农林园艺

研究揭示辣椒为什么会这么辣

华南农业大学园艺学院雷建军教授团队在辣椒素类物质生物合成的转录调控和遗传进化方面取得重要进展。研究论文发表于New Phytologist。研究采用极辣的辣椒（C.chinense）做母本，微辣的辣椒（C.annuum）做父本构建了种间杂交群体。克隆到辣椒胎座特异表达的MYB转录因子MYB31直接调控辣椒素合成相关基因。MYB31启动子变异与转录活性相关，高辣的C.chinense材料中MYB31被WRKY9强烈激活，最终导致极辣C.chinense种的形成。研究发现MYB31是辣椒属中辣椒素类物质合成的转录调控因子，启动子变异导致极辣基因型辣椒（C.chinense）遗传进化。

辣椒5个栽培驯化种和极辣基因型辣椒（图片来源于华南农业大学网站）

辣椒素生物合成的转录调控和极辣辣椒进化模式图（图片来源于华南农业大学网站）

植物病毒跨界侵染植物病原真菌的研究进展

西北农林科技大学植物保护学院、旱区作物逆境生物学国家重点实验室、双一流学科群病虫害综合治理PI团队孙丽英教授课题组发现了植物类病毒能够跨界侵染病原真菌，并引起病原菌致病力衰退，有望创建新型植物真菌病害的生防因子。研究论文发表于PNAS（《美国科学院院刊》）。研究利用植物—真菌—病毒相互作用的研究体系探索了类病毒跨界侵染丝状植物病原真菌的情况。利用人工介导方式分别将7种代表性类病毒转染3种丝状植物病原真菌，包括苹果腐烂病菌、栗疫病菌、禾谷镰刀菌，首次证实了类病毒可以选择性地在丝状病原真菌中复制并传播。

用基因手段让“镉”离籼米

南京农业大学赵方杰教授团队与日本冈山大学马建锋教授合作，尝试阻止镉向水稻的地上部分和稻米中转移。研究论文发表于Environmental International。将水稻本身拥有的OsHMA3基因在我国南方主栽籼稻品种“中嘉早17”中过量表达，在温室盆栽条件下，将未转基因的野生型和转基因株系种植在两份采自湖南的镉污染水稻土上，野生型稻米镉含量超过国家食品安全标准（0.2mg/kg）3～10倍，而转基因株系稻米镉含量降低94%～98%，低于国家标准5～10倍，并对农艺性状和必需微量元素含量无显著影响。该条件下种植出的稻米，能显著降低镉含量，而且在营养方面和普通稻米几乎没有差别。

控制大米好吃与否的“祖先基因”

扬州大学农学院教授刘巧泉团队揭示了控制稻米蒸煮与食味品质最重要的基因——蜡质基因（Wx）的祖先等位基因Wxlv的相关分子遗传机制，为稻米蒸煮与食味品质改良提供了重要基因资源和技术支撑。研究论文发表于Molecular Plant。携带Wxlv的稻米中含有更多中短链分子量的直链淀粉，表现为高直链淀粉含量和低淀粉黏滞特性，米饭口感和食味较差。而当下栽培稻中的多数优异等位基因都保留了Wxlv的功能位点，通过修改该功能位点可用于优良食味稻米的培育。研究证明，Wxlv与野生稻中Wx基因序列及功能基本一致，在进化中属于祖先基因。

低镉水稻研究进展

中国科学院植物研究所何振艳研究组及其合作者发现了参与水稻镉吸收和籽粒镉积累的OsCd1基因及其低镉积累的自然变异OsCd1V449，对水稻镉积累分子机制的阐释和低镉水稻品种的培育具有重要参考。研究论文发表于NatureCommunication。水稻容易吸收和富集重金属元素镉，使得镉通过食物链进入人体，并在人体内长期积累，严重威胁人类健康。我国稻米镉污染问题形势严峻，其中南方稻米镉污染情况尤为严重。我国栽培稻分成籼、粳两个亚种，籼稻主要在南方地区种植，较粳稻具有更强的镉积累能力，其可能是南方稻米镉超标的一个重要原因。鉴定调控籼稻籽粒镉积累特性的分子模块，降低籼稻籽粒的镉含量，培育低镉安全水稻品种已成为当务之急。

水稻籽粒镉积累性状全基因组关联分析及OsCd1基因功能表征（图片来源于中国科学院植物研究所网站）

低镉基因型OsCd1V449功能验证（图片来源于中国科学院植物研究所网站）

玉米高分辨率染色质远程互作图谱

中国农业大学农学院赖锦盛教授课题组解析了玉米高分辨率染色质远程互作图谱。研究论文发表于Nature Communications。该研究利用ChIA-PET技术（可以捕获和某一蛋白相关的染色质互作），在玉米幼苗和幼穗中构建了H3K4me3-和H3K27ac-富集的高分辨率（5～10kb）的染色质互作图谱。在幼苗和幼穗中分别鉴定到约24000远程染色质互作。同时利用ChIP-seq（以H3K27ac为抗体）在幼穗和幼苗中鉴定到29649和27734远端调控区域（D）。论文将鉴定的染色质互作分为启动子—启动子（P-P），启动子—增强子（P-D），增强子—增强子（D-D）互作；其中P-P互作占60%，P-D占35%，D-D约占5%。

tRNAHis鸟苷转移酶参与调控水稻适应环境温度的新机制

中国科学院分子植物卓越创新中心/植物生理生态研究所林鸿宣研究组揭示了水稻tRNAHis鸟苷转移酶通过参与生长素响应因子蛋白翻译调控过程适应环境温度的新机制。研究成果发表于Molecular Plant。高等植物拥有固着生长的特性，因此发展出多种适应环境温度生长的策略。通过大规模EMS诱变，筛选到一个株高、结实率、叶宽、分蘖数等多种重要农艺性状在上海与海南产生明显差异的突变体，该突变体在上海夏季高温环境下表现为矮秆、结实率低、窄叶、小穗，而在海南冬季温度较低的条件下却出现为与野生型“特青”类似的表型。研究发现AET1除了具有鸟苷转移酶活性，还具有与核糖体相关蛋白一起调控蛋白翻译过程的新功能。

云南常绿阔叶林的研究进展

中国科学院西双版纳热带植物园朱华研究员等人对云南常绿阔叶林的植物区系组成、物种多样性、生态外貌特征和生物地理的研究，为今后《云南植被志》的编研提供了重要参考。论文发表于Botanical Review。常绿阔叶林在云南植被分类上被作为亚热带性质的一个植被型，除局部的山地苔藓常绿阔叶林和山顶苔藓矮林外，它主要包括3个植被亚型：季风常绿阔叶林，半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林。科学家把季风常绿阔叶林给予新名“低山常绿阔叶林”，并建议“低山常绿阔叶林”因其与中国西南独特的常绿阔叶林在生态特征、植物区系组成和生物地理上明显区别，在植被分类上应作为一个单独的植被型。