生物技术前沿一周纵览（2016年12月30日）
生物技术前沿一周纵览（2016年12月30日）
定期喷洒T6P可提高小麦产量
小麦属于主要粮食作物，其产量的提高有助于保障全球粮食安全。海藻糖-6-磷酸（简称为T6P）在植物的生长和发育过程中具有重要的调控作用。研究人员人工合成了“海藻糖-6-磷酸”的前体，在小麦开花后，每隔5天喷洒一次。小麦成熟后，发现麦粒体积和小麦产量都提高了20%。研究还发现，T6P能提升小麦的抗旱能力。小麦长出根茎后的10天内不浇水，只在第9天喷洒含有T6P前体的溶液，10天干旱期后再正常浇水，小麦仍能正常收获。该研究证明人工合成的T6P前体能促进小麦内T6P含量激增，最终提升小麦的产量和抗旱能力。由于T6P对多数植物和作物都能发挥类似的作用，因此这项新方法有潜力运用在多种作物上。（Nature）
开发水稻靶标基因单碱基定向替换技术
研究人员利用人工密码子优化的CRISPR/Cas9切口酶基因，与大鼠APOREC1基因和来源于Bacillus subtilis噬菌体PBS1的尿嘧啶糖基化酶UGI基因进行融合，构建了一套gateway植物表达载体rBE3，对水稻基本性抗性途径中的两个关键基因OsSERK1和OsSERK2，以及水稻理想株型IPA1基因实现了靶位点碱基的特异替换，成功获得了预期有重要价值的水稻突变体种质。进一步研究构建了Cas9（VQR）版本的rBE4载体，并成功地在水稻中对隐性抗稻瘟病基因pi-ta中对关键氨基酸进行了人工改造。该系统在水稻中的成功利用，对水稻基因研究具有巨大推动作用。另外，通过此技术对农作物进行缺陷型基因矫正，可大大加快农作物育种过程以及延长现有品种的商业周转期。（Science China Life Sciences）
发现烟草马铃薯Y病毒抗性基因
烟草马铃薯Y病毒病是由马铃薯Y病毒（Potato virus Y， PVY）引起的一种烟草系统性侵染病害，在生产中对烟草品质造成严重影响。研究人员以高抗PVY烟草品种VAM（Virgin A mutant）为材料，通过差减抑制杂交技术（SSH）与cDNA芯片技术相结合的策略，筛选在PVY病毒侵染早期的抗病相关基因并分析候选基因的动态表达情况。筛选得到167个特异表达的基因，分别参与新陈代谢、信号转导、逆境响应等多个生物学过程。目前，研究人员重点围绕获得的6个与PVY抗性相关的重要基因开展功能鉴定，以期揭示烟草对PVY的抗病机理。（Plant Cell Reports）
解析植物盐胁迫记忆调控新机制
为适应复杂多变的环境，植物能够对经历过的不利环境刺激产生一定的“记忆”，从而有利于更快更强地应对再次出现的胁迫。研究人员针对植物盐胁迫“记忆”的调控机制展开了研究发现，拟南芥对盐胁迫诱导的脯氨酸积累及脯氨酸合成的关键酶基因P5CS1 转录表达具有“记忆”能力，并且这种“记忆”依赖于胁迫恢复阶段的光照和HY5介导的光信号通路。HY5/HYH通过与P5CS1启动子特定片段的结合，帮助维持胁迫恢复阶段P5CS1 转录起始点附近的组蛋白甲基化（H3K4me3）修饰。这一研究结果揭示了转录因子结合启动子上游片段来维持H3K4me3水平，从而调控植物胁迫“记忆”的新机制。（Molecular Plant）
通过多技术混合拼接获高质量苹果参考基因组序列
一个高质量的苹果基因组对于新品种的选育非常关键。科研团队采用illumina测序技术和以长读长著称的PacBio单分子测序技术进行de novo测序和混合拼接，获得了更高质量的苹果参考基因组序列，并完成了基因组注释。研究人员发现，苹果基因组中的串联重复序列达382 Mb，覆盖了苹果基因组的60%，由此可见高测序深度的illumina短读长测序无法得到满意的组装结果的原因，而PacBio长读长测序数据的加入，显著提升了基因组组装效果，改善了苹果基因注释（88.71%的基因可以被完整注释），为未来苹果的分子育种提供了一个非常有价值的工具。（GigaScience）
红枣基因组序列测序结果公布
红枣是中国和亚洲其他地区以及加勒比海的一种流行的干果。研究人员构建了干枣的基因组序列，并与来自31个野生和栽培枣品种的序列进行了比较。研究发现，干枣与鲜枣的基因组在细胞结构相关的基因上存在差异。研究鉴定了与所有栽培品种果实较高含糖量和较低酸含量相关的基因组区域。在枣树的驯化过程中，“选择性清除（selective sweeps）”是人类一致选择更甜和不酸果实的基础。研究还定了参与自交亲和性的基因组区域，称为S位点，并在不同枣品种中研究了这一区域的序列模式，为杂交的亲本选择提供指导。该研究结果为枣树育种工作提供了基础，并有助于将新特性引入栽培品种。（PLoS Genetics）
稻田水体蓝藻病毒三种标记基因多样性及其分布特征
蓝藻也称蓝细菌，是地球上最古老的微生物之一，广泛分布在海洋、河流、湖泊和陆地等生态环境。稻田是研究微生物遗传多样性及其生态功能的典型环境，蓝藻是稻田生态系统中重要的微生物成员，在稻田碳、氮循环中起到重要的作用。研究人员采用免培养的分子生物学技术，从东北稻田水体中捕获近千条表征蓝藻病毒遗传多样性的不同分子标记基因。研究结果发现，稻田环境中蓝藻病毒psbA基因在系统进化树中的分布范围窄，建立了7个新的稻田蓝藻病毒psbA分布群，分布不存在地域差异。对两个辅助代谢基因研究结果建立了9个全新的稻田蓝藻病毒DNA pol基因群和4个新的蓝藻病毒phoH基因群，其在稻田中分布存在明显的地域差异。综合分析显示稻田环境中这三种蓝藻病毒基因分布均与湖泊环境关系近，而与海洋环境关系远。该研究结果对于揭示稻田蓝藻病毒不同分子标记基因分布特征、发现新的病毒基因资源、了解蓝藻病毒在生态系统中的分布地位等具有重要意义。（Virologica Sinica）
