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作物開花分子調(diào)控機(jī)制研究取得新進(jìn)展

近日，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所毛龍研究員領(lǐng)銜的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在麥類作物模式植物二穗短柄草開花調(diào)控的分子機(jī)制研究中取得新進(jìn)展。該研究從成花素基因FT2的可變剪切角度揭示了一個(gè)新成花素基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的分子機(jī)制。相關(guān)研究成果于近日在線發(fā)表于《自然（Nature）》系列刊物《自然通訊（Nature Communications）》上。

據(jù)悉，普通小麥在苗期需要經(jīng)受一段低溫時(shí)期，才能開花結(jié)實(shí)，也就是“春化現(xiàn)象”?；蚩勺兗羟惺侵富虻耐怙@子以多種方式通過RNA剪切進(jìn)行重連，由此一個(gè)基因可能編碼多種蛋白質(zhì)。這個(gè)領(lǐng)域是近年來基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控研究的熱點(diǎn)。對于植物開花關(guān)鍵基因成花素可變剪切的調(diào)控，更是植物分子生物學(xué)領(lǐng)域的新概念。

該團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)在短柄草生長早期，F(xiàn)T2成花素基因通過可變剪切方式編碼一個(gè)干擾型蛋白，阻止正常開花蛋白復(fù)合體發(fā)揮作用；當(dāng)短柄草進(jìn)入開花期時(shí)，功能型蛋白的轉(zhuǎn)錄本表達(dá)開始加速，超過干擾蛋白轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)量，從而保證短柄草正常開花。該機(jī)制在小麥、大麥等早熟禾亞科作物中具有保守性，是調(diào)控此類作物開花的重要機(jī)制。此研究對麥類等相關(guān)作物抽穗期的調(diào)控研究具有重要意義。這一工作是該團(tuán)隊(duì)通過大量小分子RNA生物信息數(shù)據(jù)挖掘，繼前期發(fā)現(xiàn)一個(gè)微RNA（miR5200）通過切割成花素基因FT1影響短柄草開花機(jī)理的基礎(chǔ)上，在作物開花時(shí)間調(diào)控的分子機(jī)制研究方面的又一重要進(jìn)展。

該論文以中國農(nóng)科院作科所為第一完成單位，作科所博士研究生秦正睿和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)吳佳潔副教授為該論文共同第一作者，作科所毛龍研究員和浙江大學(xué)武亮研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程、中央級基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院網(wǎng)）

國內(nèi)首批抗根腫病油菜新品種選育成功

經(jīng)過七年的科研攻關(guān)，由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)傅廷棟院士領(lǐng)銜的油菜團(tuán)隊(duì)成功攻克油菜根腫病，選育出我國首批具有應(yīng)用價(jià)值的抗根腫病油菜新品種“華油雜62R”和“華雙5R”。近日，該成果順利通過了湖北省組織的田間鑒定，專家組一致認(rèn)為，該新品種對4號生理小種具有免疫抗性，對保證油菜安全生產(chǎn)具有重要意義，也為我國油菜抗根腫病育種提供了寶貴資源。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球油菜根腫病發(fā)病面積在1500萬畝以上，其中日本、韓國十字花科蔬菜受根腫病危害嚴(yán)重。在國內(nèi)，僅四川省發(fā)病面積就在300萬畝以上，成為我國根腫病第一大病區(qū)，隨著機(jī)械化程度的不斷提高，該病害正在不斷向四周迅速輻射蔓延。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜團(tuán)隊(duì)聯(lián)合沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，于2010年開始利用蕪菁、大白菜等優(yōu)異抗病資源，通過遠(yuǎn)源雜交將抗病基因?qū)雰?yōu)良油菜常規(guī)品種或優(yōu)良雜交種親本中，在國內(nèi)首先選育了抗病新品種，并在四川、安徽、湖北恩施、枝江、荊門、荊州等病區(qū)試種，取得明顯成效。其中，在湖北枝江的現(xiàn)場測定顯示，“華雙5R”發(fā)病率為零，“華油雜62R”發(fā)病率僅為1.2%，而其他三個(gè)感病對照品種發(fā)病情況普遍都在90%以上。

（科學(xué)網(wǎng)）

中國小白菜首次在國際站培育成功

據(jù)美國宇航局網(wǎng)站報(bào)道，宇航員佩吉?惠特遜花費(fèi)近一個(gè)月的時(shí)間精心護(hù)理國際空間站上第一批中國小白菜，近日她對這些中國小白菜進(jìn)行了收割。

空間站蔬菜項(xiàng)目主管尼科爾?杜富爾稱，佩吉正在做一項(xiàng)非常了不起的工作，她并未放棄種植太空蔬菜，能夠培育蔬菜種子使它發(fā)芽生長。據(jù)了解，雖然空間站工作人員將食用部分中國小白菜，但剩余部分將保存起來，送至肯尼迪太空中心進(jìn)行科學(xué)研究。

這是國際空間站第五批收割的太空蔬菜，也是第一次成功種植中國小白菜。研究人員經(jīng)過一系列嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)評估多種多葉蔬菜，最終選擇中國小白菜，評估標(biāo)準(zhǔn)包括：蔬菜生長狀況以及營養(yǎng)價(jià)值等。4種候選蔬菜被送至約翰遜太空中心太空食物系統(tǒng)小組，在這里進(jìn)行品嘗員樣本選擇，結(jié)果顯示中國小白菜在候選蔬菜中得分最高。

