共检索到2324条,权限内显示50条;
[学术文献 ] 中科院与奥地利国家技术研究所合作揭示固体颗粒微生物菌剂作用机制 进入全文
Microbiological Research
2025年4月25号，中国科学院西北生态环境资源研究院王若愚研究员团队与奥地利国家技术研究院的Angela Sessitsch教授和Günter Brader教授合作在Microbiological Research发表题为“Bioinoculant substitution enhances rhizosphere soil quality and maize growth by modulating microbial communities and host gene expression in alkaline soils”研究论文，系统揭示了固体颗粒微生物菌剂（贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis FZB42与粘土材料组成）通过调控根际微生物群落和玉米基因应答，改善贫瘠碱性黄土质量并促进玉米生长的机制。研究设置了减施氮肥与不施磷肥的处理条件，探索了微生物菌剂在低外源肥料施用下，如何提高作物对土壤养分的吸收，进而促进增产的效果。研究表明，减半氮肥显著提高了菌株FZB42在玉米根际的定殖能力，而不施氮肥或全量施用都会导致其定殖量下降，表明优化氮素管理可最大化微生物菌剂的促生效应与作物增产潜力。菌剂施用显著改变了根际微生物群落结构，富集了Saccharimonadales 和 Mortierella 等与关键养分循环和植物互作相关的功能微生物。对玉米根、叶和籽粒进行转录组分析发现，在抽穗期和生殖阶段早期，根中脂肪酸合成与氮磷吸收转运和代谢、叶片光合作用、籽粒淀粉合成和发育等相关基因的表达水平显著上调，生长发育及生产力相关的代谢通路显著富集。结构方程模型分析表明，微生物多样性和植物基因表达的提升分别可解释45%的土壤质量变化和69%的产量变化。研究为微生物菌剂在改善贫瘠土壤和促进作物生长的应用提供了新的机制解释，进一步证明微生物菌剂在可持续农业中的应用潜力。
[学术文献 ] 哈佛医学院发现并揭示Hailong细菌防御系统工作机制 进入全文
Nature
2025年4月30日，来自哈佛医学院的Joel M. J. Tan、Philip J. Kranzusch 等研究人员在《Nature》上发表了题为“A DNA-gated molecular guard controls bacterial Hailong anti-phage defence”的研究论文，揭示了一种称为“Hailong”的细菌防御系统，该系统能有效抵御噬菌体的侵袭。文章详细阐述了Hailong系统的组成、功能机制以及它如何利用DNA信号分子来调控抗病毒免疫反应。研究人员首先在细菌防御岛和噬菌体竞争位点中发现了一组保守的蛋白质编码基因，预测其包含一个约25 kDa的pol-β超家族核苷酸转移酶（NTase）结构域，并将其命名为Hailong系统。Hailong是一个由两个基因组成的操纵子，分别编码Hailong蛋白A（HalA）和Hailong蛋白B（HalB）。其中，HalA是一种功能未知的跨膜蛋白，而HalB则是一种NTase酶。研究人员进一步通过实验发现，Hailong系统能够广泛地保护细菌免受噬菌体感染，例如来自大肠杆菌STEC 1178的Hailong系统能为抵御双链DNA噬菌体SECφ4和SECφ6提供超过10,000倍的保护。HalB被证实是一种能够将脱氧ATP转化为单链DNA寡聚体（ODA）的NTase。研究人员通过X射线晶体学分析，揭示了HalB DNA合成的逐步机制，这一过程由C末端的酪氨酸残基启动，实现酶的从头启动。一系列结构和生化实验表明，HalB具有持续活性，能够特异性地利用dATP合成ODA。此外，HalB合成的ODA能够与HalA结合并抑制其活性。