農(nóng)林植物

影響大熊貓棲息地森林生態(tài)系統(tǒng)植物多樣性因素間耦合作用研究

中國科學(xué)院成都生物研究所生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域地表過程與生態(tài)系統(tǒng)管理項(xiàng)目組羅鵬研究員、李婷、熊勤犁等探索影響大熊貓棲息地森林生態(tài)系統(tǒng)植物多樣性因素間耦合作用。研究論文發(fā)表于Ecology and Evolution。影響棲息地植物多樣性的主要影響因素有年均溫，年降水量，緯度、空間距離、海拔高度、葉干物質(zhì)濃度，喬木冠幅蓋度。通過結(jié)構(gòu)方程模型分析顯示緯度、年均溫與年降水量不僅對(duì)植物多樣性有非常強(qiáng)的直接作用，還通過葉干物質(zhì)濃度與喬木冠幅間接影響群落物種多樣性，且其對(duì)植物多樣性的直接作用比間接作用更強(qiáng)烈，說明單一物種模型可以預(yù)測(cè)這些群落中氣候因素的影響。

農(nóng)藥殘留領(lǐng)域研究進(jìn)展

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院李建洪教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種具有手性結(jié)構(gòu)的植物生長調(diào)節(jié)劑（多效唑）及其在發(fā)酵食品制作過程中的立體選擇性行為。研究論文發(fā)表于Journal of Hazardous Materials。研究結(jié)果表明，發(fā)酵食品制作過程中目標(biāo)農(nóng)藥發(fā)生了顯著的立體選擇性行為，S體降解較快。同時(shí)，對(duì)映體間表現(xiàn)出顯著的生物活性差異，進(jìn)而影響發(fā)酵體系中微生物的群落組成。含有R體和外消旋體的處理組中對(duì)某些細(xì)菌和真菌表現(xiàn)了顯著抑制作用。研究結(jié)果對(duì)建立更科學(xué)有效的手性農(nóng)藥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系和合理使用農(nóng)藥等具有重要意義。

揭示植物枝條導(dǎo)水率的全球格局及其驅(qū)動(dòng)因子

華南植物園生態(tài)及環(huán)境科學(xué)研究中心葉清研究員等研究全球尺度下植物枝條導(dǎo)水率的變異及其驅(qū)動(dòng)因子。研究論文發(fā)表于Global Change Biology。研究發(fā)現(xiàn)生長季溫度和生長季降水是全球尺度植物枝條導(dǎo)水率的主要驅(qū)動(dòng)因子，分別解釋了植物枝條導(dǎo)水率變異的21%和12%；在不同的植被類型中，熱帶雨林植物的枝條導(dǎo)水率最高，沙漠和北方苔原植物最低；在不同的植物功能型植物中，藤本植物的枝條導(dǎo)水率最高，針葉植物最低，進(jìn)而揭示了全球尺度下不同生境中植物水分運(yùn)輸及利用策略，為構(gòu)建全球植物應(yīng)對(duì)氣候變化的概念模型提供了新的研究思路。

揭示O-糖基化修飾調(diào)控生物鐘周期的分子機(jī)制

中國科學(xué)院植物研究所王雷研究組與合作者揭示了O-糖基化修飾調(diào)控生物鐘周期的分子機(jī)制。研究成果發(fā)表于Molecular Plant。與動(dòng)物中作為O-β-N-乙酰葡糖胺修飾轉(zhuǎn)移酶（O-GlcNAc）的SEC參與調(diào)控生物鐘周期不同，在植物中則主要是作為O-巖藻糖基化（O-Fucrose）修飾轉(zhuǎn)移酶的SPY特異調(diào)控生物鐘周期。SPY蛋白主要是在細(xì)胞核中參與調(diào)控生物鐘周期。SPY蛋白的TPR結(jié)構(gòu)域可以與生物鐘核心組分PRR5蛋白的C-端在細(xì)胞核內(nèi)互作，并將其O-巖藻糖基化。O-巖藻糖基化可以調(diào)控蛋白穩(wěn)定性。遺傳學(xué)證據(jù)表明PRR5在遺傳上位于SPY的下游發(fā)揮作用。

