科技

無需改變基因 小麥增產(chǎn)20%

近日，英國牛津大學(xué)發(fā)布公告稱，該?；瘜W(xué)研究實(shí)驗(yàn)室與英國洛桑研究所聯(lián)手人工合成出天然糖分——海藻糖-6-磷酸（T6P）的前體，并證明這些分子能將麥粒大小和淀粉含量均增加20%。這一全新化學(xué)運(yùn)用可提高幾乎所有農(nóng)作物產(chǎn)量并增強(qiáng)抗旱能力，有助于應(yīng)對人口增長和氣候變暖導(dǎo)致的全球性糧食危機(jī)。

發(fā)表在《自然》雜志上的研究論文詳細(xì)描述了這種首次利用化學(xué)技術(shù)調(diào)控植物內(nèi)糖分吸收的全新方法。天然糖分T6P在調(diào)控小麥對蔗糖吸收中起著重要作用，而蔗糖又對麥粒發(fā)育至關(guān)重要，麥粒吸收T6P越多，產(chǎn)量越高。

研究人員在小麥開花后向其噴灑不同濃度的T6P溶液（0.1到10毫摩爾每升），大約每5天噴灑一次，成熟后對麥粒進(jìn)行稱重和分析后發(fā)現(xiàn)，麥粒大小和其內(nèi)淀粉與蛋白質(zhì)含量都提高了20%。他們還通過實(shí)驗(yàn)證明，T6P前體分子能增強(qiáng)小麥抗旱能力。

研究人員表示，幾乎所有農(nóng)作物和植物都有相同的T6P機(jī)理，因此新化學(xué)技術(shù)能廣泛用來提高各種農(nóng)作物產(chǎn)量。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在提高農(nóng)作物產(chǎn)量和性能方面引領(lǐng)了一場“綠色革命”，但其安全性頻頻遭受質(zhì)疑。研究人員下一步會開展T6P的田間試驗(yàn)，進(jìn)一步認(rèn)識T6P的規(guī)?；\(yùn)用及不同環(huán)境下的效果。

（科技日報）

山東首次育成中抗赤霉病小麥品種

從山東省農(nóng)作物品種審定委員會獲悉，該委員會近期審定通過的7個小麥品種正式獲得上市銷售資格。令人欣喜的是，這7個品種中包括兩個中抗赤霉病小麥品種——太麥198和齊民7號。這兩個品種的選育成功，對于山東乃至黃淮海麥區(qū)品種選育都有突破性意義。

（中國農(nóng)業(yè)新聞網(wǎng)）

玉米籽粒發(fā)育研究取得新突破

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所玉米分子生物學(xué)創(chuàng)新小組在玉米籽粒發(fā)育研究方面取得了新突破，闡明了UBL1基因在玉米發(fā)育中的關(guān)鍵作用及其調(diào)控機(jī)制。

從基因?qū)用嫔涎芯坑衩鬃蚜０l(fā)育，不僅有助于我們認(rèn)識其發(fā)育的分子機(jī)制，而且有可能為玉米分子改良提供新的方法和途徑?；虮磉_(dá)調(diào)控在生物體發(fā)育過程中具有至關(guān)重要的作用，其調(diào)控過程主要有轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控和轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控。到目前為止，在植物中轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控的相關(guān)研究報道還較少。

王國英研究員科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)玉米UBL1基因影響mRNA轉(zhuǎn)錄后的剪接，在玉米籽粒和幼苗發(fā)育中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。研究表明UBL1基因具有核酸外切酶的活性，負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)剪接體復(fù)合物的重要組分U6snRNA的修飾，功能缺失導(dǎo)致其總量減少及部分3’末端修飾異常，從而造成mRNA的剪接障礙。轉(zhuǎn)錄組測序分析進(jìn)一步證實(shí)了功能缺失突變體中部分基因存在內(nèi)含子滯留。研究成果對揭示玉米籽粒發(fā)育和產(chǎn)量形成的分子基礎(chǔ)具有重要意義。

（農(nóng)民日報）

中國農(nóng)科院作科所成功實(shí)現(xiàn)植物基因高效率單堿基定點(diǎn)替換

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成功在水稻中實(shí)現(xiàn)靶標(biāo)基因高效單堿基定點(diǎn)替換。該研究對開展重要農(nóng)藝性狀的功能基因鑒定、復(fù)雜農(nóng)藝性狀的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)解析和新種質(zhì)創(chuàng)制，加快農(nóng)作物遺傳改良進(jìn)程具有重要意義。相關(guān)研究成果于2016年12月9日在線發(fā)表在Cell子刊《分子植物（Molecular Plant）》雜志上。

這是繼該團(tuán)隊(duì)在《分子植物》上報道利用CRISPR/ Cas9介導(dǎo)的基因組定點(diǎn)重組體系，將ALS基因兩個氨基酸位點(diǎn)定點(diǎn)替換，獲得大量抗磺酰脲類除草劑水稻后，發(fā)表的又一項(xiàng)重要研究進(jìn)展。

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院網(wǎng)）

水稻基因組研究取得重要進(jìn)展

近日，國際基因組研究權(quán)威刊物《基因組研究》在線刊登了福建省農(nóng)科院與廈門大學(xué)合作的最新研究成果“全基因組范圍內(nèi)分析水稻選擇性腺苷化位點(diǎn)的動態(tài)變化”。

