花瓣平行丟失的分子機(jī)制研究進(jìn)展

花瓣平行丟失的分子機(jī)制研究進(jìn)展

中國科學(xué)院植物研究所孔宏智研究組以所有九個(gè)無花瓣分支的代表物種為材料，通過轉(zhuǎn)錄組、分子進(jìn)化、比較形態(tài)學(xué)和功能研究，系統(tǒng)探究了毛茛科中花瓣平行丟失的分子機(jī)制。相關(guān)論文發(fā)表于The Plant Journal。花瓣是被子植物吸引傳粉者的重要媒介，在形態(tài)和結(jié)構(gòu)等方面呈現(xiàn)出豐富的多樣性。研究結(jié)果表明，毛茛科大多數(shù)無花瓣分支中花瓣的丟失可能是由AG1的表達(dá)外擴(kuò)造成的，而AP3-3的丟失、沉默和表達(dá)下調(diào)可能是結(jié)果。該研究有助于認(rèn)識毛茛科植物花瓣平行丟失的分子機(jī)制，也為理解被子植物其他類群中的花瓣丟失問題提供了新思路。

氮添加影響亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)林下植物葉片功能性狀及土壤碳動(dòng)態(tài)

中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心環(huán)境生態(tài)學(xué)研究組以亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)林下優(yōu)勢物種（草本和灌木）和土壤為研究對象，依托石門臺林冠和林下氮添加實(shí)驗(yàn)平臺，對比研究2種氮添加方式和2個(gè)氮添加水平處理下，林下優(yōu)勢種植被葉片重要功能性狀和與土壤有機(jī)碳相關(guān)過程的影響。相關(guān)成果分別發(fā)表于Journal of Ecology和Journal of Soils and Sediments。與自然大氣氮沉降相比，林下氮添加實(shí)驗(yàn)有可能高估了大氣氮沉降對森林生態(tài)系統(tǒng)林下植物功能性狀和土壤有機(jī)碳相關(guān)過程的影響。長期林下、林冠氮添加實(shí)驗(yàn)將為評估亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)功能和過程對大氣氮沉降的響應(yīng)提供更直觀的證據(jù)。

熱帶季節(jié)雨林密度制約效應(yīng)研究進(jìn)展

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園楊潔、宋曉陽等與合作者研究密度制約效應(yīng)與環(huán)境的相互作用，以及對熱帶森林樹種多樣性維持的影響。相關(guān)論文發(fā)表于Oecologia。研究團(tuán)隊(duì)通過分析西雙版納熱帶森林20公頃樣地10年的幼苗調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)合地形數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，通過分析發(fā)現(xiàn)，旱季同種負(fù)密度制約效應(yīng)在各個(gè)生境的效應(yīng)沒有顯著性差異，而雨季，同種負(fù)密度制約效應(yīng)在溝谷要顯著強(qiáng)于山脊。并且，樹種幼苗多樣性也表現(xiàn)出溝谷高于山脊這一特點(diǎn)。該階段性成果表明，雨季的負(fù)密度制約效應(yīng)在地形上的變化能夠解釋部分樹種多樣性格局的成因。

番茄避陰反應(yīng)調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李傳友研究組翟慶哲等揭示番茄Mediator亞基MED25與PIF4互作調(diào)控避陰反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)理。相關(guān)論文發(fā)表于Plant Physiology。密植栽培是提高作物單位面積產(chǎn)量的有效途徑。研究發(fā)現(xiàn)番茄PIF4蛋白通過調(diào)控生長素合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)，在遮陰誘導(dǎo)的下胚軸伸長中發(fā)揮重要作用。在此過程中，Mediator亞基MED25通過與PIF4直接互作，將RNA聚合酶II招募到PIF4靶標(biāo)啟動(dòng)子區(qū)，激活下游基因表達(dá)。因此，MED25作為溝通PIF4和RNA聚合酶II通用轉(zhuǎn)錄機(jī)器之間相互交流的橋梁，調(diào)節(jié)遮陰誘導(dǎo)的下胚軸伸長。

