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盐碱地水稻“逆”生长基因破译

在耕地资源日趋紧张的背景下，如何将盐碱地变高产粮田，成为当下农业科学家研究的热点方向之一。湖南大学刘选明教授研究团队破译出一个能降低土地盐碱化对水稻产量影响的新基因STRK1，并揭示了其分子作用机制，为进一步解析植物耐盐的分子机制奠定了重要基础，并提供了耐盐特征性分子标记。成果日前发表于国际植物学期刊《植物细胞》，并被该杂志作为亮点推荐，认为有望为水稻耐盐品种选育提供理论指导和技术支持。

据悉，目前全球有9.5亿公顷盐碱地，其中我国约有1亿公顷。同时，因气候变暖等因素，还有约20%的灌溉农田面积被盐碱化，影响作物产量。“对付”盐碱地，成难题。想要在盐碱地种水稻并高产，则更为困难。团队成员林建中副教授介绍，水稻尤喜甜土性，这使其易受高盐环境产生的高渗透影响，进而导致水稻减产或死亡。要让水稻在此环境中“逆”生长，必须提高水稻耐盐性。

团队经近5年研究，成功筛选、鉴定出一个可提高水稻耐盐性的基因STRK1。其转基因株系在正常条件下与普通水稻无区别，但在高盐渗透条件下，却能明显提高水稻耐盐性和产量。团队还进一步探究了该基因提高水稻耐盐性的分子机制，发现其在受高盐渗透后可发生自磷酸化，并通过磷酸化与其相互作用的过氧化氢酶C的210位的酪氨酸残基，显著提高过氧化氢酶活性，从而将过量有害的过氧化氢分解为水和氧气，降低高盐渗透造成的伤害。

（科技网）

中国农科院与河南农大解析玉米籽粒发育新机制

近日，由中国农业科学院作物科学研究所研究员李文学和河南农业大学农学院教授汤继华领衔的协作团队在玉米籽粒发育的研究中取得重要进展，揭示了Urb2 基因在玉米籽粒发育中的关键作用及其调控机制。相关研究结果发表在《新植物学家》上。

（科学网）

黄瓜根系分泌物释放特性研究取得进展

根系分泌物是植物根系释放到根际环境中的有机物质的总称，占分配到植物地下部总碳量的15%到25%，属土壤微生物易于分解的、可直接利用的碳源，是植物、土壤和微生物三者间的桥梁，在土壤结构形成、土壤养分转化、植物养分吸收、土壤微生物分布、环境污染修复等方面起着重要作用。根系分泌物在土壤中会迅速被微生物降解，同时根系分泌物本身含量较低、组分复杂，迫切需要建立可行、高效、稳定的根系分泌物收集、分离纯化和鉴定方法，以支撑根际研究。

此前，中国科学院南京土壤研究所段增强课题组改进设计了一套根系分泌物自动循环收集装置，并研究了其对植物根系分泌物的吸收效率。

近期，该课题组利用上述方法开展了关于大气CO2浓度和氮水平对黄瓜根系分泌物中糖类、有机酸和氨基酸分泌量影响的研究。CO2浓度和氮水平可通过影响黄瓜的碳、氮代谢直接影响黄瓜根系分泌物的单株分泌量，也可通过改变根系形貌间接影响黄瓜根系分泌物。相关性分析表明，只有葡萄糖、果糖和蔗糖三种糖类以及草酸在根系分泌物的分泌量与其在根系中含量成弱的正相关关系。与根系形貌参数之间的相关性分析表明，三种糖类分泌量与根系表面积相关性最高，而三种有机酸和四种氨基酸分泌量与根尖数相关性最高。推测植物主要是利用根系分泌糖类为根际微生物提供碳源与能量以换取微生物对土壤有机氮的矿化获取无机氮，因此在大气CO2浓度升高和缺氮条件下，更多的糖类分配到植物根系，在整个根系通过扩散的方式分泌；植物往往在缺磷、缺铁或有害金属离子毒害条件下的逆境中作出防御，而植物根尖是最先感受到逆境，也是受毒害最重的区域，因此有机酸与其根内含量相关性不大，主要在植物根尖通过主动运输方式分泌；氨基酸也是植物所需的氮源，因此根系分泌的氨基酸有90%又被植物根系重新吸收，其作用可能是与根际微生物交换氨基酸或作为信号物质，因此其分泌位置主要在根尖依赖主动运输。相关研究成果发表在Plant and Soil上。

