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培育最理想的水稻

水稻株型的构成元素主要包括株高、分蘖（即分枝）数目、分蘖角度和穗型等。水稻株型的形成既受到遗传因素（基因）的严格控制，同时也受到植物激素等内部生理因素和生长环境因素的调控。今天，育种学家在长期水稻育种实践中，总结出理想株型的模式：根系发达、茎秆强壮、分蘖数适中、无效分蘖（即不产生谷穗的分蘖）少、穗粒数多等。

中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋团队及其合作者对水稻株型进行了二十余年的研究，发现了水稻株型形成的基本原理并探索了在育种实践中的应用。其中最突出的贡献是与中国水稻研究所钱前研究员团队、中国科学院上海植物生理与生态研究所何祖华研究员团队等合作发现了水稻理想株型形成的奥秘，并直接用于水稻分子育种。

李家洋等发现“理想株型”（IPA1）基因是一个复杂网络的核心组分，直接调控水稻理想株型的形成。在此基础上，李家洋等将IPA1的不同遗传变异形式直接用于分子育种，获得了茎秆粗壮抗倒伏、无效分蘖减少、穗子增大等具有理想特征的新材料和新品种，从而在理论和应用两方面建立了水稻“理想株型”调控模型，并为其他禾谷类作物育种提供了理论模式。

李家洋团队发现水稻D53蛋白是独脚金内酯信号转导的负调控元件，而独脚金内酯本身促进D53蛋白降解，以此解除对独脚金内酯信号途径的抑制。通过这种精巧的反馈模式，精确地调控水稻的分蘖数目。该项发现是独脚金内酯信号通路及其调控水稻株型发育研究领域的重大突破。

李家洋团队经过艰苦的努力，发现D53和IPA1位于同一个调控网络中，且D53蛋白直接调控IPA1蛋白的生物学活性，进而调控该复杂网络中的其他基因并控制水稻分蘖。该研究为水稻株型形成复杂调控网络中的2个核心组分画上了一条靓丽的连接线，是该领域的另一项重大科学突破。相关研究成果于近日在《细胞研究》杂志在线发表。

（光明日报）

科研人员解析大豆灰斑病菌基因组信息

大豆灰斑病，又称褐斑病、蛙眼病，由真菌引起，是一个世界性的病害，大豆灰斑病菌引起的病害在东北地区造成的产量损失在10%～30%之间。在阿根廷和巴西等国，据报道损失可达60%以上。

中科院微生物所刘俊课题组和黑龙江大学马淑梅教授合作，在田间分离了多个致病的生理小种，其中发现的1号生理小种具有很强的致病性，是黑龙江地区的一个主要致病优势小种，正常年份引起的产量损失可达30%。刘俊课题组利用单分子实时测序技术对该菌进行了全基因组测序，LC-MS/MS分析也显示了这些次生代谢类物质在真菌侵染过程中产生，可能与其致病力有关。

进一步的分析发现，该病菌基因组编码的细胞壁降解酶的基因与其他真菌相比，数量相对较少，研究还发现该菌基因组编码了约233个效应蛋白。随机挑选的50个效应蛋白中，约1/3参与了对大豆的免疫抑制，说明这些效应蛋白对该菌的致病性有重要意义。

该研究成果已在线发表在基因组学领域国际重要期刊《DNA Research》上。

（中国科学院大学网）

科学家揭示植物干细胞调控新机制

近日，中国科学技术大学生命科学学院赵忠课题组研究揭示了植物干细胞调控的新机制。研究表明，超氧根和过氧化氢作为新的信号调控植物干细胞的维持与分化。在植物茎顶端分生组织（SAM）中，超氧根主要在干细胞CZ富集，而过氧化氢主要在分化细胞PZ富集，这种分布模式依赖于一系列活性氧代谢基因在SAM中特异表达模式，研究发现绝大多数的超氧化物歧化酶特异在分化细胞PZ表达而过氧化物酶在干细胞CZ特异表达。该研究揭示这种新的干细胞调控的信号可能在植物和动物中是保守的，并为研究ROS-介导的干细胞命运的调控机制提供了理论基础。

