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2016年10月21一周生物技術(shù)縱覽-齊一生物
點(diǎn)擊次數(shù)：252 發(fā)布時(shí)間：2016/10/21
一周生物技術(shù)縱覽-齊一生物
齊一生物（www.qiyibio.com）為您掌握生物技術(shù)*新動態(tài)。
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提升植物光合效率的新策略
光合作用是一個極其復(fù)雜的生化過程。根據(jù)是否需要光，光合作用被人為地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)，兩種反應(yīng)是密不可分的有機(jī)整體。光反應(yīng)產(chǎn)生能量ATP和還原力NADPH，而暗反應(yīng)需要消耗ATP和NADPH，實(shí)現(xiàn)對二氧化碳的還原固定。研究人員針對光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP不能滿足暗反應(yīng)固碳能量需求這一問題，根據(jù)光反應(yīng)中ATP是與NADPH偶聯(lián)產(chǎn)生的基本原理，從細(xì)胞全局出發(fā)，把光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)作為有機(jī)整體，以連接光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)的NADPH為切入點(diǎn)，提出了一個導(dǎo)入NADPH消耗模塊，從而打破細(xì)胞固有的NADPH平衡，通過光反應(yīng)與暗反應(yīng)的有效耦聯(lián)，來增強(qiáng)光反應(yīng)的內(nèi)在驅(qū)動力，進(jìn)而提高光合作用效率的新策略。
對植物蛋白實(shí)現(xiàn)動態(tài)量化檢測
植物質(zhì)膜是高度動態(tài)的結(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)細(xì)胞觀察與生化研究只能在靜態(tài)結(jié)構(gòu)或集群水平上進(jìn)行觀察與分析，從而使植物細(xì)胞膜動力學(xué)特征研究受到極大限制。因此，迫切需要發(fā)展新技術(shù)精確分析生物體這一復(fù)雜的生物學(xué)過程。研究人員結(jié)合*新的熒光相關(guān)光譜（FCS）和與其他技術(shù)聯(lián)用的FCS研究結(jié)果，系統(tǒng)總結(jié)了已有成像技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及其在活體植物細(xì)胞單分子研究中的*新進(jìn)展，并展望了其發(fā)展前景。研究提出了適合植物活細(xì)胞研究的自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)，闡述了如何檢測細(xì)胞質(zhì)膜的不均一分布特性的基本原理，發(fā)展了應(yīng)用熒光互相關(guān)光譜檢測蛋白質(zhì)單體—二聚體比率的工作模型。
大米和蔬菜中的重金屬對人體的影響
環(huán)境污染是造成食品安全問題的一項(xiàng)重要因素，其中重金屬污染收到重點(diǎn)關(guān)注。飲食攝入是人體暴露重金屬的主要途徑，如長期低劑量地暴露重金屬污染物也可能對人體健康造成潛在的危害。研究人員以珠三角地區(qū)市售大米和蔬菜為研究對象，研究了對3種不同污染水平大米和市售蔬菜中重金屬對人體生物有效性以及烹調(diào)處理對生物有效性的影響。結(jié)果顯示，烹調(diào)處理可以降低大米中鎘和砷生物有效態(tài)含量。低水量烹調(diào)可減少中低度污染大米中的鎘總量達(dá)10%，但中高水量對鎘生物有效性沒有影響；而低水量烹調(diào)對砷生物有效性沒有影響，但中高水量可顯著減少大米中的砷生物有效性。烹調(diào)處理對蔬菜的重金屬的生物可給性影響因蔬菜種類而存在差異性，對葉菜類中鎘鉛生物可給性降低幅度較大，而對番茄、青瓜、胡蘿卜和土豆鎘鉛的生物可給性影響不大。蔬菜中鎘的生物可給性占總量的47%-82%；而鉛的可給性顯著較低，大約為總量的8%-58%。
野生大豆GSHDZ4基因賦予擬南芥耐鹽性
野生大豆GSHDZ4基因賦予擬南芥耐鹽性
