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《科學(xué)》刊發(fā)世界首份優(yōu)勢土壤細(xì)菌地圖

最新一期《科學(xué)》（Science）期刊登載了由歐盟研究理事會（ERC）資助者、西班牙胡安·卡洛斯大學(xué)費(fèi)爾南德麥斯特雷（Fernando T. Maestre）等人合作完成的報(bào)告《全球優(yōu)勢土壤細(xì)菌地圖》（A global atlas of the dominant bacteria found in soil）。

該項(xiàng)研究分析了來自六大洲237個地區(qū)的土壤，發(fā)現(xiàn)只有2%的、約500個細(xì)菌種群一直占據(jù)著世界范圍內(nèi)土壤細(xì)菌群的近半數(shù)；盡管細(xì)菌種類極其豐富，但能在世界各地土壤中富集的細(xì)菌種類相對偏少。研究人員將這些優(yōu)勢細(xì)菌種類歸入其生態(tài)類群，建立了世界第一份土壤細(xì)菌群落地圖。

這一成果把極其豐富的細(xì)菌種群數(shù)量減少到“最受歡迎”的程度，為今后研究人員開展旨在更好理解土壤微生物及其對生態(tài)系統(tǒng)的作用相關(guān)基因和養(yǎng)殖研究提供幫助。

（基因農(nóng)業(yè)網(wǎng)）

中科院遺傳發(fā)育所發(fā)現(xiàn)水稻氮高效利用關(guān)鍵基因

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員儲成才（儲成才科學(xué)網(wǎng)博客）研究組在水稻氮高效利用領(lǐng)域的研究取得了新突破，該成果為培育兼具高產(chǎn)與早熟優(yōu)點(diǎn)的水稻品種提供了解決方案，相關(guān)研究近日在線發(fā)表在《植物細(xì)胞》雜志中，并被該刊作為該期精品論文推送。

研究人員在前期研究硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的基礎(chǔ)上，對其同源基因的功能進(jìn)行了進(jìn)一步探索。研究顯示，這種同源基因主要定位于液泡膜，受銨鹽誘導(dǎo)，參與水稻對細(xì)胞內(nèi)硝酸鹽及銨鹽利用的調(diào)節(jié)。由于硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是植物利用氮的兩種主要形式，尤其銨態(tài)氮，是水稻的主要利用方式。因此該基因的這種功能分化對水稻環(huán)境適應(yīng)性具有重要意義。

數(shù)年來，中科院遺傳發(fā)育所及其所屬三個國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的水稻氮高效研究團(tuán)隊(duì)獲得了系統(tǒng)性的重要成果，在國際相關(guān)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。

（ 中國創(chuàng)新網(wǎng)）

中科院遺傳發(fā)育所發(fā)現(xiàn)水稻既優(yōu)質(zhì)又高產(chǎn)的基因

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員傅向東課題組近日在《自然—通訊》網(wǎng)絡(luò)版發(fā)表報(bào)告說，他們發(fā)現(xiàn)了一個可以讓稻米品質(zhì)和產(chǎn)量“協(xié)同提高”的關(guān)鍵基因，厘清了植物細(xì)胞G蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)控種子大小作用的全新分子機(jī)制，應(yīng)用到新品種水稻培育中，有望讓水稻好吃又高產(chǎn)。

傅向東團(tuán)隊(duì)從長粒型美國粳稻品種L204中成功分離并克隆了一個控制水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的重要基因OsMADS1。這個基因的突變可以讓稻米變得更為細(xì)長，減少堊白率和堊白面積，提高稻米在外觀、口感等多方面的品質(zhì)。

研究人員進(jìn)一步篩選并鑒定出具有育種利用價值的一個優(yōu)異等位變異類型lgy3，它可以把優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)這兩個優(yōu)異性狀結(jié)合起來。研究發(fā)現(xiàn)，在我國大面積種植的高產(chǎn)水稻品種中不含這種基因的變異類型。在安徽省的三年田間試驗(yàn)顯示，將這個新的等位基因lgy3引入高產(chǎn)雜交水稻后，在顯著提升稻米品質(zhì)的基礎(chǔ)上還可使其產(chǎn)量增加7%以上。

（科學(xué)網(wǎng)）

川農(nóng)大“水稻抗癌秘方”成果入選2017年“中國生命科學(xué)十大進(jìn)展”

日前，中國科協(xié)公布了2017年“中國生命科學(xué)十大進(jìn)展”評選結(jié)果，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所陳學(xué)偉研究員的成果“水稻新型廣譜抗病遺傳基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)與機(jī)制解析”入選，也是四川省唯一入選的科研項(xiàng)目。

四川農(nóng)業(yè)大學(xué)陳學(xué)偉研究組利用大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合分子生物技術(shù)手段鑒定并克隆了抗病遺傳基因位點(diǎn)Bsr-d1，揭示了該位點(diǎn)具有抗譜廣、抗性持久、對水稻產(chǎn)量性狀無明顯影響等特征。該研究成果一方面極大地豐富了水稻免疫反應(yīng)和抗病分子的理論基礎(chǔ)，另一方面為培育廣譜持久抗稻瘟病的水稻新品種提供了關(guān)鍵抗性基因。同時，也為小麥、玉米等糧食作物相關(guān)新型抗病機(jī)理的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究提供了重要借鑒。

（中國科技網(wǎng)）

中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水稻控“毒”新機(jī)制 有助防控“鎘大米”

