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培育不飞絮、少花粉的美洲杨树新品种
南京林業大学林学院薛良交教授与国内外合作者开展研究,让杨树不再“飘雪”。相关成果发表于Nature Communications。杨树在全球广泛分布,是主要的造林用材树种之一,但是杨树飞絮导致的环境污染,严重制约了杨树产业的发展。新研究结果显示,美洲黑杨雌株只有FERR基因,所以雌花发育,而雄株虽然含有FERR基因,但该基因受到Y染色体特异的FERR-R基因抑制,所以在雄株花序中雌花不发育。因为FERR基因的表达有时空特异性,只在雌花分化的早期表达,所以通过基因编辑技术可以敲除该基因,解决美洲黑杨雌株的飘絮问题;而针对MSL基因的编辑,可以减少花粉污染。
植物缺磷条件下膜脂重塑机制
华中农业大学油菜团队郭亮等人发现植物鞘磷脂GIPC可以被NPC4水解,揭示出NPC4介导的植物膜脂重塑新机制。相关成果发表于The Plant Cell。非特异性磷脂酶C4(NPC4)是植物NPC家族中活性最强的,在缺磷条件下被诱导表达最高的一个基因。GIPC是植物特有的一种鞘脂,含量占鞘脂总量的60%以上。研究者通过扩大拟南芥缺磷条件下脂质组的检测,发现植物特有的鞘磷脂糖基肌醇磷酸神经酰胺(GIPC)在缺磷条件下会显著下降,同时根中鞘糖脂葡萄糖神经酰胺(GlcCer)会大幅度上升。这些研究结果表明NPC4水解GIPC,介导了缺磷条件下鞘磷脂到鞘糖脂的转化。
新型水稻碱基编辑系统
中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队周焕斌研究员等人将SpCas9突变体SpG和SpRY应用于植物,在水稻中实现NRN PAM和NYN PAM的靶向操作,扩展了CRISPR系统在植物基因组中的应用范围。相关成果发表于Genome Biology。基于SpRY切口酶开发的胞嘧啶碱基编辑器rBE66通过识别NAG PAM对2个靶基因实现靶碱基定向编辑。SpRY具有高频的自编辑事件(即对T-DNA上的引导RNA序列进行编辑),而SpRY切口酶介导的碱基编辑的自编辑事件较低频发生。结果表明SpRY可用于水稻基因组定点编辑,尤其是单碱基编辑,该研究扩宽了CRISPR技术在植物基因组中编辑范围。
生物钟调控水稻耐盐性的机制解析
中国科学院植物研究所王雷研究组系统解析了水稻生物钟组分调控盐胁迫的分子机制,研究成果将对研发和培育水稻耐盐品种提供理论支持和相关遗传资源。相关成果发表于The EMBO Journal。在转录水平,水稻生OsPRR (Oryza sativa PseudoResponse Regulator)基因家族的5个成员中只有OsPRR73基因可以特异性地响应盐胁迫信号。表型分析发现OsPRR73突变体对硫酸钠敏感而对氯化镁和甘露醇不敏感,说明钠离子毒害是OsPRR73突变体耐盐性降低的主要原因。进一步研究表明,在盐胁迫耐受性方面,OsHKT2;1在遗传上位于OsPRR73的下游,通过调节钠离子稳态和ROS水平,调控水稻的耐盐性。
南京林業大学林学院薛良交教授与国内外合作者开展研究,让杨树不再“飘雪”。相关成果发表于Nature Communications。杨树在全球广泛分布,是主要的造林用材树种之一,但是杨树飞絮导致的环境污染,严重制约了杨树产业的发展。新研究结果显示,美洲黑杨雌株只有FERR基因,所以雌花发育,而雄株虽然含有FERR基因,但该基因受到Y染色体特异的FERR-R基因抑制,所以在雄株花序中雌花不发育。因为FERR基因的表达有时空特异性,只在雌花分化的早期表达,所以通过基因编辑技术可以敲除该基因,解决美洲黑杨雌株的飘絮问题;而针对MSL基因的编辑,可以减少花粉污染。
植物缺磷条件下膜脂重塑机制
华中农业大学油菜团队郭亮等人发现植物鞘磷脂GIPC可以被NPC4水解,揭示出NPC4介导的植物膜脂重塑新机制。相关成果发表于The Plant Cell。非特异性磷脂酶C4(NPC4)是植物NPC家族中活性最强的,在缺磷条件下被诱导表达最高的一个基因。GIPC是植物特有的一种鞘脂,含量占鞘脂总量的60%以上。研究者通过扩大拟南芥缺磷条件下脂质组的检测,发现植物特有的鞘磷脂糖基肌醇磷酸神经酰胺(GIPC)在缺磷条件下会显著下降,同时根中鞘糖脂葡萄糖神经酰胺(GlcCer)会大幅度上升。这些研究结果表明NPC4水解GIPC,介导了缺磷条件下鞘磷脂到鞘糖脂的转化。
新型水稻碱基编辑系统
中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队周焕斌研究员等人将SpCas9突变体SpG和SpRY应用于植物,在水稻中实现NRN PAM和NYN PAM的靶向操作,扩展了CRISPR系统在植物基因组中的应用范围。相关成果发表于Genome Biology。基于SpRY切口酶开发的胞嘧啶碱基编辑器rBE66通过识别NAG PAM对2个靶基因实现靶碱基定向编辑。SpRY具有高频的自编辑事件(即对T-DNA上的引导RNA序列进行编辑),而SpRY切口酶介导的碱基编辑的自编辑事件较低频发生。结果表明SpRY可用于水稻基因组定点编辑,尤其是单碱基编辑,该研究扩宽了CRISPR技术在植物基因组中编辑范围。
生物钟调控水稻耐盐性的机制解析
中国科学院植物研究所王雷研究组系统解析了水稻生物钟组分调控盐胁迫的分子机制,研究成果将对研发和培育水稻耐盐品种提供理论支持和相关遗传资源。相关成果发表于The EMBO Journal。在转录水平,水稻生OsPRR (Oryza sativa PseudoResponse Regulator)基因家族的5个成员中只有OsPRR73基因可以特异性地响应盐胁迫信号。表型分析发现OsPRR73突变体对硫酸钠敏感而对氯化镁和甘露醇不敏感,说明钠离子毒害是OsPRR73突变体耐盐性降低的主要原因。进一步研究表明,在盐胁迫耐受性方面,OsHKT2;1在遗传上位于OsPRR73的下游,通过调节钠离子稳态和ROS水平,调控水稻的耐盐性。