2005年中国植物科学若干领域的重要研究进展

2005年应该是我国植物科学研究进入飞跃发展的一年。据不完全统计,2005年中国本土植物生命科学领域的科学家在植物科学及其相关学科专业顶级学术刊物Plant Cell、Plant Journal、Plant Physiology、Proteomics和Bioinfomatics上发表的论文有46篇,较2004年的22篇增加了一倍。这反映了我国科研总体水平正在迅速提高,并受到国际同行的高度关注。本文基于我国科学家发表在上述主流刊物上的成果作一简单介绍。对我国在模式植物拟南芥研究方面的进展,读者可参阅许智宏院士全面的评述（Xu,2006）。由于篇幅有限和统计上的困难,我们相信这些介绍难于代表我国植物科研取得的全部成果,但是希望从一些侧面反映我国科学家在本土所做研究的主要进展,本文就不同研究领域举例介绍。     

2004 年中国植物科学若干领域研究进展

随着模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)基因组测序工作的完成, 国际植物科学的研究在近年来得到了极大的推动。我国植物科学领域也在整体上取得了重大进展, 特别是水稻基因组框架图(Yu et al., 2002)和4 号染色体基因组精细图(Feng et al., 2002)以及水稻控制分蘖的MOC1基因发现(Li et al., 2003)等重大研究成果在Science和Nature等国际顶级科技刊物上的发表, 使国际科学界对中国的科学研究水平刮目相看, 亦使中国科学家为之振奋。据不完全统计, 2004年中国科学家本土取得研究成果在植物科学专业顶级学术刊物The Plant Cell、The Plant Journal 和Plant Physiology 上发表的论文有2 2 篇, 在其他重要综合性期刊Nature、Science、PNAS、Trends in Plant Science、Molecular Biolgy and Evolution、Ecology Letters和Conservation Biology等上也有论文发表, 这反映了我国科研总体水平正在迅速提高。本文基于我国科学家发表在这些著名刊物上的成果对《植物学通报》的读者作一简单介绍, 希望从一些侧面反映我国科学家在本土所做研究的主要进展, 由于篇幅有限, 不能对每个领域各项逐一介绍, 收集文献不尽完善请同行和读者见谅。下面就不同研究领域举例作一介绍。     

厚积薄发:我国植物-微生物互作研究取得突破

在自然环境中,植物与微生物紧密互作。病原微生物侵染植物,严重制约了农作物的生产,并威胁生态安全;有益的微生物则与植物形成了互惠互利的同盟关系,促进植物的健康生长。近年来,我国科学家在植物-微生物互作领域屡获突破,从整体上取得了长足进步。该文重点介绍了2017年我国科学家在国际顶级学术期刊上发表的4篇研究成果,并对本领域的发展进行了展望。     

2007年中国植物科学若干领域重要研究进展

2007年在中国整体科研实力迅猛增长的大背景下,我国植物科学研究继续呈现飞跃发展的态势,更加高产,与世界的联系也更加广泛。这不仅仅反映在大量发表在国际主流刊物的原创性研究论文上,而且中国科学家在国际相关研究领域的影响力也日益增强。如华中农业大学张启发院士当选为美国国家科学院外籍院士,     

2015年中国植物科学若干领域重要研究进展

2015年中国植物科学研究处于飞速发展的态势, 主要表现在中国植物生命科学家在国际顶级学术刊物发表文章的数量呈现出明显的优势。中国科学家在植物学诸多领域取得了骄人的成果, 如高等植物PSI与捕光天线的超分子复合物晶体结构的解析、水稻感知和耐受寒害机制、乙烯信号转导分子机制研究等。2015年中国生命科学领域十大进展中, 植物科学领域有两项成果入选。值得一提的是, 中国本土科学家因青蒿素的发现与抗疟疾药物新疗法的开创首次获得自然科学领域的诺贝尔奖, 标志着中国植物化学和中药学对人类健康事业的巨大贡献受到国际高度关注, 也标志着中国科学家围绕国家重大需求开展科学技术问题研究模式的有效性和影响力。中国植物科学从跟踪、并行, 逐渐迈入领跑学科发展的方阵。该文对2015年中国本土植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了概括性评述, 旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件, 并与国内读者分享我国科学家所取得的杰出成就。     

