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芝麻種質(zhì)基因庫構(gòu)建取得重要突破

日前，中國(guó)農(nóng)科院油料所張秀榮研究員主持完成的“芝麻種質(zhì)基因庫的構(gòu)建、發(fā)掘與育種應(yīng)用”榮獲2016年度湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

張秀榮介紹，芝麻是我國(guó)優(yōu)勢(shì)特色油料，但因種質(zhì)數(shù)量少、農(nóng)藝性狀鑒定粗放、基因組信息不清、缺乏功能標(biāo)記，導(dǎo)致育種可用親本種質(zhì)匱乏、育種技術(shù)落后、效率低，成為制約我國(guó)芝麻耐濕抗病高油高產(chǎn)品種選育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大瓶頸。

針對(duì)上述難題，張秀榮團(tuán)隊(duì)歷時(shí)30年，構(gòu)建了覆蓋全國(guó)30個(gè)省市和世界五大洲42個(gè)國(guó)家、編目信息達(dá)30多萬條、全球數(shù)量最多的芝麻種質(zhì)庫，率先完成芝麻全基因組測(cè)序，注釋基因2.7萬多個(gè)，構(gòu)建了首張精細(xì)物理圖譜和首個(gè)芝麻基因信息庫，向全球公開基因信息數(shù)據(jù)量819.3G，占世界同類報(bào)道的90.3%，引領(lǐng)了芝麻種質(zhì)由表型鑒定向基因組信息研究的跨越。

（農(nóng)民日?qǐng)?bào)）

科研人員揭示棉花抗黃萎病的分子遺傳結(jié)構(gòu)

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所戴小楓研究員領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表了首個(gè)基于簡(jiǎn)化基因組測(cè)序的棉花黃萎病抗性全基因組關(guān)聯(lián)分析的研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了14個(gè)抗病新位點(diǎn)，揭示了棉花多基因協(xié)同控制黃萎病抗性的分子遺傳規(guī)律。相關(guān)研究成果于3月29日在線發(fā)表于植物學(xué)國(guó)際權(quán)威期刊《Plant Biotechnology Journal》（《植物生物技術(shù)雜志》）》上。

科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)上述棉花抗黃萎病育種的關(guān)鍵問題，系統(tǒng)收集了我國(guó)陸地棉優(yōu)異種質(zhì)和主栽品種512份，通過全國(guó)各地多年多點(diǎn)精準(zhǔn)表型鑒定，構(gòu)建了含299份種質(zhì)材料的適合于抗病遺傳模式解析的自然群體。揭示了棉花多基因協(xié)同控制黃萎病的抗性分子遺傳規(guī)律，為后續(xù)棉花抗黃萎病功能基因挖掘、分子標(biāo)記開發(fā)和多位點(diǎn)分子標(biāo)記輔助抗病育種奠定了基礎(chǔ)。

（中國(guó)農(nóng)科院網(wǎng)）

分子設(shè)計(jì)育種可調(diào)控水稻產(chǎn)量與品質(zhì)

日前，從中國(guó)水稻研究所獲悉，水稻所與中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所及中國(guó)農(nóng)科院深圳基因組所大力合作探索水稻分子設(shè)計(jì)育種，積極推動(dòng)傳統(tǒng)育種向高效、精準(zhǔn)、定向的分子設(shè)計(jì)育種轉(zhuǎn)變。

研究團(tuán)隊(duì)將已完成基因組測(cè)序的日本晴和9311作為優(yōu)良目標(biāo)基因供體，對(duì)28個(gè)優(yōu)良目標(biāo)基因主動(dòng)設(shè)計(jì)，涉及水稻產(chǎn)量、稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和生態(tài)適應(yīng)性等；以食用品質(zhì)較差的超高產(chǎn)品種“特青”作為優(yōu)良基因的受體，在經(jīng)過8年的雜交、回交和聚合選擇，結(jié)合分子標(biāo)記定向選擇獲得了若干份優(yōu)異的后代材料。這些材料充分保留了特青的遺傳背景及高產(chǎn)特性，而稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)、口感和風(fēng)味等均顯著改良，所配組的雜交稻稻米品質(zhì)也顯著調(diào)高。

