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我国科学家领衔发表遗传增益改良长篇专论

近日，中国农业科学院作物科学研究所 “玉米分子育种技术和应用创新团队”首席科学家、国家“千人计划”特聘专家徐云碧博士领衔的国际联合团队，经过3年努力，总结和发展了一系列改进遗传增益的分子育种理论、技术和方法，相关成果以长篇评述的方式发表在牛津大学出版的《实验植物学杂志》。

联合团队首先总结和评述了与遗传增益改良相关的关键策略。采用诱变、基因定位和挖掘、转基因和基因编辑在内的分子和基因组学方法可以释放和创造有利的遗传变异。通过精细管理和精准环境型鉴定，可以改善遗传率的估计。通过提高基因型和表现型鉴定的规模和精度可以显著提升选择强度。采用分子标记选择和双单倍体技术之类的综合育种方法可以加速育种进程，从而缩短育种周期。然后在此基础上，发展了挖掘和拓展遗传变异、改进遗传率估计、提高选择强度和缩短育种周期的相关分子育种策略。最后，将各类策略与其他广泛应用的常规育种程序整合起来，构建了分子育种的综合育种程序，并展望了遗传增益改进的新机会、倡导了高效育种流程、提出了广义的遗传增益概念。

近年来，“玉米分子育种技术和应用创新团队”为建立和发展分子育种的理论和应用体系开展了卓有成效的研究，发展了基于种子DNA的基因型分析方法、连锁-关联分析联合作图法、选择性混合样品分析法、多杂种群体全基因组关联分析法、全基因组选择育种策略、玉米单倍型图谱、高密度SNP芯片、环境型和环境型鉴定新概念等。其中环境型鉴定概念在国际上被看成为1990年以来与转基因、基因组选择和基因组编辑等技术并列、影响植物育种的几大技术潮流之一。相关研究的进展完善了分子育种时代遗传增益改良的理论、方法和技术。

（中国农业科学院网）

我国研制出感知温度的控释农药

近日从中科院合肥物质科学研究院了解到，该院成功研制出一种可自动感知温度来释放有效成分的控释农药，据测算能够有效提高农药利用率30%，从而减少施药频次，降低农药引发的面源污染，相关成果已被美国《可持续化学与工程》接收发表。

温度较高时也是病虫害高发时，通过温度来控制农药释放，实现农药释放与病虫害发生同步，从而提高农药利用率。这种技术尤其适合大棚蔬菜的种植使用，由于农药利用率提高30%，能够减少施药频次，而每吨农药的成本只需增加5%。

课题组通过凹凸棒土、碳酸氢铵等材料制备出一种复合纳米材料，并以该材料为载体与除草剂复配研制出温敏型控释除草剂颗粒。该颗粒对于温度具有较强的敏感性，可通过温度有效调节颗粒中纳米孔道数量，从而控制除草剂的释放。

（中国农业新闻网）

我国科学家揭示双色百合花形成机理

近期，中国农业科学院蔬菜花卉研究所百合课题组揭示了双色百合花形成的关键分子机理，将为花色的人工调控及分子改良提供理论依据。

双色百合花是指在同一片花被片上显现两种不同的花色，与单色花相比具有更丰富的花色及其奇特的色彩变化，观赏价值更高，有可能在吸引昆虫方面也更具效率。百合品种小飞碟双色花被片发育的过程中，花被片下部逐渐由绿色变为紫红色，而上部由绿色变为白色。这类百合双色花形成的分子机理在花色研究领域鲜见报道。

该研究运用代谢组学、比较转录组学和分子生物学相结合的手段对双色百合花形成的分子机理进行了研究。双色百合花的紫色部位的成色物质主要成分为矢车菊素-3-芸香糖苷。表达谱分析表明，花青素苷合成基因在花被片下部特异协同表达导致花青素苷特异地积累于花被片下部，而在花被片上部不表达。百合花被片中叶绿素含量逐渐下降的原因是，随着花被片的发育，叶绿素合成相关结构基因在花被片上下部的表达量均逐渐下降，而叶绿素降解相关结构基因的表达量迅速上升。通过分析，参与调控百合花被片中花青素苷合成通路以及叶绿素代谢通路的候选转录因子也得以鉴定。

（中国农业新闻网）

科学家揭示小麦幼穗发育基因调控特点

近日，由中国农业科学院作物科学研究所毛龙研究员领衔的作物生物信息与应用创新团队，在小麦幼穗发育基因调控网络解析研究中取得新进展。相关成果于近日在线发表在国际植物学主流杂志《植物生理（Plant Physiology）》上。

