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研究人員完成燕麥基因組草圖繪制

近日，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心、中國(guó)科學(xué)院—英國(guó)約翰英納斯中心植物和微生物科學(xué)聯(lián)合研究中心韓斌院士團(tuán)隊(duì)與英國(guó)約翰英納斯中心研究團(tuán)隊(duì)合作完成了禾本科、燕麥屬一年生草本植物二倍體燕麥Avena strigosa基因組序列草圖的繪制，并完整地解析了抗微生物防御化合物燕麥素的生物合成基因簇。5 月7 日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然—通訊》。

真核生物中非隨機(jī)組織的基因在基因組進(jìn)化和功能中起著重要作用。絕大多數(shù)真核生物基因組中并沒有操縱子，但它們又的確包含了一些序列不相關(guān)而功能相關(guān)并且在物理位置上成簇存在的基因。這些“類操縱子”基因簇中，最引人注目的例子就是植物體內(nèi)合成特殊代謝產(chǎn)物的基因簇。已有證據(jù)表明，這些cluster 途徑并不是通過微生物水平基因轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生，但目前人們對(duì)其真實(shí)的形成機(jī)制卻知之甚少。燕麥素是燕麥屬中特異存在的一類抗微生物防御化合物，其生物合成途徑也是最典型的植物生物合成基因簇之一。

韓斌團(tuán)隊(duì)選用了能在根尖特異合成燕麥素的二倍體燕麥物種Avena strigosa，運(yùn)用三代測(cè)序技術(shù)Nanopore 并輔助光學(xué)圖譜技術(shù)BioNano DLS，以及Hi-C染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)成功完成了該燕麥基因組高質(zhì)量染色體級(jí)別組裝，組裝基因組3.53Gb，scaffold N50 高達(dá)73.4 Mb。燕麥基因組中重復(fù)序列大約占基因組的81.1%，結(jié)合從頭預(yù)測(cè)、同源蛋白信息以及轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)共注釋了34928 個(gè)高可信度基因。

這項(xiàng)研究基于組裝獲得的全基因組信息完整的解析了燕麥素合成基因cluster，確定了燕麥素合成通路的最后兩個(gè)缺失步驟，并通過本氏煙草瞬時(shí)表達(dá)重構(gòu)了整個(gè)合成途徑。同時(shí)，研究人員還對(duì)基因簇的起源及不同燕麥品種間的差異進(jìn)行了比較分析。基因組組裝和DNA 熒光原位雜交（FISH）結(jié)果均表明，燕麥素合成基因cluster 位于1 號(hào)染色體長(zhǎng)臂末端的亞端粒區(qū)域，并且該基因簇特異存在于燕麥屬中。

專家表示，該研究工作為真核生物的基因組可塑性和適應(yīng)性進(jìn)化提供了新的見解，為改良小麥和其他谷物抵抗全蝕病和其他疾病提供了分子依據(jù)。（中國(guó)科學(xué)報(bào)）

全國(guó)雜交水稻雙季畝產(chǎn)3000 斤項(xiàng)目在三亞首獲豐收

2021 年 5 月 9 日，全國(guó)雜交水稻雙季畝產(chǎn)3000 斤項(xiàng)目在三亞首獲豐收，早造水稻測(cè)產(chǎn)取得畝產(chǎn)1004.83公斤的成績(jī)。

2020 年11 月，雜交水稻早晚雙季稻平均畝產(chǎn)在湖南突破1500 公斤(3000 斤)。2020 年 12 月，由袁隆平任首席科學(xué)家，全國(guó)雜交水稻雙季畝產(chǎn)3000 斤項(xiàng)目在三亞啟動(dòng)。海南省在?？凇⑷齺喌鹊卦O(shè)置了6個(gè)示范試驗(yàn)點(diǎn)。

5 月9 日，位于三亞海棠灣水稻國(guó)家公園的示范點(diǎn)率先收割測(cè)產(chǎn)早造水稻。當(dāng)天測(cè)產(chǎn)專家組由中國(guó)科學(xué)院院士、福建農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員謝華安領(lǐng)銜。

測(cè)產(chǎn)的這批“超優(yōu)千號(hào)”水稻在2020 年 12 月 16 日播種 ，2021 年 1 月13 日移栽，栽插密度為20cm＊(20cm+30cm)。

現(xiàn)場(chǎng)選取3 個(gè)地塊，實(shí)收毛谷稱重后，考量機(jī)損、雜質(zhì)、水分含量等因素，最終測(cè)得一類田1014.56 公斤/畝，二類 田 1009.45 公 斤/畝 ，三 類 田990.48 公 斤/畝 ，平 均 1004.83 公斤/畝。

