科技

科技

芝麻种质基因库构建取得重要突破

日前，中国农科院油料所张秀荣研究员主持完成的“芝麻种质基因库的构建、发掘与育种应用”荣获2016年度湖北省科技进步一等奖。

张秀荣介绍，芝麻是我国优势特色油料，但因种质数量少、农艺性状鉴定粗放、基因组信息不清、缺乏功能标记，导致育种可用亲本种质匮乏、育种技术落后、效率低，成为制约我国芝麻耐湿抗病高油高产品种选育和产业发展的重大瓶颈。

针对上述难题，张秀荣团队历时30年，构建了覆盖全国30个省市和世界五大洲42个国家、编目信息达30多万条、全球数量最多的芝麻种质库，率先完成芝麻全基因组测序，注释基因2.7万多个，构建了首张精细物理图谱和首个芝麻基因信息库，向全球公开基因信息数据量819.3G，占世界同类报道的90.3%，引领了芝麻种质由表型鉴定向基因组信息研究的跨越。

（农民日报）

科研人员揭示棉花抗黄萎病的分子遗传结构

近日，中国农业科学院农产品加工研究所戴小枫研究员领衔的科研团队发表了首个基于简化基因组测序的棉花黄萎病抗性全基因组关联分析的研究结果，发现了14个抗病新位点，揭示了棉花多基因协同控制黄萎病抗性的分子遗传规律。相关研究成果于3月29日在线发表于植物学国际权威期刊《Plant Biotechnology Journal》（《植物生物技术杂志》）》上。

科研团队针对上述棉花抗黄萎病育种的关键问题，系统收集了我国陆地棉优异种质和主栽品种512份，通过全国各地多年多点精准表型鉴定，构建了含299份种质材料的适合于抗病遗传模式解析的自然群体。揭示了棉花多基因协同控制黄萎病的抗性分子遗传规律，为后续棉花抗黄萎病功能基因挖掘、分子标记开发和多位点分子标记辅助抗病育种奠定了基础。

（中国农科院网）

分子设计育种可调控水稻产量与品质

日前，从中国水稻研究所获悉，水稻所与中国科学院遗传与发育生物学研究所及中国农科院深圳基因组所大力合作探索水稻分子设计育种，积极推动传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变。

研究团队将已完成基因组测序的日本晴和9311作为优良目标基因供体，对28个优良目标基因主动设计，涉及水稻产量、稻米外观品质、蒸煮食味品质和生态适应性等；以食用品质较差的超高产品种“特青”作为优良基因的受体，在经过8年的杂交、回交和聚合选择，结合分子标记定向选择获得了若干份优异的后代材料。这些材料充分保留了特青的遗传背景及高产特性，而稻米外观品质、蒸煮食味品质、口感和风味等均显著改良，所配组的杂交稻稻米品质也显著调高。

（中国科学院网）

科研人员发现调控植物叶型发育分子机制

近日，中国农业科学院生物技术研究所作物高光效功能基因组创新团队发现影响植物叶型发育的分子调控机制，为作物高光效遗传改良和育种实践提供了重要的理论基础。相关研究成果于近日在线发表于国际著名遗传学杂志《PLoS Genetics》(《公共科学图书馆遗传学》)上。

生物所通过与美国俄克拉荷马州立大学、塞缪尔•诺贝基金会和中科院等单位开展合作研究，发现过表达WOX家族基因STF能够引起水稻、二穗短柄草和柳枝稷等禾本科植物的叶片变宽、加厚，茎秆粗壮，光合效率明显提高，抗倒伏能力显著增强。统计分析发现过表达STF柳枝稷的生物产量增加近一倍，同时刈割后柳枝稷材料再生能力显著增强，表明叶型控制基因STF在提高禾本科作物生物产量方面的巨大应用潜力。进一步研究发现STF基因通过直接抑制植物细胞分裂素氧化酶家族基因表达，导致植物体内植物激素细胞分裂素的动态平衡发生改变。上述研究工作初步揭示了WOX家族基因STF影响植物叶型发育的分子调控机制，为作物高光效遗传改良和育种实践提供了重要的理论基础。

