登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《藓属植物 MADS基因对受精过程水分供应和精子运动的调控》

  • 来源专题：转基因生物新品种培育
  • 编译者： dingqian
  • 发布时间：2018-01-22

  • MIKC型MADS基因编码的转录因子在各种发育过程中均发挥作用，包括被子植物的花器官的形成等。研究人员对包括非开花植物在内的MIKC型MADS基因家族的系统发育进行了分析，研究结果表明，开花植物中这些基因数目的增加与其功能分化有关；然而，这些基因在非开花植物中的精确作用及其在整个陆地植物多样性中的进化是未知的。本文证明了在苔藓植物中，MIKC型MADS基因可通过两种方式对受精过程进行调控。该研究对MADS基因家族中的6个基因进行蛋白定位、缺失突变体和过表达分析表明，3个MIKC型的MADS基因冗余可以调节细胞分裂和茎内的生长，促进外部水分传导以及具有运动型鞭毛精子的形成。在开花植物谱系中，前者的功能似乎保持不变，而后者则随着精子的丢失而丢失。

118浏览量
原文链接
相关报告

  • 《转基因与基因编辑植物的比较》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：zhangyi8606
    • 发布时间：2018-12-26
    • 人们很容易看到大量高档餐厅和杂货店推销非转基因生物产品，并得出结论，食用转基因生物对你的健康有害。反转基因运动有效地激起了人们的恐惧和忧虑，其经常援引令人怀疑的“科学”理论，并遵循“预防原则”，就是说即使没有可信的科学理由来避免转基因食品，它们仍然应该被避免，因为未来某个时候可能会发现其缺点。这个组织严密、资金充足的反转基因运动有效地淹没了支持转基因组织的论点，包括对农业可持续性的重大全面改善。 一些反对转基因运动的人士认为，有必要对某些育种技术（包括基因编辑）进行更多的审查和监管。欧盟最近裁定，基因编辑作物在监管方面应该像转基因生物一样对待，这引起了更大的混乱。 欧盟的这项裁决要求使用CRISPR和其他基因编辑工具创建的植物与转基因生物相同，并受到同样严格的规定。但是，该裁决也有一个例外，不包括使用具有长期安全记录的常规诱变技术开发的植物。 这项裁决令人头疼，迫切需要理解所涉及的科学。那么，什么是基因编辑？它与转基因或转基因作物有什么不同吗？如果基因编辑的作物无法与传统植物育种培育的作物区分开来，那它们又如何被调控呢？ 基因编辑和创造转基因生物是有区别的。理解这种区别对于做出对消费者和投资者以及对全球粮食供应的未来有利的选择至关重要。从对诱变作用的更好理解开始。 突变作为鉴定优良植物品种的历史手段 事实是：只要我们吃植物，我们人类就食用转基因食品。 自发突变-DNA中的变化或突变-总是自然发生的。这是由于自然辐射，如紫外线或宇宙射线，化学反应，或DNA复制错误。当DNA的这种化学变化发生在植物编码重要信息的基因组的一部分时，这种变化通常是有害的。但有时，这种改变是有益的，并且由此产生的突变植物比其亲本更好。 人类已经选择改良的突变植物至少9000年了。包括玉米、西瓜和桃子在内的现代作物与它们的野生祖先有着根本的不同，这是人类长期选择优质作物进行植物育种的结果。早期的农民会选择具有有利突变的作物系，如更大的谷物、更美味的水果，或其他理想的特性（比如，一种大葫芦可用作容器）。年复一年，最好的植物种子被保存和重新种植。农民们总是在寻找好种子，就像今天一样。经过多代人的杂交育种农民创造了遗传改良和更强壮、产量更高的作物。从本质上讲，几千年来，农民一直在对作物进行基因改造，至少是通过选择突变体和仔细杂交不同品种。 这些传统的方法今天仍在使用。此外，近90年来，植物育种家采用了新的方法来提高产生突变的效率，目的是选择改良的品种。从1930年左右开始，包括X射线、伽马射线、紫外线和中子在内的各种辐射被用于“诱变”植物种群，以产生高频率的诱变植物突变体，育种者可以从中选择。从20世纪40年代开始，芥子气和类似的化合物被用作另一种产生突变体的方法。甚至在今天，化学物质如甲烷磺酸乙酯（EMS）和类似的化合物通常被用来产生突变体植物群体。这些方法是有用的——2004年发表的一篇高被引文章估计，来自诱变群体的2250多种植物品种已经公开。 “自发”或“诱导”植物突变的一个关键方面是突变的过程是随机的。现在，有一些为植物引入变异的方法不是随机的，而是高度计划的。 这些是精密的基因编辑工具，如CRISPR/Cas9、归巢核酸内切酶(“巨核酸酶”)、寡核苷酸定向诱变和锌指核酸酶，它们都可以用来产生突变，这些突变与自发或诱导群体所鉴定的突变无法区分。 引导理想的突变 我们正在基因组测序和分析技术上经历着快速的进步，价格急剧下降，能力也逐年增加。这意味着植物科学家和育种家能够识别出关键需要的突变，而这些新的基因编辑工具能够对植物品种进行精确的编辑。相对于开发突变体品种和将多个期望的突变组合成同一植物品种所需的传统植物育种步骤，这在时间和资源上具有很大的优势。利用该技术对植物进行改良有着重大的兴趣，包括Calyxt、Precision Biosciences和Pairwise在内的公司都致力于利用基因组编辑来开发和交付改良的植物品种。 虽然这些工具中的每一个都有不同的机制，但是改变本身原则上与自发的、自然的突变是无法区分的。在最终产品中，没有异物的痕迹残留，并且编辑过的生物体的基因组基本上与以前相同。
    636浏览量
    原文链接

