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2018/07/31 宋伟彬

植物II类细胞器内含子剪切受到多个核基因家族调控,线粒体是很重要的一种II类细胞器,它的内含子剪切也同样受到核基因调控。然而,截止目前,只有很少一部分的调控因子的功能被发现和报道,主要原因是该类基因突变以后很容易造成胚的致死,无法获得突变体的后代。本研究报道了一个II类细胞器线粒体内含子的剪切调控因子—Empty Pericarp8 (Emp8)。Emp8编码一个PPR蛋白,该蛋白定位在线粒体中。该基因突变以后造成胚致死,同时也能够影响胚乳的发育。转录组分析结果显示,突变体中nad1intron4的反式剪切和nad4intron1的顺式剪切受到抑制,同时,nad2 intron 1在突变体emp8中的顺式剪切严重受到影响。这些剪切的变化直接导致线粒体呼吸链的复......

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2018/07/31 翁建峰、程子祥

玉米纹枯病和小斑病是玉米生产中的主要病害,严重威胁了玉米生产。两种病原菌均属于死体营养型寄生菌,鉴于两种致病菌的生活史特点,生产上对于两种病害的成功防治少有报道。该文报道了一种通过转化、杂交聚合、回交转育等育种途径把9个抗性基因聚合到1个受体中来提高玉米抗死体营养型寄生菌病害的方法。9个基因分为两类,一类是病害防御相关基因包括7个基因(Chi、Glu、Ace-AMP1、Tlp、Rs-AFP2、ZmPROPEP1、Pti4),另一类是抗细胞凋亡相关基因包括2个基因(Iap、p35),将9个基因转移到玉米中并且进一步鉴定了对于立枯丝核菌和长蠕孢菌的抗性。此外,他们从49个转基因事件中鉴定出了9个基因同时高表达的株系910,在温室和大田条件下,该株系表现对纹枯病和小斑病明显的抗......

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2018/07/31 徐明良

拟南芥PORCUPINE蛋白通过可变拼接响应温度的变化来调节发育 植物对环境中温度的波动高度响应,并由此来调节其器官发生和生长速度。最近的研究表明,可变剪接在植物响应温度的变化中起着关键作用,然而,我们对植物中的可变剪接因子知之甚少。作者获得一个温度依赖型发育缺陷突变体,SALK_089521,在16°C时出现缺陷,在23°C时基本正常。利用该突变体作者获得了一个温度敏感的剪接调节因子,PORCUPINE(PCP),在野生型植物中,PCP响应温度变化产生大量的可变剪接事件,而在突变体pcp-1中大部分的可变剪接丢失。进一步研究表明PCP可能通过复杂的调控网络控制分生组织的发育。低温下pcp-1功能丧失突变体分生组织的缺陷可能是分生组织发育密切相关的W......

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2018/07/31 赵翔宇

PPR蛋白EMPTY PERICARP8是三个线粒体内含子剪接和玉米种子发育所必需的 植物细胞器group II内含子的剪接受多种核编码蛋白辅酶因子精准调控。由于线粒体功能丧失经常会造成胚胎致死,因此对于线粒体内含子的剪接因子只有小部分的报道。近日,山东大学谭保才课题组发现一个新的PPR蛋白EMPTY PERICARP8,EMPTY PERICARP8参与三个线粒体基因group II内含子的剪接,影响线粒体复合体I的组装和玉米种子的发育。Emp8编码一个定位于线粒体的P亚家族PPR蛋白,Emp8功能缺失的突变体表型为胚胎致死,玉米胚胎和胚乳发育严重迟缓。emp8突变体的呼吸速率减弱,交替氧化酶的表达水平大幅增强。转录本分析证明emp8突变体的线粒体基因nad1的第四个......

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2018/07/31 李青

全球变暖会对作物生产造成什么影响呢?前期大量研究表明气温升高导致作物平均产量大幅下降,这种降低在地区间分布不均,对目前粮食安全已经存在巨大问题的热带地区影响最大。据估测,气温每升高1度,玉米、水稻和小麦分别平均减产7.4%、6%和3.2%。除了影响作物平均产量,温度升高对产量的稳定性(变幅)有何影响呢?2018年6月份的PNAS杂志上,Tigchellar等人以玉米为模型,发现气温升高使得4个玉米出口大国产量同时降低的概率大大提高,例如,温度升高2度时,4个地区在任意年度同时遭受粮食减产10%的概率由目前的0%增加到7%,若温度增加4度,此概率将高达86%,这说明气温升高将引起粮食生产的不稳定。产量的不稳定将带来一系列其它问题,例如粮食安全问题---并非所有人都能获得足够......

