農林園藝

研究揭示辣椒為什么會這么辣

華南農業大學園藝學院雷建軍教授團隊在辣椒素類物質生物合成的轉錄調控和遺傳進化方面取得重要進展。研究論文發表于New Phytologist。研究采用極辣的辣椒（C.chinense）做母本，微辣的辣椒（C.annuum）做父本構建了種間雜交群體?？寺〉嚼苯诽プ禺惐磉_的MYB轉錄因子MYB31直接調控辣椒素合成相關基因。MYB31啟動子變異與轉錄活性相關，高辣的C.chinense材料中MYB31被WRKY9強烈激活，最終導致極辣C.chinense種的形成。研究發現MYB31是辣椒屬中辣椒素類物質合成的轉錄調控因子，啟動子變異導致極辣基因型辣椒（C.chinense）遺傳進化。

辣椒5個栽培馴化種和極辣基因型辣椒（圖片來源于華南農業大學網站）

辣椒素生物合成的轉錄調控和極辣辣椒進化模式圖（圖片來源于華南農業大學網站）

植物病毒跨界侵染植物病原真菌的研究進展

西北農林科技大學植物保護學院、旱區作物逆境生物學國家重點實驗室、雙一流學科群病蟲害綜合治理PI團隊孫麗英教授課題組發現了植物類病毒能夠跨界侵染病原真菌，并引起病原菌致病力衰退，有望創建新型植物真菌病害的生防因子。研究論文發表于PNAS（《美國科學院院刊》）。研究利用植物—真菌—病毒相互作用的研究體系探索了類病毒跨界侵染絲狀植物病原真菌的情況。利用人工介導方式分別將7種代表性類病毒轉染3種絲狀植物病原真菌，包括蘋果腐爛病菌、栗疫病菌、禾谷鐮刀菌，首次證實了類病毒可以選擇性地在絲狀病原真菌中復制并傳播。

用基因手段讓“鎘”離秈米

南京農業大學趙方杰教授團隊與日本岡山大學馬建鋒教授合作，嘗試阻止鎘向水稻的地上部分和稻米中轉移。研究論文發表于Environmental International。將水稻本身擁有的OsHMA3基因在我國南方主栽秈稻品種“中嘉早17”中過量表達，在溫室盆栽條件下，將未轉基因的野生型和轉基因株系種植在兩份采自湖南的鎘污染水稻土上，野生型稻米鎘含量超過國家食品安全標準（0.2mg/kg）3～10倍，而轉基因株系稻米鎘含量降低94%～98%，低于國家標準5～10倍，并對農藝性狀和必需微量元素含量無顯著影響。該條件下種植出的稻米，能顯著降低鎘含量，而且在營養方面和普通稻米幾乎沒有差別。

控制大米好吃與否的“祖先基因”

揚州大學農學院教授劉巧泉團隊揭示了控制稻米蒸煮與食味品質最重要的基因——蠟質基因（Wx）的祖先等位基因Wxlv的相關分子遺傳機制，為稻米蒸煮與食味品質改良提供了重要基因資源和技術支撐。研究論文發表于Molecular Plant。攜帶Wxlv的稻米中含有更多中短鏈分子量的直鏈淀粉，表現為高直鏈淀粉含量和低淀粉黏滯特性，米飯口感和食味較差。而當下栽培稻中的多數優異等位基因都保留了Wxlv的功能位點，通過修改該功能位點可用于優良食味稻米的培育。研究證明，Wxlv與野生稻中Wx基因序列及功能基本一致，在進化中屬于祖先基因。

低鎘水稻研究進展

中國科學院植物研究所何振艷研究組及其合作者發現了參與水稻鎘吸收和籽粒鎘積累的OsCd1基因及其低鎘積累的自然變異OsCd1V449，對水稻鎘積累分子機制的闡釋和低鎘水稻品種的培育具有重要參考。研究論文發表于NatureCommunication。水稻容易吸收和富集重金屬元素鎘，使得鎘通過食物鏈進入人體，并在人體內長期積累，嚴重威脅人類健康。我國稻米鎘污染問題形勢嚴峻，其中南方稻米鎘污染情況尤為嚴重。我國栽培稻分成秈、粳兩個亞種，秈稻主要在南方地區種植，較粳稻具有更強的鎘積累能力，其可能是南方稻米鎘超標的一個重要原因。鑒定調控秈稻籽粒鎘積累特性的分子模塊，降低秈稻籽粒的鎘含量，培育低鎘安全水稻品種已成為當務之急。

水稻籽粒鎘積累性狀全基因組關聯分析及OsCd1基因功能表征（圖片來源于中國科學院植物研究所網站）

低鎘基因型OsCd1V449功能驗證（圖片來源于中國科學院植物研究所網站）

玉米高分辨率染色質遠程互作圖譜

中國農業大學農學院賴錦盛教授課題組解析了玉米高分辨率染色質遠程互作圖譜。研究論文發表于Nature Communications。該研究利用ChIA-PET技術（可以捕獲和某一蛋白相關的染色質互作），在玉米幼苗和幼穗中構建了H3K4me3-和H3K27ac-富集的高分辨率（5～10kb）的染色質互作圖譜。在幼苗和幼穗中分別鑒定到約24000遠程染色質互作。同時利用ChIP-seq（以H3K27ac為抗體）在幼穗和幼苗中鑒定到29649和27734遠端調控區域（D）。論文將鑒定的染色質互作分為啟動子—啟動子（P-P），啟動子—增強子（P-D），增強子—增強子（D-D）互作；其中P-P互作占60%，P-D占35%，D-D約占5%。

tRNAHis鳥苷轉移酶參與調控水稻適應環境溫度的新機制

中國科學院分子植物卓越創新中心/植物生理生態研究所林鴻宣研究組揭示了水稻tRNAHis鳥苷轉移酶通過參與生長素響應因子蛋白翻譯調控過程適應環境溫度的新機制。研究成果發表于Molecular Plant。高等植物擁有固著生長的特性，因此發展出多種適應環境溫度生長的策略。通過大規模EMS誘變，篩選到一個株高、結實率、葉寬、分蘗數等多種重要農藝性狀在上海與海南產生明顯差異的突變體，該突變體在上海夏季高溫環境下表現為矮稈、結實率低、窄葉、小穗，而在海南冬季溫度較低的條件下卻出現為與野生型“特青”類似的表型。研究發現AET1除了具有鳥苷轉移酶活性，還具有與核糖體相關蛋白一起調控蛋白翻譯過程的新功能。

云南常綠闊葉林的研究進展

中國科學院西雙版納熱帶植物園朱華研究員等人對云南常綠闊葉林的植物區系組成、物種多樣性、生態外貌特征和生物地理的研究，為今后《云南植被志》的編研提供了重要參考。論文發表于Botanical Review。常綠闊葉林在云南植被分類上被作為亞熱帶性質的一個植被型，除局部的山地苔蘚常綠闊葉林和山頂苔蘚矮林外，它主要包括3個植被亞型：季風常綠闊葉林，半濕潤常綠闊葉林和中山濕性常綠闊葉林?？茖W家把季風常綠闊葉林給予新名“低山常綠闊葉林”，并建議“低山常綠闊葉林”因其與中國西南獨特的常綠闊葉林在生態特征、植物區系組成和生物地理上明顯區別，在植被分類上應作為一個單獨的植被型。