（中國(guó)科學(xué)院網(wǎng)）

科研人員發(fā)現(xiàn)調(diào)控植物葉型發(fā)育分子機(jī)制

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所作物高光效功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)影響植物葉型發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制，為作物高光效遺傳改良和育種實(shí)踐提供了重要的理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于近日在線發(fā)表于國(guó)際著名遺傳學(xué)雜志《PLoS Genetics》(《公共科學(xué)圖書館遺傳學(xué)》)上。

生物所通過與美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)、塞繆爾?諾貝基金會(huì)和中科院等單位開展合作研究，發(fā)現(xiàn)過表達(dá)WOX家族基因STF能夠引起水稻、二穗短柄草和柳枝稷等禾本科植物的葉片變寬、加厚，莖稈粗壯，光合效率明顯提高，抗倒伏能力顯著增強(qiáng)。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)過表達(dá)STF柳枝稷的生物產(chǎn)量增加近一倍，同時(shí)刈割后柳枝稷材料再生能力顯著增強(qiáng)，表明葉型控制基因STF在提高禾本科作物生物產(chǎn)量方面的巨大應(yīng)用潛力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)STF基因通過直接抑制植物細(xì)胞分裂素氧化酶家族基因表達(dá)，導(dǎo)致植物體內(nèi)植物激素細(xì)胞分裂素的動(dòng)態(tài)平衡發(fā)生改變。上述研究工作初步揭示了WOX家族基因STF影響植物葉型發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制，為作物高光效遺傳改良和育種實(shí)踐提供了重要的理論基礎(chǔ)。

（中國(guó)農(nóng)科院網(wǎng)）

科學(xué)家揭示水稻粒寬與粒重調(diào)控新機(jī)制

日前，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬建民院士領(lǐng)銜的水稻功能基因組學(xué)創(chuàng)新研究組，在水稻粒寬與粒重調(diào)控機(jī)制研究中取得重要進(jìn)展，揭示了控制水稻粒寬與粒重關(guān)鍵基因GW5通過調(diào)節(jié)油菜素內(nèi)酯（brassionsteroids, BR)信號(hào)途徑調(diào)控水稻籽粒發(fā)育的新機(jī)制，初步闡述了其功能作用模式與遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為水稻高產(chǎn)育種提供了重要的理論依據(jù)。該項(xiàng)研究成果于近日在線發(fā)表于《Nature Plants》（《自然—植物》）雜志上。

GW5/qSW5為較早報(bào)道的控制水稻粒寬、粒重且效應(yīng)較強(qiáng)的數(shù)量性狀基因座（QTL）。GW5/qSW5在水稻資源中普遍存在，受環(huán)境影響較小且對(duì)粒型性狀貢獻(xiàn)率較高，對(duì)培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)水稻品種具有重要的應(yīng)用價(jià)值。早在2008年，萬建民帶領(lǐng)科研人員與日本相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)分別將GW5/qSW5位點(diǎn)成功定位在同一重疊區(qū)間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)存在于寬粒品種中的1,212-bp缺失與粒寬性狀關(guān)聯(lián)，并驗(yàn)證該缺失在水稻人工馴化和育種改良過程中被高強(qiáng)度地選擇以增加水稻產(chǎn)量。然而，兩研究團(tuán)隊(duì)預(yù)測(cè)的GW5/qSW5候選基因卻不相同，且均未報(bào)道對(duì)所預(yù)測(cè)基因的功能驗(yàn)證結(jié)果。

