植物科学

被子植物受精过程关键机制

山东农业大学园艺科学与工程学院段巧红团队与美国马萨诸塞大学阿默斯特分校A l i c e Y. Cheung和Henming Wu教授等人合作，揭示了被子植物阻止多个花粉管进入胚珠的分子机制。研究论文发表于Nature。FERONIA受体激酶调控了低甲酯化果胶质在丝状器的积累，进而调控了第一个花粉管诱导的一氧化氮在丝状器的积累。一氧化氮对诱导花粉管进入胚珠的诱饵蛋白进行亚硝基化修饰，一方面阻止其分泌，另一方面使其失去诱导花粉管的活性，其他花粉管因此不能进入这个“名花有主”的胚珠。而fer突变体胚珠，低甲酯化的果胶质及一氧化氮在丝状器部位的含量都显著低于野生型胚珠。

FERONIA缺失突变体胚珠不能阻止多个花粉管进入（图片来源于山东农业大学网站）

果胶质在野生型胚珠丝状器部位积累，介导花粉管进入胚珠后产生一氧化氮，以阻止诱饵蛋白吸引其他花粉管（图片来源于山东农业大学网站）

红壤花生-木薯根际互作调控养分利用的微生物信号机制

中国科学院南京土壤研究所孙波课题组基于红壤旱地花生连作、花生-木薯间作田间试验，结合盆栽、水培实验和外源乙烯添加实验，利用高通量测序等方法，研究了种间植物（花生与木薯）地下部化学信号识别途径，揭示了花生信号调控根际微生物的竞争性防御生存策略。研究论文发表于Microbiome。研究发现邻近植物木薯产生的氰化物可诱导间作花生根系乙烯释放。该信号分子一方面调控花生生理应答；另一方面可经根部释放重塑根际微生物群落，影响作物养分吸收。新构建的微生物组加速根际有机氮磷矿化，为花生地下部提供可利用氮磷养分，从而提高花生子代有效繁殖能力，进一步提高花生在间作模式下的生态适应性。

真菌类群属与种的分类学及系统发育研究

云南农业大学盛军团队与中国科学院昆明植物研究所许建初团队联合发表了真菌类群种属分类学与系统发育研究最新成果。研究论文发表于Fungal Diversity。研究团队选择两个门（子囊菌门Ascomycota，担子菌门Basidiomycota）、6个纲、24个目与55个科的126个真菌类群，所选类群覆盖了欧洲意大利等地，亚洲中国、印度和泰国，以及北美和南美国家的物种。此研究引入了96种新的分类单元，包括两个新科以及82个新种。此外，此研究也包括5种新的组合，25个关于新真菌宿主和地理分布的新纪录，同时报道了有性型—无性型关联性，在每个分类单元中提供了详细的描述、插图、系统发育树以及查询说明。

揭示生物钟调控植物光周期依赖性生长的新机制

中国科学院植物研究所王雷研究员等发现了光周期通过影响PRRs蛋白的表达时相，与EC复合体协同调控PIFs转录的时间窗口，进而决定下胚轴的光周期依赖性生长动态，以适应生存环境的光周期，使植物达到最佳适应性。研究论文发表于Plant Physiology。陆生开花植物自种子破土而出开始，便需要对生存环境中昼夜节律性的光温环境信号变化不断做出适当反应，以增强对环境的适应性。生物钟对于植物感知光周期变化并以此决定不同光周期条件下的昼夜节律性生长动态具有重要作用。双子叶植物幼苗的下胚轴在光周期条件下显示出强劲的生长节律，而且下胚轴的长度与日长呈负相关。

“海稻86”耐盐相关基因定位

中国科学院西双版纳热带植物园热带稻种保护与遗传改良研究组开展了对“海稻86”耐盐性的遗传及分子机理解析的研究。研究论文发表于Agronomy。“海稻86”是我国重要的耐盐水稻种质资源。在盐土环境条件下，耐盐种质“海稻86”苗期表现出比普通水稻品种更高的耐盐性，遗传分析结果显示耐盐对盐敏感为显性。利用“海稻86”为供体亲本，云南粳型水稻品种“滇粳优1号”为受体亲本，构建了F2群体并进行BSA（分离群体分组分析法）测序分析，最终获得了一个对表型贡献率超过60%的主效Q T L（L O D＞14）。该Q T L位于R M8904-R M493标记之间，遗传距离为5.49cM，该QTL被命名为qST1.1。

渗入系IL-T22耐盐表型分析（图片来源于中国科学院西双版纳热带植物园网站）

q S T1.1定位及验证结果（图片来源于中国科学院西双版纳热带植物园网站）

北美东海岸红树向高纬度扩张新机制

中山大学生命科学学院彭少麟教授团队与美国佐治亚大学James E. Byers教授团队合作，发现北美东海岸黑红树（Avicennia germinans）向高纬度扩张入侵本地互花米草（Spartina alterniflora）群落，从全新的视角揭示了全球变化背景下，植物向高纬度扩张的新机制。研究论文发表于Journal of Ecology。随着北美东海岸极端低温事件频率的减少，黑红树在互花米草群落的多度增加，削弱了互花米草群落土壤对黑红树低温耐受力的负效应，从而提高了黑红树的低温耐受力，并最终成功取代互花米草。该研究揭示了北美东海岸黑红树向北扩张入侵本地互花米草群落的新机制。

植物响应密植遮荫促进开花的分子机理研究

华南农业大学生命科学学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室王海洋教授团队与中国农业科学院生物技术研究所合作，揭示了植物在遮荫密植环境下通过耦合光敏色素信号途径与miR156-SPL途径协同调控植物开花的分子机制。研究论文发表于Molecular Plant。提高种植密度是提高农作物单产的一项关键技术措施。然而植物的一些适应性变化对于作物的产量却产生负面影响。论文从蛋白互作层面阐明了FHY3和FAR1通过整合植物外部光信号途径和植物自身年龄信号途径，协同调控植株响应环境变化的分子机制，完善了植物避荫反应的调控机理，为耐荫、耐密植作物新品种的培育提供了理论指导。

玉米胚乳灌浆调控新机制

中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿研究组拓展了Opaque2（O2）作为玉米胚乳灌浆调控网络核心转录因子的作用范围，揭示其可以调控胚乳储藏物质合成起始单元生成所需基因的协同表达。研究论文发表于Plant Biotechnology Journal。研究表明，在玉米籽粒高速灌浆时，虽然Sh1是蔗糖合酶活性最主要的贡献者，但O2对Sus1和Sus2的转录激活是对Sh1介导的灌浆的必要补充。论文证实了O2是胚乳灌浆调控的核心因子，它使从叶片转运到籽粒的蔗糖从裂解到最终合成储藏物质（淀粉和蛋白）形成高度协同的调控，这一策略可能在玉米高效灌浆中发挥重要的作用。