遗传发育所连发Nature、Science文章 获重要突破

【字体: 时间:2012年06月04日 来源:生物通

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  中国科学院遗传与发育生物学研究所最早成立于1959年,在2001-2003年经由原中国科学院遗传研究所、发育生物学研究所及石家庄农业现代化研究所整合而组成现在的研究所。近期遗传发育所接连在Nature,Science杂志上发表文章,获得了番茄基因组研究新发现,以及植物天然免疫研究方面的新机制。

  

生物通报道:中国科学院遗传与发育生物学研究所最早成立于1959年,在2001-2003年经由原中国科学院遗传研究所、发育生物学研究所及石家庄农业现代化研究所整合而组成现在的研究所。近期遗传发育所接连在Nature,Science杂志上发表文章,获得了番茄基因组研究新发现,以及植物天然免疫研究方面的新机制。

在第一篇“The tomato genome sequence provides insights into fleshy fruit evolution”文章中,由来自中国、美国、荷兰、意大利、以色列等14个国家的300多位科学家组成的“番茄基因组研究国际协作组” 历经8年多的艰苦努力,完成了对栽培番茄全基因组的精细序列分析。

在解码的番茄基因组中共鉴定出约3万5千个基因,其中97%以上的基因已经精确定位到染色体上。进化分析表明番茄基因组经历的两次三倍化使基因家族产生了特异控制果实发育及营养品质的新成员。协作组同时绘制了栽培番茄祖先种野生醋栗番茄基因组的框架图,为在育种中进一步利用野生资源的优异基因提供了有力的工具。

遗传与发育生物学研究所李传友研究员和薛勇彪研究员作为中方协调人负责番茄第3号染色体的测序工作,参加3号染色体测序工作的还有中国科学院遗传与发育生物学研究所的陈明生研究员、程祝宽研究员、左建儒研究员、凌宏清研究员、中国科学院武汉植物园的王瑛研究员、中国科学院国家植物基因研究中心的韩斌研究员、北京市农林科学院蔬菜研究中心的李常保研究员、青岛农业大学的姜国勇教授、山东省农业科学院蔬菜研究所的高建伟研究员、四川大学的刘永胜教授等。这项研究得到植物基因组学国家重点实验室和科技部863项目的资助。

番茄是研究果实发育和成熟过程的经典模式植物,其基因组的解读是继拟南芥和水稻之后,科学家通过国际合作完成的又一个高质量的模式植物的基因组序列分析,对于不同物种之间的比较基因组学研究具有重要价值。这项工作将极大推动番茄乃至包括马铃薯、辣椒、茄子等在内的茄科植物的功能基因组研究,为培育具有高产、优质、抗病虫害、抗逆等优良性状的番茄新品种打下了良好的基础,对推动全世界的番茄生产具有重要意义。

在第二篇“Chitin-Induced Dimerization Activates a Plant Immune Receptor”文章中,遗传与发育生物学研究所周俭民研究组与清华大学的柴继杰研究组合作,通过多种生化和功能分析以及结构生物学实验,发现了几丁质激活CERK1的机理。

植物的天然免疫是植物免疫系统的重要组成部分。在植物的细胞膜上存在多种模式识别受体,通过识别病原体上的一些共有的、保守的分子基序(也即病原相关分子模式),引发先天免疫反应。真菌病原体细胞壁的主要组分几丁质是β-1,4连接的N –乙酰氨基葡萄糖的多聚物,可以作为一种病原分子相关模式刺激植物产生免疫反应。几丁质在拟南芥中的受体CERK1是一种LysM类型的受体激酶,胞外含有三个串联的LysM结构域。已有的研究结果表明,体外表达纯化的CERK1能直接结合几丁质,但是其识别几丁质的分子机制和结合几丁质后的激活机制却亟待阐明。

这篇文章发现:当植物宿主细胞感受到几丁质时,植物细胞膜上的AtCERK1通过胞外LysM结构域二聚化来完成配体感应,使其胞内结构域磷酸化并激活下游防卫反应信号通路。该项研究为理解植物免疫调控及其它受体激酶的作用方式提供了一个宝贵的模型。

(生物通:万纹)
 

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