龍膽族葉綠體基因組進(jìn)化和系統(tǒng)學(xué)研究進(jìn)展

中國科學(xué)院武漢植物園系統(tǒng)與進(jìn)化課題組王恒昌等利用系統(tǒng)基因組學(xué)揭示了龍膽族內(nèi)系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。相關(guān)論文發(fā)表于BMC Plant Biology。龍膽族包含龍膽亞族和獐牙菜亞族，大多數(shù)物種生長在青藏高原高山草甸及流石灘，包含許多著名的高山花卉和藥用植物，如龍膽、獐牙菜、秦艽、扁蕾等，是理解高山植物演化和適應(yīng)性的良好類群。比較分析表明，核糖體蛋白基因和RNA聚合酶基因在龍膽族葉綠體基因中具有較高的替代率和遺傳變異；參與光合作用的編碼基因較為保守。rpoC2基因具有較高系統(tǒng)發(fā)育信息性，可用作龍膽族分類學(xué)研究的條形碼。此外，龍膽族葉綠體蛋白編碼基因組都經(jīng)歷著純化選擇。

揭示PSL1在調(diào)節(jié)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和水分關(guān)系方面的作用機(jī)理

中國水稻研究所水稻生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室錢前院士團(tuán)隊(duì)與合作者揭示了PSL1具有多聚半乳糖醛酸酶作用，可調(diào)節(jié)水稻細(xì)胞壁生物合成、植物發(fā)育及耐旱性。相關(guān)論文發(fā)表于New Phytologist。研究人員從光敏卷葉突變體中克隆并鑒定出一個(gè)半乳糖醛酸酶（一種果膠降解酶）的編碼基因PSL1，該基因突變后導(dǎo)致水稻根部和葉片組織中的細(xì)胞壁增厚，泡狀細(xì)胞比例增加，直接導(dǎo)致葉片在低濕度和高光環(huán)境下發(fā)生超敏卷曲，從而提高耐旱性。該研究揭示了PSL1在調(diào)節(jié)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和水分關(guān)系方面的作用機(jī)理，解釋了水稻“午睡”現(xiàn)象。該研究為抗旱育種工作提供了重要的理論依據(jù)。

植物干細(xì)胞命運(yùn)決定新機(jī)制

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李傳友研究組與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，發(fā)現(xiàn)動(dòng)植物中保守的LIM-domain binding（LDB）家族轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子SEUSS（SEU）調(diào)控干細(xì)胞組織中心的命運(yùn)決定。相關(guān)論文發(fā)表于The EMBO Journal。固著生長的高等植物能夠不斷調(diào)整器官發(fā)生和發(fā)育進(jìn)程，從而適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境條件。研究發(fā)現(xiàn)，SEU作用于SHR/SCR通路正向調(diào)控WOX5表達(dá)和干細(xì)胞組織中心的建立。SEU作為支架蛋白整合核心轉(zhuǎn)錄因子與表觀遺傳因子的功能，形成SCR-SEU-SDG4轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，從而精確調(diào)控WOX5的時(shí)空特異表達(dá)和決定干細(xì)胞組織中心的命運(yùn)。

金絲楠木的“環(huán)狀物種分化”研究進(jìn)展

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園植物系統(tǒng)發(fā)育與保護(hù)生物學(xué)課題組李捷等探討楨楠的遺傳格局、遺傳格局成因及其可采取的保護(hù)措施。相關(guān)論文發(fā)表于Ecology and Evolution。楨楠可明顯分為兩個(gè)組及兩個(gè)亞組，即東、西一與西二亞組。楨楠主要沿四川盆地四周分布，且遺傳距離和環(huán)形地理距離正相關(guān)。研究人員基于群體遺傳研究結(jié)果，提出首要采取就地保護(hù)的楨楠保護(hù)策略，對位于風(fēng)水林的群體（青城山和邛崍）與林場的群體（銅梁、永川群體）需采取減少人為干擾的就地保護(hù)；結(jié)合物種分化歷程推演，需采取遷地保護(hù)措施時(shí)，應(yīng)盡可能提高群體（組）內(nèi)的遺傳多樣性而避免東西兩個(gè)群體（組）間的融合。