榕樹氣生根發(fā)育、性別決定和榕-蜂協(xié)同多樣化的分子機制

榕樹氣生根發(fā)育、性別決定和榕-蜂協(xié)同多樣化的分子機制

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園陳進課題組與福建農(nóng)林大學(xué)明瑞光課題組等研究團隊合作，發(fā)布了榕樹和榕小蜂精細基因組圖譜，并在分子機制上揭示了榕樹氣生根發(fā)育、性別決定和榕樹-榕小蜂協(xié)同多樣化等多項研究進展。相關(guān)成果發(fā)表于Cell。榕屬植物是熱帶雨林的關(guān)鍵類群，具有極高的物種多樣性、生活型多樣性。榕屬植物和與傳粉榕小蜂有高度的專性共生關(guān)系。該項研究揭示了絞殺榕氣生根形成的分子機制，發(fā)現(xiàn)對葉榕的性染色體和性別決定基因并確定榕樹性別系統(tǒng)進化方向，揭示榕樹-榕小蜂協(xié)同進化的基因組學(xué)證據(jù)，構(gòu)建了2種榕樹和1種榕小蜂的高質(zhì)量基因組精細圖譜。

大豆茸毛密度的遺傳網(wǎng)絡(luò)調(diào)控研究進展

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所田志喜研究組挖掘到調(diào)控大豆茸毛密度的3個關(guān)鍵基因：多毛控制基因Pd1、少毛控制基因Ps和無毛控制基因P1。相關(guān)論文發(fā)表于Molecular Plant。大豆馴化起源于中國，隨后廣泛傳播于世界各地，是世界性的重要糧食經(jīng)濟作物。Pd1、Ps與P1三者之間存在相互調(diào)控關(guān)系：Pd1通過結(jié)合啟動子促進P1和Ps的表達并且抑制Pd1自身的表達。同時，Pd1與Ps也存在分子互作，它們形成蛋白復(fù)合體共同調(diào)控下游相關(guān)基因的表達。并且Ps能夠抑制Pd1的轉(zhuǎn)錄活性從而使大豆茸毛密度維持在一個平衡的狀態(tài)。此外，赤霉素（GA）和細胞分裂素（CK）信號通路能夠上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子編碼基因Pd1的表達。

湖泊沉水植被對沉積物氮循環(huán)細菌群落的影響

中國科學(xué)院武漢植物園邢偉研究員等人針對洪湖西南、東北湖區(qū)不同沉水植被情勢，調(diào)查沉積物氮循環(huán)細菌如硝化、反硝化、厭氧氨氧化（anammox）和硝酸鹽異化還原成銨（DNRA）細菌群落組成、多樣性和豐度對不同沉水植被物種豐富度和生物量的響應(yīng)結(jié)果，以及相關(guān)環(huán)境因子如水質(zhì)和沉積物性質(zhì)的響應(yīng)趨勢。相關(guān)論文發(fā)表于Science of the Total Environment。研究沉水植被對沉積物氮細菌群落的影響結(jié)果及作用途徑，對揭示植物-微生物相互關(guān)系具有重要的指導(dǎo)意義，能夠為湖泊生態(tài)系統(tǒng)管理與保護提供重要的理論依據(jù)。總體來說，淺水湖泊中沉水植被生長越好，沉積物脫氮效率就越高。

植物新種互葉蕕

中國科學(xué)院華南植物園陳又生、昆明植物研究所向春雷等人合作，發(fā)現(xiàn)植物新種互葉蕕，為我國唇形科植物添獨特新成員。相關(guān)論文發(fā)表于Phytotaxa?；ト~蕕是我國唇形科第二種具有互生葉的種類，非常獨特，目前僅在我國廣東潮州發(fā)現(xiàn)有分布?；ト~蕕不僅形態(tài)獨特，其生長環(huán)境和花期也很特殊?；ト~蕕生長在土壤貧瘠的河岸巖石坡，雨季很可能被河水淹沒，開花時間為比較干燥的冬季。冬季時節(jié)的植物科學(xué)考察相對比較少，導(dǎo)致這個物種長期沒有被人發(fā)現(xiàn)。該種目前僅發(fā)現(xiàn)2個種群，成熟個體數(shù)少于250株。依據(jù)國際自然保護聯(lián)盟（IUCN）的評估等級和標(biāo)準(zhǔn)，可以列入瀕危（EN）的等級，屬于比較典型的極小種群植物。

