科技

北京林大等完成世界首張梅花全基因組變異圖譜

北京林業大學教授張啟翔領銜的國家花卉工程技術研究中心與青島華大基因研究院、深圳華大生命科學研究院及美國賓夕法尼亞州立大學等單位合作，完成了首個梅花全基因組重測序研究，構建了世界首張梅花全基因組變異圖譜。該成果對梅花重要觀賞性狀的遺傳解析具有里程碑的作用。既為其分子標記輔助育種研究提供了重要的理論框架，又為重要觀賞性狀基因的遺傳選育及品種改良提供了重要平臺。相關研究論文日前在《自然—通訊》在線發表。

（中國科學報）

中外科學家為水稻降砷“解毒”

中國和不少亞洲國家以稻米為主食，然而水稻具有富集有毒物質砷的能力，對人類健康構成威脅。中外科學家近日找到一種新辦法，通過操控水稻基因降低砷含量，給水稻“解毒”。

砷以無機砷和有機砷等多種形式存在，無機砷毒性較高。水稻在生長過程中會吸收土壤中的砷，因此對以稻米為主食的國家而言，降低水稻中的砷含量是一項重大課題。

研究發現，水稻中的砷多是通過硅的轉運蛋白lsi1和lsi2“混進”植物機體內的。以往，科學家采用使這組蛋白基因突變的辦法降低砷含量，但此舉“殺敵一千，自損八百”，同時也會降低硅的含量，導致水稻減產。

南京農業大學教授趙方杰領銜的研究團隊發現了另一對水通道蛋白NIP1;1和NIP3;3也具有轉運砷的能力，但它們對硅的運輸能力較弱。基于該特性，研究人員操控這兩種蛋白的基因，讓它們運輸的砷無法留在植物體內，既達到了“解毒”的效果，水稻硅含量和產量也沒有受到顯著影響。

（新華社）

害蟲啃過的水稻變得更好吃

五羥色胺是一種讓人的大腦產生愉悅感的化合物，浙江大學農學院舒慶堯及其合作者最新研究發現：害蟲也喜歡五羥色胺。害蟲啃食水稻時，植株體內的五羥色胺含量會增加，對害蟲來說，這使水稻的“口感”和“營養”都提升了。

據了解，這是科學界第一次揭示五羥色胺與水稻抗蟲性之間的關系，將對下一步培養更優抗性的水稻和發展防蟲治蟲策略提供新的思路。這一發現對提高水稻的抗性，維護糧食產量和品質有很重要的科學價值。相關論文《基于五羥色胺生物合成抑制的水稻抗蟲性》日前發表在《自然·植物》雜志。

（科技日報）

加速小麥遺傳改良我國完成小麥A基因組精細圖譜繪制

中國科學院遺傳與發育生物學研究所的科研團隊日前完成了小麥A基因組的測序和染色體精細圖譜的繪制，有望進一步推動栽培小麥的遺傳改良。國際知名學術期刊《自然》發表了這一研究成果。

科研團隊繪制出了小麥A基因組7條染色體的分子圖譜，注釋出了41507個蛋白編碼基因。該工作為國內外科研人員解析小麥基因組進化和馴化提供了高質量的基因組信息和一個全新的視角，將加速栽培小麥的遺傳改良和分子設計育種，對提升小麥產業競爭力、保障糧食安全和農業提質增效與可持續發展將產生重要作用。

據了解，生產上廣泛種植的普通小麥是一個經兩次自然雜交而形成的異源六倍體，含有A、B和D三個基因組，其基因組大而復雜，約為水稻基因組的40倍，且85%以上基因組DNA為重復序列，致使基因組測序研究進展緩慢。

小麥是全球最重要的糧食作物，養活了世界上40%的人口，提供了人類所需熱能和蛋白質的20%。我國是世界上小麥生產和消費大國，常年種植的面積為2400萬公頃左右，年產量近1.3億噸。

（新華網）

水稻土微生物殘留物對氮素的響應研究獲進展

中國科學院亞熱帶農業生態研究所研究員蘇以榮團隊以13C-水稻秸稈為碳源，研究了水稻土0-1cm和1-5cm土層中微生物代謝產物（氨基糖）對氮素（（NH4）2SO4）的響應過程。

