前沿

英國(guó)開發(fā)出革命性作物保護(hù)技術(shù)——“生物粘土”噴劑

本刊訊（編輯 王雯慧） 近日，據(jù)海外媒體報(bào)道，英國(guó)薩里大學(xué)和澳大利亞昆士蘭大學(xué)在納米技術(shù)的基礎(chǔ)上，共同開發(fā)出一項(xiàng)革命性的作物保護(hù)技術(shù)，以克服全球糧食作物的最大威脅——病蟲害。

這一突破性技術(shù)發(fā)表于《自然-植物》期刊。研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將粘土碳粒子和核糖核酸相結(jié)合，可以壓制作物內(nèi)某些基因，使其保持“沉默”。研究人員開發(fā)的這款名為“生物粘土”的噴劑，證明在噴灑一次后至少可以在20天內(nèi)保護(hù)作物免受病毒侵害。作物被噴灑噴劑后，會(huì)“認(rèn)為”遭受了疾病或害蟲攻擊，因而產(chǎn)生保護(hù)機(jī)制。

生物粘土技術(shù)是基于人在藥物開發(fā)中使用的納米粒子，與現(xiàn)有化學(xué)殺蟲劑相比，具有很多優(yōu)勢(shì)。生物粘土技術(shù)無(wú)害，可降解，對(duì)環(huán)境和人體健康危害較小，且可以在不改變作物基因的情況下，有針對(duì)性地保護(hù)作物免受特定病原體的侵襲。最新的研究將核糖核酸和粘土納米粒子相結(jié)合，克服了噴灑在作物上“裸”核糖核酸的不穩(wěn)定性，且能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)釋放。據(jù)估計(jì)，作物蟲害和病原體每年可導(dǎo)致全球作物收成減少30%-40%，對(duì)全球糧食安全帶來(lái)影響。同時(shí)，更高產(chǎn)量的要求、糧食監(jiān)管、害蟲抗藥性和對(duì)全球變暖的擔(dān)憂都對(duì)作物保護(hù)新技術(shù)的開發(fā)有著迫切需求?；诖?，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)具有極大好處，對(duì)全世界產(chǎn)生積極影響。

石榴新品種——“中石榴2號(hào)”來(lái)襲！

本刊訊（記者 王雯慧）石榴是一種美味的水果，因營(yíng)養(yǎng)豐富，口感俱佳而受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所干果課題組歷時(shí)14年，選育出新品種“中石榴2號(hào)”，獲河南省林木品種審定。

據(jù)課題組組長(zhǎng)曹尚銀研究員介紹，“中石榴2號(hào)”有著抗寒、豐產(chǎn)的特點(diǎn)。品種果個(gè)較大，平均單果重450克，最大果重690克。外觀漂亮，果實(shí)近圓形，果皮光潔明亮，成熟期果面深紅，著色率可達(dá)85%以上。籽粒紅色，汁多味酸甜，出汁率85.7%，核仁半軟（硬度4.16kg/cm2）可食用，尤其適合老人和兒童食用。可溶性固形物含量15.0%以上，風(fēng)味酸甜可口，品質(zhì)極佳。前期豐產(chǎn)性好，栽植 2 年后可部分掛果, 3年可 100%掛果?？购?、抗病，不裂果,對(duì)土壤要求不嚴(yán), 適應(yīng)范圍廣, 平原、丘陵均可種植。每畝以定植111株為宜,定植 3 年每株產(chǎn)果18千克以上，每畝可產(chǎn)2000 千克左右。與‘突尼斯軟籽’石榴相比，成熟期提早5-8天，產(chǎn)量更高，更耐寒，口感更佳。

據(jù)悉，該品種可作為河南鄭州及氣候相似地區(qū)石榴樹的換代樹種，也可作為庭院經(jīng)濟(jì)特色水果及園林綠化樹種植應(yīng)用，在石榴產(chǎn)區(qū)具有極大的推廣價(jià)值。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所成功克隆與解析小麥太谷核不育基因