睡蓮基因組與早期開花植物進(jìn)化

福建農(nóng)林大學(xué)張亮生教授團(tuán)隊(duì)與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、比利時(shí)根特大學(xué)、美國賓州州立大學(xué)等研究者合作，解析了睡蓮基因組，并發(fā)現(xiàn)了調(diào)控睡蓮花色花香合成的關(guān)鍵基因。研究論文發(fā)表于Nature。藍(lán)星睡蓮藍(lán)色花瓣是很多物種沒有的，一旦知道藍(lán)色與白色花瓣的“調(diào)控開關(guān)”，就可以為分子遺傳育種培育藍(lán)色花瓣提供目標(biāo)基因。該研究解析了花香合成途徑以及藍(lán)色花瓣合成關(guān)鍵基因，為園藝植物分子遺傳育種提供了重要的目標(biāo)基因。同時(shí)，由于睡蓮獨(dú)特的進(jìn)化位置，其基因組與轉(zhuǎn)錄組結(jié)果展示了早期被子植物的進(jìn)化特點(diǎn)和特征，對(duì)揭示被子植物起源和進(jìn)化具有重要意義。

建立水稻無融合生殖體系

中國水稻研究所王克劍團(tuán)隊(duì)利用基因編輯技術(shù)在雜交水稻中同時(shí)敲除了4個(gè)水稻生殖相關(guān)基因，建立了水稻無融合生殖體系，得到了雜交稻的克隆種子，實(shí)現(xiàn)了雜合基因型的固定。研究論文發(fā)表于Nature Biotechnology。通過篩選，將秈粳雜交稻品種春優(yōu)84（浙審稻2013020，吳明國、林建榮等培育）選為水稻無融合生殖研究的模式品種。研究人員利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)在春優(yōu)84中同時(shí)敲除PAIR1、REC8、OSD1和MTL四個(gè)內(nèi)源基因，獲得了可以發(fā)生無融合生殖的Fix（Fixation of hybrids）材料。Fix植株在營養(yǎng)生長階段表現(xiàn)正常，但育性也明顯下降。

普通菜豆重要農(nóng)藝性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所特色農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)外6家科研單位，開展普通菜豆重要農(nóng)藝性狀全基因組關(guān)聯(lián)分析研究。相關(guān)研究成果發(fā)表于Nature Genetics。通過對(duì)來自19個(gè)國家的683份普通菜豆資源的全基因組進(jìn)行重測(cè)序，并在緯度跨度、光照時(shí)間長短差異明顯的四地（黑龍江哈爾濱、河南南陽、貴州畢節(jié)和海南三亞）開展了三年的主要農(nóng)藝性狀的表型鑒定，明確了普通菜豆種質(zhì)資源的遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為培育高產(chǎn)與抗病的普通菜豆提供了寶貴的遺傳資源，引領(lǐng)了普通菜豆種質(zhì)資源學(xué)和功能基因組學(xué)的發(fā)展。

樹種Beta多樣性在熱帶森林上的決定性：對(duì)生物多樣性保護(hù)的暗示

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園朱華研究員、華南師范大學(xué)江海聲教授等發(fā)現(xiàn)海南島森林群落的樹種組成呈現(xiàn)了基本上從東到西的梯度變化，并界定了3個(gè)植物區(qū)系分區(qū)。研究論文發(fā)表于Science of the Total Environment。這個(gè)生物地理格局主要受年降雨量的制約，發(fā)現(xiàn)環(huán)境變量，并非地理距離，是決定其Beta多樣性格局的最重要因素。目前，海南的自然保護(hù)區(qū)集中分布在山區(qū)，而低海拔區(qū)域被忽視了。文章建議在保護(hù)區(qū)建立上，僅考慮Alpha多樣性指數(shù)并不足以識(shí)別保護(hù)上的缺陷，包含Beta多樣性無疑能最大限度地增加保護(hù)區(qū)對(duì)生物多樣性的全覆蓋，同時(shí)建議Beta多樣性的空間分析在一個(gè)特別地區(qū)能被用于保護(hù)計(jì)劃制訂。