  • 《植物所揭示植物愈伤组织全能性建立的转录调控机制》
    • 来源专题：生物育种
    • 编译者：季雪婧
    •     植物细胞具有很高的全能性，赋予了植物器官在活体或培养条件从头再生新的器官和完整植株的能力。基于细胞全能性发展起来的植物离体再生体系，被广泛应用于遗传转化和基因编辑等植物生物技术中。在经典的植物离体再生体系中，生长素诱导的多能性愈伤组织形成是离体再生的第一步，被认为是植物细胞获得全能性的关键过程，对于不定芽或根的从头再生是必需的。研究表明，植物根干细胞因子在生长素诱导愈伤组织形成过程中的异位激活代表了愈伤组织全能性的建立，而一些参与根发育的生长素信号因子，如ARF及其下游的LBD转录因子被证明是控制愈伤组织形成的关键因子。然而，在愈伤组织诱导过程中，哪些因子负责根干细胞因子的激活并建立愈伤组织的全能性，尚不清楚。     中国科学院植物研究所胡玉欣研究组发现，拟南芥转录因子WRKY23和bHLH041分别作为根干细胞因子的转录激活子和抑制子协同激活了愈伤组织中的根干细胞因子。研究显示，WRKY23位于生长素响应因子ARF7/19下游通过直接激活根干细胞基因PLT3和PLT7，进而间接激活其下游的根干细胞基因PLT1、PLT2和WOX5的表达；而生长素诱导的LBD积累引起了bHLH041降解，进而释放了bHLH041对PLT1、PLT2和WOX5的转录抑制。进一步的研究表明，WRKY23介导的转录激活和bHLH041介导的转录解抑制协同建立了愈伤组织的全能性和芽再生能力。该研究揭示了植物离体再生体系中愈伤组织全能性获得的转录调控机制，建立了生长素信号和细胞全能性的分子联系，结合研究组的前期工作，构建了植物离体再生过程中愈伤组织形成和全能性获得的分子框架。这一成果有助于促进基于植物离体再生的转基因和基因编辑技术的开发和应用。?10月6日，相关研究成果在线发表在《植物细胞》（The Plant Cell）上。研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的支持。
    344浏览量
    原文链接