人獸共患隱孢子蟲宿主適應(yīng)性演化研究

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)肖立華、馮耀宇與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)張子丁等合作，解析了世界各地人獸共患微小隱孢子蟲的遺傳特征、基因滲入部位、遺傳重組機(jī)制及宿主適應(yīng)性演化過程。相關(guān)成果發(fā)表于《分子生物學(xué)與進(jìn)化》（Molecular Biology and Evolution）。微小隱孢子蟲是常見寄生原蟲，可引起人和家畜水樣腹瀉，嚴(yán)重影響人類健康和畜牧業(yè)發(fā)展，其中不同地理來源分離株具有宿主范圍差異。研究證實(shí)伴隨動(dòng)物貿(mào)易的病原引進(jìn)，可改變隱孢子蟲的群體結(jié)構(gòu)、宿主范圍和人獸共患性，提示我國應(yīng)該加強(qiáng)生物安全和隱孢子蟲分子監(jiān)測(cè)，以防止在集約化養(yǎng)殖發(fā)達(dá)的國家流行的Ⅱa亞型在我國涌現(xiàn)。

來自多國的微小隱孢子蟲的群體遺傳結(jié)構(gòu)（圖片來源于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)站）

我國微小隱孢子蟲的遺傳特征（圖片來源于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)站）

重新激活小麥基因組中沉默的抗病基因

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所劉志勇、趙玉勝等人合作，利用基因工程手段對(duì)小麥基因組中一個(gè)被轉(zhuǎn)座子插入而沉默的抗病基因序列進(jìn)行遺傳操作，激活其在感病小麥品種中的表達(dá)，重新賦予其抗白粉病功能。相關(guān)成果發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志》（Plant Biotechnology Journal）。普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼w，經(jīng)歷了兩次多倍化和馴化后，其遺傳多樣性與野生種相比大幅降低，優(yōu)異基因及其等位基因遺傳基礎(chǔ)極其狹窄，極大限制了現(xiàn)代小麥育種中諸多性狀的遺傳改良。尋找小麥基因發(fā)掘新方法和提高遺傳多樣性的新途徑，對(duì)于小麥遺傳改良具有重要意義。這一研究為抵抗小麥白粉病提供了新的可應(yīng)用基因資源。

現(xiàn)代玉米雜種優(yōu)勢(shì)群遺傳演化的基因組學(xué)基礎(chǔ)

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所玉米優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)高校及科研機(jī)構(gòu)共同研究，揭示了玉米父、母本雜種優(yōu)勢(shì)群趨同與趨異選擇的遺傳規(guī)律，解析了玉米基因組分化特征及其對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)的貢獻(xiàn)。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·植物》（Nature Plants）。玉米單產(chǎn)水平的提升主要取決于父、母本雜種優(yōu)勢(shì)群的持續(xù)改良和配組方式的優(yōu)化。然而，現(xiàn)代育種過程中父、母本雜種優(yōu)勢(shì)群的遺傳改良規(guī)律及其基因組學(xué)基礎(chǔ)尚不清楚。此項(xiàng)研究收集整理了1604份國內(nèi)外不同育種時(shí)期、不同雜種優(yōu)勢(shì)群的代表性玉米自交系，開展了玉米雜交種父、母本群的遺傳改良、強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種的選育及全基因組選擇育種技術(shù)的開發(fā)。

民豬腸道微生物資源挖掘和利用研究

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院石寶明教授團(tuán)隊(duì)開展了宿主-微生物相互作用介導(dǎo)的豬對(duì)炎癥性腸病的抵抗研究。相關(guān)成果發(fā)表于《微生物組》（Microbiome）。民豬作為黑龍江省地方寶藏豬種，具有優(yōu)良的抗病能力、抗寒能力和耐粗飼等特點(diǎn)，其獨(dú)特的免疫表型和差異化的腸道微生物結(jié)構(gòu)功能為研究腸道微生物與宿主抗病表型的調(diào)節(jié)機(jī)制提供了理想的比較學(xué)模型。文章整合微生物組、代謝組及轉(zhuǎn)錄組學(xué)及系列驗(yàn)證試驗(yàn)，系統(tǒng)性解析宿主-微生物互作對(duì)抗病表型的促進(jìn)機(jī)制，表明宿主-微生物互作通過保持相關(guān)受體不激活，維持機(jī)體免疫耐受模式以及恢復(fù)腸道屏障功能以促進(jìn)抗病性。

