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势头逆天!华中农业大学一天连发2篇Nature子刊和1篇Cell 子刊!

2017/04/13 来源:青塔/大学从未如此有料
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导读
近几年,华中农业大学的这些优势学科发展也都非常迅速。继上个月一周连发3篇Nature子刊后,4月11日,华中农业大学3个研究团队又同时发表了3篇顶尖论文,其中包括2篇Nature子刊和1篇Cell 子刊,可谓势头逆天。
作为农业领域实力最强的高校之一,华中农业大学在作物遗传育种、微生物学、果树学、分子化学与分子生物学、遗传学、细胞生物学等学科领域一直很有优势。

近几年,华中农业大学的这些优势学科发展也都非常迅速。继上个月一周连发3篇Nature子刊后,4月11日,华中农业大学3个研究团队又同时发表了3篇顶尖论文,其中包括2篇Nature子刊和1篇Cell 子刊,可谓势头逆天。下面一起看一看。

华中农业大学邓秀新领衔的柑橘团队Nature Genetics发表重要进展


华中农业大学邓秀新院士

4月11日,《自然•遗传学》(Nature Genetics)刊物在线发表了华中农业大学邓秀新院士领衔的柑橘团队在无性生殖领域取得的研究进展(Genomic analyses of primitive, wild and cultivated citrus provide insights into asexual reproduction)。这项工作以柑橘原始种、野生种和栽培种的基因组为基础,采用比较基因组、遗传学和转录组等方法解析了柑橘“多胚”形成的分子基础,锁定了关键基因CitRWP。

徐强教授为该论文通讯作者,华中农业大学博士生王霞、徐远涛、张斯淇及西南大学曹立副研究员为论文并列第一作者。华中农业大学信息学院马彬广、陈玲玲,生命科学技术学院陈春丽等多位老师及研究小组参与完成了该项目。该研究受到国家自然科学基金,中央高校基本科研业务费专项基金和973计划等项目的资助。

柑橘多胚基因的发掘和利用对于固定优良基因型、排除珠心胚的干扰、提高育种效率具有重要意义。在柑橘苗木繁育中常利用多胚性来生产整齐一致的砧木或品种,在柑橘驯化和栽培过程中多胚性也常被人们利用保存优良基因型。本研究为进一步精确利用“多胚性”分子设计辅助柑橘育种提供基因资源,同时对于大田作物引入无融合生殖性状固定杂种优势也具有借鉴价值。

该篇论文也是柑橘团队基因组研究的又一成果。2013年,该团队在《自然•遗传学》(Xu et al, 2013, Nature Genetis, 45:59-66)发表了柑橘(芸香科)第一例基因组,并解析了甜橙果实富含维生素C的分子基础。经过4年的努力,柑橘团队自主完成了5例基因组,从上游到下游建立起一套适合于多年生果树作物开展正向遗传学研究的方法,并在果实品质和无性生殖研究取得新进展。文章链接:

http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/full/ng.3839.html

华中农业大学殷平教授团队Nature Plants发表重要成果


华中农业大学殷平(右一)和团队成员在一起讨论

同在4月11日,Nature Plants以article形式在线发表了华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室/生科院殷平教授团队关于植物RNA编辑复合体参与RNA编辑分子机制的最新研究成果。

类似于在一篇WORD文档中,会时常使用插入、删除、替换等手段来修改文字信息,被称为文档编辑。在植物遗传信息“天书”中,RNA编辑是指通过转录后特异位点核苷酸的插入、缺失及转换等加工修饰手段,对基因进行修饰和调控。在高等植物中,RNA编辑主要发生在线粒体和叶绿体中。RNA编辑异常影响植物细胞器的生物发生,导致植株生长缓慢,以及生殖发育障碍。

早在1989年研究人员就在植物中发现了RNA编辑的现象。2005年,第一个参与RNA编辑的蛋白因子被鉴定出来,发现它是一个PLS-type的PPR蛋白。随后,一系列的研究鉴定了多个PLS-type PPR蛋白家族作为反式因子参与RNA编辑。2012年,两个独立的研究组同时筛选到另一类RNA编辑因子——MORF蛋白家族(也称为RIP)。MORF突变体极大的降低线粒体和叶绿体RNA编辑的效率。

