科研工具中的神仙“CP”:登完 Nature,又上 Science 封面

来源: 华大科技BGITech / 作者: 赵青 / 时间: 2020-02-13
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2020 年 2 月 7 日,华大 DNBSEQ 平台迎来喜讯!该平台 RNA-Seq 与 ChIP-Seq 组合方案助力傅向东课题组科研成果登上 Science 封面!

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文章标题:Enhanced sustainable green revolution yield via nitrogen-responsive chromatin modulation in rice.

发表单位:中国科学院遗传与发育生物学研究所等

早在 2018 年,该课题组就曾采用 DNBSEQ RNA-Seq 与 ChIP-Seq 组合产品在 Nature 上发表重大成果。这让人不禁感叹,科研界也有神仙“CP”!

以下是两项科研成果概览:

农业生产是人类生存的命脉,作物育种则成为解决饭碗问题的关键路径。但即便是在育种技术高度发达的今天,任何一种作物的育种都不是一蹴而就的。以半矮秆育种作物为例,它们作为“绿色革命”的代表,一方面,极大地提高了作物产量,另一方面,也引发了新的问题,矮化后的作物氮营养利用效率降低,在种植过程中需要投入大量氮肥,会严重破坏环境,也不利于农业的可持续发展。

2018 年,中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东老师课题组在 Nature 杂志发文,该研究团队提出调控植物生长与碳氮代谢相对平衡的 GRF4-DELLA 互作模型。以水稻为例,其生长调节因子 GRF4 不仅是植物碳 - 氮代谢的正调控因子,也是赤霉素(GA)信号传递途径的关键元件,能与 DELLA 蛋白互作。GRF4 的表达水平升高,能提高水稻的碳氮吸收利用率,还产生了半矮化表型,促进作物抗倒伏和高产。

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生产工具决定生产力!研究团队所选用的技术方案作为取得成果的关键因素之一,自然也备受关注,华大 DNBSEQ 平台的 RNA-Seq 和 ChIP-Seq 技术方案随之华丽亮相科研圈

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图 1:GRF4 调节多种氮代谢基因的表达

2020 年 2 月 7 日,傅向东课题组再添硕果,在Science 杂志封面刊文,揭示了水稻赤霉素在氮素响应过程中的作用机制。研究团队发现,NGR5 是植物氮素响应的正调控因子,它与 PRC2 蛋白复合物互作,通过介导组蛋白 H3K27me3 甲基化修饰来调节靶基因的表达,进而调控植物在生长发育(例如分蘖)过程中对土壤氮素水平的响应。研究团队在全球范围内首次发现,NGR5 是赤霉素信号传导途径的关键元件。赤霉素会促进 NGR5 蛋白降解,从而导致抑制植物分枝生长的靶基因表观修饰水平降低,靶基因表达量由此升高,最终植物分枝结构的生长发育受到抑制。赤霉素信号传导新机制的发现,从分子水平上揭示了半矮杆作物在高肥条件下增产的原因。 研究团队采用的华大 DNBSEQ 平台 RNA-Seq 和 ChIP-Seq 组合方案再次受到瞩目!该组合方案从 Nature,一路走到今日Science 封面,强力推动了农作物育种相关表达调控机制的深入研究。

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图 2:赤霉素信号传导新机制调控水稻分蘖的氮素响应

新年伊始,DNBSEQ 平台已绽放出夺目的光彩!截至目前,该平台助力科研用户发文累计已超 700 篇,并在 2019 年拿下 CNS 大满贯!

从数量和质量上不断突破的顶级科研文章共同鉴证,华大 DNBSEQ 平台测序产品实力非凡。新的一年,期待与您共谱新篇!

注 *BGISEQ-500、MGISEQ-2000 等华大自主测序平台都是基于 DNBSEQTM 技术,所以统称为 DNBSEQ 平台。

参考资料:

1. S. Li, et al., Modulating plant growth-metabolism coordination for sustainable agriculture. Nature 560, 595-600 (2018).

2, K. Wu et al., Enhanced sustainable green revolution yield via nitrogen-responsive chromatin modulation in rice. Science 367, eaaz2046 (2020).

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