生物技术前沿一周纵览（2016年7月15日）
水稻基因OSSRT1调节种子发育过程中的淀粉代谢
水稻基因OsSRT1与人类SIRT6基因密切相关，在基因组稳定性和新陈代谢稳态中发挥重要作用。研究人员研究了OsSRT1在水稻种子发育中的作用。研究发现，OsSRT1的下调诱导水稻淀粉调节子1和淀粉酶基因在发育种子中的表达。这引起淀粉合成下降，淀粉降解上升，导致异常的种子发育。深入分析揭示OsSRT1能降低发育种子中组蛋白H3K9在淀粉代谢基因和转座子中的乙酰化作用。而且发现OsSRT1直接与淀粉代谢相关。该结果显示OsSRT1介导的组蛋白去乙酰化参与淀粉积累和转座子抑制以调节正常种子发育。（Plant Science）
水稻通过维持自身pH提升产量
科学家一直在试图弄清水稻如何在不断变化的环境中维持pH。研究发现，编码参与硝酸盐运输蛋白的水稻基因OsNRT2.3b，可以根据植物细胞内部的pH，打开或关闭硝酸盐运输途径。在水稻中过表达这种蛋白质，可以使水稻更好地缓冲自身pH，以应对环境pH的变化。这使它们吸收更多的氮、铁和磷。这些水稻的产量提高了54%，它们的氮利用效率升高了40%。这种能够控制自身pH值的水稻品种能够从土壤中吸收更多的氮、铁和磷，已申请专利，并授权开发不同新品种。（PNAS）
破译花生基因组
国际半干旱热带作物研究所(ICRISAT)的科学家组成的一个国际研究团队破译了花生祖先蔓花生(Arachis duranensis)的基因组图谱，该野生种拥有二倍体A基因组。这一突破性进展打开了开发无过敏、无黄曲霉毒素和营养丰富的花生品种的大门。该结果包括花生A基因组祖先的基因组草图，该草图包含50324个编码蛋白的基因模型。完整的DNA测序分析表明，自开花植物起源以来，花生谱系受到至少3套染色体的影响。该研究结果还提供了数百万的结构变异，它们可作为开发品质改良的花生品种的遗传标记，如通过基因组学辅助育种开发产量高、产油量高、抗旱、抗热、抗病的花生品种。这项研究不仅提供了完整的基因组序列来帮助全球植物育种者更快地开发产量更高、适应能力更强的花生品种，而且也使我们更多的了解地下结实现象，即地上开花受精后，进入地下结实的生殖过程。（PNAS）
沉默马铃薯易感基因可抗晚疫病
马铃薯晚疫病由致病疫霉菌(Phytophtora infestans)引起，它是全球商业马铃薯生产的主要威胁。虽然在马铃薯育种中已经确定和应用了许多抗马铃薯晚疫病基因，而致病疫霉菌不断出现新的菌株，使这些基因失去效果。最近，研究人员通过易感基因(S基因)的功能缺失，开发了一种新型的抗性机制，由此获得了一类新型的抗晚疫病马铃薯品种。选取了11个已知的拟南芥S基因，在马铃薯易感品种Desiree中沉默直接同源S基因。沉默其中5个基因中的任意一个的植株表现出对致病疫霉菌菌株Pic99189形成完全抗性，而沉默第6个基因导致敏感性降低。（Transgenic Research）
CRY1AC在转基因棉花被咬部位进行表达
研究人员利用cry1Ac基因开发出植物表达结构，在损伤诱导启动子AoPR1下使Bt基因集中在被昆虫咬伤的植物部位进行表达。四种棉花栽培种利用植物表达结构通过致瘤农杆菌进行转化。研究人员对最初的转化株进行了转基因存在和表达标准分子技术的分析。转化株显示出甜菜夜蛾和灰翅夜蛾显著性死亡率。结果也显示T1转基因植物的机械损伤能有效诱导cry1Ac蛋白质表达，因此在后损伤期蛋白质水平提高。因此得出结论：利用损伤诱导启动子驱动抗虫基因是重要的抗虫管理策略，因为启动子活动聚焦在植物被昆虫咬伤的部位。（Plant Biotechnology Reports）
揭示叶绿体逆向信号通路的调控机制
质体(plastid)是植物细胞特有的细胞器，可以分为叶绿体、有色体和白色体。叶绿体含有叶绿素，是植物进行光合作用的重要场所。叶绿体的功能特性受到细胞核基因组的严密调控。而叶绿体逆向信号可调控质体和细胞核基因的表达，帮助植物应对外界环境的改变，正确生产叶绿体并维持其最佳功能。细胞核能够感知叶绿体压力并做出相应的反应，诱导或抑制编码质体蛋白的细胞核基因。此前的研究显示，ABI4在叶绿体逆向信号通路中抑制LHCB基因。研究人员最新发现质体与细胞核的交流涉及了钙调节的MAPK信号通路。研究表明，MAP激酶MPK3/MPK6磷酸化并激活ABI4。而MAPK的活化涉及叶绿体钙结合蛋白CAS介导的钙瞬变。叶绿体调节的Ca2+信号会控制MAPK通路，激活叶绿体逆向信号链中的关键组分。（Nature Communications）
揭示绵羊极端环境适应性遗传机理
全球气候变化对极端环境下（例如：高原、沙漠）生存的家畜产生了极大的影响，使它们在外形特征、生理指标等方面出现了明显的适应性改变。解析家畜极端环境适应性的遗传机理对于培育适应于气候变化的新品种和全球畜牧业的可持续发展具有非常重要的意义。绵羊对多种极端环境具有良好的适应性，是研究家畜环境适应性的理想模式物种。研究人员通过对77只中国地方品种绵羊（Ovis aries）和3只野生羊（摩佛伦羊Ovis aries musimon、盘羊Ovis ammon polii、北山羊Capra ibex）进行全基因组重测序，比较极端环境下和对照环境下（例如高原和平原、干旱沙漠和湿润地区）样本的基因组，发现了一系列与绵羊极端环境适应性相关的新的候选基因，以及相应的GO功能类别和信号通路。发现能量代谢和体型大小变异确定与绵羊对高原、沙漠等极端环境的适应性相关，从基因组水平上揭示了中国地方绵羊的群体结构和种群历史动态，有助于科研人员在全球气候变化的背景下对绵羊进行分子辅助育种。（Molecular Biology and Evolution）