為深化間接成本補(bǔ)償機(jī)制改革，貫徹《關(guān)于進(jìn)一步完善中央財(cái)政科研項(xiàng)目資金管理等政策的若干意見》的文件精神，《國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目資金管理辦法》結(jié)合我國(guó)實(shí)際，提高了間接費(fèi)用核定比例，規(guī)定：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目間接費(fèi)用一般按照不超過項(xiàng)目資助總額的一定比例核定。具體比例如下：50萬元及以下部分為30%；超過50萬元至500萬元的部分為20%；超過500萬元的部分為13%。

“有信心達(dá)成雙季畝產(chǎn)3000 斤的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)?！表?xiàng)目責(zé)任專家、海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)曹兵介紹，收割完這批水稻之后，試驗(yàn)田將著手準(zhǔn)備晚造水稻的栽培示范。

因?yàn)榄h(huán)境氣溫高、水稻生育期相對(duì)較短，海南種植的水稻向來非高產(chǎn)見長(zhǎng)。謝華安說，如果海南實(shí)現(xiàn)兩季3000 斤的目標(biāo)，這將創(chuàng)造了一個(gè)好的模式，“既然這里能創(chuàng)造單位面積高的產(chǎn)量，其他地方同樣可以學(xué)習(xí)應(yīng)用這里的栽培模式，推動(dòng)水稻的高產(chǎn)高效生產(chǎn)”。 （中新網(wǎng)）

新研究：多吃蔬菜水果有助于緩解壓力

澳大利亞研究人員一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)，多吃蔬菜水果能緩解心理壓力，推薦人們依據(jù)世界衛(wèi)生組織的建議每天攝入至少400 克蔬菜水果。相關(guān)論文已發(fā)表在歐洲臨床營(yíng)養(yǎng)和代謝學(xué)會(huì)官方期刊《臨床營(yíng)養(yǎng)》上。

澳大利亞伊迪斯考恩大學(xué)研究人員介紹，他們對(duì)8600 多名25 歲至91歲澳大利亞人的蔬菜水果攝入及心理壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每天攝入至少470 克蔬菜水果的人比每天攝入量少于230 克的人，壓力水平要低10%。

研究人員表示，盡管食用蔬菜水果和人的壓力水平之間的具體影響機(jī)制尚不明確，但蔬菜水果所含的營(yíng)養(yǎng)素很可能是其發(fā)揮作用的原因。炎癥或人體內(nèi)氧化和抗氧化作用失衡導(dǎo)致的氧化應(yīng)激狀態(tài)，都是已知的會(huì)導(dǎo)致人們情緒低落、焦慮和有壓力的因素。蔬菜和水果含有維生素、礦物質(zhì)、類黃酮和類胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以改善人體內(nèi)的炎癥和氧化應(yīng)激狀態(tài)，有助于心理健康。

研究人員表示，健康飲食的益處很多人都知道，但不少人蔬菜水果的攝入量并不達(dá)標(biāo)。此前有研究發(fā)現(xiàn)在青少年群體中，蔬菜水果攝入量與心理壓力存在關(guān)聯(lián)，而這項(xiàng)研究進(jìn)一步證實(shí)了這一關(guān)聯(lián)在所有年齡段人群中都存在，因此再次凸顯富含蔬菜水果飲食方式的重要性。 （新華社）

如何“頂住”干旱？來看看這些植物的“求生”絕招

近日，蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室方向文教授課題組找到了植物在缺水狀態(tài)下的生存“密碼”。

課題組選取了在不同年降雨量地區(qū)分布的10 種錦雞兒屬植物作為研究對(duì)象。方向文介紹，錦雞兒屬植物是豆科落葉灌木，具有優(yōu)良的干旱適應(yīng)能力，在我國(guó)干旱和半干旱區(qū)廣泛分布，是防風(fēng)固沙的優(yōu)良樹種，在水土保持和荒漠化防治中發(fā)揮著重要作用。

但在長(zhǎng)期演化過程中，錦雞兒屬植物的干旱適應(yīng)性是如何形成的還有待揭示。

研究發(fā)現(xiàn)，在干旱脅迫條件下，即當(dāng)植物缺水時(shí)，錦雞兒屬植物葉片有較高的水分傳導(dǎo)安全性和有效性，并以此適應(yīng)干旱生態(tài)環(huán)境。

