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Wiley Top植物期刊文章速递

已有 1311 次阅读 2019-4-18 14:48 |个人分类:热点研究|系统分类:博客资讯


01植物次生代谢及调控


促进植物生长的根际杆菌(PGPR)能够改善植物的生长和健康,其生长受到根分泌物的刺激。其中,固氮螺菌属(Azospirillum)细菌能影响水稻和玉米根系次生代谢产物的含量,有时对根系结构无可见影响。转录组学研究还显示,一些与胁迫和植物抗性相关基因的表达也受到其影响,尽管当一个菌株接种到它原来的寄主品种上时,这些基因的表达较少。在该研究中,作者通过一种代谢分析方法,研究了水稻根对不同的PGPR(包括从水稻中分离出来和非水稻中的)反应是否不同,且反应强度是否是渐进的。文章重点介绍了9种化合物的共同代谢组学特征,其中三种烷基间苯二酚的积累减少,两种羟基肉桂酸酰胺(HCAA)的积累增加,它们分别为N‐p‐香豆酰腐胺和N‐阿魏酰腐胺。与此同时还伴随着两个参与N‐阿魏酰腐胺生物合成途径的基因的转录增加。有趣的是,暴露于一种水稻病原菌引起了这些HCAA在根部的积累减少,这一结果与之前关于叶片感染病原菌后其中HCAA含量增加的报道相反。HCAA是一种潜在的抗菌物质,它的积累可被认为是植物对细菌感知的一个初级反应。


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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.12810


02植物抗胁迫


植物中的抗性(R)基因大多编码核苷酸结合位点的亮氨酸富集重复序列(NLR)蛋白,植物靠这些基因来获得病原菌种特异性的抗病性。然而,只有少数R蛋白的直接下游靶点已被鉴定,R蛋白诱导免疫的信号通路仍然是大面积未知的。在水稻中,NLR蛋白是水稻稻瘟病的重要免疫受体。


作者利用位点定向诱变技术创造了一种具有抗稻瘟病能力的NLR蛋白PID3的自激活形式,并利用转基因水稻测试了由此产生的免疫力和基因表达的变化。


研究者们鉴定出了OsRac1(一种已知的GTP酶)是PID3介导的抗稻瘟病抗性信号分子,这意味着OsRac1可能是水稻NLR蛋白下游的一个重要因子。他们还确定了转录激活因子RAI1是PID3介导的抗性所必需的PID3互作因子,并表明RAI1的表达是由PID3通过OsRac1介导的过程诱导的。本研究描述了一种新的NLR蛋白介导的抗性信号通路,并表明OsRac1和RAI1在这一过程中共同发挥了关键作用。


阅读原文:

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.15816


03植物基因组学与蛋白质组学


茶是在全世界被广泛消费的非酒精饮料,具有重要的经济和健康效益。面对日益增多的大规模组学数据集,特别是茶树基因组序列,迫切需要构建一个综合知识库,来促进这些数据集在分子育种中的应用。基于此,作者呈现了第一个专门设计的能通过网络访问的综合数据库——茶树信息档案(Tea Plant Information Archive,TPIA ; http://tpia.teaplant.org)。目前发布的TPIA以全面注释的茶树基因组作为框架,并结合了大量组织有序的转录组、基因表达、同源序列和决定茶叶质量的特征代谢物。它还拥有大量的转录因子、多态简单重复序列、单核苷酸多态性、相关性、人工构建的功能基因和从全球收集的种质信息。


作者建立了各种各样的通用分析工具(如JBrowse、blast、富集分析等),来帮助用户执行进一步的比对、演化分析与功能分析。作者还展示了一个应用TPIA的案例。总而言之,这一茶树知识库将成为使全球茶树研究组织更好地了解茶树生物学的中心门户,并给整个茶业带来很大的益处。


阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13111


04植物生长发育机制及调控


喜阳植物通过伸长茎、叶柄和重新定位叶片来应对在阴暗环境下发生的红光(R)与远红光(FR)比值(R:FR)的下降,从而在与相邻植物的竞争中赢得更多阳光资源。在一些一年生物种中,这些避荫反应(shade‐avoidance responses,SAS)伴随着诱导开花提前。抢先开花被认为是在资源受到严重限制之前散播种子的一种策略。


目前对苜蓿等多年生饲料作物中SAS分子机制的研究较少。为了研究紫花苜蓿的SAS,研究者们将紫花苜蓿植株置于补充了FR的模拟阴影下。低R:FR产生了典型的SAS,如节间和叶柄长度的增加,但出乎意料的是,它延迟了开花。为了理解从SAS的花期提前中解偶联的分子机制,作者使用了转录组方法。结果发现,SAS可能是由低R:FR中msPIF3和msHB2表达的增加而介导的。这些基因在拟南芥中的组成型表达导致了SAS,包括开花的提前,这有力地说明了它们的作用是保守的。延迟开花可能是由msSPL3的下调介导的,msSPL3在拟南芥和紫花苜蓿中都能促进开花。紫花苜蓿在阴影下延迟开花可能有助于在非最佳光照条件下延长营养期,从而确保能够积累对于在下一季恢复生长所必需的营养储备。


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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14333


05作物遗传育种



杂交种子技术的发展和应用大大提高了农业生产力。然而,由于小麦具有较强的近交特性,为杂交小麦(Triticum aestivum)种子的生产开发一个具有商业可行性的平台一直是一个挑战。近来,一种新型的商业化杂交制种平台问世。该杂交平台利用核雄性不育性来强化远交,并已应用于玉米和水稻。随着最近对小麦雄性不育基因Ms1的分子鉴定,这种新型杂交平台被推广到小麦上已成为可能。在本报告中,作者使用CRISPR/Cas9系统在Ms1中产生可遗传的靶向突变。在Ms1中引入双等位基因转位突变在小麦品种Fielder和Gladius中导致了完全雄性不育,并且几个雄性不育系可能是非转基因的。该研究证明了CRISPR/Cas9系统在商业小麦品种雄性不育快速繁殖中的应用。这代表着通过工业规模生产和使用杂交种子在获取杂种优势以提高小麦产量方面迈出的重要一步。


阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13106




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