經(jīng)過(guò)近20年不懈努力，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所賈繼增研究員與孔秀英研究員帶領(lǐng)科研人員成功克隆小麥太谷核不育基因Ms2。

太谷核不育小麥?zhǔn)俏覈?guó)科技人員高忠麗于1972年在山西太谷發(fā)現(xiàn)的一個(gè)顯性核不育小麥材料，是由單顯性核基因控制的自然突變體，其特點(diǎn)是雄性敗育穩(wěn)定徹底，不受環(huán)境條件影響，異交結(jié)實(shí)率高，是進(jìn)行小麥輪回選擇的理想材料。

太谷核不育基因Ms2的克隆存在3個(gè)巨大的挑戰(zhàn)：一是Ms2所在的4D染色體是小麥21條染色體中多態(tài)性最低的一條染色體；二是矮敗小麥中Ms2基因所在區(qū)段重組率非常低；三是2012年之前無(wú)小麥參考基因組序列發(fā)表。矮敗小麥?zhǔn)且粋€(gè)理想的輪回選擇育種材料，但該材料不適合用于Ms2基因的圖位克隆。

該基因的克隆將大大促進(jìn)作物輪回選擇育種的應(yīng)用范圍，提高育種效率與育種水平。該項(xiàng)成果于4月24日召開的國(guó)際小麥遺傳大會(huì)上首次公開報(bào)道。研究論文已于近期發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊（Nature Communications）》。（來(lái)源：中國(guó)農(nóng)科院網(wǎng)站）

棉花“甲基化基因圖譜”首次繪成

本刊訊（編輯 王雯慧） 5月30日出版的《基因組生物學(xué)》雜志刊登了中美科學(xué)家合作的一項(xiàng)重要研究成果：他們首次繪制出棉花表觀遺傳基因的“甲基化基因圖譜”，即野生棉和種植棉之間500多種表觀遺傳基因的差異，為生物技術(shù)公司通過(guò)表觀修飾育種培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉花提供了重要線索。

幾十年來(lái)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，許多動(dòng)植物的表觀特征，既可用基于DNA序列改變的遺傳學(xué)方法調(diào)控，也能用不改變DNA序列的表觀遺傳學(xué)方法進(jìn)行可遺傳性修飾。這些研究成果為動(dòng)植物育種開啟了全新路徑，特別是利用表觀遺傳學(xué)技術(shù)，不需改變基因，就能創(chuàng)造出全新品種，可規(guī)避人們對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的質(zhì)疑和爭(zhēng)論。

在最新研究中，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)張?zhí)煺娼淌谡n題組與德克薩斯大學(xué)杰夫瑞·陳的課題組合作，通過(guò)將美國(guó)陸地棉與野生棉對(duì)比，識(shí)別出500多種與DNA甲基化過(guò)程有關(guān)的基因開關(guān)列表，從而繪制出了這份棉花的“甲基化基因圖譜”。DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳修飾過(guò)程，新圖譜信息可提供棉花在100多萬(wàn)年進(jìn)化過(guò)程中的表觀基因變化，幫助研究人員選育出擁有某些新特征的新品種，提高棉花的產(chǎn)量，改善其抗旱性、耐熱性或抗蟲性。

研究人員發(fā)現(xiàn)，野生棉花內(nèi)的一種甲基化基因能阻止棉花開花，而種植棉中的這種基因已去甲基化，導(dǎo)致了棉花從熱帶植物變成在世界多數(shù)地區(qū)“安家”的普適性農(nóng)作物，這種關(guān)鍵性突變不是遺傳變異，而是表觀遺傳變異。

他們表示，參照這一最新“甲基化基因圖譜”，育種專家可通過(guò)化學(xué)方法或CRISPR-Cas9等技術(shù)進(jìn)行基因甲基化修飾，靶向培育出改良品種，同樣的方法也可用于小麥、咖啡、土豆和玉米等主要農(nóng)作物育種。