近日科學家們借助自動化平臺,建立了首個植物遺傳學開關的綜合性文庫,以幫助全球學者更好的理解植物對環境改變的適應,培育更好的植物品種。相關論文于七月十七日發表在Cell旗下的Cell Reports雜志上。
該文庫的建立耗時八年,包含大約兩千個植物轉錄因子的克隆。轉錄因子是天然的遺傳學開關,研究者們可以通過操作這些轉錄因子改善植物的關鍵性狀,例如耐寒性和種子的量。
“轉錄因子能夠進入細胞核,結合到特定的DNA序列上,”文章的通訊作者,南加州大學的Dornsife文理學院院長Steve Kay說。“它們能夠根據細胞適應環境的需求,控制基因的開關,調節基因的活性。”
基因啟動子上結合的轉錄因子組合,是轉錄水平的重要決定因素。轉錄因子與啟動子的互作,形成了轉錄調控網絡的基礎。
植物研究得到的資助比生物醫學研究少得多,而Kay希望這項研究能為資金并不充裕的植物研究提供幫助。該文庫中的克隆都來自開花植物擬南芥,其克隆儲存在微孔板中,可以發送給世界各地的科學家。
“我們想要構建高保真度的金標轉錄因子文庫,服務于全球的植物研究群體,”Kay說,他主要在植物中進行生物鐘研究。“擬南芥可以看作是植物界的小白鼠,我們從果蠅和小鼠中了解了不少人體的生物過程,同樣我們也通過擬南芥學到了許多有關生物鐘的知識。”
文章的共同第一作者Jose L. Pruneda-Paz認為,轉錄因子文庫將“最終幫助我們在分子水平上理解植物的功能機制。”
Pruneda-Paz和文章的另一位共同第一作者Ghislain Breton,在2006年首次想到要構建這樣一個文庫。當時他們正在針對CCA1和LHY的生成,研究植物對明暗循環的適應機制。CCA1和LHY是兩個調控擬南芥生物鐘基因的轉錄因子。
傳統的基因功能研究是,給基因引入突變看看是否會影響某種表型,但在這種情況下該方法并不奏效。于是研究人員決定采用“相反的策略”,“我們決定克隆所有的轉錄因子,然后看哪個轉錄因子結合和調控CCA1的表達。就這樣我們開始了文庫的構建工作,”Pruneda-Paz解釋道。
據Breton介紹,該文庫在歐美已經衍生出了70個研究項目。
近日,南京農業大學沈其榮團隊LorMe實驗室教授韋中聯合中國農業大學張福鎖團隊研究員顧少華、教授左元梅,西南大學柑桔研究所副研究員王男麒和蘇黎世大學定量生物醫學系教授 RolfKümmerl......
大氣中二氧化碳含量過高是導致氣候變化的主要因素。同時,二氧化碳濃度上升能夠促進植物加速生長,從而吸收更多的碳,并有可能減緩全球變暖進程。然而,這種益處的實現取決于植物能否獲得足夠的氮元素,后者是植物生......
生物同質化,即不同地區生物群落日趨相似,導致生物獨特性喪失,已成為生態學關注的核心問題。人類活動在多大程度上導致了全球植物群落的同質化,仍是一個懸而未決的科學問題。中國科學院成都生物研究所研究團隊整合......
植物能夠持續萌發新的枝、葉、花與果實,以頑強的生命力激發人們對生命永續的遐想。這一生命律動都源于核心細胞群——植物干細胞。它們分布于莖頂端、根尖等“生長中樞”,通過精確的分裂與分化,繪制植物生長藍圖。......
水稻落粒性直接影響收獲產量,精準調控落粒性是實現"粒粒歸倉"的關鍵。發掘落粒性關鍵基因,為培育適合落粒性水稻品種,提供強有力的工具。與此同時,伴隨生活水平的提高,消費者越來越青睞具......
在全球森林退化加劇與氣候變化威脅的背景下,以提升地上碳儲量為目標的森林恢復策略面臨著土壤碳庫恢復滯后、生態系統多功能性提升不足等問題。中國科學院華南植物園科研團隊聯合德國、美國、捷克、荷蘭和意大利等國......
近日,中國熱帶農業科學院熱帶生物技術研究所教授呂培濤在《生物技術通報(英文)》(aBIOTECH)發表了綜述論文。文章系統闡述了RNA修飾在植物生命活動中的調控作用,深入解析了N6—甲基腺苷(m6A)......
齒肋赤蘚(Syntrichiacaninervis)是極端耐干植物的典型代表,能夠承受超過98%的細胞脫水,并在遇水后幾秒鐘恢復光合作用等生理活動,能夠快速響應水分的變化。在植物應對水分變化過程中,蛋......
2025年8月15日,新華社客戶端轉發了《半月談內部版》2025年第8期“講述”欄目對植物中文學名系統創建人陳斌惠(也水君)的專訪《給全球30萬植物一個中文學名》,幾個小時內瀏覽量突破100萬人次。半......
近日,山西農業大學林學院林木分子遺傳育種創新工作室在《經濟作物和產品》(IndustrialCropsandProducts)接連發表了兩項研究成果。研究發現,熱休克因子PagHSF4和乙烯響應因子E......