该研究是在科技部、中科院以及国家自然科学基金委的资助下完成的。研究发表在《EMBO Journa》上。

（中国科学技术大学网）

水稻BR信号和株型调控取得进展

中国科学院东北地理与农业生态研究所科研人员首次发现水稻转录因子OsWRKY53能够正向调控BR信号，OsWRKY53基因过表达转基因水稻（OsWRKY53-OE）呈现出叶倾角增大、种子增大、其叶倾角对外源的BR处理超敏感等一系列BR信号增强的表型；而突变体（OsWRKY53）表现出叶倾角变小、种子变小、株高变矮、其叶倾角对外源的BR处理敏感性下降等一系列BR信号缺陷的表型。这说明OsWRKY53是BR信号的一个新的正调控因子。进一步研究分析发现，OsWRKY53与丝裂原激活蛋白激酶OsMAPK6之间存在互作关系，并且OsMAPK6能够磷酸化OsWRKY53。体外激酶测定实验分析发现，OsWRKY53N端SP cluster序列中的Ser是主要的OsMAPK6磷酸化位点。将其中的Ser突变成Ala后，由于不能被OsMAPK6磷酸化，OsWRKY53（SA）过表达转基因水稻表现出与野生型类似的表型；而将其中的Ser突变成Asp后，由于能够被OsMAPK6组成型磷酸化，OsWRKY53（SD）过表达转基因水稻呈现出更加显着的BR信号增强的表型。这说明OsWRKY53被OsMAPK6磷酸化是其发挥BR信号正调控因子功能的关键。

研究揭示了水稻转录因子OsWRKY53能够正向调控BR信号和水稻株型，这不仅丰富了BR信号转导通路，而且挖掘了OsWRKY53未被报道的生物功能，对不同激素之间信号识别、信号交流和信号转导提供新的研究思路和研究视角，具有重要的理论和应用价值。

研究成果在线发表在《Plant Physiology》上，相关工作得到了国家自然科学基金、中科院先导专项、黑龙江省自然科学基金和中科院百人计划的资助。

（搜狐网）

袁隆平宣布重大成果：水稻亲本去镉技术获突破

“近期我们在水稻育种上有了一个突破性技术，可以把亲本中的含镉或者吸镉的基因‘敲掉’，亲本干净了，种子自然就干净了。”近日，在2017年国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会上，中国工程院院士、“杂交水稻之父”袁隆平宣布了这项重大成果。

（中国农业新闻网-农民日报）

国家重点研发计划专项“种子繁育技术装备研发”在青岛启动

近日，国家重点研发计划专项“种子繁育技术装备研发”近日在青岛启动，这个项目由青岛农业大学牵头主持，计划2020年12月完成。

目前我国种子繁育技术受机械化水平制约，新品种的推出周期、种子品质均落后于欧美发达国家。因此，亟须研究包括小区精量播种、去雄授粉、高净度收获、精细选别、活性和健康检测等关键技术装备，尽快提升种子繁育的机械化效率与精度。

“种子繁育技术装备研发”项目将针对种子繁育过程中存在的种子质量低、制种成本高、生产效率低等问题，提高种子繁育生产率与作业精度，降低作业成本；在国家重点育种基地试验示范，建立高品质、高效率的种子繁育与加工机械化农业生产技术体系，以保障优质品种的选育，构建更加规模化、专业化、机械化、标准化的种子繁育工程技术装备体系。

据了解，这个项目由青岛农业大学联合农业部规划设计研究院、北京农业信息技术研究中心等3家科研院所，以及中国农业大学、浙江大学等6所高校和5家企业组成的创新团队共同承担。

（新华社）

小麦穗型调控分子模块解析取得新进展

中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃研究组和中国农业大学王向峰研究组合作，利用前人筛选出的我国小麦微核心种质，通过转录组关联分析和基因共表达网络分析的策略研究了幼穗发育的基因表达调控网络，并验证了其中的关键因子在穗粒数调控中的作用。研究结果得到了多个与穗粒数相关的核心共表达模块。研究人员对其中10个基因进行了过表达分析，发现过表达基因 TaTFL1可以延长幼穗分化时间，增加小穗数、小花数和穗粒数；过表达基因TaPAP2，TaVRS1 可以缩短幼穗分化时间，减少小穗数、小花数和穗粒数。以上研究结果为研究人员进一步解析小麦穗发育的遗传调控提供了理论基础，并对有效利用与穗粒数相关的分子模块进行了初步技术验证。环球

