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低光下光能利用效率是控制水稻生物量的重要因子

中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所朱新广研究组在《植物生理学》（Plant Physiology）在线发表了关于水稻生物产量与叶片光合参数之间关系的论文。

该研究利用基因组遗传力（SNP-based Heritability）结合2.3M全基因组覆盖的SNP变异信息，证明低光光合效率（Alow）具有高度遗传性；进一步为量化低光光合效率与生物量的关系，该研究结合线性回归模型（LRMs）和逐步特征选择（Feature selection）方法，发现Alow在不同地点和组合的数据集中均表现出与生物量有高度相关性。同时，在11个当代商业化水稻品种中，Alow表现出很大变异，说明在人工驯化过程中，Alow未受到强烈选择。该项研究首次揭示了叶片低光光合效率与生物产量的关系，为未来提高水稻产量提供了全新改造靶标。

（中国科学院网）

水稻条纹病毒与介体昆虫互作领域取得新成果

水稻条纹病毒（RSV）是一种虫媒纤细属病毒，主要由介体昆虫灰飞虱以持久、增殖型方式传播，导致东南亚水稻等农作物严重减产。

研究发现，RSV的衣壳蛋白CP竞争性结合灰飞虱的G蛋白通路抑制因子II（GPS2），减弱了GPS2对JNK激活复合物的抑制作用，从而提高了JNK的磷酸化水平。同时，病毒还提高了JNK信号通路上游的肿瘤坏死因子TNF-α的表达，降低了GPS2的表达。JNK磷酸化水平的提高增加了RSV在昆虫体内的增殖，而通过干扰JNK基因的表达或使用JNK激活的抑制剂，RSV在昆虫体内的增殖会受到抑制，并延缓植物的发病。这一研究结果揭示了JNK信号通路在病毒复制过程中的关键作用，为今后控制RSV的传播提供了新思路。

(中国生物技术信息网)

植物光合作用中高效捕光的超分子机器结构被揭示

光合作用是地球上最为重要的化学反应之一。研究人员解析了处于两种不同条件下的豌豆C2S2M2超级复合物的单颗粒冷冻电镜结构，分辨率分别达到2.7埃和3.2埃，其中2.7埃分辨率的结构是目前世界上通过冷冻电镜单颗粒法解析获得的分辨率最高的膜蛋白结构。该项工作首次展示了植物C2S2M2型超级复合物的精确三维结构，该复合物总分子量达到140万道尔顿，是一个同源二聚体的超分子体系。两个结构中的每个单体分别包含了28或27个蛋白亚基、159个叶绿素分子、44个类胡萝卜素分子和众多的其它辅因子。该项工作首次解析了CP24和M-LHCII的结构，并指认了M-LHCII所特有的Lhcb3亚基；展示了不同外周捕光蛋白彼此之间以及它们与核心复合物之间相互识别和装配的位点和机制；在对豌豆C2S2M2超级复合物内部高度复杂的色素网络进行深入分析的基础上，揭示了外周天线捕获光能并向核心复合物传递能量的途径。

（中国科学院网）

小麦穗型调控分子模块解析取得新进展

近日，Plant Physiology 在线发表中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃研究组和中国农业大学王向峰研究组合作的研究论文，在小麦穗型调控分子模块解析中取得新进展。

小麦是世界上最重要的粮食作物之一，在我国粮食安全中发挥着重要作用。研究人员利用前人筛选出的我国小麦微核心种质，通过转录组关联分析和基因共表达网络分析的策略研究了幼穗发育的基因表达调控网络，并验证了其中的关键因子在穗粒数调控中的作用。研究结果得到了多个与穗粒数相关的核心共表达模块。研究人员对其中10个基因进行了过表达分析，发现过表达基因TaTFL1可以延长幼穗分化时间，增加小穗数、小花数和穗粒数；过表达基因TaPAP2,TaVRS1可以缩短幼穗分化时间，减少小穗数、小花数和穗粒数。以上研究结果为研究人员进一步解析小麦穗发育的遗传调控提供了理论基础，并对有效利用与穗粒数相关的分子模块进行了初步技术验证。

(搜狐)

