科技

北京林大等完成世界首张梅花全基因组变异图谱

北京林业大学教授张启翔领衔的国家花卉工程技术研究中心与青岛华大基因研究院、深圳华大生命科学研究院及美国宾夕法尼亚州立大学等单位合作，完成了首个梅花全基因组重测序研究，构建了世界首张梅花全基因组变异图谱。该成果对梅花重要观赏性状的遗传解析具有里程碑的作用。既为其分子标记辅助育种研究提供了重要的理论框架，又为重要观赏性状基因的遗传选育及品种改良提供了重要平台。相关研究论文日前在《自然—通讯》在线发表。

（中国科学报）

中外科学家为水稻降砷“解毒”

中国和不少亚洲国家以稻米为主食，然而水稻具有富集有毒物质砷的能力，对人类健康构成威胁。中外科学家近日找到一种新办法，通过操控水稻基因降低砷含量，给水稻“解毒”。

砷以无机砷和有机砷等多种形式存在，无机砷毒性较高。水稻在生长过程中会吸收土壤中的砷，因此对以稻米为主食的国家而言，降低水稻中的砷含量是一项重大课题。

研究发现，水稻中的砷多是通过硅的转运蛋白lsi1和lsi2“混进”植物机体内的。以往，科学家采用使这组蛋白基因突变的办法降低砷含量，但此举“杀敌一千，自损八百”，同时也会降低硅的含量，导致水稻减产。

南京农业大学教授赵方杰领衔的研究团队发现了另一对水通道蛋白NIP1;1和NIP3;3也具有转运砷的能力，但它们对硅的运输能力较弱。基于该特性，研究人员操控这两种蛋白的基因，让它们运输的砷无法留在植物体内，既达到了“解毒”的效果，水稻硅含量和产量也没有受到显著影响。

（新华社）

害虫啃过的水稻变得更好吃

五羟色胺是一种让人的大脑产生愉悦感的化合物，浙江大学农学院舒庆尧及其合作者最新研究发现：害虫也喜欢五羟色胺。害虫啃食水稻时，植株体内的五羟色胺含量会增加，对害虫来说，这使水稻的“口感”和“营养”都提升了。

据了解，这是科学界第一次揭示五羟色胺与水稻抗虫性之间的关系，将对下一步培养更优抗性的水稻和发展防虫治虫策略提供新的思路。这一发现对提高水稻的抗性，维护粮食产量和品质有很重要的科学价值。相关论文《基于五羟色胺生物合成抑制的水稻抗虫性》日前发表在《自然·植物》杂志。

（科技日报）

加速小麦遗传改良我国完成小麦A基因组精细图谱绘制

中国科学院遗传与发育生物学研究所的科研团队日前完成了小麦A基因组的测序和染色体精细图谱的绘制，有望进一步推动栽培小麦的遗传改良。国际知名学术期刊《自然》发表了这一研究成果。

科研团队绘制出了小麦A基因组7条染色体的分子图谱，注释出了41507个蛋白编码基因。该工作为国内外科研人员解析小麦基因组进化和驯化提供了高质量的基因组信息和一个全新的视角，将加速栽培小麦的遗传改良和分子设计育种，对提升小麦产业竞争力、保障粮食安全和农业提质增效与可持续发展将产生重要作用。

据了解，生产上广泛种植的普通小麦是一个经两次自然杂交而形成的异源六倍体，含有A、B和D三个基因组，其基因组大而复杂，约为水稻基因组的40倍，且85%以上基因组DNA为重复序列，致使基因组测序研究进展缓慢。

小麦是全球最重要的粮食作物，养活了世界上40%的人口，提供了人类所需热能和蛋白质的20%。我国是世界上小麦生产和消费大国，常年种植的面积为2400万公顷左右，年产量近1.3亿吨。

（新华网）

水稻土微生物残留物对氮素的响应研究获进展

中国科学院亚热带农业生态研究所研究员苏以荣团队以13C-水稻秸秆为碳源，研究了水稻土0-1cm和1-5cm土层中微生物代谢产物（氨基糖）对氮素（（NH4）2SO4）的响应过程。

