植物科學(xué)

被子植物受精過程關(guān)鍵機(jī)制

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院段巧紅團(tuán)隊(duì)與美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校A l i c e Y. Cheung和Henming Wu教授等人合作，揭示了被子植物阻止多個(gè)花粉管進(jìn)入胚珠的分子機(jī)制。研究論文發(fā)表于Nature。FERONIA受體激酶調(diào)控了低甲酯化果膠質(zhì)在絲狀器的積累，進(jìn)而調(diào)控了第一個(gè)花粉管誘導(dǎo)的一氧化氮在絲狀器的積累。一氧化氮對(duì)誘導(dǎo)花粉管進(jìn)入胚珠的誘餌蛋白進(jìn)行亞硝基化修飾，一方面阻止其分泌，另一方面使其失去誘導(dǎo)花粉管的活性，其他花粉管因此不能進(jìn)入這個(gè)“名花有主”的胚珠。而fer突變體胚珠，低甲酯化的果膠質(zhì)及一氧化氮在絲狀器部位的含量都顯著低于野生型胚珠。

FERONIA缺失突變體胚珠不能阻止多個(gè)花粉管進(jìn)入（圖片來源于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)站）

果膠質(zhì)在野生型胚珠絲狀器部位積累，介導(dǎo)花粉管進(jìn)入胚珠后產(chǎn)生一氧化氮，以阻止誘餌蛋白吸引其他花粉管（圖片來源于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)站）

紅壤花生-木薯根際互作調(diào)控養(yǎng)分利用的微生物信號(hào)機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所孫波課題組基于紅壤旱地花生連作、花生-木薯間作田間試驗(yàn)，結(jié)合盆栽、水培實(shí)驗(yàn)和外源乙烯添加實(shí)驗(yàn)，利用高通量測(cè)序等方法，研究了種間植物（花生與木薯）地下部化學(xué)信號(hào)識(shí)別途徑，揭示了花生信號(hào)調(diào)控根際微生物的競(jìng)爭(zhēng)性防御生存策略。研究論文發(fā)表于Microbiome。研究發(fā)現(xiàn)鄰近植物木薯產(chǎn)生的氰化物可誘導(dǎo)間作花生根系乙烯釋放。該信號(hào)分子一方面調(diào)控花生生理應(yīng)答；另一方面可經(jīng)根部釋放重塑根際微生物群落，影響作物養(yǎng)分吸收。新構(gòu)建的微生物組加速根際有機(jī)氮磷礦化，為花生地下部提供可利用氮磷養(yǎng)分，從而提高花生子代有效繁殖能力，進(jìn)一步提高花生在間作模式下的生態(tài)適應(yīng)性。

真菌類群屬與種的分類學(xué)及系統(tǒng)發(fā)育研究

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)盛軍團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所許建初團(tuán)隊(duì)聯(lián)合發(fā)表了真菌類群種屬分類學(xué)與系統(tǒng)發(fā)育研究最新成果。研究論文發(fā)表于Fungal Diversity。研究團(tuán)隊(duì)選擇兩個(gè)門（子囊菌門Ascomycota，擔(dān)子菌門Basidiomycota）、6個(gè)綱、24個(gè)目與55個(gè)科的126個(gè)真菌類群，所選類群覆蓋了歐洲意大利等地，亞洲中國(guó)、印度和泰國(guó)，以及北美和南美國(guó)家的物種。此研究引入了96種新的分類單元，包括兩個(gè)新科以及82個(gè)新種。此外，此研究也包括5種新的組合，25個(gè)關(guān)于新真菌宿主和地理分布的新紀(jì)錄，同時(shí)報(bào)道了有性型—無性型關(guān)聯(lián)性，在每個(gè)分類單元中提供了詳細(xì)的描述、插圖、系統(tǒng)發(fā)育樹以及查詢說明。

揭示生物鐘調(diào)控植物光周期依賴性生長(zhǎng)的新機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院植物研究所王雷研究員等發(fā)現(xiàn)了光周期通過影響PRRs蛋白的表達(dá)時(shí)相，與EC復(fù)合體協(xié)同調(diào)控PIFs轉(zhuǎn)錄的時(shí)間窗口，進(jìn)而決定下胚軸的光周期依賴性生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，以適應(yīng)生存環(huán)境的光周期，使植物達(dá)到最佳適應(yīng)性。研究論文發(fā)表于Plant Physiology。陸生開花植物自種子破土而出開始，便需要對(duì)生存環(huán)境中晝夜節(jié)律性的光溫環(huán)境信號(hào)變化不斷做出適當(dāng)反應(yīng)，以增強(qiáng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。生物鐘對(duì)于植物感知光周期變化并以此決定不同光周期條件下的晝夜節(jié)律性生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)具有重要作用。雙子葉植物幼苗的下胚軸在光周期條件下顯示出強(qiáng)勁的生長(zhǎng)節(jié)律，而且下胚軸的長(zhǎng)度與日長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)。

