植物科學

“青蒿素抗藥性”的合理應對方案

中國中醫科學院青蒿素研究中心和中藥研究所特聘專家王繼剛研究員主筆，同屠呦呦研究員等5位專家攜手，基于青蒿素藥物機理、現有的治療方案、耐藥性的特殊情況和原因以及藥物價格等諸多因素，從全局出發，提出了切實可行的應對“青蒿素抗藥性”的合理方案。該論文發表于The New England Journal of Medicine（《新英格蘭醫學雜志》）。青蒿最早記載于《神農本草經》，在《肘后備急方》中明確了對瘧疾的治療作用，自古以來便被我國先民應用于瘧疾治療。青蒿素及其衍生物作為一線的抗瘧藥物，成功治愈了無數的瘧疾患者。這是我國傳統中藥和老一輩的科研工作者對全人類做出的偉大貢獻。

屠呦呦研究員與王繼剛研究員進行交流（圖片來源于中國中醫科學院中藥研究所網站）

古籍所記：“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之。”（圖片來源于網絡）

氮富集下植物功能性狀對高寒草地生產力的調控機制

中國科學院植物研究所楊元合研究員帶領團隊依托在青藏高原高寒草原建立的長期氮添加實驗平臺，揭示了氮富集下植物功能性狀與生態系統生產力以及水分、光照和磷元素等資源的利用效率之間的關聯。研究結果發表于Journal of Ecology。研究發現，隨著施氮量的增加，葉片磷含量功能多樣性降低，使得光、磷利用效率持續降低；同時，優勢物種葉面積增大引起的群落光攔截增加的正效應，以及葉片磷含量功能多樣性下降的負效應，共同導致生產力和水分利用效率沿氮梯度呈先上升后下降的趨勢。研究結果為理解大氣氮沉降背景下草地生態系統生產力的動態變化提供了新視角。

薄唇蕨屬植物的系統進化與分類研究進展

中國科學院昆明植物研究所青藏高原—喜馬拉雅植物多樣性形成與演變團隊的張良博士與密蘇里植物園張麗兵研究員和成都生物研究所高信芬研究員等合作，從2008年開始在該屬的多樣性中心東亞和東南亞收集實驗材料。最近基于薄唇蕨屬及其近緣類群的146個樣本的6個基因片段數據，重建了全球薄唇蕨屬的系統發育關系。研究結果先后發表于Molecular Phylogenetics and Evolution和Phytotaxa。研究團隊基于重建的薄唇蕨屬系統發育關系，重新詮釋了之前被歸并或忽略的9個物種，并依據命名法規做出新的分類處理。盡管如此，仍有一半以上的種類未能確定其物種名。

玉米表皮蠟質調控新基因

中國農業科學院作物科學研究所作物基因組選擇育種創新團隊博士后李莉、杜依聰、鄭軍研究員，美國愛荷華州立大學Patrick Schnable教授等合作，克隆了玉米表皮蠟質調控新基因glossy6，并揭示了該基因對玉米表皮蠟質的積累與苗期耐旱中的重要作用。相關成果于發表于Journal of Experimental Botany。在大多數陸生植物的表面都覆蓋著一層表皮蠟質，表皮蠟質是一類由超長鏈脂肪酸衍生而來的脂質化合物，它對植物防止體內水分散失和其他環境脅迫具有重要作用。在植物中，已經克隆了一些表皮蠟質相關基因，其表達產物調控表皮蠟質的生物合成及從細胞內到胞外的蠟質轉運。

破譯中藥黃芩產生抗癌活性物質的遺傳密碼

上海辰山植物園/中國科學院上海辰山植物科學研究中心，中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所及英國John Innes Centre等單位的中英科學家團隊成功完成了唇形科植物黃芩全基因組測序，并分析了黃芩中活性成分的進化機制，進而完整闡明了抗癌活性物質漢黃芩素的合成機制。研究論文發表于Molecular Plant這一研究解析了一種使用2000多年的藥用植物中的珍貴化學物質合成途徑，為通過合成生物學獲取漢黃芩素提供了基礎。黃芩是一種著名的中藥植物，原產于中國，因其具有良好的治療特性而在世界范圍內廣泛種植。黃芩葉片中含有野黃芩素、野黃芩苷，根中則含有黃芩素、漢黃芩素等活性物質。

藥用植物黃芩（圖片來源于中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所）

黃芩基因組組裝情況（圖片來源于中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所網站）

植物根部揮發物釋放的調控機制和生態效應

中國科學院武漢植物園入侵生態學學科組黃偉研究員等與瑞士伯爾尼大學和德國馬普化學生態研究所合作，以入侵植物斑點矢車菊為研究對象，發現斑點矢車菊根部釋放大量倍半萜類物質，研究成果連續發表于Plant Cell & Environment。植物揮發物不僅可以幫助植物抵御生物和非生物脅迫，同時可以影響鄰近植物的生長和防御，在調節植物和昆蟲種群動態和群落組成方面起到重要作用。此外，研究結果同時指出入侵植物不僅可以通過資源競爭抑制本地植物，而且可以通過植物間的化學信息交流來改變本地植物與昆蟲的互作關系，進而抑制本地植物，降低生物多樣性。

植物生殖策略隨森林演替變化研究進展

中國科學院華南植物園生態及環境科學研究中心任海研究員等人研究了鼎湖山自然保護區3個森林演替群落中，優勢物種的8種生殖性狀與18種植物葉片、莖干及植株整體性狀間的相互關系，在植物生殖策略隨森林演替變化研究中取得進展。相關研究成果發表于Ecological Indicators。結果發現，在演替早期階段，優勢物種的葉片性狀與其果實散布模式、傳粉類型顯著相關，而在演替中后期階段，大多數葉片及其他性狀與花果物候顯著相關；植物在生殖與生長間的權衡策略會隨演替進行逐漸發生變化。此外，在各演替階段，資源獲取型物種均會比保守型物種投入更少的資源及能量在生殖方面。

植物開花可急可緩——調控開花新機制

南京農業大學園藝學院蔣甲福教授、陳發棣教授等人與菊花遺傳育種團隊房偉民教授、陳素梅教授和管志勇教授等合作，揭示了褪黑素和獨腳金內酯在擬南芥開花方面的內在聯系，研究結果不僅拓展了人們對植物激素互作調控開花的認識，也為深入探索褪黑素和獨腳金內酯兩個激素調控植物花期的分子機制奠定了基礎。研究論文發表于Journal of Pineal Research。褪黑素（Melatonin, MT）和獨腳金內酯（Strigolactone，SL）是植物體內重要的激素，在植物生長發育進程中有重要作用。該團隊目前已把該調節機制應用到菊花開花控制上：外源施用SL人工合成類似物GR24可以促進菊花開花，而MT則抑制開花。