科研团队利用生物信息手段，通过对小麦幼穗发育早期的转录组分析发现，该过程中小麦基因表达活跃、表达模式多样。根据基因表达的聚类分析及其特异阶段的重要基因挖掘，发现了大量与幼穗发育相关的重要转录因子。其中，很多与模式植物如水稻的调控基因保守。该团队同时对小麦幼穗的小分子核糖核酸（RNA）进行了分析，发现重要小分子RNA如miR159、miR167、miR319、miR396等高度表达，与其靶基因的表达模式协同，并能进行有效切割、调控。为了证明他们的分析结果的可靠性，该团队对其中一个在小花发育期高表达的基因AGO1d进行了突变体分析。该基因在花药的绒粘层特异表达；突变后使小麦的可育花粉数目大大下降，严重影响后期的每穗籽粒数。这一工作表明，转录组分析发现的调控基因在小麦花序的发育过程中发挥重要的作用。这些候选基因可为今后分子育种中开发分子标记和进行遗传操作提供重要的信息。

(中国农业科学院网）

利用作物竞争优势进行杂草管理

利用作物竞争优势的方法进行杂草管理，可以提高作物产量，是一种有效的方法，适用于大规模的农业保护生产系统。有竞争力的作物品种能够更好的获得营养、水和光合空间。通过种植相互之间有竞争力的作物种类或不同品种、增加种植密度、缩小种植行距、改变不同行向等方法，都可以增强作物之间的竞争。这些方法已经在澳大利亚进行了广泛应用和验证，通过增加株高、提高干物质积累，增加叶面积、增加营养物质吸收和根系生长，以及化感作用，来减少杂草的生物量和繁殖力。

通过作物竞争优势进行杂草管理，对于减少对除草剂的依赖和打击对除草剂的抗性，可能是一个可持续的方法，应该加入杂草管理计划，在更广泛的地区进行推广和应用。

（北京市农业信息网）

研究人员发现花生条纹病毒侵染寄主新机制

花生条纹病毒具有广泛的寄主范围，主要通过带毒蚜虫以非持久性方式进行传播，可侵染茄科和豆科等经济作物，引起严重花叶、皱缩和斑驳等症状，直接造成产量损失和品质的下降。研究人员以花生条纹病毒、马铃薯Y病毒O株系、花生和本氏烟（Nicotiana benthamiana）为主要研究材料，通过酵母三杂交、双分子荧光互补（Bimolecular Fluorescence Complementation, BIFC）、重组病毒侵染性克隆（infectious cDNA）和病毒诱导基因沉默（Virusinduced gene silencing, VIGS）等技术，证实了花生条纹病毒两个基因沉默抑制子Hc-Pro和Vpg蛋白，与寄主翻译起始因子eIF4E和eIF4E（iso）共同互作形成蛋白复合体。该蛋白复合体的形成，有利于花生条纹病毒在寄主体内侵染和复制。上述研究工作，揭示了花生条纹病毒的侵染机制，解析了其致病机理，为后续开展马铃薯Y病毒属病毒的隐性抗病基因筛选和病害有效防控奠定了理论基础。

（基因农业网）

华中农大发现水稻精细调控干旱应答新机制

华中农业大学教授熊立仲课题组的一项最新成果，揭示了水稻精细调控干旱应答的新机制，该项研究对阐明植物抗旱分子机理和促进植物抗旱遗传改良具有重要意义，该成果近日在线发表于《植物细胞》。

脱落酸(ABA)是一种逆境响应激素，在植物与逆境抗争中起到了举足轻重的作用。该课题组前期鉴定了两个同源的转录调控因子(OsbZIP23和OsbZIP46)在促进ABA信号传导和抗旱性方面的重要功能。

进一步的研究揭示了水稻干旱应答的一个精巧的调控模式：在遭遇干旱胁迫时，水稻大量诱导并激活正调控因子OsbZIP46，促进干旱应答;在干旱胁迫末期以及恢复期，负调控因子MODD的表达量增加并双重抑制OsbZIP46的活性和稳定性，从而减弱或消除干旱应答并将其控制在合理程度，以实现干旱应答与其他生理进程的平衡。

该研究揭示了水稻通过精细调控正负调节因子之间的拮抗作用，来实现高效合理的干旱应答的新机制，为后续水稻抗旱遗传改良提供了新思路。

（中国科学报）