溫帶竹類輻射演化和網(wǎng)狀進化歷史

中國科學(xué)院昆明植物研究所李德銖和郭振華研究團隊揭示了青籬竹族復(fù)雜的演化歷史。相關(guān)成果發(fā)表于Systematic Biology。作為竹亞科三個族之一的青籬竹族，即溫帶竹類，是一個自然的單系分支。論文通過計算機模擬的方法評估了使用ddRAD-seq數(shù)據(jù)探討多倍化和快速輻射類群系統(tǒng)發(fā)育的可行性，優(yōu)化了數(shù)據(jù)組裝的聚類閾值和直系同源序列鑒定的分析流程。并選取了32屬200種213個個體構(gòu)建了溫帶竹類的系統(tǒng)發(fā)育框架。分子鐘時間估算和多樣化分析結(jié)果顯示溫帶竹類的干群發(fā)生于晚始新世至早漸新世，冠群于早中新世（18.73或20.96百萬年前）開始分化，內(nèi)部各主要支系在3.45百萬年內(nèi)快速分化完成。

抑制植物免疫新機制

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心上海植物逆境生物學(xué)研究中心Alberto Macho研究組發(fā)現(xiàn)了青枯菌致病新機制，探索了通過遺傳改良作物抗病反應(yīng)的潛力。相關(guān)論文發(fā)表于PLoS Pathogens。青枯菌效應(yīng)子蛋白RipAC不但能與植物ETI免疫反應(yīng)的重要調(diào)控蛋白SGT1相互作用，而且SGT1被MAPK3/6激酶磷酸化后，能促進NLR介導(dǎo)的ETI免疫反應(yīng)增強，并可持續(xù)激活MAPK3/6，使其形成一個持續(xù)且強勁的免疫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)回路，保障ETI免疫反應(yīng)。而RipAC抑制MAPK3/6與SGT1互作，最終使植物發(fā)病。SGT1具有通過遺傳改良作物抗病反應(yīng)的潛力。

氮富集影響溫帶草原物種多樣性

中國科學(xué)院植物研究所張文浩研究組解析了典型草原不同物種和功能群對氮富集的響應(yīng)。相關(guān)論文發(fā)表于Journal of Ecology。研究大氣氮沉降對草地生態(tài)系統(tǒng)的影響及作用機理，對于揭示和預(yù)測全球變化背景下草地生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)特征及草地生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)管理和可持續(xù)利用具有重要意義。與禾草相比，雜類草根系在氮富集條件下具有較強的酸化能力、較強的磷酸酶和有機酸分泌能力，導(dǎo)致雜類草具有較高的磷獲取潛力，進而導(dǎo)致葉片的總氮磷比對氮富集的響應(yīng)顯著低于禾草葉片的總氮磷比。此發(fā)現(xiàn)對傳統(tǒng)的“養(yǎng)分限制”假說和“化學(xué)計量”學(xué)術(shù)假說提出了挑戰(zhàn)，為揭示草原不同功能群植物對氮富集的響應(yīng)提供了新思路。

無標(biāo)記質(zhì)譜采集模式技術(shù)研究進展

南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院朱福遠教授團隊將SWATH-MS應(yīng)用到植物科學(xué)研究，在植物功能蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域取得重要進展。相關(guān)成果發(fā)表于Trends in Plant Science。論文詳細闡述了SWATH-MS的基本原理與實驗流程，并提出了若干提高該技術(shù)在植物領(lǐng)域應(yīng)用效率的具體辦法，將該技術(shù)拓寬到多維度熱點應(yīng)用場景中，如高通量篩選植物互作蛋白與修飾蛋白、可變剪接轉(zhuǎn)錄本的蛋白層面鑒定、無參考基因組植物的蛋白組分析、植物蛋白修飾組學(xué)、植物樣品大隊列分析等。文章進一步展望了該技術(shù)的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)，對于推動該項技術(shù)在組學(xué)領(lǐng)域科研服務(wù)市場的普及與推廣，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。