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作物開花分子調控機制研究取得新進展

近日，由中國農業(yè)科學院作物科學研究所毛龍研究員領銜的創(chuàng)新團隊在麥類作物模式植物二穗短柄草開花調控的分子機制研究中取得新進展。該研究從成花素基因FT2的可變剪切角度揭示了一個新成花素基因轉錄后調控的分子機制。相關研究成果于近日在線發(fā)表于《自然（Nature）》系列刊物《自然通訊（Nature Communications）》上。

據悉，普通小麥在苗期需要經受一段低溫時期，才能開花結實，也就是“春化現(xiàn)象”。基因可變剪切是指基因的外顯子以多種方式通過RNA剪切進行重連，由此一個基因可能編碼多種蛋白質。這個領域是近年來基因轉錄后調控研究的熱點。對于植物開花關鍵基因成花素可變剪切的調控，更是植物分子生物學領域的新概念。

該團隊研究發(fā)現(xiàn)在短柄草生長早期，F(xiàn)T2成花素基因通過可變剪切方式編碼一個干擾型蛋白，阻止正常開花蛋白復合體發(fā)揮作用；當短柄草進入開花期時，功能型蛋白的轉錄本表達開始加速，超過干擾蛋白轉錄本的表達量，從而保證短柄草正常開花。該機制在小麥、大麥等早熟禾亞科作物中具有保守性，是調控此類作物開花的重要機制。此研究對麥類等相關作物抽穗期的調控研究具有重要意義。這一工作是該團隊通過大量小分子RNA生物信息數(shù)據挖掘，繼前期發(fā)現(xiàn)一個微RNA（miR5200）通過切割成花素基因FT1影響短柄草開花機理的基礎上，在作物開花時間調控的分子機制研究方面的又一重要進展。

該論文以中國農科院作科所為第一完成單位，作科所博士研究生秦正睿和山東農業(yè)大學吳佳潔副教授為該論文共同第一作者，作科所毛龍研究員和浙江大學武亮研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國農科院創(chuàng)新工程、中央級基本科研業(yè)務費和國家自然科學基金等項目的資助。

（中國農業(yè)科學院網）

國內首批抗根腫病油菜新品種選育成功

經過七年的科研攻關，由華中農業(yè)大學傅廷棟院士領銜的油菜團隊成功攻克油菜根腫病，選育出我國首批具有應用價值的抗根腫病油菜新品種“華油雜62R”和“華雙5R”。近日，該成果順利通過了湖北省組織的田間鑒定，專家組一致認為，該新品種對4號生理小種具有免疫抗性，對保證油菜安全生產具有重要意義，也為我國油菜抗根腫病育種提供了寶貴資源。

據統(tǒng)計，目前全球油菜根腫病發(fā)病面積在1500萬畝以上，其中日本、韓國十字花科蔬菜受根腫病危害嚴重。在國內，僅四川省發(fā)病面積就在300萬畝以上，成為我國根腫病第一大病區(qū)，隨著機械化程度的不斷提高，該病害正在不斷向四周迅速輻射蔓延。

華中農業(yè)大學油菜團隊聯(lián)合沈陽農業(yè)大學，于2010年開始利用蕪菁、大白菜等優(yōu)異抗病資源，通過遠源雜交將抗病基因導入優(yōu)良油菜常規(guī)品種或優(yōu)良雜交種親本中，在國內首先選育了抗病新品種，并在四川、安徽、湖北恩施、枝江、荊門、荊州等病區(qū)試種，取得明顯成效。其中，在湖北枝江的現(xiàn)場測定顯示，“華雙5R”發(fā)病率為零，“華油雜62R”發(fā)病率僅為1.2%，而其他三個感病對照品種發(fā)病情況普遍都在90%以上。

（科學網）

中國小白菜首次在國際站培育成功

據美國宇航局網站報道，宇航員佩吉?惠特遜花費近一個月的時間精心護理國際空間站上第一批中國小白菜，近日她對這些中國小白菜進行了收割。

空間站蔬菜項目主管尼科爾?杜富爾稱，佩吉正在做一項非常了不起的工作，她并未放棄種植太空蔬菜，能夠培育蔬菜種子使它發(fā)芽生長。據了解，雖然空間站工作人員將食用部分中國小白菜，但剩余部分將保存起來，送至肯尼迪太空中心進行科學研究。

這是國際空間站第五批收割的太空蔬菜，也是第一次成功種植中國小白菜。研究人員經過一系列嚴格標準評估多種多葉蔬菜，最終選擇中國小白菜，評估標準包括：蔬菜生長狀況以及營養(yǎng)價值等。4種候選蔬菜被送至約翰遜太空中心太空食物系統(tǒng)小組，在這里進行品嘗員樣本選擇，結果顯示中國小白菜在候選蔬菜中得分最高。

