科學網—科學家發現基因功能研究新途徑

2020-12-19 科學網

 

本報訊 模式植物擬南芥功能基因組學研究中，插入突變體庫是目前最直接有效的方法。而禾本科作物中的小麥和玉米由於株型大、難轉化等原因，一直沒有可用的插入突變體庫。山東農業大學生命科學學院教授安海龍團隊以禾本科植物新興模式材料二穗短柄草入手，建立了插入突變體庫，並發現該方法也適用於構建小麥、玉米的突變體庫。近日，該團隊有關成果發表在國際知名期刊《植物生理學》（Plant Physiology）上。

水稻是禾本科植物的模式物種，已有學者在研究中建立了適用於水稻的AcDs轉座子體系插入突變體庫。考慮到二穗短柄草屬於早熟禾亞科，與小麥和玉米親緣關係較近，是新興的單子葉植物模式材料，安海龍團隊利用已知序列的水稻解離因子（Ds），構建由激活因子（Ac）轉座酶和外源Ds轉座子組成的轉座子體系，並嘗試將其插入到二穗短柄草機體細胞內。

該團隊成功篩選到與外源Ds轉座子結合的突變基因材料，並以此為父本或母本進行雜交組合，從後代中獲得了只含有外源Ds轉座子的插入突變植株（以下稱為Ds插入植株）。這些植株由於沒有Ac轉座酶，所以外源Ds轉座子不再「跳躍」，而是穩定地插入某個基因中。他們對獲得的710個Ds插入植株進行研究，根據Ds基因序列，測出了與其結合的710個未知基因序列，並發現來自同一個單株後代中Ds插入位點約90%是不同的。

由於Ds再次轉座偏好至離原插入位點近的地方，所以理論上可以在僅含Ds插入植株中導入Ac表達盒，再次誘變基因組中的任何基因，結合表型變化研究該基因的功能。這也意味著安海龍團隊分離鑑定的Ds插入植株成為禾本科植物基因組功能研究的資源庫。

目前，該團隊把構建的由Ac轉座酶和外源Ds轉座子組成的T-DNA用在小麥、玉米研究中，也成功篩選出Ds插入植株，初步建立了有關基因功能研究資源庫。分子生物學領域的研究人員可以利用這個資源庫，找出與小麥、玉米產量、質量有關性狀變化相對應的Ds插入植株，通過PCR技術找出Ds結合基因並研究其功能，省去了傳統研究中雜交、田間篩選等環節，顯著地縮短了研究時間，並且不需要保存太多的植物種子。（李晨 郭翠華）

相關論文信息：DOI：10.1104/pp.18.00875

《中國科學報》 (2019-04-09 第5版 農業科技)

