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发布时间:01月07日 阅读:676



水稻驯化历程中长链非编码RNA进化模型 农科院作科所供图对付动植物的DNA来说,仅有不到5%能够翻译成蛋白质,进行生命活动。而大年夜部分DNA转录成RNA之后,便不再继承翻译,这些非编码RNA一度被觉得是转录中的噪音暗物质, 以致有人觉得这是垃圾DNA。近十年来,跟着探索未知的技巧的进步,这些所谓垃圾DNA的紧张性才开始为人们所懂得。近日,来自中国农业科学院作物科学钻研所(以下简称农科院作科所),水稻优良种质资本发掘与立异使用团队等钻研职员使用全基因组阐发的手段,对水稻及其近缘野生种基因组中的垃圾DNA进行注释。结果发明,有些被称做垃圾DNA的变异与水稻淀粉含量、籽粒大年夜小等紧张农艺性状的多样性相关。其钻研结果颁发在《科学进展》上。垃圾DNA绝非垃圾分子生物学的中间轨则描述了遗传信息的通报偏向,即DNA转录孕育发生mRNA,mRNA使用所携新蒲京澳门赌场网站带的遗传信息指示蛋白质的合成。中间轨则觉得,蛋白质是生命活动的主要承担者。跟着大年夜量生物全基因组测序的完成,科学家们发明绝大年夜多半生物基因组中90%以上的DNA不编码任何蛋白质,于是将其划入了垃圾行列。后来科学家又发明,人类编码蛋白的基因数量跟蠕虫的险些相同,以是仅靠编码区的DNA差异,没法解释人与其他生物的差异。而所谓的垃圾DNA才是独一跟着生物繁杂性增添而数量增添的基因组区域。同时,科学家发明,垃圾DNA对人体的影响感化渗透到了遗传调控收集中的方方面面,从罕有的遗传疾病到唐氏综合征,从新蒲京澳门赌场网站常见的病毒感染到朽迈历程等,都与其离开不了相干。对这些非编码DNA的钻研,宣示着新一轮基因功能钻研改革期间的到来。该论文第一作者、农科院作物所副钻研员郑晓明先容,非编码DNA对动物体的影响感化钻研已新蒲京澳门赌场网站有很多,但大年夜家对其在植物中发挥的感化知之甚少。在水稻基因组中,今朝已克隆的影响水稻形态性状的基因位点大年夜概有3000多个,99%以上的基因位点都是蛋白质编码区。然则,借助于全基因组关联阐发技巧,我们发明,跟水稻形态、性状的多样性相关的变异大年夜部分集中在非编码区。郑晓明奉告《中国科学报》。只管科学家们对作物驯化进行了近20年的基因组学钻研,但我们对大年夜多半作物在驯化历程中发生形态性状改变的遗传根基却不懂得。该论文另一作者、美国华盛顿大年夜学圣路易斯教授Kenneth M.Olsen说。神通广大年夜的非编码DNA基于非编码DNA区域在组织中表达量低、守旧性差,用于探索其功能的手段对照后进等缘故原由,对其钻研不停后进于对编码区DNA的钻研。跟着基因组测序技巧的成长,我们可以使用去核糖体RNA测序的措施,更正确、广泛获得组织中表达的DNA区域。郑晓明说,从野生稻到现在食用的水稻,仅颠最后一万多年的人工驯化、改善,其株型、穗型、粒型以及种皮颜色等都发生了伟大年夜的变更。在此历程中,累积的突变、重组次数少,以是噪音小,水稻及其近缘野生种是得当进行非编码DNA的钻研体系。她所在的团队致力于水稻及其近缘野生种的种质资本网络和钻研事情,不停以来,积累了富厚的水稻及其近缘野生种的钻研材料。他们首先对水稻及其近缘野生种进行了全链特异性转录组测序,剖断了3363个长链非编码RNA。结合多组学深入阐发注解,下调的长链非编码RNA受到人工选择,并与碳固定和碳水化合物代谢相关。钻研职员又进一步使用转基因实验和群体遗传阐发证明,新蒲京澳门赌场网站长链非编码RNA表达水平的差异直接导致了水稻驯化历程中多个籽粒性状的变异。性状变异钻研的新思路这项钻研首次从全基因组水平对水稻及其先人种的长链非编码RNA布局、表达模式、分子机制和进化历史进行深入钻研,揭示了长链非编码RNA调控水稻紧张农艺性状变异的分子机制,为水稻农艺性状变异钻研供给了新思路,可为水稻全基因组设计育种供给路线图,对水稻遗传改善具有紧张的指示意义。该论文通讯作者、农科院作科所钻研员杨庆文说。张学勇是作科所小麦基因资本课题组钻研员,新蒲京澳门赌场网站他觉得,郑晓明等人发清楚明了长链非编码RNA对付水稻发展全历程的调控感化,这具有很强的立异性。这给往后工资节制DNA转录量,进而改变性状供给了一种可能性。比如,对付患有糖尿病、尿毒症等疾病的人来说,假如能低落水稻中的淀粉含量,就不必禁食大年夜米。张学勇说,同时,这项钻研也给做其他谷物钻研的人供给了一个新视角。既然在水稻中有这样的调控系统,那在小麦、玉米、高粱等作物中,会不会也存在呢?这必要进一步的钻研。相关论文信息:http://doi.org/10.1126/sciadv.aax3619滥觞:食物资讯中间



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