我国水稻产量相关功能基因研究取得重大进展

科学时报报道．中国科学院上海生科院植物生理生态所、植物分子遗传国家重点实验室林鸿宣研究员领导的研究组，在水稻产量相关功能基因研究上取得突破性进展，成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2．并深入阐明了该基因的生物学功能和作用机理，显示该基因在高产分子育种中具有应用前景。相关论文已于2007年4月8日在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然-遗传学》。     

我国水稻功能基因研究获重大进展

中科院上海生科院植物生理生态所植物分子遗传国家重点实验室研究员林鸿宣及其博士生任仲海、高继平等与美国加州大学伯克利分校教授栾升及其助手李乐攻博士进行合作,在水稻重要农艺性状功能基因研究上取得突破性进展,成功克隆了与水稻耐盐相关的数量性状基因SKC1,并阐明了该基因的生物学功能和作用机理。相关论文已在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然——遗传学》(Nature Genetics),并将刊登在10月份的《自然——遗传学》上。林鸿宣领导的研究组多年来潜心于水稻耐盐数量性状基因的克隆研究并取得了突破,成功克隆了盐胁迫下控制水稻地上…     

光调控植物发育的一个新机制被揭示

中科院上海生科院植物生理生态所植物分子遗传国家重点实验室研究员林鸿宣领导的研究组,在水稻重要性状遗传与功能基因研究上又取得重要进展。该研究组通过对水稻耐盐相关基因OsHAL3的功能分析,揭示了光调控植物发育的一个新机制。相关研究论文于6月21日在线发表于国际著名学术杂志《自然·细胞生物学》（Nature Cell Biology）．并将刊登在7月份的该杂志上。     

植物数量性状变异的分子基础与QTL克隆研究进展

探讨数量性状变异规律以便对其进行遗传操纵一直是植物遗传学的一个重要领域。DNA分子标记和QTL作图技术的发展以及拟南芥和水稻全基因组测序的完成极大地促进了植物数量性状分子基础的研究。现已克隆了拟南芥ED1、水稻Hdl、玉米Tb1、番茄fw2．2和Brii9-2-5等控制目标数量性状的基因。数量性状表型变异不仅源于多个数量性状基因（QTL）的分离．而且还受到内外环境的修饰。QTL等位基因变异与孟德尔基因变异具有类似的分子基础,即基因表达或蛋白质功能发生改变。通过分析已克隆的植物QTL的变异特征及分子基础,讨论了植物QTL克隆技术策略,并对QTL研究所面临的挑战和应用前景进行了展望。     

植物重要功能基因研究进展及其应用

随着越来越多植物全基因组测序的完成,植物基因研究的重点将逐渐从基因的发现转移到对基因功能的研究上来。近年来,植物基因功能的阐述日益深入,尤其是与作物产量和抗性相关的重要农艺性状调控机理的研究更加引人注目,一些具有应用价值的功能基因相继被鉴定并得到功能注释。该文综述植物功能基因研究领域近年来的主要进展,着重介绍具有应用前景的重要功能基因的研究。同时,对目前利用基因工程、分子标记辅助选择等于段改良作物的现状及其前景进行讨论。     

转基因水稻的研究和应用

植物基因工程的兴起,使特定的外源基因引入植物细胞成为可能。水稻转基因研究是国内外植物分子遗传学研究的热点之一。近十几年来,水稻转基因研究已取得显著进展。综述了水稻基因转化的方法、转基因技术在水稻上的应用及外源基因在转基因后代中的遗传表达的研究进展。     

植物功能性状与森林生态系统服务的关系研究综述

植物功能性状途径是揭示生物多样性与生态系统服务关系的重要视角，尽管植物功能性状与生态系统服务的关系在单一地点的研究取得突出进展，但对于植物功能性状与生态系统服务的关系仍缺乏整体认识。以森林生态系统为对象，通过系统文献检索及筛选，收集了216篇文献，应用整合分析和二分网络分析等方法，探讨了植物功能性状对森林生态系统服务及其权衡与协同关系的影响。结果表明：植物叶片功能性状关注最多，占研究性状数量的48%，生态系统服务中关注最多是生物量、土壤肥力、病虫害控制和固碳服务；81.1%的植物功能性状与生态系统服务关系组表现为稳定的正向或负向关系，而关联植物功能性状多的生态系统服务（生物量、固碳服务、土壤水分、土壤肥力和病虫害控制）往往与植物功能性状表现为不稳定关系；森林生态系统中存在6组"植物功能性状-生态系统服务簇（简称"性状-服务簇"）：水循环相关的性状-服务簇、土壤保持相关的性状-服务簇、物质生产相关的性状-服务簇、灾害控制相关的性状-服务簇、养分循环相关的性状-服务簇和授粉相关的性状-服务簇，揭示了各性状-服务簇内生态系统服务的权衡或协同关系以及与各性状-服务簇关系密切的植物功能性状。该研究从总体上阐明了植物功能性状与森林生态系统服务关系的研究重点和进展、揭示了植物功能性状对森林生态系统服务影响效应的方向和强度，可为深化森林生态系统服务形成机制认识以及协调生态系统服务权衡关系提供科学依据。     

