TaTPP-7A positively feedback regulates grain filling and wheat grain yield through T6P-SnRK1 signalling pathway and sugar–ABA interaction

Grain size and filling are two key determinants of grain thousand-kernel weight (TKW) and crop yield, therefore they have undergone strong selection since cereal was domesticated. Genetic dissection of the two traits will improve yield potential in crops. A quantitative trait locus significantly associated with wheat grain TKW was detected on chromosome 7AS flanked by a simple sequence repeat marker of Wmc17 in Chinese wheat 262 mini-core collection by genome-wide association study. Combined with the bulked segregant RNA-sequencing (BSR-seq) analysis of an F₂ genetic segregation population with extremely different TKW traits, a candidate trehalose-6-phosphate phosphatase gene located at 135.0 Mb (CS V1.0), designated as TaTPP-7A, was identified. This gene was specifically expressed in developing grains and strongly influenced grain filling and size. Overexpression (OE) of TaTPP-7A in wheat enhanced grain TKW and wheat yield greatly. Detailed analysis revealed that OE of TaTPP-7A significantly increased the expression levels of starch synthesis- and senescence-related genes involved in abscisic acid (ABA) and ethylene pathways. Moreover, most of the sucrose metabolism and starch regulation-related genes were potentially regulated by SnRK1. In addition, TaTPP-7A is a crucial domestication- and breeding-targeted gene and it feedback regulates sucrose lysis, flux, and utilization in the grain endosperm mainly through the T6P-SnRK1 pathway and sugar–ABA interaction. Thus, we confirmed the T6P signalling pathway as the central regulatory system for sucrose allocation and source–sink interactions in wheat grains and propose that the trehalose pathway components have great potential to increase yields in cereal crops.     

青藏高原东缘的锈菌资料IV.悬钩子上一个类似柄锈菌的新锈菌

本文报告采自四川西部九寨沟自然保护区菰帽悬钩子(Rubus pileatus Focke)上的一个锈菌新种。标本上仅见冬孢子堆,冬孢子双胞,类似柄锈菌的冬孢子。由于未见性子器,属的地位尚难确定。然而,此菌的冬孢子堆外观酷似悬钩子植物上特有的单种属阿氏锈菌属(Arthuriomyces)。镜下观察测得孢子大小为40-55(-65) × 22-28 μm,孢壁厚度为3-4.5 μm,有细皱纹,每个细胞各具一芽孔。从芽孔数及位置看符合阿氏锈菌属的特征,因而将此菌暂隶于此属,命名为悬钩子生阿氏锈菌(Arthuriomyces rubicola sp. nov.)     

酶法生产L-高苯丙氨酸的研究进展

L-高苯丙氨酸(L-homophenylalanine,L-HPA)作为一种重要的非天然氨基酸,是合成治疗高血压的普利类药物等的关键中间体,具有广阔的市场前景。目前L-高苯丙氨酸的合成主要依赖于化学法,但化学合成L-高苯丙氨酸具有原料昂贵、步骤繁琐和污染严重等缺点,限制了广泛应用。因此,国内外研究者对L-高苯丙氨酸的酶法生产进行了深入的研究。本文就目前酶法合成L-高苯丙氨酸的工艺,包括脱氢酶法、转氨酶法、海因酶法和脱羧酶法的研究进展进行了综述,为酶法合成L-高苯丙氨酸提供一定的借鉴,为最终实现L-高苯丙氨酸的酶法工业化生产奠定基础。     

来源于嗜热氢化杆菌的新型对苯二甲酸双(羟乙)酯水解酶的表达纯化与酶学性质

石化来源的聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)被广泛用于矿泉水瓶、食品包装和纺织品等领域,因其在自然界中不易分解,大量使用后的PET废弃物造成了严重的环境污染与资源浪费。使用生物酶法对PET废弃物进行解聚,并对解聚产物进行升级循环利用是进行塑料污染治理的重要方向之一,其中关键的是PET水解酶的解聚效率。对苯二甲酸双(羟乙基)酯(bis(hydroxyethyl)terephthalate,BHET)是PET生物酶解的中间产物,其累积是限制PET水解酶催化效率的一个重要因素,BHET水解酶和PET水解酶的联用能提升PET的整体水解效率。来源于嗜热氢化杆菌(Hydrogenobacter thermophilus)的双烯内酯酶(HtBHETase)对BHET有显著水解效果,将该酶在大肠杆菌(Escherichia coli)中进行重组表达并纯化后,对其酶学性质进行了研究。结果显示,HtBHETase对短碳链的酯类如对硝基苯酚乙酸酯催化活性较高,HtBHETase以BHET为底物时的最适反应pH值和最适反应温度分别为5.0和55℃;该酶有较好的热稳定性,经80℃的条件处理1 h仍能保持80%以上活性,显示出了良好的热稳定性,HtBHETase有在PET塑料生物解聚中使用的潜力,本研究为推动生物酶法降解PET提供了新的参考。     