方向文告訴記者，葉片表面上的氣孔是植物與外界進(jìn)行氣體交換的“門戶”，水分通過氣孔向外擴(kuò)散，同時(shí)二氧化碳通過氣孔進(jìn)入葉內(nèi)，通過雙方交換保證植物正常進(jìn)行光合作用，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳水化合物固定下來維持植物生長(zhǎng)。“當(dāng)錦雞兒屬植物供水充分時(shí)，其氣孔最大限度開放來充分進(jìn)行光合作用；輕度缺水時(shí)，植物適度關(guān)閉氣孔減少蒸騰來節(jié)水，光合作用速率略有下降；重度缺水時(shí)，氣孔保持最低限度開放，植物仍能進(jìn)行一定的光合作用，保證存活。”

課題組還發(fā)現(xiàn)，在夏季高溫天氣下，由于錦雞兒屬植物的葉片供水能力強(qiáng)，能滿足干旱生境中強(qiáng)烈的水分蒸發(fā)需求，并降低葉片溫度，提升植物抵抗外界高溫的能力。同時(shí)，在偶發(fā)降雨后，葉片高效率傳導(dǎo)水分，可使失水組織快速恢復(fù)。

“荒漠地區(qū)蒸發(fā)量大，植物缺水是常態(tài)。我們研究發(fā)現(xiàn)錦雞兒屬植物葉片密布毛狀體，有很強(qiáng)的夜間吸收露水能力，吸收的露水能有效緩解缺水，使這類植物進(jìn)一步具備了適應(yīng)干旱生境的能力?！狈较蛭恼f。

相關(guān)研究成果構(gòu)建了植物適應(yīng)干旱生境的理論體系，對(duì)我國(guó)乃至世界干旱和半干旱區(qū)的植被恢復(fù)和生態(tài)維持有重要借鑒意義。研究成果近日發(fā)表在《新植物學(xué)家》等期刊上。（新華社）

日本團(tuán)隊(duì)開發(fā)出適應(yīng)氣候變暖水稻

據(jù)《日刊工業(yè)新聞》報(bào)道，東京大學(xué)矢守航副教授等開發(fā)出適應(yīng)地球氣候變暖的高產(chǎn)水稻。該水稻在高溫環(huán)境下的光合作用能力增強(qiáng)，生物質(zhì)產(chǎn)出量較野生水稻提高約26%。

作物產(chǎn)量主要取決于其光合作用能力，但光合作用在高溫下易受抑制。地球年平均氣溫每上升1℃，世界水稻產(chǎn)量就會(huì)減少17%。該研究小組發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致高溫下光合作用能力下降的主要原因在于固定二氧化碳的二磷酸核酮糖羧化酶（Rubisco）活性受損，但在采取措施增強(qiáng)Rubisco 活性后，Rubisco 的總量卻會(huì)減少導(dǎo)致光合作用能力下降。

研究人員使用了源自玉米的耐高溫活性化酶，并通過同時(shí)導(dǎo)入基因的方法避免基因之間在表達(dá)上相互干擾，成功培育出了在不減少Rubisco總量情況下活性酶增強(qiáng)約2 倍的水稻。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)新開發(fā)的水稻在25℃下與野生型水稻的表現(xiàn)差不多，但在40℃高溫環(huán)境下，其光合作用速度比野生型水稻度快約20%，最終的植物體重提高約26%。

這一研究成果有助于弄清作物光合作用因氣候變暖而受到抑制的機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上找到提高糧食和生物質(zhì)產(chǎn)量的技術(shù)路徑。相關(guān)論文發(fā)表于美國(guó)科學(xué)雜志《Plant Cell and Environment》。 （科技部）

中塞天然草藥和新藥研發(fā)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室成立

塞爾維亞教育科學(xué)和技術(shù)發(fā)展部宣布，由上海藥物研究所和貝爾格萊德斯坦科維奇生物研究所（“Sinisa Stankovic”Institute for Bi?ological Research in Bel?grade）合作的中塞天然草藥和新藥研發(fā)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室成立。

該實(shí)驗(yàn)室的建成對(duì)塞和巴爾干地區(qū)具有重要意義，也是“一帶一路”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，是加強(qiáng)中塞合作的重要一步，科研人員將結(jié)合雙方的研究能力，發(fā)展天然制品在各領(lǐng)域的應(yīng)用，開發(fā)基于自然資源的新藥和醫(yī)療產(chǎn)品，同時(shí)維護(hù)生物多樣性和可持續(xù)發(fā)展。實(shí)驗(yàn)室的工作還將改善塞爾維亞的基礎(chǔ)研究設(shè)施。 （科技部）