大豆HD-Zip（Homeodomain-leucine Zipper）轉(zhuǎn)錄因子家族在非生物脅迫響應(yīng)中扮演著重要角色。研究人員對耐鹽堿土壤的野生大豆（Glycine soja） 中的該基因家族進(jìn)行了研究。研究人員發(fā)現(xiàn)堿性脅迫誘導(dǎo)HD-Zip基因Gshdz4的表達(dá)。過表達(dá)Gshdz4基因的擬南芥在生長和發(fā)育中對碳酸氫鹽的抗性增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植物中脅迫相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄本水平也有很大程度的提高。然而，在高pH條件下轉(zhuǎn)基因植株和野生植物的生長情況沒有顯著差異。研究發(fā)現(xiàn)過表達(dá)Gshdz4基因的轉(zhuǎn)基因株系在種子發(fā)芽過程中對滲透壓力變得更加敏感。上述結(jié)果顯示Gshdz4基因賦予植物碳酸氫鹽抗性。這項(xiàng)研究增加了人們對HD-Zip家族功能的認(rèn)識，為野生大豆的抗鹽堿機(jī)制提供了新見解。
重要油料作物油棕基因組學(xué)研究獲進(jìn)展
油棕是世界上產(chǎn)油率的熱帶木本油料作物，以5%的種植面積生產(chǎn)世界上45%的植物食用油脂，享有“世界油王”之稱。它還是生物燃料的理想原料來源，產(chǎn)出的能量是栽培所需消耗能量的9倍。我國是全球棕櫚油的消費(fèi)國，幾乎全部依靠進(jìn)口。由于油棕種質(zhì)資源匱乏，導(dǎo)致商業(yè)用品種遺傳背景單一、抗源缺乏、大型真菌病害流行。但由于缺乏基因組數(shù)據(jù)，無法應(yīng)用現(xiàn)代育種技術(shù)。研究人員對東南亞重要的高產(chǎn)母本厚殼Dura材料進(jìn)行全基因組隨機(jī)測序，組裝出1.701Gb、覆蓋基因組95%以上區(qū)域的高質(zhì)量序列草圖，并且對油棕主要組織器官進(jìn)行深度轉(zhuǎn)錄組測序，注釋出近36105個高度可靠的油棕基因。由此建立的基因表達(dá)譜覆蓋了油棕大部分的自然生長階段，為油脂合成及調(diào)控基因功能研究和抗病高產(chǎn)育種提供了重要基因組和表達(dá)譜分析數(shù)據(jù)。
揭示家雞體型的遺傳機(jī)制
家雞是表型多樣性*為豐富的鳥類，不同家雞品種在形態(tài)、生理、行為等方面存在巨大差異，因而家雞是遺傳、發(fā)育、進(jìn)化研究的良好動物模型。體型是家雞*主要的經(jīng)濟(jì)性狀，培育出生長速度快、體型大的家雞品種是育種工作者所追求的目標(biāo)。研究人員選取了以小體型著稱的元寶雞為研究對象，對其進(jìn)行全基因組重測序，利用比較群體基因組學(xué)方法揭示了家雞體型大小進(jìn)化的遺傳機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，元寶雞基因組中4個區(qū)域可能和其小體型相關(guān)，尤其是位于22號染色體上的BMP10基因在元寶雞中表現(xiàn)出很強(qiáng)的選擇信號。相關(guān)性分析表明，BMP10與家雞體重變異顯著相關(guān)，可以解釋元寶雞體型22.41%變異。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，BMP10上游啟動子區(qū)域的突變導(dǎo)致其在元寶雞心臟中表達(dá)上調(diào)。在斑馬魚中過表達(dá)BMP10可導(dǎo)致生長受阻。該研究表明，BMP10是決定元寶雞體型小的重要基因，為今后的育種提供重要的靶點(diǎn)，同時(shí)該研究也揭示比較群體基因組學(xué)是一種非常有效的揭示家養(yǎng)動物復(fù)雜性狀變異的遺傳機(jī)制的手段。
花粉傳播影響植物適應(yīng)更熱天氣
花粉傳播影響植物適應(yīng)更熱天氣
物種可能通過改變它們的地理范圍，以跟隨適宜的生活條件，或者適應(yīng)不同氣候，從而在全球氣候變暖中生存下來。但針對植物進(jìn)化的幾個模型并沒有預(yù)測宜居溫度范圍的變化，也忽視了花粉散布的效應(yīng)，而花粉散布影響著基因流。因此，研究人員把花粉散播引入到了現(xiàn)有模型中，以分析它對植物氣候變化響應(yīng)的效應(yīng)。根據(jù)模型，增加花粉散播距離會減緩地理范圍變化的速度�；ǚ凵⒉ヒ灿绊懥巳后w適應(yīng)新溫度條件的速率。如果忽略了花粉散播，特別是對于那些花粉散播得比種子更遠(yuǎn)的物種，預(yù)測氣候變化導(dǎo)致的植物滅絕風(fēng)險(xiǎn)或未來地理范圍改變可能不夠準(zhǔn)確。花粉散播可能讓植物在比沒有花粉散播的情況下，以更快的速率在氣候變化中生存下來。
