科技

簡化雜交稻制種解決方案問世

一項為解決在水稻雜交稻制種中不育系的包穗問題提供了很好解決方案的研究成果，近日在《植物細胞》雜志在線發(fā)表。

雜交水稻的制種過程需要兩個親本材料——雄性不育系和恢復系，然而水稻不育系常常具有“包穗”的特性，為雜交稻制種帶來很大困難。水稻最上節(jié)間特異伸長突變體eui1的發(fā)現(xiàn)為育種家培育雜交水稻的高位莖節(jié)伸長不育系提供了可能，eui1具有解除不育系包穗的功效，因而，也被稱為雜交水稻生產中除了不育系、保持系和恢復系外的第四遺傳因子。

2006年中科院儲成才研究組和上海生科院何祖華研究組同時克隆了EUI1基因，發(fā)現(xiàn)EUI1編碼一個細胞色素P450單加氧酶，可使具生物活性的赤霉素失活。抑制EUI1表達可提高水稻內源赤霉素含量，從而增加其株高和穗頸長。中國科學院儲成才研究組高少培博士進一步研究發(fā)現(xiàn)，HD-ZIP I類轉錄因子家族中的HOX12作為轉錄激活因子，可在植物體內與EUI1啟動子直接結合并促進其表達，進而調控植物內源赤霉素的代謝和穗莖伸長。HOX12表達降低的植物中EUI1基因表達量也下降，活性赤霉素含量升高并從穗中向穗上部莖節(jié)中流動，導致穗莖中活性赤霉素含量增加，穗莖節(jié)變長。 （科技日報）

北大揭示植物幼苗感知土壤深度分子機制

日前，北京大學鐘上威和鄧興旺課題組發(fā)現(xiàn)植物幼苗感應土壤中光照強度變化的核心功能蛋白，并揭示了出土過程中幼苗感知土壤深度變化而相應調整其生長發(fā)育的分子信號通路。相關成果發(fā)布于《現(xiàn)代生物學》。

該研究揭示了植物幼苗出土過程中感知土壤環(huán)境變化的核心功能基因與分子調控機理。研究成果加深了對幼苗出土這一自然現(xiàn)象的認識，也為農業(yè)生產中提高農作物幼苗出土存活效率提供了理論基礎。

（中國科學報）

水稻基因組編輯范圍大幅拓展

近期，中國水稻研究所水稻染色體工程及基因組編輯創(chuàng)新團隊通過對Cas9蛋白進行定點修飾，將水稻基因組內可編輯范圍拓展到現(xiàn)有的2倍以上。相關研究在《分子植物》在線發(fā)表。

近年來，CRISPR/Cas9系統(tǒng)以其簡便、高效的技術特點，迅速成為植物中最為廣泛使用的基因組編輯手段，為種質資源創(chuàng)制以及基因功能研究等工作提供了極大的便利。CRISPR/Cas9系統(tǒng)在基因組上的精準切割需要特異識別一段鄰近核苷酸序列(PAM)。目前植物中最為廣泛使用的SpCas9蛋白能夠識別的PAM序列局限為經典的NGG序列，這嚴重限制了CRISPR/Cas9系統(tǒng)的可編輯范圍。為突破這個限制，科學家們在動物及微生物中進行了不懈的嘗試并獲得了一定的進展，然而在植物中尚未有成功的案例報道。

該創(chuàng)新團隊通過定點突變的方法對水稻中廣泛使用的SpCas9蛋白進行了改造，獲得了兩種Cas9 變體。通過一系列的轉基因實驗證明，兩種Cas9變體在水稻中分別可以識別NGA以及NGCG兩種PAM序列。生物信息學分析表明Cas9變體的創(chuàng)制將使得CRISPR/Cas9系統(tǒng)在水稻中可編輯范圍拓展到現(xiàn)有的2倍以上。此外，兩種變體也可以同時對多基因進行有效的編輯，表明其與野生型Cas9一樣具備巨大的應用潛力。因此，該工作為在水稻中進行更廣泛的基因組編輯提供了新的可選工具。

（中國農業(yè)科學院網）

我國科技人員在國際上首次提出“環(huán)境型鑒定”概念

近日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所玉米分子育種創(chuàng)新團隊徐云碧博士在國際上首次提出了環(huán)境型(envirotype) 和環(huán)境型鑒定的概念，并對其原理進行了詳細闡述。相關論文在線發(fā)表于國際知名期刊《理論與應用遺傳學（Theor Appl Genet）》。

“環(huán)境型鑒定”概念的倡導，為作物育種在內的作物科學提供了解碼環(huán)境影響的參考技術和途徑。環(huán)境型鑒定與基因型鑒定和表現(xiàn)型鑒定一道，有望成為影響未來作物高效育種和生產的三大支撐技術，同時為數(shù)量遺傳學和作物模擬等領域如何利用海量環(huán)境型信息提出了挑戰(zhàn)。

（中國農業(yè)科學院網）