該項(xiàng)成果主要研究了水稻發(fā)育過程中選擇性多聚腺苷化（APA）動態(tài)變化以及對水稻產(chǎn)量性狀關(guān)鍵基因表達(dá)調(diào)控的影響，為理解基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控提供嶄新的認(rèn)識，同時也對水稻基因組注釋提供更加精確數(shù)據(jù)，從而可為水稻新品種選育提供重要信息和基因資源。

（福建省科技廳網(wǎng)）

耐鹽小麥高產(chǎn)栽培試驗(yàn)示范項(xiàng)目通過驗(yàn)收

“耐鹽小麥在墨玉縣高產(chǎn)栽培的試驗(yàn)示范”項(xiàng)目由中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所承擔(dān)，其針對和田地區(qū)墨玉縣土壤鹽漬化問題，開展了耐鹽小麥“新冬26號”和“新冬34號”高產(chǎn)栽培示范和推廣。項(xiàng)目組以墨玉縣加汗巴格鄉(xiāng)為核心試驗(yàn)區(qū)，建立良種繁育基地，先后在喀爾賽鎮(zhèn)、奎牙鎮(zhèn)、扎瓦鄉(xiāng)、阿克薩拉依鄉(xiāng)、薩依巴格鄉(xiāng)、芒來鄉(xiāng)、闊依其鄉(xiāng)、雅瓦鄉(xiāng)等地建立了8個推廣試驗(yàn)示范區(qū)，累計(jì)推廣面積超過萬畝，小麥增收150萬公斤。

項(xiàng)目在墨玉縣加汗巴格鄉(xiāng)鄉(xiāng)政府召開了驗(yàn)收會，并組織專家赴麥田進(jìn)行了現(xiàn)場勘驗(yàn)，專家一致認(rèn)為，該項(xiàng)目為鹽堿地改良利用做出了創(chuàng)新性工作，有效提升了鹽堿地生產(chǎn)力，促進(jìn)了農(nóng)民增收，希望該項(xiàng)目能夠形成系統(tǒng)，從而在和田乃至新疆的鹽堿地開展示范推廣。

驗(yàn)收會結(jié)束后，召開了“核桃林下小麥種植技術(shù)示范與推廣”項(xiàng)目研討會，和田地區(qū)是新疆核桃的主產(chǎn)區(qū)之一，核桃林蔭下經(jīng)濟(jì)作物的種植一直是困擾農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。探索適合核桃林下種植模式的小麥材料以及培育林蔭下小麥新品系是當(dāng)前的主要需求之一，新疆生地所專家任巍已在該鄉(xiāng)開展了前期的引種試驗(yàn)工作。專家認(rèn)為，下一步需要對篩選出的小麥材料進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)論證。

（中國科學(xué)院新疆分院網(wǎng)）

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所揭示水稻程序性細(xì)胞死亡新機(jī)制

日前，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所王國梁科研團(tuán)隊(duì)通過圖位克隆方法鑒定到一個負(fù)調(diào)控水稻程序性細(xì)胞死亡的DRP類蛋白（死亡抵抗蛋白），揭示了該蛋白通過調(diào)控水稻細(xì)胞色素c從線粒體的釋放而控制細(xì)胞程序性死亡發(fā)生的新機(jī)制。相關(guān)成果于近日在線發(fā)表在國際期刊《科學(xué)公共圖書館—病原學(xué)》上。

據(jù)悉，動植物中普遍存在的程序性細(xì)胞死亡(Programmed Cell Death，PCD)是生物體自我調(diào)節(jié)細(xì)胞存亡的典型形式，在生長發(fā)育與生物或非生物脅迫過程中起重要作用。植物中假病斑突變是在沒有外來病原物侵染情況下細(xì)胞自發(fā)形成的程序性細(xì)胞死亡，這種遺傳學(xué)上的突變會帶來抗性相關(guān)基因的誘導(dǎo)表達(dá)和植物對病蟲害的抗性增強(qiáng)。

本研究對在水稻組織培養(yǎng)過程中得到的一個水稻假病斑突變體dj-lm進(jìn)行了遺傳、生化和細(xì)胞生物學(xué)分析。該突變體從苗期到水稻成熟全生育期均呈假病斑表型，植株的抗病性增強(qiáng)，并伴有明顯的活性氧簇產(chǎn)生。利用圖位克隆方法成功克隆了控制該假病斑表型的基因OsDRP1E，發(fā)現(xiàn)OsDRP1E的E409V點(diǎn)突變導(dǎo)致細(xì)胞死亡。進(jìn)一步的功能分析表明，OsDRP1E的E409V突變影響其鳥苷三磷酸酶活性、線粒體定位的丟失和細(xì)胞色素c的不正常釋放。

本研究首次在水稻中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞色素c從線粒體釋放調(diào)控程序性細(xì)胞死亡的現(xiàn)象，為進(jìn)一步深入了解DRP類蛋白參與程序性細(xì)胞死亡分子機(jī)制與水稻抗病反應(yīng)信號傳導(dǎo)奠定了重要基礎(chǔ)。

該研究以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所為第一完成單位，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生李智強(qiáng)和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所副研究員丁波是文章的共同第一作者，王國梁研究員與丁波副研究員為文章通訊作者，周雪平教授為文章的共同作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助。

（中國科學(xué)報）