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2018/06/29 赵翔宇

玉米Cpd1基因影响碳水化合物分配和胼胝质积累以及韧皮部功能 植物在光合作用组织合成碳水化合物,而将来源于光合作用的碳水化合物输送到非光合作用的根、茎以及生殖器官,来维持植物生长发育以及产量。在包括玉米的大部分作物中,蔗糖作为主要的碳水化合物被长距离运输到不同的非光合作用组织。尽管在解剖学、生物化学及生理学对于蔗糖的长距运输进行了较好的研究,但对于控制整个植物碳水化合物分配的基因却了解的很少。 近日美国研究者在基因影响碳水化合物分配方面取得新进展。研究者为了鉴定影响碳水化合物从叶片运出的遗传位点,研究人员筛选了碳水化合物运输减弱的诱变玉米植株,其中包括黄花苗以及叶子过量积累淀粉和可溶性糖的突变体。Carbohydrate partitioning defective1......

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2018/06/29 翁建峰,程子祥

真核细胞的蛋白合成和折叠是一个非常精细的调控过程。当内质网内蛋白的折叠受到逆境等因素干扰时,未折叠和错误折叠蛋白大量积累启动细胞应答,通过提高蛋白折叠能力或加速错误折叠蛋白降解,调控细胞达到新的平衡状态。未折叠蛋白响应(UPR)是一种高度保守的机制, 错误折叠的蛋白质累积在内质网并引起该响应机制,可以保护植物免受不良环境的影响。文章中,作者通过诱导玉米幼苗的UPR来鉴定内质网应激下的分子调控机理,研究发现基因表达的多项程序与细胞活动交织在一起,包括自噬作用的诱导。早期阶段,过氧化物酶体基因家族mRNA发生降解,该过程受RIDD(激活的抑制物阻抗性脂酶Ⅰ依赖的RNA降解)调控。ZmIRE1通过引起核糖核苷酸酶的混乱破坏分泌蛋白前体RNA,最终导致了RIDD过程。随后,由于Z......

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2018/06/29 徐明良,姚丽姗

MutChromSeq技术 由于小麦基因组巨大,重复序列多且低频交换区间较大,全基因组测序成本较高,导致以重组和交换为基础的小麦基因图位克隆困难。目前针对小麦抗病基因(R基因)的克隆方法有:传统图位克隆法,MutReqSeq技术或MutChromSeq技术等,这些方法需要构建较大数量的分离群体或突变体群体,需要耗费大量人工和时间。2018年,小麦锈病界大牛Evans Lagudagh以及冉冉上升的新秀Cristobal Uauy在生物预印本上发表了一篇小麦克隆方法的文章,作者以MutRenSeq(突变体富集测序)的方法,分离出了位于小麦染色体2B区域的三个NBS-LRR类小麦抗条锈病基因Yr5,Yr7和YrSP的单个候选片段,每个片段分别包含9、10、4个点突变。......

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2018/06/29 李青

DNA甲基化是在胞嘧啶第五位碳原子上添加一个甲基基团(CH3)的修饰,具有调控基因表达,维持转座子沉默等重要生物学功能。DNA甲基化的建立和维持机制的研究主要来自于模式植物拟南芥,作物包括玉米研究相对少,一个重要原因是DNA甲基化完全缺失突变体材料很难获得,因为这些突变往往导致玉米籽粒发育异常。Fu等巧妙获得了此类突变体,并利用它们研究了DNA甲基化和小RNA在玉米中的调控机制,结果发表在2018年6月份的Plant Cell杂志。他们研究的基因分别编码CHROMOMETHYLASE3(CMT3)和染色质重塑因子DDM1。CMT3维持CHG(H= A,C或T)甲基化,DDM1在CG,CHG和CHH甲基化的维持中都具有重要功能。CMT3和DDM1在玉米中分别有两个拷贝,单基......

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2018/06/29 宋伟彬

DNA甲基化在维持基因组的完整性和调控基因表达过程中扮演重要角色。一般情况下,DNA的甲基化形式能够稳定遗传子代。然而,组织培养情况下的体细胞也会发生甲基化的改变。为了研究组培条件下的表观遗传变异,对经过组织培养获得的玉米群体进行特定的~15Mb 玉米基因组区域进行亚硫酸盐处理后测序。结果显示,经过组织培养以后,群体中的不同单株均呈现出了不同程度的DNA甲基化获得和缺失。进一步分析发现,在一些单株中存在较高水平的DNA甲基化修饰,这一结果证明在基因组中存在甲基化热点或者敏感区域。同时还发现,在特定的基因组区域,通过组培获得或缺失的DNA甲基化能够影响特定区域CG,CHG,或两者都受到影响。只有一小部分表观修饰的变化能在愈伤组织中检测得到,但是其中很大一部分都能够稳定的遗传......

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