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        植物科學(xué)

        2020-05-22 04:09:36
        科學(xué)中國人 2020年8期
        關(guān)鍵詞:胚珠花粉管光周期

        被子植物受精過程關(guān)鍵機制

        山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院段巧紅團隊與美國馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校A l i c e Y. Cheung和Henming Wu教授等人合作,揭示了被子植物阻止多個花粉管進入胚珠的分子機制。研究論文發(fā)表于Nature。FERONIA受體激酶調(diào)控了低甲酯化果膠質(zhì)在絲狀器的積累,進而調(diào)控了第一個花粉管誘導(dǎo)的一氧化氮在絲狀器的積累。一氧化氮對誘導(dǎo)花粉管進入胚珠的誘餌蛋白進行亞硝基化修飾,一方面阻止其分泌,另一方面使其失去誘導(dǎo)花粉管的活性,其他花粉管因此不能進入這個“名花有主”的胚珠。而fer突變體胚珠,低甲酯化的果膠質(zhì)及一氧化氮在絲狀器部位的含量都顯著低于野生型胚珠。

        FERONIA缺失突變體胚珠不能阻止多個花粉管進入(圖片來源于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)站)

        果膠質(zhì)在野生型胚珠絲狀器部位積累,介導(dǎo)花粉管進入胚珠后產(chǎn)生一氧化氮,以阻止誘餌蛋白吸引其他花粉管(圖片來源于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)站)

        紅壤花生-木薯根際互作調(diào)控養(yǎng)分利用的微生物信號機制

        中國科學(xué)院南京土壤研究所孫波課題組基于紅壤旱地花生連作、花生-木薯間作田間試驗,結(jié)合盆栽、水培實驗和外源乙烯添加實驗,利用高通量測序等方法,研究了種間植物(花生與木薯)地下部化學(xué)信號識別途徑,揭示了花生信號調(diào)控根際微生物的競爭性防御生存策略。研究論文發(fā)表于Microbiome。研究發(fā)現(xiàn)鄰近植物木薯產(chǎn)生的氰化物可誘導(dǎo)間作花生根系乙烯釋放。該信號分子一方面調(diào)控花生生理應(yīng)答;另一方面可經(jīng)根部釋放重塑根際微生物群落,影響作物養(yǎng)分吸收。新構(gòu)建的微生物組加速根際有機氮磷礦化,為花生地下部提供可利用氮磷養(yǎng)分,從而提高花生子代有效繁殖能力,進一步提高花生在間作模式下的生態(tài)適應(yīng)性。

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        揭示生物鐘調(diào)控植物光周期依賴性生長的新機制

        中國科學(xué)院植物研究所王雷研究員等發(fā)現(xiàn)了光周期通過影響PRRs蛋白的表達(dá)時相,與EC復(fù)合體協(xié)同調(diào)控PIFs轉(zhuǎn)錄的時間窗口,進而決定下胚軸的光周期依賴性生長動態(tài),以適應(yīng)生存環(huán)境的光周期,使植物達(dá)到最佳適應(yīng)性。研究論文發(fā)表于Plant Physiology。陸生開花植物自種子破土而出開始,便需要對生存環(huán)境中晝夜節(jié)律性的光溫環(huán)境信號變化不斷做出適當(dāng)反應(yīng),以增強對環(huán)境的適應(yīng)性。生物鐘對于植物感知光周期變化并以此決定不同光周期條件下的晝夜節(jié)律性生長動態(tài)具有重要作用。雙子葉植物幼苗的下胚軸在光周期條件下顯示出強勁的生長節(jié)律,而且下胚軸的長度與日長呈負(fù)相關(guān)。

        “海稻86”耐鹽相關(guān)基因定位

        中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園熱帶稻種保護與遺傳改良研究組開展了對“海稻86”耐鹽性的遺傳及分子機理解析的研究。研究論文發(fā)表于Agronomy?!昂5?6”是我國重要的耐鹽水稻種質(zhì)資源。在鹽土環(huán)境條件下,耐鹽種質(zhì)“海稻86”苗期表現(xiàn)出比普通水稻品種更高的耐鹽性,遺傳分析結(jié)果顯示耐鹽對鹽敏感為顯性。利用“海稻86”為供體親本,云南粳型水稻品種“滇粳優(yōu)1號”為受體親本,構(gòu)建了F2群體并進行BSA(分離群體分組分析法)測序分析,最終獲得了一個對表型貢獻率超過60%的主效Q T L(L O D>14)。該Q T L位于R M8904-R M493標(biāo)記之間,遺傳距離為5.49cM,該QTL被命名為qST1.1。

        滲入系IL-T22耐鹽表型分析(圖片來源于中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園網(wǎng)站)

        q S T1.1定位及驗證結(jié)果(圖片來源于中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園網(wǎng)站)

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