言之,我们鉴定了一种玉米bZIP转录因子,它能增强植物的耐旱性和耐盐性。

5   2018-11-30 22:27:32.803 小麦和大麦的系统获得抗性、NPR1与致病相关基因 (点击量:1)

在拟南芥中,系统获得抗性(SAR)的建立超出了病原体最初感染的范围,或者直接由水杨酸(SA)或其功能类似物,2,6-二氯异烟酸(INA)和苯并噻二唑(BTH)诱导。NPR1蛋白是SAR的SA信号传感与转导的主要调控因子。在小麦(Triticum aestivum)和大麦(Hordeum vulgare)中,病原体感染和BTH处理均可诱导对白粉病、叶锈病、镰刀菌白叶枯病等各种病害产生广谱抗性。然而,三种不同类型的SAR样反应,包括获得抗性(AR)、系统免疫(SI)和BTH诱导抗性(BIR)似乎通过激活不同的基因途径来实现。近年来小麦和大麦NPR1同源物在AR和SI中的研究为深入了解这两种植物SAR的发生机制提供了初步线索。本文综述了小麦和大麦中AR、SI和BIR的特异性,并将拟南芥和水稻模型植物的SAR进行了比较。重点介绍了SAR下游基因的研究进展,包括致病相关基因(PR)和BTH诱导基因。

6   2018-11-30 23:02:26.147 截短型Rep基因RBR结构域的两个突变延迟了转基因大麦中的小麦矮缩病毒侵染 (点击量:3)

小麦矮缩病毒(WDV)是一种重要的谷物病原体,与玉米线条病毒(MSV)密切相关,是Mastrevirus病毒属的模型病毒。根据其与已知MSV耐药策略的相似性,将WDV复制相关(RepA)基因(WDVRepA215)的截短部分和具有突变的视网膜母细胞瘤相关蛋白(RBR)相互作用域(WDVRepA215RBRmut)的WDV RepA基因克隆到pIPKb002表达载体中,通过农杆菌介导转化为春大麦幼胚。对以不同强度的感染源为食的叶蝉(Psammotettix alienus)感染T1代植株进行了为期5周的详细研究,包括病毒感染的初始阶段。一种DNA WDV TaqMan qPCR检测标准是使用DNA嘌呤吲哚-b SYBR Green qPCR以每周为基础测定样品,结果显示,在WDV病毒水平显著增加之前,从WDVRepA215RBRmut植株到WDVRepA215植株大约延迟2周。在筛选期间,WDVRepA215和WDVRepA215RBRmut植株都显示出类似的转基因转录水平,然而,与对照植株相比,转基因植株也显示出受感染植株数量的增加。