相關焦點

  • 科學家發現無可識別基因的最怪病毒—新聞—科學網
    它們是世界上最小的生命形式，由於沒有宿主就無法生存和繁殖，一些科學家質疑它們是否應該被視作生物。 現在，科學家發現了一種沒有可識別基因的病毒，使其成為所有已知病毒中最奇怪的一種。同時，另一個研究小組日前在幾十種動物的組織中發現了數千種新病毒。
  • 研究發現鞘脂生物合成調控基因—新聞—科學網
    廣西大學和內布拉斯加-林肯大學聯合團隊最新的一項研究顯示，經過基因編輯的擬南芥類粘蛋白（ORMs）突變體，使擬南芥鞘脂生物合成不受調控，並導致種子不能存活
  • 新方法讓「沉默」基因「說話」—新聞—科學網
    深入研究lncRNAs，對治療神經系統疾病具有重要意義。 研究人員通常使用活細胞內編碼基因的標記技術，將螢光蛋白精確插入蛋白編碼框研究基因的功能，但該方法往往對lncRNAs等非編碼基因和低豐度轉錄基因束手無策。
  • 科學家發現長非編碼RNA物種差異加工及其功能演變—新聞—科學網
    從細菌到真核單細胞，從真核單細胞到複雜生命，在物種進化的時間長河裡，生命體中每一個可能導致物種演變的功能「單位」都值得科學家探究，比如細胞中廣泛地存在功能未知的
  • 科學家發現細胞感知胺基酸的新途徑
    科學家發現細胞感知胺基酸的新途徑 作者：小柯機器人 發布時間：2020/10/16 15:30:55 近日，加拿大多倫多大學Anne-Claude Gingras團隊發現，GATOR–Rag
  • ...科學家發現NgAgo系統有效,但只發現基因功能敲低未出現基因編輯...
    文章中，研究者介紹，在使用NgAgo之後，雖然發現了NgAgo的其它特性，但並沒有發現任何基因編輯的現象。研究者利用NgAgo技術在斑馬魚的細胞中進行研究後發現，斑馬魚的眼睛發育出現了缺陷，隨後通過測序後他們發現，從基因組層面上來講，使用NgAgo技術並未對斑馬魚產生任何基因編輯的效應，僅僅只是mRNA的表達量上發生了改變。
  • 科學家發現卵巢衰老分子標記物—新聞—科學網
    或助力延緩女性卵巢衰老
  • 研究發現漢族人長痘痘是因兩個基因變異
    科技日報訊 （記者王怡）昆明醫科大學第一附屬醫院何黎教授團隊與中科院昆明動物研究所張亞平院士團隊共同合作，運用系統全面的全基因組關聯分析策略，開展大樣本中國漢族人群重型痤瘡易感基因研究，發現了兩個和痤瘡相關的遺傳變異。研究成果日前發表在英國《自然·通訊》上。這項研究對了解痤瘡的遺傳成因提供了幫助，並為痤瘡治療開闢出新途徑。
  • 花開有時的基因奧秘—新聞—科學網
    同一類植物分布在不同的區域，為了適應不同的環境，在進化過程中遺傳基因會發生不同的變化，形成豐富的自然變異，即各種花期類型。這種現象在模式植物擬南芥中非常普遍，是遺傳多樣性的一個重要表現。   兩個關鍵基因 有研究發現，FRIGIDA（FRI）和FLOWERING LOCUS C（FLC）是抑制擬南芥開花的兩個關鍵基因。
  • 科學家發現黑色素瘤相關的新風險基因座
    科學家發現黑色素瘤相關的新風險基因座 作者：小柯機器人 發布時間：2020/4/28 15:44:07 澳大利亞柏格霍夫醫學研究所Matthew H.
  • 英國科學家在果蠅中發現與人相似的衰老基因
    英國科學家在果蠅中發現與人相似的衰老基因 2008年05月14日 09:01 來源：中國青年報 發表評論 　　英國牛津大學和開放大學的研究者在果蠅中發現一種與人類衰老基因
  • 科學家已找到影響腫瘤腦轉的關鍵基因!
    然而，最近維吉尼亞聯邦大學(VCU)Massey癌症中心的科學家,醫學博士SuyunHuang發表在《CancerCell》雜誌上的一項研究發現了一種被稱為YTHDF3的基因如何在腫瘤腦轉過程中發揮重要作用，該研究為未來治療方案的發展提供了希望。Huang博士最近的研究發現表明，在乳腺癌患者中，YTHDF3表達增加與腦轉移和生存率較低相關。
  • 科學網—西南大學教授夏慶友:家蠶基因研究致力改善民生
    本報訊（記者楊清波 通訊員畢識）「以前的研究只是單純的幾個方面，如今的成果不僅是全方位的，而且將被更好地運用到改善民生上。
  • 科學家解析皰疹病毒與老年痴呆關係—新聞—科學網
    但近日發表在《神經元》雜誌上的一項大規模研究報告稱，美國西奈山伊坎醫學院的研究人員分析了3個不同的大腦資料庫，發現人類皰疹病毒在阿爾茨海默氏症患者的大腦中更豐富，可能影響遺傳網絡協調，這些網絡被認為與該疾病有關。這項研究支持了一種有爭議的假設，即皰疹病毒與阿爾茨海默氏症有關，並為相關治療提供了潛在新途徑。
  • 科學家揭示「刺蝟基因」功能的階梯式演化
    7月14日，《自然-生態與進化》在線發表了一項研究，科學家闡明了脊椎動物祖先——文昌魚神經系統分化的關鍵步驟，並找到其與脊椎動物在分化中的差異，這些差異可能是導致脊椎動物中樞神經系統高度複雜化的重要原因。 而這一切，都與一種名叫「刺蝟」的基因密切相關。
  • 科學家發現導致小腦症的新基因
    新華網新德裡４月６日專電（記者毛曉曉）印度科學家最近發現了一個新的導致小腦症的基因，使得這一大腦缺陷在胎兒時期更易被檢測出來。         據《印度時報》報導，小腦症是一種先天疾病，患者因腦容量比常人要小，其精神和智力發育會因此受到影響。
  • 上海一科學家發現渦蟲再生基因 或使人類永葆青春(圖)
    近日，健康科學研究所的科研人員在國際權威細胞生物學雜誌Journal ofCellBiology上發表了他們的研究成果，他們已建立了日常維持數萬條渦蟲的研究系統，發現了12個新的調節再生的基因。　　渦蟲體長不到2釐米，大多生長在潔淨水質的池塘和溪流中，是一種令科學家感到驚奇的低等動物。
  • 科學網—研究發現蛋白酶如何影響微管生長
    （圖片來源：Gary Brouhard） 微管（microtubule）是一種細長的絲狀結構，很多細胞結構例如細胞骨架、紡錘絲、基因絲等構成都需要微管。這些結構並非靜態，當細胞發生運動、改變形狀等時，它們會分解然後再建。
  • 龍井茶樹染色體級別基因組組裝成功—新聞—科學網
    龍井43             中國農科院供圖 近日，《自然—通訊》在線發表了我國科學家在茶樹全基因組組裝和茶樹起源演化研究上取得的重要突破。該項研究由中國農業科學院茶葉研究所（以下簡稱茶葉所）和中國農業科學院深圳農業基因組研究所（以下簡稱基因組所）主導並攜手中國科學院昆明動物研究所（以下簡稱昆明動物所）及雲南省農業科學院茶葉研究所等單位完成。該成果為茶樹基因組學和育種研究，以及茶樹遺傳和進化研究提供了豐富的素材。 茶樹起源於中國而風靡於世界，世界茶飲料消費人口已超過三分之二。
  • 果蠅睡眠時間和小孩相仿 科學家發現相關基因
    參考消息網6月20日報導 外媒稱，科學家發現控制睡眠的基因，這是針對果蠅的研究，但是對我們人類也有啟迪意義。據美國《時代》周刊網站6月18日報導，研究發現，果蠅的睡眠時間大約和小孩差不多。雄蠅每天需要約12小時睡眠，雌蠅則每天需要約10小時睡眠。