2019年中国植物科学若干领域重要研究进展

2019年中国植物科学家在国际综合性学术期刊及植物科学主流期刊发表的论文数量大幅增加, 在光生物学、植物抗逆和分子进化等若干领域取得了重要成果。其中, 硅藻光合膜蛋白超分子结构和功能研究入选2019年度中国科学十大进展和中国生命科学十大进展; 植物抗病小体的结构与功能研究入选2019年度中国生命科学十大进展。该文评述了2019年中国科学家在植物科学若干领域取得的重要研究进展, 以期追踪和报道当前中国植物科学领域发展的前沿和热点及展示中国科学家所取得的辉煌成果。     

我国率先解析和“呼吸”密切相关的膜蛋白复合体三维结构中国大陆科学家论文25年来首“登”Cell杂志

近日,我国科学家在世界上率先解析了线粒体膜蛋白复合物Ⅱ的精细结构,填补了线粒体结构生物学和细胞生物学领域的空白,成为线粒体呼吸链研究领域的一个新的里程碑。这一研究成果于2005年7月1日发表在Cell杂志上,这是25年来我国大陆科学家第一次将完整、系统、原创的研究成果发表在Cell上。这项完全立足于“本土”取得的研究成果,发现并证实了这一和呼吸氧化作用密切相关的膜蛋白复合体是一个“穿膜蛋白复合物”,而不是传统教科书描述的“外周膜蛋白”,从而“纠正”了一直以来存在于生物化学和细胞生物学教科书中的传统认识。     

中国科学院光合作用与环境分子生理学重点实验室简介

中国科学院光合作用与环境分子生理学重点实验室成立于2001年12月,由光合作用研究中心、分子发育生物学研究中心和信号转导与代谢组学研究中心组成。主要研究方向是利用基因组学、蛋白质组学和代谢组学方法研究光合作用过程中的传能转能机理、植物对环境应答、植物生长发育、信号转导的分子调控及其在农业生物工程上的应用等。实验室成立以来已在Nature、The Plant Cell、Plant Physiology、The Plant Journal以及Proteomics等国际著名刊物发表论文多篇。实验室在光合膜蛋白复合体结构与功能研究、光合作用对环境适应的机理研究、水稻根系发育功能基因研究、植物干细胞维持、花粉发育囊泡运输、青蒿素生物合成的分子调控等领域取得了一批重要成果。     

二十世纪我国植物学家对植物组织培养的贡献

回顾了上一世纪我国植物组织培养的发展。 1934年以来 ,我国的植物组织培养研究一直与国际发展同步进行。我国学者在离体器官发生、茎尖培养、花药培养、子房培养、胚乳培养、原生质体培养和细胞大量培养等分支领域都取得重要进展。本文在引证我国研究者发表的植物组织培养论文的基础上 ,着重评述了那些被国际同行公认的研究成果。此外 ,还介绍了植物组织培养在我国农业和工业上应用的情况     

2017年中国植物科学若干领域重要研究进展

2017年中国植物科学继续保持高速发展态势, 重大成果频出, 具体表现在中国植物学家在国际顶级学术期刊发表的文章数量平稳上升。中国植物科学领域的研究工作者成果精彩纷呈, 如新型广谱抗病机制的发现、水稻广谱抗病遗传基础及机制和疫霉菌诱发病害成灾机制研究等。2017年中国生命科学领域十大进展评选中, 有两项植物科学领域的研究成果入选。水稻生物学、进化与基因组学和激素生物学等领域学科发展突出。另外, 值得一提的是, 长期从事高等植物与代谢途径调控分子网络研究和水稻品种设计育种的李家洋院士的研究成果“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”荣获2017年国家自然科学一等奖。这一具有重大国际影响的开创性贡献标志着中国植物科学在该领域的国际科学前沿居于引领和卓越地位。该文对2017年中国本土科学家在植物科学若干领域取得的重要研究成果进行了系统梳理, 旨在全面追踪和报道当前中国植物科学领域发展的最新前沿动态, 与广大读者共同分享我国科学家所取得的辉煌成就。     

Role for dopamine in malonate-induced damage in vivo in striatum and in vitro in mesencephalic cultures

