生物通报道：西南大学最早的源头是创立于清朝末年的川东师范学堂，这所位于我国西南地区的国家"211工程"重点建设综合大学于2005年7月经教育部批准，由原西南师范大学、原西南农业大学合并组建而成。2011年西南大学在国际生物技术领域顶级期刊《Nature Biotechnology》等杂志上接连发表文章，获得了重要的研究成果。

Spatiotemporal manipulation of auxin biosynthesis in cotton ovule epidermal cells enhances fiber yield and quality

中国是世界上最大的纺织品生产国和消费国,棉花是我国最重要的经济作物之一，在我国国民经济中具有十分重要的地位。但是，目前国产原棉在数量和质量上，已经不能满足市场需要，进口原棉数量不断增加，尤其是适纺高档棉纱的优质原棉，几乎全部依赖进口。因此提高棉花的产量，改进其品质，对我国纺织业持续健康发展，具有非常重要的意义。但是，我国人口众多，耕地资源十分有限，粮食生产压力很大。这一国情不允许单纯采用扩大栽种面积的方式来增加我国棉花的产量，唯一的途径是通过育种和栽培手段，提高棉花的单位面积产量，同时改善其纤维品质。

然而，由于受种质资源和常规育种技术的限制，棉花品种的产量潜力己开始进入平台期，要实现棉花产量与纤维的同步提高，难度更大。常规育种技术已经难以满足我国对棉花产量和质量快速增长的要求。
 
在这篇文章中，西南大学的研究人员开展了棉花纤维发育的分子机理及基因工程改良的研究。这一课题组研究发现，生长素在开花当天的纤维起始细胞中有高浓度积累，而IAA运输抑制剂处理棉花以及无纤维突变体的胚珠表皮细胞中没有这种高浓度积累，这表明高浓度的生长素累积是纤维细胞起始所必需的。

据此，这一课题组提出通过定向控制植物激素相关基因的表达，在棉花纤维细胞起始期适度增加棉花胚珠表皮细胞中的IAA浓度，促进纤维细胞起始，进而提高纤维产量的策略。针对这一策略，经过多年坚持不懈的努力，筛选出了适宜的启动子，在上千个转基因棉花株系中获得了纤维产量大幅度提高、同时纤维的细度也得到显著改进的新材料，在棉花高产优质育种上取得了重大突破。

这篇文章公布在《Nature Biotechnology》杂志上，成为全球首例成功利用转基因技术实现作物产量与品质同步改良报道。

Functional Divergence among Silkworm Antimicrobial Peptide Paralogs by the Activities of Recombinant Proteins and the Induced Expression Profiles

昆虫对侵入体液的微生物主要通过细胞免疫和体液免疫加以清除和抑制繁殖。在体液免疫机制中主要由抗菌肽发挥作用。昆虫基因组通常含有多种抗菌肽基因家族成员，那么昆虫是如何协调抗菌肽基因家族成员的功能？这些抗菌肽家族成员的免疫功能分化又是通过怎样的选择进化而形成？研究人员在该论文中详细解析了这些问题。

在这篇文章中，研究人员对家蚕基因组中的3个抗菌肽基因家族（cecropin, moricin, gloverin）成员（14个基因）抗菌功能和免疫表达活性的分化进行了系统深入的研究，结果发现这3个基因家族存在着“主功能基因的免疫一致性”，BmcecB6、BmcecD、Bmmor 和 Bmglv2是这3个家族的主功能基因，其它成员的抗菌谱较窄，抗菌活性较弱，免疫表达活性也降低，有的已进化为假基因。研究同时从分子进化角度和上游调控元件解析了这种免疫功能分化的原因。研究所揭示的“主功能基因的免疫一致性”特征与课题组较早时间在黑腹果蝇抗真菌肽drosomycin基因家族成员中发现的功能分化特征（Gene, 2006; Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2009）相一致。

这一研究揭示的这一基本特征可以回答昆虫是如何协调不同抗菌肽的功能这一关键问题，使我们加深理解昆虫通过抗菌肽基因家族成员的协同防御机制实现快速、经济、有效抵抗微生物感染的生物学意义：主功能基因弱的基础表达活性形成初次防御；主功能基因强的诱导表达活性发挥主要防御作用；其它基因成员弱的诱导表达活性构成协同防御，后者针对某些微生物的强抗菌活性的意义也不可忽视。

Ras1CA overexpression in the posterior silk gland improves silk yield

家蚕丝腺，特别是后丝腺生产的丝蛋白决定了蚕丝的产量。科学家曾通过传统杂交手段获得高产、抗病的新家蚕品种，使养蚕业获益匪浅。但好景不长，这种方法很快遭遇蚕丝产量停滞的瓶颈。由于蚕丝成分相当复杂，用转基因方法改变一种或数种丝蛋白，可能会改变丝的构造，降低蚕丝的品质。最好的办法是只让丝腺增大，但是别的组织器官不发生变化。

因此在这篇文章中，研究人员在一种叫做GAL4/UAS的转基因家蚕品系中进行实验，通过Ras1CA基因在家蚕后丝腺中特异地超表达，使蚕丝蛋白生产和丝的产量提高60%，而食物消耗量却只增加20%，桑叶蚕丝转化效率提高了30%，蚕丝质量没有受到明显影响，在蚕业生产上呈现出良好的应用前景。

这样就能把家蚕丝腺变大，但正常吐丝，并且不影响蚕丝的构造和蚕丝的品质。而GAL4/UAS转基因系统的最大优点是可在特定组织或者特定器官里使某基因获得功能或者丧失功能。所以，在后丝腺中特异性表达癌基因Ras，导致后丝腺轻度癌化，形成一个“良性肿瘤”：后丝腺变大，转基因家蚕正常吐丝，蚕丝构造和品质没有太大改变。而研究进一步发现，Ras1通过增大后丝腺体积和促进丝蛋白合成来提高蚕丝产量，是家蚕后丝腺发育的主效调控基因之一。

（生物通：万纹）

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