根系與共生真菌驅(qū)動(dòng)小麥氮素利用效率的生育期互補(bǔ)機(jī)制研究

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院楊海水教授與國內(nèi)外科學(xué)家合作，發(fā)現(xiàn)氮高效小麥品種吸收和轉(zhuǎn)化氮素新機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《新植物學(xué)家》（New Phytologist）。提高氮素利用效率（NUE）以降低氮素投入而改善農(nóng)業(yè)環(huán)境并節(jié)約生產(chǎn)成本是實(shí)現(xiàn)小麥可持續(xù)生產(chǎn)的主要目標(biāo)。研究表明，根系和叢枝菌根真菌（AMF）在驅(qū)動(dòng)小麥NUE方面表現(xiàn)出生育期互補(bǔ)現(xiàn)象（Temporal complementarity）。小麥花前氮素吸收效率主要依賴根系功能性狀，而花前吸收氮素轉(zhuǎn)化形成籽粒生物量的效率（EN,g）受AMF的強(qiáng)烈影響。高EN,g小麥品種依賴AMF在花后吸磷而可能提高灌漿期光合碳同化效率且提高花前吸收氮素的籽粒生物量轉(zhuǎn)化效率，增加產(chǎn)量。

AMF對(duì)小麥花后氮素吸收的影響和AMF對(duì)不同氮效率小麥品種產(chǎn)量-品質(zhì)的影響（圖片來源于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)站）

小麥花前與花后根系和AMF之間的C/NP交易概念模型（圖片來源于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)站）

小麥赤霉病菌多樣性及毒素累積研究

西北農(nóng)林科技大學(xué)胡小平等人揭示了我國主要麥區(qū)內(nèi)單個(gè)發(fā)病麥穗上鐮刀菌種群的多樣性，并進(jìn)一步分析發(fā)病麥穗上鐮刀菌的多樣性與毒素積累之間的關(guān)系。相關(guān)成果發(fā)表于《分子生態(tài)學(xué)》（Molecular Ecology）。小麥赤霉病是世界各國麥區(qū)廣泛發(fā)生的毀滅性病害，在我國黃淮麥區(qū)及長江中下游麥區(qū)發(fā)生最為嚴(yán)重。小麥赤霉病是由多種鐮刀菌引起的病害，單個(gè)發(fā)病麥穗上鐮刀菌的多樣性及其與毒素積累間的關(guān)系尚未得到解析。研究發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)病麥穗上鐮刀菌種類的多樣性增加，DON、15Ac-DON和ZEN毒素的含量顯著降低，但NIV毒素含量明顯增加，病穗上鐮刀菌的多樣性對(duì)不同毒素的積累具有顯著的影響。

首個(gè)植物E3泛素連接酶文庫

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所創(chuàng)制首個(gè)植物E3泛素連接酶文庫并揭示水稻抗稻瘟病新機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《基因組生物學(xué)》（Genome Biology）。泛素化修飾是真核生物體內(nèi)最重要的蛋白翻譯后修飾之一，在蛋白降解、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等多個(gè)細(xì)胞學(xué)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。研究從1515個(gè)水稻E3泛素連接酶基因中獲得1499個(gè)E3泛素連接酶的全長編碼序列，并以此創(chuàng)制了均一化的酵母文庫（UbE3文庫），可以高效鑒定已報(bào)道的和新的E3泛素連接酶。研究發(fā)現(xiàn)，E3泛素連接酶OsFBK16與水稻多個(gè)苯丙氨酶家族成員相互作用，促進(jìn)其降解，并證明OsFBK16通過降解苯丙氨酶蛋白降低了水稻對(duì)稻瘟病的抗性。

生菜結(jié)球的奧秘研究

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)匡漢暉研究團(tuán)隊(duì)克隆了控制生菜結(jié)球的新基因LsSAW1，發(fā)現(xiàn)其可以下調(diào)近軸基因和上調(diào)遠(yuǎn)軸基因以促進(jìn)生菜結(jié)球發(fā)育。相關(guān)成果發(fā)表于《植物細(xì)胞》（The Plant Cell）。研究人員通過解析近軸與遠(yuǎn)軸部的差異基因發(fā)現(xiàn)，LsSAW1下調(diào)了近軸基因，上調(diào)了遠(yuǎn)軸基因，從而促進(jìn)了生菜葉球的發(fā)育；LsSAW1的同源基因LsSAW2在LsSAW1背景下過表達(dá)同樣可以導(dǎo)致生菜不結(jié)球，但由于LsSAW2表達(dá)水平過低，無法發(fā)揮冗余作用；對(duì)488份生菜野生祖先進(jìn)行重測(cè)序發(fā)現(xiàn)，沒有材料在LsSAW1中有堿基的缺失，但在21個(gè)現(xiàn)代品種中出現(xiàn)了這種突變，表明LsSAW1突變是人類馴化（好吃）的結(jié)果，體現(xiàn)出突變對(duì)生菜育種及葉球發(fā)育的重要性。