脱落酸诱导植物抗病研究获得进展

脱落酸（Abscisic acid，ABA，S-ABA）是植物五大内源激素之一，在植物生长发育中具有重要作用。研究团队田间试验发现，使用低浓度外源S-ABA(以下简称ABA，2～4 mg/L)处理作物后，可提高多种作物的广谱抗病特性。为研究ABA诱导的抗病分子机制，研究人员以番茄为材料，整合转录组及microRNAs（miRNAs）组学分析外源ABA对番茄基因表达的作用。转录组分析显示，外源低浓度的S-ABA(2 mg/L，7.58μmol/L)喷施叶面，引起番茄叶片中大量基因对ABA产生响应。超过21,700(约55%)个unigenes对ABA产生响应，其中约13%的基因（2,787）表达发生变化，上调的为1,952个，是下调的2.3倍（下调的为835个）。进一步分析显示，ABA不仅能提高非生物胁迫抗性基因的表达，而且能上调大多数抗病相关基因如NBS-LRRs，AP2/EREBPs，serine/threonine-protein kinases，PAL、PPO、POD、几丁质酶等的表达，同时与抗病相关的水杨酸、乙烯，茉莉酸信号通路上的基因也上调。关联miRNAs分析，ABA显著改变miRNAs的组成和表达丰度，大多数miRNAs下调表达，相应的抗病、抗逆靶基因表达上调。miRNAs与靶基因表达呈负相关，通过诱导靶基因mRNA的降解或抑制蛋白翻译参与转录和转录后调控。ABA (S-ABA)诱导植物对病原菌的抗性，途径之一可能是通过调节miRNAs和相关基因的表达，启动植物的防御机制，从而引起一系列生理生化变化来实现的。

（生物谷）

科学家发现水稻高产关键基因

上世纪70年代，日本科学家提出水稻理想株型的理论，90年代国际水稻研究所的科学家在实践中得以应用和发展，并培育了一些株型与产量方面具有突破性提升的水稻新品系。研究人员利用国际水稻研究所培育的理想株型新品系与中国水稻品种春江06杂交后，根据其后代的遗传信息，成功分离并克隆了一个关键基因NPT1，NPT1能够调控水稻理想株型并有潜力增加其产量，将这一个基因和其他等位基因DEP1聚合导入中国现有高产水稻品种后，在现有产量基础上还能进一步提高水稻的产量。

（新华网）

痕量植物激素分析研究获得进展

植物激素是植物体内合成的调控植物生长发育的信号分子，准确检测植物体内激素的种类和含量对于深入揭示植物生命现象具有至关重要的作用。研究团队针对极少量植物样品（亚毫克级），发展了一种新型的micro-scale MSPD方法，这种方法集研磨、浸提、净化于同一离心管中，不需要任何样品转移步骤，有效地降低了前处理过程中的损失。同时，针对赤霉素本身离子化效率低，研究人员研发了一种新型的衍生试剂3-溴丙基三甲基溴化铵（BPTAB），通过化学衍生后，检测灵敏度提高3～4个数量级，是目前的最好水平。这种衍生试剂具有低毒性，这一性质使得其在后续的研究中具有很好的应用潜力。该团队将此方法运用到单片拟南芥叶中赤霉素分布的分析中，实现其空间分布测定，空间分辨率达2×2 mm2。此外，该方法对于其他酸性植物激素的时空分布测定也具有适用性。

（中国科学院网）

激光可迅速清除土壤中污染物

美国科学家通过实验发现，用激光照射土壤可以分解其中的有机污染物，效率比传统方法更高，且成本较低。

美国东北大学的研究人员在美国《应用物理学杂志》新一期上报告说，他们用多孔二氧化硅材料模拟土壤，使其受到有机化合物DDE的污染，然后用高能红外激光束照射，发现DDE从土壤中消失了。

DDE是杀虫剂滴滴涕（DDT）的主要代谢产物之一，能损害动物的生殖系统。研究人员说，激光照射能在局部产生数千摄氏度的高温，足以破坏DDE分子的化学键，使其分解成水和二氧化碳等。

与现有手段相比，新方法可以就地清除土壤中的污染物，无须把被污染的土壤挖出、运走，清除污染后再运回来填埋，仅此一项就可以显著降低成本。研究人员设想，未来可以开发出车载激光设备，配备松土机械，便捷高效地净化土壤。

这种方法理论上适用于所有类型的污染物，调节激光频率使其与特定分子的吸收光谱吻合，可以有选择地清除土壤中的有害物质。不过研究人员说，对其他污染物的清除效果尚需进一步证实。

(新华网)