科研揭示番茄紫色果實(shí)形成的分子機(jī)理

本刊訊（記者 王雯慧）近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所（以下簡(jiǎn)稱蔬菜所）與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)開展合作研究，揭示了番茄紫色果實(shí)形成的分子遺傳基礎(chǔ)以及果實(shí)表皮中花青素生物合成的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為番茄高品質(zhì)分子設(shè)計(jì)育種奠定了基礎(chǔ)。

據(jù)悉，花青素是目前所發(fā)現(xiàn)的清除人體內(nèi)自由基最有效的天然抗氧化劑，具有抗衰老、抗輻射、抗過敏、增進(jìn)視力、改善睡眠、預(yù)防癌癥、預(yù)防心腦血管疾病等功效。花青素廣泛存在于植物中。普通栽培番茄植株一般含有一定數(shù)量的花青素，然而果實(shí)通常不產(chǎn)生花青素。但是某些野生種番茄含有Aft、Abg或atv等遺傳位點(diǎn)，其果實(shí)與紫色茄子相似，因表皮能產(chǎn)生花青素而呈紫色。國(guó)外育種者通過傳統(tǒng)育種手段將上述遺傳位點(diǎn)轉(zhuǎn)育到普通栽培番茄中，已經(jīng)培育出高花青素的紫果番茄品種。然而，這些遺傳位點(diǎn)具體的分子遺傳機(jī)制尚不清楚。

據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所黃澤軍副研究員介紹，該所科研團(tuán)隊(duì)從美國(guó)引進(jìn)的高花青素紫果番茄品種Indigo Rose為試驗(yàn)材料，利用分子遺傳學(xué)研究手段，將atv位點(diǎn)精細(xì)定位到番茄7號(hào)染色體上約5.0 kb的區(qū)間內(nèi)。本研究提出了一個(gè)番茄果實(shí)表皮中花青素生物合成的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型。

本研究得到中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和廣州科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。

西農(nóng)大科研團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)小麥赤霉病智能預(yù)報(bào)

赤霉病是小麥最主要的病害，不僅會(huì)引致小麥減產(chǎn)、種用價(jià)值降低，還會(huì)威脅人畜健康和生命安全。小麥赤霉病的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是一個(gè)世界性難題，一直存在預(yù)測(cè)難度大、預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率低等問題。 西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院胡小平教授率領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)解決了這個(gè)世界難題。他們研制的小麥赤霉病預(yù)報(bào)器，不僅實(shí)現(xiàn)了預(yù)報(bào)自動(dòng)化，而且準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。12月24日，以中國(guó)工程院院士康振生、陳劍平為組長(zhǎng)的10人專家組對(duì)該研究項(xiàng)目進(jìn)行了考察評(píng)價(jià)，并一致認(rèn)為，小麥赤霉病自動(dòng)化預(yù)報(bào)技術(shù)及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

小麥赤霉病自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)器以太陽能為動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了無人值守。每年3月，農(nóng)技人員去田間調(diào)查赤霉病初始菌源量，隨后只需在手機(jī)或電腦上輸入小麥抽穗始期、品種類型等相關(guān)信息，就可以隨時(shí)隨地“掌握病情”。當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果超過防治指標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將警報(bào)發(fā)到相關(guān)負(fù)責(zé)人手機(jī)上。

我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)西方蜜蜂的原生種群

本刊訊（記者 王雯慧）近日，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所石巍研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)發(fā)現(xiàn)的“西域黑蜂”遺傳資源通過國(guó)家畜禽遺傳資源委員會(huì)鑒定。這是我國(guó)首個(gè)通過國(guó)家審定的蜜蜂遺傳資源。

西域黑蜂來源于天山東部地區(qū)，至今已有1700多年的歷史。其蜂蜜一直是當(dāng)?shù)毓_克少數(shù)民族牧民重要的糖類、熱量來源，更是宗教祭祀活動(dòng)中必不可少的祭品。蜂群具有采集力強(qiáng)、分蜂性弱、抗低溫和抗病蟲害能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適合在全國(guó)大部分地區(qū)飼養(yǎng)和應(yīng)用，特別是長(zhǎng)江以北等蜜粉資源分布集中、面積大、冬季長(zhǎng)的區(qū)域。同時(shí)也可以作為優(yōu)良育種素材，培育適應(yīng)大規(guī)模農(nóng)作物授粉、綠色抗病、繁殖力快的蜜蜂新品種。

西域黑蜂由中國(guó)農(nóng)科院蜜蜂所、新疆維吾爾自治區(qū)蜂業(yè)技術(shù)管理總站發(fā)現(xiàn)。石巍研究團(tuán)隊(duì)從2006年起，歷經(jīng)11年時(shí)間，經(jīng)過野外采集與初步鑒定、野外自然交尾、擴(kuò)繁和基因組學(xué)分析等，最終明確了西域黑蜂是我國(guó)特有的蜜蜂遺傳資源。這是我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)西方蜜蜂的原生種群，結(jié)束了我國(guó)沒有西方蜜蜂的歷史。西域黑蜂的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，將有效緩解我國(guó)西方蜜蜂依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，加速培育適合我國(guó)生態(tài)環(huán)境的蜜蜂新品種進(jìn)程。

新技術(shù)有望讓水稻實(shí)現(xiàn)高錳低鎘

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院近日宣布，中國(guó)水稻研究所種質(zhì)創(chuàng)新課題組研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)控制水稻籽粒錳積累的主效數(shù)量性狀位點(diǎn)（QTL），并由此創(chuàng)制了高錳低鎘水稻的優(yōu)良育種材料，使高錳低鎘水稻不再是育種家的夢(mèng)想。相關(guān)研究成果新近在線發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》上。

該課題組首席專家錢前研究員介紹，錳作為一種重要的礦物質(zhì)微量元素，在人類日常飲食中往往攝入不足；而水稻籽粒的錳含量雖然可以通過生物強(qiáng)化作用增加，但有害重金屬鎘含量也同時(shí)上升。這成為水稻育種領(lǐng)域一大難題，迄今未見有高錳低鎘籽粒水稻種質(zhì)材料的報(bào)道。

課題組研究人員利用低錳秈稻品種93-11和高錳品種培矮64s為親本的重組自交系，結(jié)合高密度遺傳圖譜，在水稻第7號(hào)染色體短臂上檢測(cè)到一個(gè)代號(hào)為qGMN7.1的控制籽粒錳含量的主效數(shù)量性狀位點(diǎn)。qGMN7.1中包含一個(gè)調(diào)控錳鎘吸收的基因（OsNRAMP5），啟動(dòng)基因表達(dá)的序列變異引起了轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)差異，導(dǎo)致籽粒錳濃度的變化。該研究表明，OsNRAMP5基因在調(diào)控水稻籽粒錳含量方面起了重要作用。以93-11為背景的qGMN7.1染色體片段代換系，其籽粒錳濃度顯著上升，鎘濃度顯著下降，根系的錳吸收能力增強(qiáng)。

該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。中國(guó)水稻研究所劉朝雷博士研究生為文章第一作者，錢前研究員和高振宇研究員為共同通訊作者。