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科學(xué)家首次繪就水稻泛基因組圖譜

中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所和上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院黃學(xué)輝團(tuán)隊(duì)合作，首次繪制了栽培稻—野生稻的泛基因組圖譜，并系統(tǒng)鑒定了涵蓋各類群水稻的編碼基因集。近日，這一成果以長(zhǎng)文形式在線發(fā)表于《自然—遺傳學(xué)》雜志。

從野生稻馴化而來(lái)的水稻品種眾多、分布廣泛，除了全亞洲，在歐洲、美洲和澳洲也有很少量分布。水稻可以適應(yīng)多樣的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)藝條件，其豐富的遺傳多樣性在馴化和現(xiàn)代育種中都發(fā)揮了重要作用，并將成為應(yīng)對(duì)糧食需求增長(zhǎng)和環(huán)境變化，進(jìn)行品種改良的關(guān)鍵資源。

據(jù)了解，20多年來(lái)，粳稻“日本晴”一直是水稻研究的模式材料。在之前的研究中，水稻基因組的遺傳變異鑒定大多依賴于其序列與粳稻“日本晴”的相似性。然而，粳稻“日本晴”不能涵蓋栽培稻和普通野生稻中所有的功能基因。比如，耐水淹基因、高效吸收磷肥基因等在“日本晴”等水稻品種中完全缺失。

黃學(xué)輝告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，研究團(tuán)隊(duì)選取了66個(gè)來(lái)自不同水稻類群的栽培稻品種和野生稻株系，對(duì)其進(jìn)行深度測(cè)序、從頭序列組裝和基因注釋分析，獲得了水稻各類群材料的精細(xì)基因組圖譜，鑒定出了水稻基因組中各類復(fù)雜的遺傳變異，并且發(fā)現(xiàn)了很多功能基因存在多種等位基因類型。此外，新鑒定的很多編碼基因存在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物和蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)域，暗示其可能存在一定的生物學(xué)功能。

相關(guān)專家表示，此項(xiàng)成果將有助于精確發(fā)掘復(fù)雜農(nóng)藝性狀的關(guān)鍵變異位點(diǎn)，有力推動(dòng)水稻的功能基因組學(xué)研究，有助于育種家充分利用各類群水稻中豐富的遺傳變異，為進(jìn)一步提升我國(guó)水稻的產(chǎn)量潛力、抗逆特點(diǎn)等提供了重要的基礎(chǔ)信息。

（科學(xué)網(wǎng)）

我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)生物鐘調(diào)控葉片衰老新機(jī)制

生物鐘是生物體為適應(yīng)環(huán)境晝夜周期變化而進(jìn)化出的協(xié)調(diào)細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)、代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的分子系統(tǒng)，調(diào)控植物的新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育等多個(gè)過(guò)程。生物鐘使植物的內(nèi)源節(jié)律與外部晝夜變化的光和溫度等環(huán)境條件相協(xié)調(diào)，為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供競(jìng)爭(zhēng)性優(yōu)勢(shì)。葉片衰老過(guò)程能將營(yíng)養(yǎng)和能量從衰老的葉片向正在發(fā)育的組織和器官轉(zhuǎn)移，以便更好地適應(yīng)環(huán)境脅迫，但生物鐘是否參與調(diào)控葉片衰老過(guò)程尚不清楚。

中國(guó)科學(xué)院植物研究所王雷研究組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)擬南芥生物鐘核心組分EveningComplex中任何組分發(fā)生突變，葉片衰老均會(huì)提前。轉(zhuǎn)錄組分析及茉莉酸誘導(dǎo)葉片衰老的生理實(shí)驗(yàn)表明，EveningComplex直接參與調(diào)控茉莉酸信號(hào)，而茉莉酸信號(hào)是調(diào)節(jié)植物葉片衰老的重要因子之一，其中MYC2是茉莉酸信號(hào)促進(jìn)葉片衰老的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，EveningComplex直接結(jié)合該基因啟動(dòng)子并抑制其表達(dá)，從而在時(shí)間維度精細(xì)調(diào)控茉莉酸誘導(dǎo)植物葉片衰老的進(jìn)程。

（農(nóng)民日?qǐng)?bào)）

我國(guó)科學(xué)家找回丟失的番茄美味

自2004年起，中國(guó)農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所黃三文帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)參與番茄基因組測(cè)序任務(wù)。經(jīng)過(guò)10余年的潛心研究，他們廣泛收集了全球600多份不同類型的番茄種質(zhì)資源，并開展了基因組、轉(zhuǎn)錄組、代謝組等多組學(xué)分析，產(chǎn)生了約7Tb的原始序列數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析獲得了2600萬(wàn)個(gè)基因組變異位點(diǎn)、3萬(wàn)多個(gè)基因的表達(dá)量和980種果實(shí)代謝物的群體多組學(xué)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了全球最大園藝作物組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，利用基因組學(xué)技術(shù)闡明了番茄從野生番茄成大果栽培番茄的人工馴化過(guò)程，發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)代番茄風(fēng)味丟失的基因調(diào)控機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)了控制番茄風(fēng)味的多個(gè)調(diào)控路徑，為更為營(yíng)養(yǎng)美味番茄的設(shè)計(jì)育種提供了路線圖。