（中国农科院网）

科学家揭示水稻粒宽与粒重调控新机制

日前，中国农业科学院作物科学研究所万建民院士领衔的水稻功能基因组学创新研究组，在水稻粒宽与粒重调控机制研究中取得重要进展，揭示了控制水稻粒宽与粒重关键基因GW5通过调节油菜素内酯（brassionsteroids, BR)信号途径调控水稻籽粒发育的新机制，初步阐述了其功能作用模式与遗传调控网络，为水稻高产育种提供了重要的理论依据。该项研究成果于近日在线发表于《Nature Plants》（《自然—植物》）杂志上。

GW5/qSW5为较早报道的控制水稻粒宽、粒重且效应较强的数量性状基因座（QTL）。GW5/qSW5在水稻资源中普遍存在，受环境影响较小且对粒型性状贡献率较高，对培育优质高产水稻品种具有重要的应用价值。早在2008年，万建民带领科研人员与日本相关科研团队分别将GW5/qSW5位点成功定位在同一重叠区间内，发现存在于宽粒品种中的1,212-bp缺失与粒宽性状关联，并验证该缺失在水稻人工驯化和育种改良过程中被高强度地选择以增加水稻产量。然而，两研究团队预测的GW5/qSW5候选基因却不相同，且均未报道对所预测基因的功能验证结果。

科研人员经过深入研究，明确了位于该1,212-bp缺失区域上游一个编码钙调蛋白的基因，能够显著影响水稻粒宽，是GW5/qSW5位点的候选基因，仍命名为GW5，其主要在水稻籽粒发育时期的颖壳中表达。存在于宽粒品种的1,212-bp缺失通过调控GW5的表达量进而调控籽粒大小。进一步研究发现，GW5蛋白定位在细胞质膜上，并可与油菜素内酯信号途径中的一个关键激酶GSK2直接互作，抑制GSK2磷酸化下游两个转录因子BZR1和DLT活性，使得非磷酸化状态的BZR1与DLT积累并进入细胞核中，调控BR下游响应基因表达，进而调控水稻粒型等生长发育过程。通过CRISPR技术将GW5基因敲除，可以增加其他不含1,212-bp缺失的水稻品种籽粒的粒宽和粒重，达到增产的效果。

（中国农科院网）

河南省农科院揭示黄色灯光防治蛾类害虫分子机制

日前，河南省农科院植保所武予清团队利用第二代高通量测序技术，分析了利用夜间黄色光照改变夜蛾类害虫——黏虫成虫的相关基因组表达，揭示了利用灯光防治害虫的分子机理。相关成果已在《科学报告》发表。黏虫具有敏感的视觉系统，因此光照条件改变可能会影响其行为活动，进而影响其繁殖和种群数量等。近20年来，西方国家发展了黄色灯用于防治蛾类害虫。

武予清团队研究了夜间黄色光照条件下黏虫、棉铃虫、小菜蛾等蛾类害虫成虫生物学特性，结果表明夜间黄色光照可以阻止蛾类成虫复眼“明适应”状态的改变、减少受精卵和降低产卵量。该研究团队对黑暗、白光、紫外光和黄光四种不同光照条件下黏虫头部转录组进行分析，经过组装后获得46327条完整基因。经过进一步分析，发现了夜间黄色光照改变黏虫成虫的生物节律基因、光信号传导基因、嗅觉基因和味觉基因的转录表达。该项研究从分子机理上解释了灯光防治原理是光波干扰了蛾类昆虫生物节律、寻觅配偶甚至寻找寄主和取食行为。

（河南农科院网）

北京首家专业自动化嫁接育苗场建成

近日，从北京市农业局农业技术推广站获悉，该站计划在小汤山展示基地建成北京市首家专业自动化嫁接育苗场。

目前，北京市集约化育苗场每年嫁接菜苗约200万株，人工嫁接每人每天平均2000株左右，未来将有至少3000万株瓜果类苗需要嫁接。据悉，嫁接技术作为一项成熟的育苗技术在集约化育苗产业中广泛应用，但是随着人工成本的增加，劳动者的老龄化，嫁接技术并没有大范围的推广。该育苗站将引进基质搅拌机、砧木播种机、嫁接机、嫁接流水线、嫁接愈合棚等先进专业的嫁接辅助设备，提高嫁接效率，并培养专业化的嫁接工人，同时使嫁接技术平民化，零基础也可以掌握嫁接技术，进一步扩大北京市的嫁接技术覆盖率，为蔬菜的稳产增产提供技术基础。

（农民日报）