科學(xué)家首次繪就水稻泛基因組圖譜

中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所和上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院黃學(xué)輝團(tuán)隊合作，首次繪制了栽培稻—野生稻的泛基因組圖譜，并系統(tǒng)鑒定了涵蓋各類群水稻的編碼基因集。近日，這一成果以長文形式在線發(fā)表于《自然—遺傳學(xué)》雜志。

從野生稻馴化而來的水稻品種眾多、分布廣泛，除了全亞洲，在歐洲、美洲和澳洲也有很少量分布。水稻可以適應(yīng)多樣的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)藝條件，其豐富的遺傳多樣性在馴化和現(xiàn)代育種中都發(fā)揮了重要作用，并將成為應(yīng)對糧食需求增長和環(huán)境變化，進(jìn)行品種改良的關(guān)鍵資源。

據(jù)了解，20多年來，粳稻“日本晴”一直是水稻研究的模式材料。在之前的研究中，水稻基因組的遺傳變異鑒定大多依賴于其序列與粳稻“日本晴”的相似性。然而，粳稻“日本晴”不能涵蓋栽培稻和普通野生稻中所有的功能基因。比如，耐水淹基因、高效吸收磷肥基因等在“日本晴”等水稻品種中完全缺失。

黃學(xué)輝告訴《中國科學(xué)報》記者，研究團(tuán)隊選取了66個來自不同水稻類群的栽培稻品種和野生稻株系，對其進(jìn)行深度測序、從頭序列組裝和基因注釋分析，獲得了水稻各類群材料的精細(xì)基因組圖譜，鑒定出了水稻基因組中各類復(fù)雜的遺傳變異，并且發(fā)現(xiàn)了很多功能基因存在多種等位基因類型。此外，新鑒定的很多編碼基因存在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物和蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)域，暗示其可能存在一定的生物學(xué)功能。

相關(guān)專家表示，此項成果將有助于精確發(fā)掘復(fù)雜農(nóng)藝性狀的關(guān)鍵變異位點，有力推動水稻的功能基因組學(xué)研究，有助于育種家充分利用各類群水稻中豐富的遺傳變異，為進(jìn)一步提升我國水稻的產(chǎn)量潛力、抗逆特點等提供了重要的基礎(chǔ)信息。

（科學(xué)網(wǎng)）

我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)生物鐘調(diào)控葉片衰老新機(jī)制

生物鐘是生物體為適應(yīng)環(huán)境晝夜周期變化而進(jìn)化出的協(xié)調(diào)細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)、代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的分子系統(tǒng)，調(diào)控植物的新陳代謝、生長發(fā)育等多個過程。生物鐘使植物的內(nèi)源節(jié)律與外部晝夜變化的光和溫度等環(huán)境條件相協(xié)調(diào)，為植物的生長發(fā)育提供競爭性優(yōu)勢。葉片衰老過程能將營養(yǎng)和能量從衰老的葉片向正在發(fā)育的組織和器官轉(zhuǎn)移，以便更好地適應(yīng)環(huán)境脅迫，但生物鐘是否參與調(diào)控葉片衰老過程尚不清楚。

中國科學(xué)院植物研究所王雷研究組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)擬南芥生物鐘核心組分EveningComplex中任何組分發(fā)生突變，葉片衰老均會提前。轉(zhuǎn)錄組分析及茉莉酸誘導(dǎo)葉片衰老的生理實驗表明，EveningComplex直接參與調(diào)控茉莉酸信號，而茉莉酸信號是調(diào)節(jié)植物葉片衰老的重要因子之一，其中MYC2是茉莉酸信號促進(jìn)葉片衰老的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，EveningComplex直接結(jié)合該基因啟動子并抑制其表達(dá)，從而在時間維度精細(xì)調(diào)控茉莉酸誘導(dǎo)植物葉片衰老的進(jìn)程。

（農(nóng)民日報）

我國科學(xué)家找回丟失的番茄美味

自2004年起，中國農(nóng)科院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所黃三文帶領(lǐng)科研團(tuán)隊參與番茄基因組測序任務(wù)。經(jīng)過10余年的潛心研究，他們廣泛收集了全球600多份不同類型的番茄種質(zhì)資源，并開展了基因組、轉(zhuǎn)錄組、代謝組等多組學(xué)分析，產(chǎn)生了約7Tb的原始序列數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析獲得了2600萬個基因組變異位點、3萬多個基因的表達(dá)量和980種果實代謝物的群體多組學(xué)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了全球最大園藝作物組學(xué)數(shù)據(jù)庫。同時，利用基因組學(xué)技術(shù)闡明了番茄從野生番茄成大果栽培番茄的人工馴化過程，發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)代番茄風(fēng)味丟失的基因調(diào)控機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)了控制番茄風(fēng)味的多個調(diào)控路徑，為更為營養(yǎng)美味番茄的設(shè)計育種提供了路線圖。