“海稻86”耐鹽相關(guān)基因定位

中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園熱帶稻種保護(hù)與遺傳改良研究組開展了對(duì)“海稻86”耐鹽性的遺傳及分子機(jī)理解析的研究。研究論文發(fā)表于Agronomy。“海稻86”是我國(guó)重要的耐鹽水稻種質(zhì)資源。在鹽土環(huán)境條件下，耐鹽種質(zhì)“海稻86”苗期表現(xiàn)出比普通水稻品種更高的耐鹽性，遺傳分析結(jié)果顯示耐鹽對(duì)鹽敏感為顯性。利用“海稻86”為供體親本，云南粳型水稻品種“滇粳優(yōu)1號(hào)”為受體親本，構(gòu)建了F2群體并進(jìn)行BSA（分離群體分組分析法）測(cè)序分析，最終獲得了一個(gè)對(duì)表型貢獻(xiàn)率超過60%的主效Q T L（L O D＞14）。該Q T L位于R M8904-R M493標(biāo)記之間，遺傳距離為5.49cM，該QTL被命名為qST1.1。

滲入系IL-T22耐鹽表型分析（圖片來源于中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園網(wǎng)站）

q S T1.1定位及驗(yàn)證結(jié)果（圖片來源于中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園網(wǎng)站）

北美東海岸紅樹向高緯度擴(kuò)張新機(jī)制

中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院彭少麟教授團(tuán)隊(duì)與美國(guó)佐治亞大學(xué)James E. Byers教授團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)現(xiàn)北美東海岸黑紅樹（Avicennia germinans）向高緯度擴(kuò)張入侵本地互花米草（Spartina alterniflora）群落，從全新的視角揭示了全球變化背景下，植物向高緯度擴(kuò)張的新機(jī)制。研究論文發(fā)表于Journal of Ecology。隨著北美東海岸極端低溫事件頻率的減少，黑紅樹在互花米草群落的多度增加，削弱了互花米草群落土壤對(duì)黑紅樹低溫耐受力的負(fù)效應(yīng)，從而提高了黑紅樹的低溫耐受力，并最終成功取代互花米草。該研究揭示了北美東海岸黑紅樹向北擴(kuò)張入侵本地互花米草群落的新機(jī)制。

植物響應(yīng)密植遮蔭促進(jìn)開花的分子機(jī)理研究

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王海洋教授團(tuán)隊(duì)與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所合作，揭示了植物在遮蔭密植環(huán)境下通過耦合光敏色素信號(hào)途徑與miR156-SPL途徑協(xié)同調(diào)控植物開花的分子機(jī)制。研究論文發(fā)表于Molecular Plant。提高種植密度是提高農(nóng)作物單產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)措施。然而植物的一些適應(yīng)性變化對(duì)于作物的產(chǎn)量卻產(chǎn)生負(fù)面影響。論文從蛋白互作層面闡明了FHY3和FAR1通過整合植物外部光信號(hào)途徑和植物自身年齡信號(hào)途徑，協(xié)同調(diào)控植株響應(yīng)環(huán)境變化的分子機(jī)制，完善了植物避蔭反應(yīng)的調(diào)控機(jī)理，為耐蔭、耐密植作物新品種的培育提供了理論指導(dǎo)。

玉米胚乳灌漿調(diào)控新機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心巫永睿研究組拓展了Opaque2（O2）作為玉米胚乳灌漿調(diào)控網(wǎng)絡(luò)核心轉(zhuǎn)錄因子的作用范圍，揭示其可以調(diào)控胚乳儲(chǔ)藏物質(zhì)合成起始單元生成所需基因的協(xié)同表達(dá)。研究論文發(fā)表于Plant Biotechnology Journal。研究表明，在玉米籽粒高速灌漿時(shí)，雖然Sh1是蔗糖合酶活性最主要的貢獻(xiàn)者，但O2對(duì)Sus1和Sus2的轉(zhuǎn)錄激活是對(duì)Sh1介導(dǎo)的灌漿的必要補(bǔ)充。論文證實(shí)了O2是胚乳灌漿調(diào)控的核心因子，它使從葉片轉(zhuǎn)運(yùn)到籽粒的蔗糖從裂解到最終合成儲(chǔ)藏物質(zhì)（淀粉和蛋白）形成高度協(xié)同的調(diào)控，這一策略可能在玉米高效灌漿中發(fā)揮重要的作用。