研究人员通过冷冻电镜技术确定了HalA–ODA复合物的结构，发现HalA是一个具有保守离子通道结构域和独特冠结构域的同源四聚体，能够结合ODA信号并控制其激活。在研究Hailong防御机制时，研究人员发现噬菌体DNA外切酶在感染过程中会触发预先形成的HalA复合体的释放，从而诱导宿主细胞生长停滞。通过分析Hailong防御的活体实验，研究人员揭示了病毒DNA外切酶如何破坏ODA信号并激活Hailong防御。实验结果表明，Hailong防御系统通过HalB持续合成ODA作为分子哨兵，监测噬菌体感染。在感染发生时，噬菌体DNA外切酶降解ODA，释放HalA的离子通道效应子功能，进而导致宿主细胞生长停滞，从而阻止噬菌体的进一步扩散。这项研究不仅揭示了一种新的细菌抗噬菌体防御机制，还为理解细菌与噬菌体之间的分子军备竞赛提供了新的视角。Hailong系统的发现可能对开发新型抗菌策略和噬菌体疗法具有重要意义。尽管文章详细描述了Hailong系统的结构和功能，但关于ODA信号如何从HalB转移到HalA以及噬菌体核酸酶如何破坏这一过程的具体机制仍需进一步研究。此外，研究人员提到，未来的工作将关注于更全面地了解Hailong防御系统的季节性变化以及在不同环境条件下的动态调控。
[学术文献 ] 英国约翰·英纳斯中心与深圳农业基因组研究所等合作揭示孟德尔豌豆遗传基础 进入全文
Nature
2025年4月23日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)程时锋团队携手英国约翰·英纳斯中心等团队，在《Nature》上发表了题为“Genomic and genetic insights into Mendel’s pea genes”的最新研究成果。该研究结合群体基因组学、数量遗传学和分子生物学等技术手段，成功构建了高分辨率的豌豆单倍型变异图谱和表型变异图谱，首次在分子层面全面揭示了孟德尔豌豆七大性状变异背后的遗传基础。该研究深入探究了孟德尔时代豌豆七对经典性状的遗传架构，揭示了四个已知孟德尔基因的新的等位变异，并解析了三个未被充分研究性状的遗传基础：发现 Chlorophyll synthase (ChlG) 基因上游约100kb的基因组缺失导致gp突变体的黄色荚果表型；找到了导致v和p等位变异的基因，分别是含有Ogre元素插入的MYB基因和具有提前终止密码子的CLE肽编码基因，它们影响了次生细胞壁的增厚和木质化，从而形成可食用荚果；还发现了一个5bp的外显子缺失和一个遗传修饰位点与茎的畸形（fa）表型相关。此外，研究还调查了与多种农艺性状相关的基因和等位基因，例如腋环花色素苷色素沉着、种子大小和“半无叶”形态等，为豌豆的基础研究、生物学和遗传学教育以及育种实践提供了重要基础。
[学术文献 ] 安徽农大等首次发现细菌感染“边际效应” 进入全文
Cell
2025年4月21日，安徽农业大学动物医学院曲少奇教授联合中国农业大学朱奎教授、北京大学黄建永研究员及中国科学院深圳先进技术研究院黄术强研究员，在《Cell》发表了题为“Tissue geometry spatiotemporally drives bacterial infections”的研究论文。该研究首次发现了细菌感染“边际效应”，阐明了力学微环境调节细菌感染的分子机制，构建了靶向细菌定殖的药物递送系统，发展了宿主导向抗菌策略，为应对细菌耐药性危机提供了新的思路。该研究综合微生物学、力学生物学、药剂学相关的多学科交叉研究手段，首次发现了病原菌感染呈现明显的“边际效应”，即位于几何限制单层边际的细胞更易被细菌感染，并据此提出了针对性的防控策略。基于对细菌空间特异性定殖模式的深入解析，研发了新型药物递送系统。在三维肠芯片模型中，发现细菌在隐窝结构中优先定殖。通过构建“核-壳”药物递送系统，将抗生素精准递送至肠道隐窝区域，显著降低细菌载量。在建立的小鼠肠道耐万古霉素肠球菌感染模型中，药物递送系统显著提高了抗消化道细菌感染效果，实现了基础与应用研究的融通发展。这一范例不仅展示了基于组织几何结构的精准药物递送策略的可行性，还为进一步发展宿主导向抗菌策略和开拓合理用药新手段提供了重要参考。