科研人員經(jīng)過深入研究，明確了位于該1,212-bp缺失區(qū)域上游一個(gè)編碼鈣調(diào)蛋白的基因，能夠顯著影響水稻粒寬，是GW5/qSW5位點(diǎn)的候選基因，仍命名為GW5，其主要在水稻籽粒發(fā)育時(shí)期的穎殼中表達(dá)。存在于寬粒品種的1,212-bp缺失通過調(diào)控GW5的表達(dá)量進(jìn)而調(diào)控籽粒大小。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，GW5蛋白定位在細(xì)胞質(zhì)膜上，并可與油菜素內(nèi)酯信號(hào)途徑中的一個(gè)關(guān)鍵激酶GSK2直接互作，抑制GSK2磷酸化下游兩個(gè)轉(zhuǎn)錄因子BZR1和DLT活性，使得非磷酸化狀態(tài)的BZR1與DLT積累并進(jìn)入細(xì)胞核中，調(diào)控BR下游響應(yīng)基因表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控水稻粒型等生長(zhǎng)發(fā)育過程。通過CRISPR技術(shù)將GW5基因敲除，可以增加其他不含1,212-bp缺失的水稻品種籽粒的粒寬和粒重，達(dá)到增產(chǎn)的效果。

（中國(guó)農(nóng)科院網(wǎng)）

河南省農(nóng)科院揭示黃色燈光防治蛾類害蟲分子機(jī)制

日前，河南省農(nóng)科院植保所武予清團(tuán)隊(duì)利用第二代高通量測(cè)序技術(shù)，分析了利用夜間黃色光照改變夜蛾類害蟲——黏蟲成蟲的相關(guān)基因組表達(dá)，揭示了利用燈光防治害蟲的分子機(jī)理。相關(guān)成果已在《科學(xué)報(bào)告》發(fā)表。黏蟲具有敏感的視覺系統(tǒng)，因此光照條件改變可能會(huì)影響其行為活動(dòng)，進(jìn)而影響其繁殖和種群數(shù)量等。近20年來，西方國(guó)家發(fā)展了黃色燈用于防治蛾類害蟲。

武予清團(tuán)隊(duì)研究了夜間黃色光照條件下黏蟲、棉鈴蟲、小菜蛾等蛾類害蟲成蟲生物學(xué)特性，結(jié)果表明夜間黃色光照可以阻止蛾類成蟲復(fù)眼“明適應(yīng)”狀態(tài)的改變、減少受精卵和降低產(chǎn)卵量。該研究團(tuán)隊(duì)對(duì)黑暗、白光、紫外光和黃光四種不同光照條件下黏蟲頭部轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行分析，經(jīng)過組裝后獲得46327條完整基因。經(jīng)過進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)了夜間黃色光照改變黏蟲成蟲的生物節(jié)律基因、光信號(hào)傳導(dǎo)基因、嗅覺基因和味覺基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。該項(xiàng)研究從分子機(jī)理上解釋了燈光防治原理是光波干擾了蛾類昆蟲生物節(jié)律、尋覓配偶甚至尋找寄主和取食行為。

（河南農(nóng)科院網(wǎng)）

北京首家專業(yè)自動(dòng)化嫁接育苗場(chǎng)建成

近日，從北京市農(nóng)業(yè)局農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站獲悉，該站計(jì)劃在小湯山展示基地建成北京市首家專業(yè)自動(dòng)化嫁接育苗場(chǎng)。

目前，北京市集約化育苗場(chǎng)每年嫁接菜苗約200萬株，人工嫁接每人每天平均2000株左右，未來將有至少3000萬株瓜果類苗需要嫁接。據(jù)悉，嫁接技術(shù)作為一項(xiàng)成熟的育苗技術(shù)在集約化育苗產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用，但是隨著人工成本的增加，勞動(dòng)者的老齡化，嫁接技術(shù)并沒有大范圍的推廣。該育苗站將引進(jìn)基質(zhì)攪拌機(jī)、砧木播種機(jī)、嫁接機(jī)、嫁接流水線、嫁接愈合棚等先進(jìn)專業(yè)的嫁接輔助設(shè)備，提高嫁接效率，并培養(yǎng)專業(yè)化的嫁接工人，同時(shí)使嫁接技術(shù)平民化，零基礎(chǔ)也可以掌握嫁接技術(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)大北京市的嫁接技術(shù)覆蓋率，為蔬菜的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)提供技術(shù)基礎(chǔ)。

（農(nóng)民日?qǐng)?bào)）