（中国科学院网）

CRISPR编辑技术能“定制”农作物

基因编辑技术不仅可用于疾病治疗，在农业育种领域也极具应用潜力。美国冷泉港实验室研究人员日前的一项新实验表明，使用CRISPR-Cas9基因编辑技术（简称CRISPR编辑技术），编辑农作物“产量”基因的启动子，可对作物数量性状产生微妙影响。研究人员称，育种专家可以利用这种手段“定制”农作物，以适应不同环境，从而提高作物产量。

启动子是基因的一个组成部分，可以控制基因表达的起始时间和表达程度。研究人员称，利用基因编辑技术，通过基因启动子对作物基因表达进行微调，而不是删除基因或钝化其编码蛋白质的能力，可更灵活地改善作物的数量性状。育种者可以根据种植环境的差异来“定制”作物，选择最理想的变异，以最大程度提高作物产量。

研究人员刊发在《细胞》杂志上的论文称，他们以番茄为对象进行了实验，使用CRISPR“剪刀”对番茄基因组序列进行多次切割，在三个基因启动子中创建出不同的突变组，这些突变会影响番茄的果实尺寸、分枝结构和整个植株形态，而这些性状和产量密切相关。研究人员称，可通过调整这些性状特征，达到使番茄增产目的。

领导该项研究的扎卡里·李普曼教授指出，随着人口数量增长，目前农作物产量的增长速度将无法满足人类未来需求。农作物在自然演进过程中，不会有太多的基因变异产生，而没有足够的基因变异，尤其是那些可能涉及几十个基因、与产量密切相关的主要性状的变异，育种专家也没办法培育出高产的作物种子。即使发现了有益的基因变异，要将其转化为最好的作物品种，使用传统的育种手段，也需要大量的时间，还必须每年不断地改进。而利用基因编辑技术，则可以直接产生和选择最理想的变异，控制基因活性，不仅可以加速作物的改良，同时还使其结果更可以预测。

研究人员称，他们的这一方法，不只对番茄品种的改良有效，也可用于包括水稻、玉米、高粱和小麦在内的多种农作物。

（基因农业网）

植物耐旱耐盐非编码RNA找到

美国科学家发现，一种长链RNA（核糖核酸）能增强实验植物拟南芥耐受干旱和盐分的能力，这项发现将有助于开发农林植物新品种。

RNA通常由DNA（脱氧核糖核酸）转录而成，在生物体内普遍存在。美国得克萨斯农业与机械大学近日发布新闻公报说，该校研究人员新发现的长链RNA属于非编码RNA，不参与编码蛋白质，但能调节其他基因表达，提高植物对恶劣环境耐受力。

研究人员说，这种RNA被称为DRIR，正常情况下在植物体内含量较少，但是当植株遇到干旱或高盐分等压力环境时，其水平就会上升。使用一种抑制植物生长、促进叶子脱落的激素——脱落酸，可人为提高植物体内DRIR的水平。

实验表明，用脱落酸使拟南芥体内DRIR含量上升可显著提高缺水或氯化钠含量较高的土壤里植株的生存率。此外，有一种基因变异可增强DRIR的表达，同样具有增强植株耐旱、耐盐能力的效果。基因分析显示，植物体内高水平的DRIR改变了许多基因表达，影响植株的水分输送、抗压能力和脱落酸信号传导等。

相关论文已发表在新一期美国《植物生理学》杂志上。

（新华网）

孟山都推动农业数据科学平台转型

2013年，孟山都公司收购气候公司时，这家公司向美国农民提供一项名为“Climate BasicTM”的基于互联网和移动端的免费服务，通过先进的数据科学向农民提供从土壤湿度到农作物生长周期到当前与未来天气的田间数据，以此来帮助农民优化日常决策。

据介绍，2017年Climate FieldViewTM数字农业平台应用农田面积达7.2亿亩，其中付费使用面积达2.1亿亩。

现在，孟山都公司正将这一数字农业平台拓展到更多国家。2017年，该平台覆盖加拿大约300万亩农田；同年5月，该平台在巴西发布，与100名农民合作进行了600万亩农田的测试；2017年，在欧洲发布测试版，并收购了欧洲的农场数据管理软件公司VitalFields。

（科技日报）