[学术文献 ] 美加利福尼亚大学等揭示蛋白质内无序区域影响mRNA调控基因表达机制 进入全文
Nature
2025年4月23日，来自美国加利福尼亚大学伯克利分校的约瑟夫·H·洛贝尔及尼古拉斯·T·英格利亚实验室在《Nature》发表题目为“Deciphering disordered regions controlling mRNA decay in high-throughput”的研究论文。研究揭示了蛋白质内含有的内在无序区域（IDRs）如何通过影响mRNA稳定性和翻译来调控基因表达的分子机制。通过高通量功能分析和机器学习，研究者们发现芳香族氨基酸在调控mRNA表达中起关键作用，并确定了这些无序区域所依赖的分子特征及生化途径。研究首先通过高通量荧光测定法，系统地评估了酵母蛋白组中无序区域对mRNA翻译和降解的影响，构建了包含约47,000个肽段的文库，发现900个抑制性片段，源自395种不同蛋白。进一步的突变扫描显示，芳香族和疏水性氨基酸在活性基序中富集，且这些基序在不同蛋白中具有不同的大小和组成。机器学习分析表明，芳香族氨基酸是后转录调控功能的强预测因子，通过精确识别关键氨基酸残基和模式，该研究为理解功能失调蛋白中的无序区域如何调控基因表达提供了新的视角。研究还揭示了两类不同的无序区域，一类依赖于短的线性基序，另一类依赖于整体序列组成，这两类区域在突变耐受性和氨基酸组成上存在显著差异。该研究不仅定义了无序区域控制mRNA降解和蛋白合成的分子规则和生化途径，还为未来的基因表达调控研究提供了重要的资源和工具。
[学术文献 ] 中国农大与哈佛大学等合作通过泛基因组揭示苹果属的进化与多样性 进入全文
Nature Genetics
2025年4月16日，中国农业大学、哈佛大学、宾夕法尼亚州立大学等多所高校和科研机构的研究团队在《Nature Genetics》上发表了一篇题为“Pan-genome analysis reveals the evolution and diversity of Malus”的研究论文。该研究通过测序和组装30个高质量的苹果属（Malus）基因组（包括20个二倍体和10个倍体），深入探究了苹果属物种的进化历史和基因多样性。研究揭示了古老的基因复制和转换事件，并定义了六种新的基因组类型，其中包括一种被多倍体物种共享的祖先类型，这有助于发现广泛的杂交信号。基于图谱的泛基因组捕获了共享和物种特异性的结构变异，促进了苹果抗病分子标记的开发。研究还通过分析选择性清除，发现MdMYB5基因的突变在驯化过程中降低了苹果的抗寒和抗病能力。研究显示，苹果属物种起源于亚洲，并在早期历史中在亚洲多样化。通过新构建的苹果属核系统发育树和物种地理分布，研究人员重建了苹果属的生物地理起源，发现其可能从亚洲迁移到地中海、欧洲和高加索地区。此外，多次近期的扩散事件导致几种苹果属物种传播到北美、北欧和非洲。在基因组复制和多样性方面，研究在苹果属早期进化中发现了全基因组复制（WGD）事件的证据，并探讨了这些事件对基因和功能进化的影响。研究还发现了多个杂交事件，这些事件可能对苹果属的基因组多样性和物种辐射起到了重要作用。通过比较52个单倍型解析组装和10个多倍体共识组装与‘富士’共识基因组，研究人员检测到了大量的结构变异（SVs），这些变异在泛基因组中占据了相当大的比例。其中，苹果疮痂病抗性位点Rvi6区域中鉴定出的两个苹果属特定片段，为抗病育种提供了潜在的分子标记。研究还开发了一个名为IntervalConvertor的生物信息学工具，可以将不同参考基因组检测到的选择性清除区域转换为标准基因组坐标，从而在统一的方式下比较和协调来自不同基因组源的选择性清除。通过重新测序337个样本（247个栽培苹果和90个野生样本），研究人员识别了苹果驯化过程中受到选择的基因组区域和相关基因。总体而言，这项研究不仅加深了对苹果属基因组多样性和进化的理解，还为苹果育种和基因研究提供了宝贵的资源和工具，有助于培育具有理想农艺性状的新苹果品种。