但是,这些蛋白因子是如何协同参与植物细胞器RNA编辑的分子机制并不清楚。

为了解决以上问题,该课题组首先试图通过结构生物学手段解析PLS-type PPR蛋白以及MORF蛋白的结构。由于大多数天然的PPR蛋白性质不好,很难拿到天然的PLS-type PPR蛋白进行结晶实验。该课题组通过将拟南芥中所有的PLS-type PPR蛋白进行序列保守性分析,巧妙的设计了一个含有9个重复序列包含3个PLS三联体重复的PLS-type PPR蛋白,命名为(PLS)3PPR。该蛋白可以进行异源可溶性表达,性质稳定。最终获得了PLS-type PPR蛋白的晶体结构,揭示了P,L,S这三类重复单元结构的差异性。

研究组同时对MORF家族蛋白成员进行结晶筛选,解析了MORF9蛋白的结构,发现其是一类新型的蛋白结构。研究人员通过生化实验证实(PLS)3PPR通过PLS三联体和MORF9相互作用,并解析了(PLS)3PPR - MORF9复合物晶体结构。结构显示L-type重复单元在介导蛋白相互作用过程中发挥关键的作用。有意思的是(PLS)3PPR - MORF9复合物比(PLS)3PPR单体有更强的RNA结合能力。结构比对发现,MORF9的结合驱使(PLS)3PPR 的L-type重复单元发生构型转变,使其更为紧凑,从而使得其第2位和35位的氨基酸距离更近,更有利于其对RNA碱基的结合。

基于以上发现,该研究组提出了MORF蛋白在RNA编辑中发挥功能的分子机制:在没有MORF蛋白存在的情况下,PLS-type PPR蛋白有较弱的靶标RNA结合能力;而当MORF蛋白存在时,可以引起PLS-type PPR蛋白构型发生改变,从而增强其对靶标RNA的结合能力。

该研究由博士后闫俊杰、研究生张群霞作为论文共同第一作者,殷平教授作为论文通讯作者。中国科学院植物研究所林荣呈研究员为本研究提供了帮助。校级蛋白质平台为该研究的开展提供了强有力的支持。上海同步辐射光源(SSRF)为数据收集提供了帮助。该研究受到了科技部基金、华中农业大学科技自主创新基金和人才启动基金、以及中国博士后基金的资助。闫俊杰博士特别鸣谢学校优秀博士后持续职业发展基金项目的支持。文章链接:

http://www.nature.com/articles/nplants201737

华中农业大学王学路课题组Cell 子刊发表研究成果


华中农业大学长江学者、国家杰青王学路

近日,生科院王学路课题组在油菜素甾醇领域取得系列重要研究进展,先后发现了油菜素甾醇通过RLA1调控水稻叶片直立性的机理、油菜素甾醇和光协同调控植物生长发育过程的细胞和分子机制两大方面的秘密。

4月11日,Cell 子刊Developmental Cell以《SINAT E3 ligases control the light-mediated stability ofthe brassinosteroid-activated transcription factor BES1 in Arabidopsis》为题在线发表了后一项研究成果。稍早前,The Plant Cell刊物在线发表了他们的前一项研究成果。

光是控制植物生长极为重要的环境因子,调节植物生长发育的每一个方面。早在1996年,人们就认为光可能与油菜素甾醇一同调控植物的生长发育的很多过程,但其中的分子机制却一直不清楚。

王学路课题组通过突变体筛选和图位克隆发现了水稻BR信号转导通路中的新成员RLA1,并通过遗传分析和生物学化学的方法证明RLA1在GSK2下游被GSK2所磷酸化而调控其蛋白稳定性。同时也证明RLA1可以和转录因子OsBZR1及DLT互作,形成BZR1-RLA1-DLT的转录复合体,共同调控水稻叶片直立性的表型。该研究不仅发现了水稻中独特的BR信号转导途径,也为人工改造水稻株型,提高禾本科作物产量提供了重要理论意义。

王学路教授是两篇文章的通讯作者,华中农业大学孙世勇研究员和复旦大学博士生乔胜龙为The Plant Cell论文的共同第一作者;华中农业大学与复旦大学联合培养的博士生杨梦冉同学为Developmental Cell论文的第一作者。王学路和杨梦冉还是同期Developmental Cell上一篇背靠背论文的共同作者。相关链接:

http://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(17)30167-3

(来源:华中农业大学新闻网)

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