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我國科學家領銜發(fā)表遺傳增益改良長篇專論

近日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所 “玉米分子育種技術和應用創(chuàng)新團隊”首席科學家、國家“千人計劃”特聘專家徐云碧博士領銜的國際聯(lián)合團隊，經(jīng)過3年努力，總結和發(fā)展了一系列改進遺傳增益的分子育種理論、技術和方法，相關成果以長篇評述的方式發(fā)表在牛津大學出版的《實驗植物學雜志》。

聯(lián)合團隊首先總結和評述了與遺傳增益改良相關的關鍵策略。采用誘變、基因定位和挖掘、轉基因和基因編輯在內的分子和基因組學方法可以釋放和創(chuàng)造有利的遺傳變異。通過精細管理和精準環(huán)境型鑒定，可以改善遺傳率的估計。通過提高基因型和表現(xiàn)型鑒定的規(guī)模和精度可以顯著提升選擇強度。采用分子標記選擇和雙單倍體技術之類的綜合育種方法可以加速育種進程，從而縮短育種周期。然后在此基礎上，發(fā)展了挖掘和拓展遺傳變異、改進遺傳率估計、提高選擇強度和縮短育種周期的相關分子育種策略。最后，將各類策略與其他廣泛應用的常規(guī)育種程序整合起來，構建了分子育種的綜合育種程序，并展望了遺傳增益改進的新機會、倡導了高效育種流程、提出了廣義的遺傳增益概念。

近年來，“玉米分子育種技術和應用創(chuàng)新團隊”為建立和發(fā)展分子育種的理論和應用體系開展了卓有成效的研究，發(fā)展了基于種子DNA的基因型分析方法、連鎖-關聯(lián)分析聯(lián)合作圖法、選擇性混合樣品分析法、多雜種群體全基因組關聯(lián)分析法、全基因組選擇育種策略、玉米單倍型圖譜、高密度SNP芯片、環(huán)境型和環(huán)境型鑒定新概念等。其中環(huán)境型鑒定概念在國際上被看成為1990年以來與轉基因、基因組選擇和基因組編輯等技術并列、影響植物育種的幾大技術潮流之一。相關研究的進展完善了分子育種時代遺傳增益改良的理論、方法和技術。

（中國農業(yè)科學院網(wǎng)）

我國研制出感知溫度的控釋農藥

近日從中科院合肥物質科學研究院了解到，該院成功研制出一種可自動感知溫度來釋放有效成分的控釋農藥，據(jù)測算能夠有效提高農藥利用率30%，從而減少施藥頻次，降低農藥引發(fā)的面源污染，相關成果已被美國《可持續(xù)化學與工程》接收發(fā)表。

溫度較高時也是病蟲害高發(fā)時，通過溫度來控制農藥釋放，實現(xiàn)農藥釋放與病蟲害發(fā)生同步，從而提高農藥利用率。這種技術尤其適合大棚蔬菜的種植使用，由于農藥利用率提高30%，能夠減少施藥頻次，而每噸農藥的成本只需增加5%。

課題組通過凹凸棒土、碳酸氫銨等材料制備出一種復合納米材料，并以該材料為載體與除草劑復配研制出溫敏型控釋除草劑顆粒。該顆粒對于溫度具有較強的敏感性，可通過溫度有效調節(jié)顆粒中納米孔道數(shù)量，從而控制除草劑的釋放。

（中國農業(yè)新聞網(wǎng)）

我國科學家揭示雙色百合花形成機理

近期，中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所百合課題組揭示了雙色百合花形成的關鍵分子機理，將為花色的人工調控及分子改良提供理論依據(jù)。

雙色百合花是指在同一片花被片上顯現(xiàn)兩種不同的花色，與單色花相比具有更豐富的花色及其奇特的色彩變化，觀賞價值更高，有可能在吸引昆蟲方面也更具效率。百合品種小飛碟雙色花被片發(fā)育的過程中，花被片下部逐漸由綠色變?yōu)樽霞t色，而上部由綠色變?yōu)榘咨?。這類百合雙色花形成的分子機理在花色研究領域鮮見報道。

該研究運用代謝組學、比較轉錄組學和分子生物學相結合的手段對雙色百合花形成的分子機理進行了研究。雙色百合花的紫色部位的成色物質主要成分為矢車菊素-3-蕓香糖苷。表達譜分析表明，花青素苷合成基因在花被片下部特異協(xié)同表達導致花青素苷特異地積累于花被片下部，而在花被片上部不表達。百合花被片中葉綠素含量逐漸下降的原因是，隨著花被片的發(fā)育，葉綠素合成相關結構基因在花被片上下部的表達量均逐漸下降，而葉綠素降解相關結構基因的表達量迅速上升。通過分析，參與調控百合花被片中花青素苷合成通路以及葉綠素代謝通路的候選轉錄因子也得以鑒定。

（中國農業(yè)新聞網(wǎng)）

科學家揭示小麥幼穗發(fā)育基因調控特點

近日，由中國農業(yè)科學院作物科學研究所毛龍研究員領銜的作物生物信息與應用創(chuàng)新團隊，在小麥幼穗發(fā)育基因調控網(wǎng)絡解析研究中取得新進展。相關成果于近日在線發(fā)表在國際植物學主流雜志《植物生理（Plant Physiology）》上。