結果表明，添加無機氮能夠顯著增加0-1cm土層內微生物利用外源碳合成的氨基葡萄糖、氨基半乳糖和胞壁酸的含量，而在1-5cm土層中并沒有類似結果。培養前期，微生物利用外源碳合成的氨基糖在1-5cm土層顯著高于0-1cm的土層。其原因可能是，氧化層發生了氨氧化作用，使得1-5cm還原層的銨態氮含量高于0-1cm氧化層，而微生物在利用氮素的時候優先利用銨態氮而不是硝態氮，促使還原層氨基糖合成量比氧化層高?？偘被侵姓婢图毦鷼埩粑锏谋戎凳?2.5-14.6，而利用外源碳的真菌和細菌的殘留物比值為1.0-1.7，說明真菌和細菌對外源有機碳分解的貢獻相當，而對原有有機碳的轉化則以真菌占主導。

此項研究指出在水稻土中由于不同層次含氧量不同，造成微生物對碳氮的利用、轉化與循環差異，其結果為稻田生態系統微生物殘留物固碳的氮素調控提供科學基礎。

（新浪新聞）

生物導彈”將成農田病蟲害防治研發重點來源

在近日召開的第一屆國際生物防治大會上，中國農科院植保所副所長邱德文研究員透露，隨著國家對糧食和農產品質量的供給側結構改革深化，以及2020年農藥零增長方案的實施，對農田病蟲草害的生物防治已成為未來十年農業科技的研發重點，其中，被稱為“生物導彈”、具有精準控害功能的昆蟲信息素和昆蟲病毒等，近年已顯示出良好的應用前景。

據悉，國際上已從1100多種昆蟲中發現了1600多種昆蟲病毒，其宿主涉及昆蟲11目43科；我國已從7個目35科的196種昆蟲中分離到240余株昆蟲病毒。

（科技日報）

昆明植物所揭示菟絲子與寄主間抗蟲系統性信號交流

關于寄生植物這類特化的植物類群如何響應昆蟲脅迫，以及能否將脅迫信號傳遞給寄主，使寄主能夠感知寄生植物受到侵害等的問題仍缺乏深入研究，而這類問題對解析寄生植物生活習性、寄生植物與寄主的相互作用關系具有重要意義。近期，中國科學院昆明植物研究所研究員吳建強課題組以南方菟絲子與大豆組成的寄生體系為研究對象，以蚜蟲為昆蟲脅迫因子，系統地分析了南方菟絲子受到蚜蟲侵害后，寄生植物與寄主在植物激素和轉錄組水平上的響應。結果顯示，蚜蟲取食同時誘導了南方菟絲子和寄主大豆植物激素和基因表達的顯著變化；后續的生物功能測試結果表明，蚜蟲脅迫菟絲子后產生的系統性信號能夠移動至寄主，并誘導使寄主大豆抵御昆蟲（蚜蟲和斜紋夜蛾）脅迫的抗性顯著增強。該研究表明，在系統性響應昆蟲脅迫方面，維管束融合后的寄生植物與寄主形成了一個完整的功能體系，昆蟲取食寄生植物后，會誘導整個寄生體系產生系統性的抗蟲響應。這些發現為豐富寄生植物認知，了解寄生植物與寄主的物質與信號交流機制提供了新啟示。

（新浪新聞）

中國科學家在植物中實現超長基因片段高效精準無贅敲入/替換編輯

國際學術期刊《Nature Communications》在線發表了中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所植物逆境中心朱健康研究組題為“CRISPR/Cas9-mediated gene targeting in Arabidopsis using sequential transformation”的研究論文。該研究報道了一種在擬南芥中基于二代轉化策略與CRISPR/Cas9系統的超長基因片段高效精準敲入/替換技術。它可以在擬南芥基因組精準定向地實現單氨基酸或大片段的插入或替換，且編輯位點無需任何標記輔助篩選，效率高達5%～10%。此研究大大推進了CRISPR系統在植物中的應用，為植物基因定點編輯提供了一種新方法。

（基因農業網）