相關(guān)科研論文發(fā)表在最新一期的國(guó)際知名生命科學(xué)期刊《細(xì)胞》上。

（工人日?qǐng)?bào)）

加拿大研究出新的篩選技術(shù)能更快培育抗旱作物品種

加拿大薩斯喀徹溫大學(xué)發(fā)布消息稱，該校研究人員開發(fā)出一種簡(jiǎn)單的無(wú)損檢測(cè)方法，可在一天內(nèi)篩選數(shù)百個(gè)小麥葉片樣品，可減少傳統(tǒng)育種方法選擇抗旱品種所需的時(shí)間和成本。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《植物生理學(xué)》（Physiologia Plantarum）雜志上。

使用旗葉的蠟作為測(cè)試對(duì)象，研究人員將耐旱的Stettler小麥品種與更容易受干旱條件影響的小麥品種進(jìn)行比較，檢查植物的形態(tài)特征以及化學(xué)特征。旗葉是植物生長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的最后一葉，對(duì)于獲得高產(chǎn)至關(guān)重要。

農(nóng)業(yè)科學(xué)家知道葉片的蠟在保護(hù)水和作為疾病的物理屏障方面起著重要作用，但在此之前不知道在分子層面上為什么會(huì)這樣。研究人員利用加拿大光源（CLS）產(chǎn)生的強(qiáng)光，第一次將葉片中的微量和宏量營(yíng)養(yǎng)元素與其抗旱能力聯(lián)系在一起，在抗旱的Stettler品種中發(fā)現(xiàn)了更高的鋅含量。這些結(jié)果可能會(huì)對(duì)未來(lái)的育種方法產(chǎn)生重大影響，也會(huì)對(duì)鋅在肥料中的作用提出質(zhì)疑。

目前的育種方法基于作物產(chǎn)量的耐旱能力，利用田間試驗(yàn)來(lái)確定結(jié)果。這種新方法將使科學(xué)家更早地知道耐旱品種的特性，從而降低成本，并更快地將新品種從實(shí)驗(yàn)室送到田間。該項(xiàng)目將擴(kuò)展到新的品種，最終著眼于其他農(nóng)作物，比如油菜，使加拿大農(nóng)民能夠在全球市場(chǎng)上保持競(jìng)爭(zhēng)力。

（科技部網(wǎng)）

開花植物“統(tǒng)治”植物界或因基因組瘦身

據(jù)英國(guó)廣播公司（BBC）近日?qǐng)?bào)道，開花植物為什么會(huì)后來(lái)居上超越蕨類植物等，傳遍世界各地并成為最主要的陸生植物？這一問(wèn)題曾讓達(dá)爾文困惑不已。

科學(xué)家圍繞該問(wèn)題爭(zhēng)論多年?，F(xiàn)在，加州大學(xué)舊金山分校的凱文·西莫寧和耶魯大學(xué)的阿達(dá)姆·羅迪有了答案：開花植物“統(tǒng)治”植物界歸功于其基因組的瘦身。

（科技日?qǐng)?bào)）

中科院上海植物逆境中心發(fā)現(xiàn)防御青枯病新機(jī)制

中科院上海植物逆境生物學(xué)研究中心Alberto Macho研究組揭示了能被茄科植物所感知的第一個(gè)青枯菌的病原分子和其受體，并且提出通過(guò)屬間的受體轉(zhuǎn)移（或者導(dǎo)入）能夠提高植物對(duì)青枯菌的抗性。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志》。

在大多數(shù)病菌中，鞭毛蛋白（幫助細(xì)菌運(yùn)動(dòng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)）是主要的病原分子，植物可通過(guò)感知鞭毛蛋白的一些區(qū)域來(lái)激起免疫反應(yīng)。研究人員用純化的鞭毛蛋白處理茄科植物，結(jié)果表明青枯菌的鞭毛蛋白不能引起茄科的免疫反應(yīng)。因此，找到能夠被茄科植物所能感知的病原分子對(duì)于抵抗青枯菌有重要的意義。

同時(shí)，研究人員通過(guò)測(cè)試其他病原分子，發(fā)現(xiàn)青枯菌中含有的冷激蛋白（CSP）能夠引起一些茄科植物的免疫反應(yīng)。CSP是病原菌在逆境條件下，比如暴露在不適宜的環(huán)境條件或者在侵染植物時(shí)所產(chǎn)生的一種蛋白。茄科植物西紅柿和煙草等植物中感知CSP以激活植物免疫系統(tǒng)的受體叫做CORE，而那些缺乏CORE的植物，比如擬南芥，則不能感知CSP。研究人員發(fā)現(xiàn)用純化的CSP 預(yù)處理西紅柿能夠顯著提高其對(duì)青枯菌的抗性。

專家表示，這項(xiàng)研究結(jié)果具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，通過(guò)受體CORE的導(dǎo)入來(lái)提高植物對(duì)青枯菌的抗性，特別是那些不能感知CSP 的經(jīng)濟(jì)作物，能使植物獲得更多一層的防護(hù)。

（科學(xué)網(wǎng)）

植物基因輸送有新法 磁性納米顆粒當(dāng)載體

據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院最新消息，該院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所與生物技術(shù)研究所科研團(tuán)隊(duì)開展聯(lián)合研究，利用磁性納米粒子作為基因載體，創(chuàng)立了一種高通量、操作便捷和用途廣泛的植物遺傳轉(zhuǎn)化新方法，推動(dòng)納米載體基因輸送與遺傳介導(dǎo)系統(tǒng)研究取得重要進(jìn)展，開辟了納米生物技術(shù)研究的新方向。相關(guān)研究成果于近日在線發(fā)表在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然—植物》上。