转基因水稻的研究和应用

植物基因工程的兴起,使特定的外源基因引入植物细胞成为可能。水稻转基因研究是国内外植物分子遗传学研究的热点之一。近十几年来,水稻转基因研究已取得显著进展。综述了水稻基因转化的方法、转基因技术在水稻上的应用及外源基因在转基因后代中的遗传表达的研究进展。     

植物抗病基因克隆与功能研究进展

植物抗病基因（R基因）是分子植物病理学和植物基因工程研究的热点之一,R基因的克隆及其在抗病反应中的功能研究为揭示植物抗病机制和有效－控制植物病害奠定了基础,本文介绍了R基因的成功克隆方法和克隆新策略,对R基因编码产物的功能进行了分类分析,并对通过遗传工程途径发展R基因介导的抗病植物新品种进行了展望。     

荒漠植物性状权衡策略及功能多样性研究进展

荒漠植物是干旱区具有独特功能性状与资源权衡表征的地带性植物。植物功能性状及其多样性格局与资源权衡策略对群落结构优化和生态系统功能改善起着关键作用。该综述主要从荒漠植物组织、器官功能性状特征、功能性状权衡策略、功能多样性组分及测度3个方面梳理了荒漠植物性状权衡策略与功能多样性研究的进展脉络：1）荒漠植物独特的根、茎、叶功能性状特征揭露了植被对环境变化的响应以及对生态系统功能的影响，基于植物功能性状的研究有助于解决许多生态学的关键性问题；2）作为植物功能性状之间存在的最普遍的联系，权衡策略是经过自然筛选后形成的性状组合，关键性状已经被发掘并创造性的提出了"经济谱"概念。荒漠植物研究过程中，应分析其根、茎、叶的特征属性筛选关键性状，着眼于关键性状间及整株植物性状间的权衡策略；3）功能多样性是影响生态系统运行和发挥作用的生物多样性的重要组成部分，荒漠植物功能多样性能预测和指示群落中物种对于荒漠生态系统功能发挥和过程变化的影响。功能多样性的组分可以从不同角度反映群落的生态位占据状况和资源利用程度，指数的选择要体现在群落内部物种的功能特征之间的差异程度，同时要考虑这些物种自身在群落内的优势程度。本研究为未来荒漠植物功能性状及多样性研究梳理了一些新的研究方向和内容，期望为荒漠植物生理生态学研究的选题和发展提供一些新的思路。     

激发标签技术在植物功能基因组研究中的应用

获得突变体是研究植物功能基因组的有效方法。与传统的T-DNA插入功能缺失突变相比, 建立在功能获得突变基础之上的激发标签技术具有独特的优势, 主要表现为可以获得功能冗余基因的显性突变体并方便地克隆相关基因。文章对激发标签技术的原理, 及其在拟南芥、水稻等植物功能基因组研究中的进展进行了综述, 并介绍了激发标签技术在植物抗逆、抗病和生长发育机理研究方面的新进展。文章最后探讨了激发标签技术的发展前景。     

藏东木本植物群落功能性状分布与环境的关系

研究植物群落功能性状间的相关关系及其对环境变化的响应，能够有效揭示植物功能性状的权衡模式及其对环境的适应策略。藏东昌都地区位于横断山脉西北部，复杂气候地貌孕育了丰富的植物资源，是青藏高原森林灌丛生态系统主要组分和国际生物多样性保护的热点地区。以藏东森林灌丛群落优势木本植物为研究对象，在大量野外调查基础上，采用相关分析、主成分分析、线性回归和方差分析等方法，研究了该区域植物功能性状间的相关关系、功能性状对环境变量的响应规律以及功能性状的变异来源。结果表明：（1）藏东木本植物表现出适应高寒环境的性状权衡模式，即：比叶面积、叶体积较小而叶干物质含量较大，叶磷含量和叶钾含量协同变化；（2）海拔和气候变量共同驱动着藏东木本植物功能性状的变化，并且藏东木本植物倾向于采取"高投入-慢回报"提高御寒能力的保守型适应策略；（3）海拔是影响藏东植物功能性状变异最显著的环境变量，种间变异在藏东植物群落功能性状随环境变化中起主要作用。研究结果揭示了藏东木本植物功能性状的权衡模式及其对高寒环境的适应策略，有助于加深对藏东自然植物资源分布规律和生态功能的认识，为区域生态系统功能和生物多样性保护提供科学依据。     

转录后基因沉默与植物抗病毒防卫机制

介绍了转录后基因沉默及其作为植物一种抗病毒防卫机制的最新研究进展,并进一步探讨了植物与病毒互作及共进货过程、基因沉默及其诱导技术在植物基因调控表达、改良植物抗病性和植物功能基因组学等研究领域的应用前景。     

