农林科技

近十年来青藏高原的古植物进展评述

中国科学院西双版纳热带植物园古生态研究组周浙昆、苏涛等人系统总结了近十年来青藏高原古植物研究的最新进展，并对未来的研究方向提出了展望。相关成果发表于《中国科学：地球科学》（Science China-Earth Sciences）。文章指出植物化石在青藏高原形成过程、植物系统演化和高原生物多样性格局演变的研究中，发挥着不可替代的作用。由于青藏高原范围广袤，现有的化石记录仍不足以揭示这一区域古环境和生命的协同演化全貌，青藏高原古植物学研究仍旧任重道远。未来需要继续开展更加深入的系统古植物研究，特别注重一些关键疑难类群的分类鉴定，并构建高精度的年代学框架，提升青藏高原新生代古植物学研究的水平。

近十年来西藏新生代植物的部分重要发现（图片来源于中国科学院西双版纳热带植物园网站）

青藏高原在古近纪是植物区系交流的十字路口（图片来源于中国科学院西双版纳热带植物园网站）

杨树响应低氮胁迫的新机制

东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室李成浩教授研究团队和生命科学学院李玉花教授研究团队合作，发现大青杨在低氮胁迫下对硝酸盐、磷酸盐和铁的协调吸收新机制，使得杨树适应氮匮乏环境。相关成果发表于《植物学报》（Journal of Integrative Plant Biology）。杨树是世界中纬度地区栽植面积最大、木材产量最高的速生用材树种之一。杨树生长需要多种养分，其中氮是限制杨树生长最主要的营养元素之一；目前多数人工林营建的立地条件较差，可利用氮不足，不能满足生长需求。提高杨树在低氮素供应条件下的氮素利用效率，将有助于缓解其对营养贫瘠土壤的压力，使杨树在低氮条件下能够保持快速生长。

大豆分枝数的调控机制

中国科学院遗传与发育生物学研究所田志喜研究组和广州大学孔凡江课题组研究员合作，通过连续两年对2400多份大豆自然种质资源的分枝数进行表型鉴定，利用全基因组关联分析挖掘到大豆分枝数主效控制基因Dt2。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。大豆（Glycine max）起源于中国，是我国乃至世界上重要的粮油饲兼用作物，为全球供应了一半以上的油料产量和近四分之一的植物蛋白。目前，中国是世界上最大的大豆进口国，对外依赖性高，提升我国大豆产能已经成为保障我国粮食安全迫在眉睫的重大任务。研究人员发现Dt2敲除突变体可打破纬度带的限制，提高大豆的地区适应性和产量。

水稻柱头外露率调控基因挖掘与利用研究

华南农业大学生命科学学院沈荣鑫/王海洋团队提出了一种挖掘柱头外露基因的新策略，并鉴定到了3个调控柱头外露率的关键基因。相关成果发表于《植物生物技术杂志》（Plant Biotechnology Journal）。在水稻杂交制种过程中，高柱头外露率的不育系是提高制种产量的关键。虽然已经报道了大量与柱头外露率相关的数量性状位点，但极少有基因被克隆和功能表征，严重阻碍不育系柱头外露率的遗传改良和育种效率的提高。新研究提出一种挖掘柱头外露新基因的有效策略，通过对已克隆的粒型基因的系统分析，鉴定到了调控柱头外露率的关键基因GS3、GW8和GS9，并进一步探究突变体柱头外露率提高的细胞与分子基础。

梅花花期调控研究

北京林业大学张启翔教授团队系统研究了梅花PmSBP1/6基因生物学功能，提出miR156-PmSBPs-PmSOC1调控梅花开花时间的模型，为后续梅花花期调控研究提供了参考。相关成果发表于《国际分子科学杂志》（International Journal of Molecular Sciences）。梅花（Prunus mume）为蔷薇科李属植物，在我国已有3000多年的栽培历史，居中国十大名花之首。梅花花期早，可在晚冬及早春时节开花。SBP作为重要的开花调控因子，其在梅花花期调控中的作用尚未明确。论文以梅花早花品种“三轮玉碟”为实材，提出新的调控梅花开花时间的模型，探究了梅花PmSBP基因在梅花开花中的作用。

梅花PmSBP6基因在烟草中过表达表型（北京林业大学网站）

植物木质部铁运输的新机制

南京农业大学徐仲瑞、赵方杰、汪鹏等人发现了亚铁氧化酶LPR1和LPR2在植物中新的生理功能，揭示了植物在木质部长距离铁运输过程中维持铁移动性的新机制。相关成果发表于《分子植物》（Molecular Plant）。铁是植物和人体必需的微量元素，农作物缺铁是常见的现象。植物源食物是人类膳食铁摄入的主要来源之一，明确植物铁吸收转运机制对农业生产具有重要意义。木质部是根系吸收的铁向地上部各组织器官分配的主要途径。研究发现拟南芥亚铁氧化酶LPR1和LPR2参与了木质部中Fe（Ⅱ）的氧化，促进Fe（Ⅲ）-柠檬酸螯合物的形成，从而确保Fe（Ⅲ）-柠檬酸螯合物的稳定性，对木质部铁运输的畅通起到关键作用。

苹果低温胁迫响应及抗性调控研究

西北农林科技大学园艺学院马锋旺教授团队揭示了MdbHLH4通过调节CBF和CAX家族基因表达及ICE1蛋白的泛素化降解，负调控苹果耐寒性的分子机理。相关成果发表于《植物生理学》（Plant Physiology）。冬季冻害及春季倒春寒引起的低温伤害严重影响苹果的产量和品质，低温成为限制我国苹果产业可持续发展的主要环境因子之一。挖掘苹果低温胁迫响应关键基因并解析其调控机理，能够为苹果的抗逆分子育种提供理论依据和基因资源。论文揭示了MdbHLH4通过抑制MdCBF1/3的表达和MdICE1L的启动子结合能力，以及通过促进MdCAX3L-2表达和MdICE1L泛素化降解，从而负调控苹果耐寒性分子机理。

机器学习算法准确预测紫花苜蓿秋眠性

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所饲草育种与栽培科技创新团队探索了机器学习算法在紫花苜蓿基因组预测中应用的可行性，构建了基于紫花苜蓿秋眠性状基因组的最佳预测模型，准确预测了紫花苜蓿的秋眠性，为紫花苜蓿分子育种提供了新思路。相关成果发表于《园艺研究》（Horticulture Research）。紫花苜蓿被誉为“牧草之王”，是草食动物的重要蛋白牧草。秋眠性是影响紫花苜蓿秋季再生性和产量的重要性状，对紫花苜蓿育种具有重要价值。论文对5种预测模型进行了分析比较和交叉验证，发现SVM linear预测模型具有高准确率和最佳回归系数。新模型平均表型预测的准确率可达64.1%。