Defects in mitochondrial energy metabolism have been implicated in the pathology of several neurodegenerative disorders. In addition, the reactive metabolites generated from the metabolism and oxidation of the neurotransmitter dopamine (DA) are thought to contribute to the damage to neurons of the basal ganglia. We have previously demonstrated that infusions of the metabolic inhibitor malonate into the striata of mice or rats produce degeneration of DA nerve terminals. In the present studies, we demonstrate that an intrastriatal infusion of malonate induces a substantial increase in DA efflux in awake, behaving mice as measured by in vivo microdialysis. Furthermore, pretreatment of mice with tetrabenazine (TBZ) or the TBZ analogue Ro 4-1284 (Ro-4), compounds that reversibly inhibit the vesicular storage of DA, attenuates the malonate-induced DA efflux as well as the damage to DA nerve terminals. Consistent with these findings, the damage to both DA and GABA neurons in mesencephalic cultures by malonate exposure was attenuated by pretreatment with TBZ or Ro-4. Treatment with these compounds did not affect the formation of free radicals or the inhibition of oxidative phosphorylation resulting from malonate exposure alone. Our data suggest that DA plays an important role in the neurotoxicity produced by malonate. These findings provide direct evidence that inhibition of succinate dehydrogenase causes an increase in extracellular DA levels and indicate that bioenergetic defects may contribute to the pathogenesis of chronic neurodegenerative diseases through a mechanism involving DA.     

Changes in lactate dehydrogenase activity in chicken tissues in hyperthyreosis in ontogenesis

The lactate dehydrogenase activity in reactions of lactate oxidation and synthesis was studied in subfractions of the chicken brain, heart and liver at the embryonal, early postembryonal and adult stages of development after thyroxine administration. It has been shown that during embryogenesis thyroxine predominantly enhanced the rate of lactate oxidation in the mitochondrial tissues. A marked increase in the lactate synthesis was found in cytoplasm of the adult chicken tissues. Specificity of enzyme activity alterations was detected in the chicken brain during ontogenesis after thyroxine administration.     

Scurvy in capybaras bred in captivity in Argentine

In order to determine if the absence of vitamin C in the diet of capybaras (Hydrochoerus hydrochaeris) causes scurvy, a group of seven young individuals were fed food pellets without ascorbic acid, while another group of eight individuals received the same food with 1 g of ascorbic acid per animal per day. Animals in the first group developed signs of scurvy-like gingivitis, breaking of the incisors and death of one animal. Clinical signs appeared between 25 and 104 days from the beginning of the trial in all individuals. Growth rates of individuals deprived of vitamin C was considerably less than those observed in the control group. Deficiency of ascorbic acid had a severe effect on reproduction of another population of captive capybaras. We found that the decrease in ascorbic acid content in the diet affected pregnancy, especially during the first stages. The results obtained suggest that it is necessary to supply a suitable quantity of vitamin C in the diet of this species in captivity.     

SSTR5 ablation in islet results in alterations in glucose homeostasis in mice

Somatostatin (SST) peptide is a potent inhibitor of insulin secretion and its effect is mediated via somatostatin receptor 5 (SSTR5) in the endocrine pancreas. To investigate the consequences of gene ablation of SSTR5 in the mouse pancreas, we have generated a mouse model in which the SSTR5 gene was specifically knocked down in the pancreatic beta cells (betaSSTR5Kd) using the Cre-lox system. Immunohistochemistry analysis showed that SSTR5 gene expression was absent in beta cells at three months of age. At the time of gene ablation, betaSSTR5Kd mice demonstrated glucose intolerance with lack of insulin response and significantly reduced serum insulin levels. Insulin tolerance test demonstrated a significant increase of insulin clearance in vivo at the same age. In vitro studies demonstrated an absence of response to SST-28 stimulation in the betaSSTR5Kd mouse islet, which was associated with a significantly reduced SST expression level in betaSSTR5Kd mice pancreata. In addition, betaSSTR5Kd mice had significantly reduced serum glucose levels and increased serum insulin levels at 12 months of age. Glucose tolerance test at an older age also indicated a persistently higher insulin level in betaSSTR5Kd mice. Further studies of betaSSTR5Kd mice had revealed elevated serum C-peptide levels at both 3 and 12 months of age, suggesting that these mice are capable of producing and releasing insulin to the periphery. These results support the hypothesis that SSTR5 plays a pivotal role in the regulation of insulin secretion in the mouse pancreas.