结果表明，添加无机氮能够显著增加0-1cm土层内微生物利用外源碳合成的氨基葡萄糖、氨基半乳糖和胞壁酸的含量，而在1-5cm土层中并没有类似结果。培养前期，微生物利用外源碳合成的氨基糖在1-5cm土层显著高于0-1cm的土层。其原因可能是，氧化层发生了氨氧化作用，使得1-5cm还原层的铵态氮含量高于0-1cm氧化层，而微生物在利用氮素的时候优先利用铵态氮而不是硝态氮，促使还原层氨基糖合成量比氧化层高。总氨基糖中真菌和细菌残留物的比值是12.5-14.6，而利用外源碳的真菌和细菌的残留物比值为1.0-1.7，说明真菌和细菌对外源有机碳分解的贡献相当，而对原有有机碳的转化则以真菌占主导。

此项研究指出在水稻土中由于不同层次含氧量不同，造成微生物对碳氮的利用、转化与循环差异，其结果为稻田生态系统微生物残留物固碳的氮素调控提供科学基础。

（新浪新闻）

生物导弹”将成农田病虫害防治研发重点来源

在近日召开的第一届国际生物防治大会上，中国农科院植保所副所长邱德文研究员透露，随着国家对粮食和农产品质量的供给侧结构改革深化，以及2020年农药零增长方案的实施，对农田病虫草害的生物防治已成为未来十年农业科技的研发重点，其中，被称为“生物导弹”、具有精准控害功能的昆虫信息素和昆虫病毒等，近年已显示出良好的应用前景。

据悉，国际上已从1100多种昆虫中发现了1600多种昆虫病毒，其宿主涉及昆虫11目43科；我国已从7个目35科的196种昆虫中分离到240余株昆虫病毒。

（科技日报）

昆明植物所揭示菟丝子与寄主间抗虫系统性信号交流

关于寄生植物这类特化的植物类群如何响应昆虫胁迫，以及能否将胁迫信号传递给寄主，使寄主能够感知寄生植物受到侵害等的问题仍缺乏深入研究，而这类问题对解析寄生植物生活习性、寄生植物与寄主的相互作用关系具有重要意义。近期，中国科学院昆明植物研究所研究员吴建强课题组以南方菟丝子与大豆组成的寄生体系为研究对象，以蚜虫为昆虫胁迫因子，系统地分析了南方菟丝子受到蚜虫侵害后，寄生植物与寄主在植物激素和转录组水平上的响应。结果显示，蚜虫取食同时诱导了南方菟丝子和寄主大豆植物激素和基因表达的显著变化；后续的生物功能测试结果表明，蚜虫胁迫菟丝子后产生的系统性信号能够移动至寄主，并诱导使寄主大豆抵御昆虫（蚜虫和斜纹夜蛾）胁迫的抗性显著增强。该研究表明，在系统性响应昆虫胁迫方面，维管束融合后的寄生植物与寄主形成了一个完整的功能体系，昆虫取食寄生植物后，会诱导整个寄生体系产生系统性的抗虫响应。这些发现为丰富寄生植物认知，了解寄生植物与寄主的物质与信号交流机制提供了新启示。

（新浪新闻）

中国科学家在植物中实现超长基因片段高效精准无赘敲入/替换编辑

国际学术期刊《Nature Communications》在线发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所植物逆境中心朱健康研究组题为“CRISPR/Cas9-mediated gene targeting in Arabidopsis using sequential transformation”的研究论文。该研究报道了一种在拟南芥中基于二代转化策略与CRISPR/Cas9系统的超长基因片段高效精准敲入/替换技术。它可以在拟南芥基因组精准定向地实现单氨基酸或大片段的插入或替换，且编辑位点无需任何标记辅助筛选，效率高达5%～10%。此研究大大推进了CRISPR系统在植物中的应用，为植物基因定点编辑提供了一种新方法。

（基因农业网）