相關(guān)科研論文發(fā)表在最新一期的國際知名生命科學(xué)期刊《細(xì)胞》上。

（工人日報）

加拿大研究出新的篩選技術(shù)能更快培育抗旱作物品種

加拿大薩斯喀徹溫大學(xué)發(fā)布消息稱，該校研究人員開發(fā)出一種簡單的無損檢測方法，可在一天內(nèi)篩選數(shù)百個小麥葉片樣品，可減少傳統(tǒng)育種方法選擇抗旱品種所需的時間和成本。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在《植物生理學(xué)》（Physiologia Plantarum）雜志上。

使用旗葉的蠟作為測試對象，研究人員將耐旱的Stettler小麥品種與更容易受干旱條件影響的小麥品種進(jìn)行比較，檢查植物的形態(tài)特征以及化學(xué)特征。旗葉是植物生長過程中出現(xiàn)的最后一葉，對于獲得高產(chǎn)至關(guān)重要。

農(nóng)業(yè)科學(xué)家知道葉片的蠟在保護(hù)水和作為疾病的物理屏障方面起著重要作用，但在此之前不知道在分子層面上為什么會這樣。研究人員利用加拿大光源（CLS）產(chǎn)生的強(qiáng)光，第一次將葉片中的微量和宏量營養(yǎng)元素與其抗旱能力聯(lián)系在一起，在抗旱的Stettler品種中發(fā)現(xiàn)了更高的鋅含量。這些結(jié)果可能會對未來的育種方法產(chǎn)生重大影響，也會對鋅在肥料中的作用提出質(zhì)疑。

目前的育種方法基于作物產(chǎn)量的耐旱能力，利用田間試驗來確定結(jié)果。這種新方法將使科學(xué)家更早地知道耐旱品種的特性，從而降低成本，并更快地將新品種從實驗室送到田間。該項目將擴(kuò)展到新的品種，最終著眼于其他農(nóng)作物，比如油菜，使加拿大農(nóng)民能夠在全球市場上保持競爭力。

（科技部網(wǎng)）

開花植物“統(tǒng)治”植物界或因基因組瘦身

據(jù)英國廣播公司（BBC）近日報道，開花植物為什么會后來居上超越蕨類植物等，傳遍世界各地并成為最主要的陸生植物？這一問題曾讓達(dá)爾文困惑不已。

科學(xué)家圍繞該問題爭論多年?，F(xiàn)在，加州大學(xué)舊金山分校的凱文·西莫寧和耶魯大學(xué)的阿達(dá)姆·羅迪有了答案：開花植物“統(tǒng)治”植物界歸功于其基因組的瘦身。

（科技日報）

中科院上海植物逆境中心發(fā)現(xiàn)防御青枯病新機(jī)制

中科院上海植物逆境生物學(xué)研究中心Alberto Macho研究組揭示了能被茄科植物所感知的第一個青枯菌的病原分子和其受體，并且提出通過屬間的受體轉(zhuǎn)移（或者導(dǎo)入）能夠提高植物對青枯菌的抗性。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志》。

在大多數(shù)病菌中，鞭毛蛋白（幫助細(xì)菌運動的一個結(jié)構(gòu)）是主要的病原分子，植物可通過感知鞭毛蛋白的一些區(qū)域來激起免疫反應(yīng)。研究人員用純化的鞭毛蛋白處理茄科植物，結(jié)果表明青枯菌的鞭毛蛋白不能引起茄科的免疫反應(yīng)。因此，找到能夠被茄科植物所能感知的病原分子對于抵抗青枯菌有重要的意義。

同時，研究人員通過測試其他病原分子，發(fā)現(xiàn)青枯菌中含有的冷激蛋白（CSP）能夠引起一些茄科植物的免疫反應(yīng)。CSP是病原菌在逆境條件下，比如暴露在不適宜的環(huán)境條件或者在侵染植物時所產(chǎn)生的一種蛋白。茄科植物西紅柿和煙草等植物中感知CSP以激活植物免疫系統(tǒng)的受體叫做CORE，而那些缺乏CORE的植物，比如擬南芥，則不能感知CSP。研究人員發(fā)現(xiàn)用純化的CSP 預(yù)處理西紅柿能夠顯著提高其對青枯菌的抗性。

專家表示，這項研究結(jié)果具有潛在的應(yīng)用價值，通過受體CORE的導(dǎo)入來提高植物對青枯菌的抗性，特別是那些不能感知CSP 的經(jīng)濟(jì)作物，能使植物獲得更多一層的防護(hù)。

（科學(xué)網(wǎng)）

植物基因輸送有新法 磁性納米顆粒當(dāng)載體

據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院最新消息，該院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所與生物技術(shù)研究所科研團(tuán)隊開展聯(lián)合研究，利用磁性納米粒子作為基因載體，創(chuàng)立了一種高通量、操作便捷和用途廣泛的植物遺傳轉(zhuǎn)化新方法，推動納米載體基因輸送與遺傳介導(dǎo)系統(tǒng)研究取得重要進(jìn)展，開辟了納米生物技術(shù)研究的新方向。相關(guān)研究成果于近日在線發(fā)表在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然—植物》上。