科研團隊利用生物信息手段，通過對小麥幼穗發(fā)育早期的轉錄組分析發(fā)現(xiàn)，該過程中小麥基因表達活躍、表達模式多樣。根據(jù)基因表達的聚類分析及其特異階段的重要基因挖掘，發(fā)現(xiàn)了大量與幼穗發(fā)育相關的重要轉錄因子。其中，很多與模式植物如水稻的調控基因保守。該團隊同時對小麥幼穗的小分子核糖核酸（RNA）進行了分析，發(fā)現(xiàn)重要小分子RNA如miR159、miR167、miR319、miR396等高度表達，與其靶基因的表達模式協(xié)同，并能進行有效切割、調控。為了證明他們的分析結果的可靠性，該團隊對其中一個在小花發(fā)育期高表達的基因AGO1d進行了突變體分析。該基因在花藥的絨粘層特異表達；突變后使小麥的可育花粉數(shù)目大大下降，嚴重影響后期的每穗籽粒數(shù)。這一工作表明，轉錄組分析發(fā)現(xiàn)的調控基因在小麥花序的發(fā)育過程中發(fā)揮重要的作用。這些候選基因可為今后分子育種中開發(fā)分子標記和進行遺傳操作提供重要的信息。

(中國農業(yè)科學院網(wǎng)）

利用作物競爭優(yōu)勢進行雜草管理

利用作物競爭優(yōu)勢的方法進行雜草管理，可以提高作物產(chǎn)量，是一種有效的方法，適用于大規(guī)模的農業(yè)保護生產(chǎn)系統(tǒng)。有競爭力的作物品種能夠更好的獲得營養(yǎng)、水和光合空間。通過種植相互之間有競爭力的作物種類或不同品種、增加種植密度、縮小種植行距、改變不同行向等方法，都可以增強作物之間的競爭。這些方法已經(jīng)在澳大利亞進行了廣泛應用和驗證，通過增加株高、提高干物質積累，增加葉面積、增加營養(yǎng)物質吸收和根系生長，以及化感作用，來減少雜草的生物量和繁殖力。

通過作物競爭優(yōu)勢進行雜草管理，對于減少對除草劑的依賴和打擊對除草劑的抗性，可能是一個可持續(xù)的方法，應該加入雜草管理計劃，在更廣泛的地區(qū)進行推廣和應用。

（北京市農業(yè)信息網(wǎng)）

研究人員發(fā)現(xiàn)花生條紋病毒侵染寄主新機制

花生條紋病毒具有廣泛的寄主范圍，主要通過帶毒蚜蟲以非持久性方式進行傳播，可侵染茄科和豆科等經(jīng)濟作物，引起嚴重花葉、皺縮和斑駁等癥狀，直接造成產(chǎn)量損失和品質的下降。研究人員以花生條紋病毒、馬鈴薯Y病毒O株系、花生和本氏煙（Nicotiana benthamiana）為主要研究材料，通過酵母三雜交、雙分子熒光互補（Bimolecular Fluorescence Complementation, BIFC）、重組病毒侵染性克?。╥nfectious cDNA）和病毒誘導基因沉默（Virusinduced gene silencing, VIGS）等技術，證實了花生條紋病毒兩個基因沉默抑制子Hc-Pro和Vpg蛋白，與寄主翻譯起始因子eIF4E和eIF4E（iso）共同互作形成蛋白復合體。該蛋白復合體的形成，有利于花生條紋病毒在寄主體內侵染和復制。上述研究工作，揭示了花生條紋病毒的侵染機制，解析了其致病機理，為后續(xù)開展馬鈴薯Y病毒屬病毒的隱性抗病基因篩選和病害有效防控奠定了理論基礎。

（基因農業(yè)網(wǎng)）

華中農大發(fā)現(xiàn)水稻精細調控干旱應答新機制

華中農業(yè)大學教授熊立仲課題組的一項最新成果，揭示了水稻精細調控干旱應答的新機制，該項研究對闡明植物抗旱分子機理和促進植物抗旱遺傳改良具有重要意義，該成果近日在線發(fā)表于《植物細胞》。

脫落酸(ABA)是一種逆境響應激素，在植物與逆境抗爭中起到了舉足輕重的作用。該課題組前期鑒定了兩個同源的轉錄調控因子(OsbZIP23和OsbZIP46)在促進ABA信號傳導和抗旱性方面的重要功能。

進一步的研究揭示了水稻干旱應答的一個精巧的調控模式：在遭遇干旱脅迫時，水稻大量誘導并激活正調控因子OsbZIP46，促進干旱應答;在干旱脅迫末期以及恢復期，負調控因子MODD的表達量增加并雙重抑制OsbZIP46的活性和穩(wěn)定性，從而減弱或消除干旱應答并將其控制在合理程度，以實現(xiàn)干旱應答與其他生理進程的平衡。

該研究揭示了水稻通過精細調控正負調節(jié)因子之間的拮抗作用，來實現(xiàn)高效合理的干旱應答的新機制，為后續(xù)水稻抗旱遺傳改良提供了新思路。

（中國科學報）