（第一農(nóng)經(jīng)網(wǎng)）

首個(gè)藜麥高質(zhì)量參照基因組公布

英國《自然》雜志近日在線發(fā)表的一篇植物科學(xué)論文，公布了首個(gè)藜麥高質(zhì)量參照基因組。這項(xiàng)新成果將促進(jìn)藜麥的遺傳改良和育種策略，有望提高全球糧食安全。

這種植物其實(shí)已經(jīng)有5000至7000多年的食用和種植歷史，在上世紀(jì)80年代，藜麥就被美國國家航空航天局用作宇航員太空食物。但迄今為止，藜麥仍屬于一種利用不足的作物。

此次，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)研究人員馬克?泰斯特及其同事，檢測了智利沿海的藜麥品種基因組序列以及另外的藜屬品種基因組序列，以表征藜麥的遺傳多樣性，理解藜麥基因組的演化。

研究團(tuán)隊(duì)在進(jìn)一步分析中，描述了其基因組數(shù)據(jù)以識別調(diào)控皂素形成的基因，皂素是藜麥籽殼中存在的一種苦味分子，必須在人類吸收之前去除。論文作者認(rèn)為，他們發(fā)現(xiàn)的基因標(biāo)記將可用于開發(fā)皂素含量低的無苦味或甜味藜麥商業(yè)品種。

在論文隨附的新聞與觀點(diǎn)文章中，美國佐治亞大學(xué)安德魯?皮特森總結(jié)表示，該發(fā)現(xiàn)為加速藜麥的遺傳改良打下基礎(chǔ)，而其目標(biāo)正是保障全球日益增多的人口的糧食安全。

（科技日報(bào)）

土壤修復(fù)新型材料畝均成本不超過30元

近日從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院了解到，該院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所專家研制成功一種新型納米復(fù)合材料，能夠高效抓取和轉(zhuǎn)化酸性土壤中的有害重金屬離子，且畝均成本不超過30元。

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物所吳正巖研究員課題組研制出一種復(fù)合納米材料，將黏土、生物炭等天然材料復(fù)配，使其由聚集態(tài)變?yōu)樗缮B(tài)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，既能將土壤pH值提升至接近中性，又能夠高效地富集和抓取土壤中的有害重金屬元素，同時(shí)還能將“六價(jià)鉻”等有害元素轉(zhuǎn)化為安全元素“三價(jià)鉻”。

據(jù)介紹，這種新型的土壤修復(fù)材料畝均成本只有10至30元，修復(fù)過程直接融入耕種流程之中，不僅使用便捷，相比傳統(tǒng)修復(fù)方法效率也大幅提高，并可制作成粉劑、液體、顆粒等各種形式。

（農(nóng)民日報(bào)）

中國農(nóng)科院植保所揭示病毒抑制植物RNA沉默新機(jī)制

日前，從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所獲悉，周雪平教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)揭示了病毒抑制植物RNA沉默新機(jī)制。相關(guān)成果于近日在線發(fā)表在國際頂尖核心期刊《科學(xué)公共圖書館-病原學(xué)（PLoS Pathogens）》雜志上。

RNA沉默是一種由雙鏈RNA誘導(dǎo)的、序列特異性的核酸降解和基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制，RNA沉默是植物抵御病毒侵染的重要防衛(wèi)機(jī)制。雙生病毒是一類基因組為單鏈環(huán)狀DNA的植物病毒，其危害十分嚴(yán)重，全球的番茄、棉花、木薯、豆類、小麥、玉米等作物遭受病毒的毀滅性危害，《科學(xué)》《自然》等雜志多次專題報(bào)道了雙生病毒及其傳毒介體煙粉虱的危害嚴(yán)重性。對于雙生病毒如何抑制植物RNA沉默防御體系并成功侵染植物的機(jī)制一直是國際上的研究熱點(diǎn)。

科研人員在前期研究中發(fā)現(xiàn)中國番茄黃曲葉病毒（TYLCCNV）伴隨的衛(wèi)星分子編碼的bC1蛋白是一個(gè)重要的致病因子，也是一個(gè)RNA沉默抑制因子。隨后發(fā)現(xiàn)，bC1通過上調(diào)植物一個(gè)鈣調(diào)素類似蛋白Nbrgs-CaM表達(dá)而抑制植物RNA沉默通路中一個(gè)重要組份RNA依賴的RNA聚合酶6（RDR6)的功能。由于RDR6可與雙鏈RNA結(jié)合蛋白SGS3互作并形成復(fù)合體，因此科研人員對Nbrgs-CaM是否會影響SGS3的功能開展了研究。研究發(fā)現(xiàn)Nbrgs-CaM能與SGS3能夠互作，但不能與RDR6互作；Nbrgs-CaM能與SGS3互作結(jié)構(gòu)域?qū)τ贜brgs-CaM和SGS3的功能至關(guān)重要；Nbrgs-CaM的過表達(dá)不僅能夠影響SGS3的亞細(xì)胞定位，使其不能定位于‘siRNA-bodies’上，也會降低SGS3蛋白在植物中的積累量；Nbrgs-CaM通過細(xì)胞自噬途徑介導(dǎo)了SGS3的分解，并促進(jìn)了雙生病毒侵染。該研究詮釋了雙生病毒逃避植物RNA沉默防御的分子機(jī)制，為植物抗病毒提供了新理論和策略。

該研究以中國農(nóng)科院植保所為第一完成單位，李方方博士為第一作者，周雪平教授為通信作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金資助。

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院網(wǎng)）