近日，Nature Communications雜志在線發(fā)表了中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所龔繼明研究組的題為“防御素類似蛋白驅(qū)動的水稻鎘外排和分配”的研究論文。據(jù)悉，科學(xué)家新發(fā)現(xiàn)的這種控制水稻重金屬鎘積累的機(jī)制，有助防控鎘含量超標(biāo)的“毒大米”。

龔繼明研究組與兄弟單位聯(lián)合，搜集了中國的代表性水稻品種并進(jìn)行了大規(guī)模的篩選。通過10年的接力，研究組的黃婧博士和羅勁松博士最終克隆到了鎘積累的關(guān)鍵調(diào)控基因CAL1，而且發(fā)現(xiàn)了一種很有意思的機(jī)制：CAL1是一個分子量不大的植物蛋白，它在細(xì)胞內(nèi)合成后，與鎘進(jìn)行“特異結(jié)合”，并將鎘排除出細(xì)胞外，從而有效降低細(xì)胞內(nèi)鎘的積累。

（基因農(nóng)業(yè)網(wǎng)）

兩種飛機(jī)草入侵機(jī)制揭示生物防治有了依據(jù)

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園科研人員通過深入研究，已成功揭示兩種入侵生物型飛機(jī)草的來源和遺傳變異機(jī)制。這項(xiàng)研究結(jié)果已最新發(fā)表在國際期刊《生物入侵》上。

在入侵地區(qū)分布著兩種在形態(tài)學(xué)上具有明顯差異的飛機(jī)草，一種分布在西非、中非、亞洲、西太平洋和大洋洲島嶼，被稱為亞洲西非生物型；另一種分布在南非地區(qū)，被稱為南非生物型。原產(chǎn)地飛機(jī)草遺傳多樣性高，但上述兩種入侵地飛機(jī)草遺傳多樣性極低，兩者基因型也不相同。綜合單倍型和微衛(wèi)星DNA的分析結(jié)果，研究人員確定亞洲西非生物型飛機(jī)草的來源很可能是西印度群島的特立尼達(dá)和多巴哥島嶼，南非生物型飛機(jī)草的來源很可能是古巴和牙買加。根據(jù)研究結(jié)果推測，強(qiáng)的入侵性和環(huán)境適應(yīng)性，是這兩種飛機(jī)草成功擴(kuò)散的主要原因。

這項(xiàng)研究結(jié)果為入侵地區(qū)飛機(jī)草生物防治天敵的引入提供了科學(xué)依據(jù)，也為飛機(jī)草入侵機(jī)制的研究提供了遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

（科技日報(bào)）

深層土壤對氣候變化響應(yīng)或存滯后效應(yīng)

日前，浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院程磊教授實(shí)驗(yàn)室提出了深層土壤對氣候變化響應(yīng)存在滯后效應(yīng)的設(shè)想。該成果以技術(shù)評論的形式，于近日刊登在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上。

在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，全球土壤有機(jī)碳作為地球系統(tǒng)中最大的活性碳庫，其碳儲量是大氣的三到四倍。土壤是否為氣候變暖的“減緩器”，這在科學(xué)界一直存在爭論。

浙大程磊實(shí)驗(yàn)室研究認(rèn)為，由于全球氣候系統(tǒng)處于動態(tài)變化之中，同時受土壤熱傳導(dǎo)率及土壤厚度等影響，導(dǎo)致底層土壤溫度變化相對于表層土壤存在滯后效應(yīng)。他們提出通過一個廣義線性模型來計(jì)算并分析深層土壤二氧化碳產(chǎn)生的溫度敏感性，這將有助于更精確揭示深層土壤對氣候變化的響應(yīng)強(qiáng)度，對于氣候變化模型將深層土壤納入考慮以預(yù)測未來氣候變化有著重要的指導(dǎo)意義。

（科技日報(bào)）

乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)新調(diào)控因子MHZ3的作用機(jī)制

乙烯在植物生長發(fā)育過程中以及環(huán)境應(yīng)答反應(yīng)中起著重要的調(diào)控作用。研究人員通過解析水稻乙烯不敏感突變體MHZ3，鑒定膜蛋白MHZ3及通過影響EIN2的N端跨膜區(qū)促進(jìn)乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用機(jī)制。MHZ3編碼一個內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白，其表達(dá)在轉(zhuǎn)錄和蛋白水平均受到乙烯誘導(dǎo)。遺傳分析發(fā)現(xiàn)，MHZ3在乙烯信號通路中特異地作用于OsEIN2。其功能缺失導(dǎo)致OsEIN2蛋白穩(wěn)定性降低，并阻礙乙烯誘導(dǎo)的OsEIN2蛋白積累；而MHZ3過量表達(dá)則顯著提高OsEIN2蛋白豐度。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，MHZ3與OsEIN2蛋白直接互作，其N端和C端都結(jié)合在OsEIN2 N端跨膜區(qū)Nramp-like結(jié)構(gòu)域上。二者互作能夠有效抑制OsEIN2泛素化，是穩(wěn)定OsEIN2蛋白所必需的。綜上，乙烯誘導(dǎo)的MHZ3蛋白可通過結(jié)合OsEIN2 Nramplike結(jié)構(gòu)域來抑制其泛素化從而穩(wěn)定OsEIN2蛋白以維持乙烯反應(yīng)。

（中國科學(xué)院網(wǎng)）