（第一農經網）

首個藜麥高質量參照基因組公布

英國《自然》雜志近日在線發(fā)表的一篇植物科學論文，公布了首個藜麥高質量參照基因組。這項新成果將促進藜麥的遺傳改良和育種策略，有望提高全球糧食安全。

這種植物其實已經有5000至7000多年的食用和種植歷史，在上世紀80年代，藜麥就被美國國家航空航天局用作宇航員太空食物。但迄今為止，藜麥仍屬于一種利用不足的作物。

此次，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學研究人員馬克?泰斯特及其同事，檢測了智利沿海的藜麥品種基因組序列以及另外的藜屬品種基因組序列，以表征藜麥的遺傳多樣性，理解藜麥基因組的演化。

研究團隊在進一步分析中，描述了其基因組數(shù)據以識別調控皂素形成的基因，皂素是藜麥籽殼中存在的一種苦味分子，必須在人類吸收之前去除。論文作者認為，他們發(fā)現(xiàn)的基因標記將可用于開發(fā)皂素含量低的無苦味或甜味藜麥商業(yè)品種。

在論文隨附的新聞與觀點文章中，美國佐治亞大學安德魯?皮特森總結表示，該發(fā)現(xiàn)為加速藜麥的遺傳改良打下基礎，而其目標正是保障全球日益增多的人口的糧食安全。

（科技日報）

土壤修復新型材料畝均成本不超過30元

近日從中科院合肥物質科學研究院了解到，該院技術生物與農業(yè)工程研究所專家研制成功一種新型納米復合材料，能夠高效抓取和轉化酸性土壤中的有害重金屬離子，且畝均成本不超過30元。

中科院合肥物質科學研究院技術生物所吳正巖研究員課題組研制出一種復合納米材料，將黏土、生物炭等天然材料復配，使其由聚集態(tài)變?yōu)樗缮B(tài)的網狀結構，既能將土壤pH值提升至接近中性，又能夠高效地富集和抓取土壤中的有害重金屬元素，同時還能將“六價鉻”等有害元素轉化為安全元素“三價鉻”。

據介紹，這種新型的土壤修復材料畝均成本只有10至30元，修復過程直接融入耕種流程之中，不僅使用便捷，相比傳統(tǒng)修復方法效率也大幅提高，并可制作成粉劑、液體、顆粒等各種形式。

（農民日報）

中國農科院植保所揭示病毒抑制植物RNA沉默新機制

日前，從中國農業(yè)科學院植物保護研究所獲悉，周雪平教授領銜的科研團隊揭示了病毒抑制植物RNA沉默新機制。相關成果于近日在線發(fā)表在國際頂尖核心期刊《科學公共圖書館-病原學（PLoS Pathogens）》雜志上。

RNA沉默是一種由雙鏈RNA誘導的、序列特異性的核酸降解和基因表達調控機制，RNA沉默是植物抵御病毒侵染的重要防衛(wèi)機制。雙生病毒是一類基因組為單鏈環(huán)狀DNA的植物病毒，其危害十分嚴重，全球的番茄、棉花、木薯、豆類、小麥、玉米等作物遭受病毒的毀滅性危害，《科學》《自然》等雜志多次專題報道了雙生病毒及其傳毒介體煙粉虱的危害嚴重性。對于雙生病毒如何抑制植物RNA沉默防御體系并成功侵染植物的機制一直是國際上的研究熱點。

科研人員在前期研究中發(fā)現(xiàn)中國番茄黃曲葉病毒（TYLCCNV）伴隨的衛(wèi)星分子編碼的bC1蛋白是一個重要的致病因子，也是一個RNA沉默抑制因子。隨后發(fā)現(xiàn)，bC1通過上調植物一個鈣調素類似蛋白Nbrgs-CaM表達而抑制植物RNA沉默通路中一個重要組份RNA依賴的RNA聚合酶6（RDR6)的功能。由于RDR6可與雙鏈RNA結合蛋白SGS3互作并形成復合體，因此科研人員對Nbrgs-CaM是否會影響SGS3的功能開展了研究。研究發(fā)現(xiàn)Nbrgs-CaM能與SGS3能夠互作，但不能與RDR6互作；Nbrgs-CaM能與SGS3互作結構域對于Nbrgs-CaM和SGS3的功能至關重要；Nbrgs-CaM的過表達不僅能夠影響SGS3的亞細胞定位，使其不能定位于‘siRNA-bodies’上，也會降低SGS3蛋白在植物中的積累量；Nbrgs-CaM通過細胞自噬途徑介導了SGS3的分解，并促進了雙生病毒侵染。該研究詮釋了雙生病毒逃避植物RNA沉默防御的分子機制，為植物抗病毒提供了新理論和策略。

該研究以中國農科院植保所為第一完成單位，李方方博士為第一作者，周雪平教授為通信作者。該研究得到國家自然科學基金資助。

（中國農業(yè)科學院網）