高等植物的同源异型基因

最近几年,对植物中同源异型基因的研究正日益引人注目,并且取得了很大进展。以一些模式植物（例如拟南芥和金鱼草）局部组织的形态发育过程为研究系统,将传统经典遗传学方法和现代分子遗传学技术相结合,已经分离了许多在植物器官发育中起重要作用的同源异型基因,并初步阐述了这类基因的功能和分子之间相互调控的概约作用框架。     

赤霉素调节植物对非生物逆境的耐性

赤霉素（GAs）是一类重要的植物激素,调控植物生长发育的诸多方面．最近的研究表明,GA也参与对生物与非生物胁迫的响应,然而GA参与非生物胁迫响应的遗传学证据及其机制有待于进一步研究．本实验室前期研究证明,水稻EullfELONGATEDUPPERMOSTINTERNODE）通过一个新的生化途径降解体内的活性赤霉素分子,并参与调控水稻对病原菌的基础抗病性．本研究发现,euil突变体对盐胁迫能力降低,而超表达EUll基因的水稻和拟南芥耐盐性显著提高．进一步研究发现,积累高含量赤霉素的水稻euil突变体对脱落酸（ABA）的敏感性下降,而赤霉素缺失的EUll超表达转基因水稻和拟南芥均改变了对于ABA的敏感性．EUll基因的转录受逆境诱导,其功能缺失与超表达调控了逆境标志基因的表达．综上推测,GA可能是通过影响ABA的信号途径从而改变了植物对非生物胁迫的响应．     

基于基因本体论的模式生物分子功能分布异同

基因本体论是关于基因和蛋白质知识的标准词汇,也是今后实现各种与基因相关的数据统一、数据转换、数据挖掘的基础。本文通过分子功能基因本体论比较了不同模式生物基因产物分子功能分布的异同。结果发现:在动物类、植物类以及真菌类模式生物中,大部分已知功能基因的分布比例是基本一致的,存在一定的同源性;但在动物中结合类基因数量较多而在植物与真菌中反而催化类基因数量较多,信号传导相关基因在动物中的分布数量多间接证明了动物在进化上的高等性,而植物中特有的大分子传递相关编码基因,可能与植物的养分、水分在机体种的传输相关。     

功能基因中的微卫星序列

微卫星序列广泛存在真核生物和一些原核生物的基因组中,它在基因组中的分布并不是随机的。不同重复拷贝类别在基因组中存在种属间和碱基组成的特异性,各种优势的重复序列类型不同。此外,基因中在编码区和非编码区的分布也表现出种属和碱基组成差异。这种差异显示了微卫星序列起源进化的复杂性,也反映了基因中微卫星序列的生物学功能。功能基因为遗传学工作者提供了一个联系表型和基因型的手段,研究功能基因中的微卫星序列不仅在绘制精细遗传图谱、筛选重要农艺性状基因、物种进化等问题上都有着重要的作用,而且在疾病治疗有潜在的应用价值。本文主要阐述了微卫星序列的形成机制、基因中微卫星序列的分布以及功能基因中微卫星序列的生物学作用,并指出了目前实践中的一些问题。     

RNAi介导的OsBTF3基因沉默及其对水稻籽粒相关性状的影响

为了创制OsBTF3基因沉默的水稻植株、验证该基因在水稻籽粒相关性状中的功能、评价其在水稻遗传改良中潜在的应用价值,设计和合成OsBTF3基因序列的引物、扩增部分基因片段,构建RNAi基因沉默载体、通过农杆菌介导转化愈伤组织、植株再生、潮霉素抗性筛选和PCR验证、定量分析OsBTF3基因表达量,测定转基因水稻籽粒相关性状。结果表明,成功地获得了20个T1代OsBTF3-RNAi转基因株系,OsBTF3基因表达量得到显著的抑制和干扰,抑制效果平均达到85%;与野生型对照株相比,5个所测定RNAi转基因株系的穗长、穗粒数、千粒重和穗粒重等籽粒相关性状明显地减小或降低。因此,RNAi介导的基因沉默导致了OsBTF3基因表达水平抑制以及在籽粒性状中的功能缺失;OsBTF3可能是一个调控水稻籽粒相关性状重要的功能基因。     

水稻粒长基因GL3的遗传分析和分子标记定位

为了解析水稻粒长的遗传机制,以大粒水稻品种‘80018-TR161-2-1’和小粒水稻品种‘日本小黑稻’及其F2代200个株系和F2：3家系为材料,分析水稻粒长的遗传学性状。结果表明,谷粒长度的分离比在F2及F2：3家系中都表现为3：1,长粒性状受1对隐性核基因控制,命名为GL3。用简单重复序列（simple sequence repeat,ssR）分子标记结合群体分组混合分析的方法,将此种基因定位在水稻第3号染色体上SSR标记PSM379和RM16之间,它们的遗传距离分别为4．0cM和11．2cM。     

激活标记——一种有效的基因功能鉴定技术

激活标记技术是植物基因克隆与基因功能鉴定的一种重要的方法。已经在拟南芥、矮牵牛、杨树、番茄和水稻等多种植物中应用,并成功分离鉴定了一系列的功能基因。文章介绍了用激活标记方法克隆鉴定多个与植物生长发育相关的功能基因技术。