RagA和Nprl2在果蝇肠道发育中的调节作用关系

动物胃肠道是食物消化和营养吸收器官,对机体健康至关重要。果蝇与哺乳动物的肠道在细胞组成、遗传调控等方面高度相似,是研究肠道发育的良好模型。体外培养细胞中的研究发现,Nprl2通过作用于Rag GTPase,抑制雷帕霉素靶点复合物1(target of rapamycin complex 1,TORC1)的活性,参与细胞代谢的调节。前期报道nprl2突变果蝇具有前胃增大、消化能力降低等肠道衰老相关表型。但对于Nprl2是否通过Rag GTPase调控肠道发育等方面尚不清楚。为了探究Rag GTPase在Nprl2调控果蝇肠道发育中的作用,本研究利用遗传杂交结合免疫荧光等方法对RagA敲减和nprl2突变果蝇的肠道形态、肠道细胞组成等方面进行研究。发现单独敲减RagA可以引起肠变粗、前胃增大等表型,敲减RagA能挽救nprl2突变体中肠道变细、分泌型细胞减少的表型,但并不能挽救nprl2突变体中前胃增大的表型。以上结果表明,RagA在肠道发育中发挥重要作用,Nprl2通过作用于Rag GTPase调节肠道细胞分化和肠道形态,但Nprl2对前胃发育和肠道的消化功能的调节可能通过不依赖于Rag GTPase的机制实现。     

利用酵母菌生产有机酸的研究进展

有机酸是含有一种或多种低分子量酸性基团(如羧基、磺酸基)的可生物合成的有机化合物,广泛应用于食品、农业、医药、生物基材料工业等领域。酵母菌具有生物安全、抗逆性强、底物谱广泛、方便遗传改造,以及大规模培养技术成熟等独特优点,因此利用酵母菌生产有机酸的研究日益受到国内外学者的关注。目前利用酵母生产有机酸还存在浓度低、副产物多,以及发酵效率低等缺陷。随着酵母菌代谢工程和合成生物学技术的发展,利用酵母菌生产有机酸取得了快速进展。本文总结了利用酵母合成11种有机酸的研究,包括内源和异源合成的大宗羧酸和高价值有机酸,并对该领域的未来研究方向进行了展望。     

外显子与内含子序列分维的双碱基研究

引入碱基间的关联,研究了外显子和内含子序列以双碱基为单位的分维,我们发现在这种情况下,外显子和内显子序列在短程和中程存在自相似性并分别定义了这两个区域的分维。结果表明,短程的分维值Ｄｇ一般比中程的Ｄｍ大,外显子的两个分维值比内含子大。我们改变双联体的位相而分维却不变,这反映出在双联体基础上,外显子的不规则性大于内含子,短程的不规则性大于中程,外显子和内含子序列对以２为周期的结构没有位相的特异性。     

废用条件下大鼠和达乌尔黄鼠骨骼肌氧化应激和抗氧化防御能力与肌萎缩的比较研究

有鳞类(蛇和蜥蜴)具有较发达的嗅器和犁鼻器,对其不同种类嗅觉结构的认识有助于阐明爬行动物化学感觉的进化。本文采用组织学方法比较了草原沙蜥(Phrynocephalus frontalis)、荒漠沙蜥(P. przewalskii)、密点麻蜥(Eremias multiocellata)和秦岭滑蜥(Scincella tsinlingensis)的嗅器及犁鼻器。结果发现,草原沙蜥的鼻腔较为狭长,秦岭滑蜥呈梨形,其他两种蜥蜴的鼻腔略成圆形。秦岭滑蜥的嗅上皮最厚,其次是密点麻蜥和草原沙蜥,荒漠沙蜥最薄。犁鼻器主要由犁鼻腔、犁鼻感觉上皮、犁鼻神经及蘑菇体等组成,没有腺体。草原沙蜥和荒漠沙蜥的犁鼻腔较为宽阔,密点麻蜥和秦岭滑蜥的较窄。4种蜥蜴的犁鼻感觉上皮均较嗅上皮厚,蘑菇体向后逐渐缩小至消失,犁鼻感觉上皮成闭环状,包围犁鼻腔。密点麻蜥和秦岭滑蜥的犁鼻感觉上皮位于犁鼻器的背侧,蘑菇体位于腹侧;与此不同,两种沙蜥的犁鼻感觉上皮偏向于犁鼻器的腹内侧,蘑菇体位于背外侧。密点麻蜥的犁鼻感觉上皮最厚,其次为秦岭滑蜥,两种沙蜥最薄;秦岭滑蜥犁鼻感觉上皮的感觉细胞密度最高,其次是密点麻蜥,两种沙蜥最低。这些结果提示,密点麻蜥和秦岭滑蜥对嗅觉信号的依赖和投入较两种沙蜥多;4种蜥蜴犁鼻器的结构差异间接地佐证了有鳞类犁鼻器系统发生的特异性。     

云南省耿马佛洞地遗址发掘简报

佛洞地遗址位于云南省临沧市耿马傣族佤族自治县勐简乡勐简村大军赛村民小组燕子洞,坐落于一处东南开口的二叠纪灰岩穿洞,南临南汀河。2016～2017年,临沧市文物管理所在公路考古调勘期间发现该遗址;为进一步认识滇西地区旧石器时代晚期文化,2017～2018年对该遗址开展考古发掘工作。发掘区域位于洞内第四台面到第五台面间,共发掘20 m²,出土了包括石制品、动植物化石等在内的大量遗物。初步地层年代学分析显示,遗址时代为距今18400～14000年,共包含3期连续文化,文化遗物以石制品为主,总数达到9735件。佛洞地遗址作为一处热带-亚热带生境下的史前遗址,为我们构建旧石器时代晚期滇西地区文化序列、探讨特定自然生态背景下史前人类的文化适应提供了重要参考。