（工人日报）

深圳科学家成功破解墨兰基因

2017年1月，广东省农科院、深圳市兰科植物保护研究中心、华南师范大学等单位联合组成攻关团队，启动了广东省自然科学基金研究团队项目“墨兰基因组项目”。这一重大研究计划在世界上率先对墨兰进行全基因组测序和生物信息分析，同时对相关种类的转录组进行测序和分析。

成功绘制了墨兰基因组的物理图谱(Hi-C)，分析结果显示墨兰染色体数目为2N=2X=40，基因组大小为4.25G，杂合度约1.5%，重复序列80%，属于高杂合复杂基因组。预测的蛋白编码基因数量29895个。

科学家们通过对墨兰基因组的数据进行分析，结合最前沿的RNA测序技术等分子生物学手段，可以找出国兰进化中经历的关键事件，从而解析国兰形态的进化历程，解码国兰形态多变的奥秘。

（南方网）

研究发现控制水稻粒长粒重数量性状新位点

近期，中国水稻研究所与中国科学院植物研究所合作，用我国高产优质主栽籼型品种“黄华占”与大粒粳型品种“吉资1560”构建重组自交系分析控制粒形和粒重的数量性状位点（QTL），在第3染色体末端发现一个控制水稻粒长和粒重的主效QTL TGW3。相关研究成果于近日在线发表于《分子植物》杂志上。

粒形、粒重是决定水稻产量和品质的重要农艺性状。控制粒形、粒重QTL的自然变异是水稻品种粒形、粒重遗传多样性的重要来源。发现与功能解析控制水稻粒形、粒重的QTL是分子设计育种精准调控粒重、形成新品种产量因子最佳组合的关键。研究人员通过技术手段成功分离了TGW3基因，该基因编码一个类似于GSK3/SHAGGY的激酶。相关技术手段验证结果表明TGW3是个谷粒大小的负向调节因子，通过增加颖壳细胞大小、减少细胞数目，从而使颖壳变长，谷粒变大、变重。该项研究深入揭示了水稻粒型粒重形成的分子机制，为水稻育种精准调控粒重提供了很好的基因资源。

（中国水稻信息网）

基因工程技术可使作物所需水分减少25%

科学家们透露，在作物中过度表达单一蛋白质的简单基因调整可能会导致植物需要的水分减少25%，但这不会影响植物的常规产量。科学家希望这项突破性研究将带来新一代的节水农业，帮助受干旱和气候变化的困扰地区种植更多粮食。

来自伊利诺斯大学领导的一个国际科学家小组的研究发现，可以增加一种名为Photosystem II Subunit S（PsbS）的特定蛋白质，迫使植物部分关闭其气孔。气孔是二氧化碳或氧气出入的门户，有助于调节光合作用。

科学家最初的假设是，通过限制气孔打开，植物不会通过蒸腾损失更多的水分，并且随后不需要尽可能多的水分生长。然而研究人员怀疑植物在减少气孔打开的同时仍然可以吸收所需的二氧化碳。

这个假设在烟草作物中进行了测试，结果令人难以置信。通过增加PsbS表达，气孔开口减少，进入植物的二氧化碳与水逸出的比率提高了25%。这实际上意味着植物将需要少25%的水来达到相同的光合速率。实验还表明，采用基因工程技术改造的植物和未改造植物之间的总产量或大小没有显著差异。该研究发表在《自然·通讯》杂志上。

（科学探索）

中国农科院揭示水稻先天免疫新机制

日前，中国农业科学院植物保护研究所植物抗病功能基因研究组揭示了水稻等单子叶植物特有的SD-1类型受体激酶在细胞死亡和水稻先天免疫反应中的调控机制。该研究为水稻广谱抗病分子育种提供了新的理论切入点。相关研究成果在《细胞—宿主与微生物（Cell Host & Microbe）》上发表。

植物类病斑突变体往往可以增强植物的广谱抗病性，对研究植物的先天免疫机制和创制新的广谱抗病材料具有重要意义。王国梁研究员团队长期从事水稻抗病性遗传学研究，前期研究中鉴定到一个类病斑突变体spl11，该突变体显著增强了对稻瘟病和白叶枯病的抗耐性，图位克隆结果显示SPL11编码U-Box类型泛素连接酶。

（中国农科院网）