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。     

表观遗传变异及其在作物改良中的应用

天然植物群体中存在着大量的遗传变异, 包括遗传物质改变和表观遗传变异, 它们是物种赖以生存和进化的源泉。表观遗传变异不涉及DNA序列的改变或者蛋白表达的变化, 但可以通过有丝分裂和(或)减数分裂实现世代间的稳定遗传。文章主要从表观遗传变异的重要来源--植物远缘杂交及多倍体化、环境中各种生物和非生物胁迫两方面, 总结了表观遗传在作物改良中的应用, 分析了它的局限性和存在的问题, 并且提出了相应的解决方法。     

水稻分蘖角度的ＱＴＬs分析

分蘖角是水稻株型构成的重要性状之一,在育种上人有极其重要的意义,利用分蘖角度差异显著的１对籼粳亲本,将其杂交Ｆ１代花培加倍,构建了１个ＤＨ群体,考察了１１５个ＤＨ株系的分蘖角度,并使用该群体构建的分子图谱进行数量性状座痊（ＱＴＬs)分析。分别在第９和１２个染色体上检测３个ＱＴＬs(qTA-9a、qTA－９b和qTA－１２）,贡献率分别为２２．７％、１１．９％和２０．９％,其加性效应均为负,表明由分蘖角度较大的窄占青８号的基因控制,并讨论了这种由主产和微效基因控制的分蘖性状在育种学上的应用。     

Comparative study of QTLs for agronomic traits of rice (Oriza sativa L.) between salt stress and nonstress environment

Genotype-by-environment interactions (GxE) are commonly observed for quantitative traits. In the present study, a doubled haploid (DH) population and its genetic linkage map were used to comparatively study QTLs in salt stress and nonstress environments. A total of 24 QTLs were detected for five agronomic traits, which were distributed on all the chromosomes except 9 and 11. Under the salt stress, nine (37.5%) QTLs were detected, including one for 1 000-grain weight (GW), two for heading date (HD), one for plant height (PH), two for grains per panicle (GPP), and three for effective tillers (ET), while in the nonstress environment, 17 QTLs (70.8%) were detected, including five for GW, six for HD, three for PH, two for GPP, and one for ET. Two QTLs (8.3%) were consistently detected in both environments. One was identified on chromosome 4 for HD and the other on Chr.6 for GPP. Furthermore, three regions carrying multiple QTLs were identified on chromosomes 1, 4 and 8 respectively. For example, on chromosome     

水稻盐胁迫应答cDNA的克隆、表达和染色体定位

从150 mmol/L盐胁迫3 h和没有胁迫的耐盐水稻(Oryza sativa L.)品种特三矮2号叶片中提取mRNA,构建cDNA文库.通过示差筛选,得到3个盐胁迫应答cDNA克隆Ts1、Ts2和Ts3.Northerd分析表明,3 h的盐胁迫可使Ts1、Ts2和Ts3的转录水平明显上升;3～24 h期间,Ts1和Ts2的转录水平继续上升,而Ts3的转录水平则下降.序列分析表明,这3个cDNA克隆与已知功能的基因没有同源性.利用特三矮2号的耐盐亲本ZYQ8和粳稻JX1 7组合构建了DH群体和分子标记连锁图谱,将Ts1、Ts2和Ts3分别定位在第1、3和7染色体上.值得注意的是,Ts1、Ts2和Ts3与用同一群体定位的主效和微效耐盐QTL位于同一或相邻区域.     

栽培稻旱胁迫叶片相关性状的遗传解析

利用籼稻窄叶青8号(ZYQ8)和粳稻京系17(JX17)衍生的加倍单倍体(DH)群体127个株系,2002年在杭州采用田间断水法栽培,在水分胁迫下,对叶片的卷叶、相对含水量和电导率3个性状进行了评价和QTL分析。结果表明,3个性状在DH群体中均存在双向超亲分离,接近正态分布,受数量性状基因的控制;检测到影响这些性状的6个QTL,其中卷叶3个(qLR—1,qLR—5和qLR—11)、相对含水量2个(qRWC—1和qRWC—6和电导率1个(qERC—6）。旱胁迫时,目测卷叶方便易行,适于对大批品种或资源筛选,对抗旱栽培稻品种的筛选和利用具有一定的指导意义。     

水稻稻米糊化温度控制基因ALK的图位克隆及其序列分析

糊化温度是仅次于直链淀粉含量的评价水稻稻米蒸煮品质的重要指标. 许多文献报道, 糊化温度受一主效基因控制. 采用图位克隆法分离克隆了水稻糊化温度基因(ALK), 序列分析表明其编码可溶性淀粉合酶Ⅱ. 进一步比较不同品种间该基因DNA序列与碱消法分析结果, 推测出ALK基因编码区内的碱基替换可能引起了支链淀粉晶体层结构的改变, 从而导致糊化温度的变化.     

2020年中国植物科学若干领域重要研究进展

2020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比上一年显著增加,在植物发育、耐逆、系统进化和作物生物学等领域取得了重要研究进展。其中,“小麦抗赤霉病基因Fhb7的克隆、机理解析及育种利用”和“提高作物品种氮肥利用效率的新机制”两项成果入选2020年度“中国生命科学十大进展”。该文总结了20...     

2012年中国植物科学若干领域重要研究进展

2012年中国植物科学研究继续快速发展。中国科学家在植物科学多个领域中取得了大量的原创性、高水平研究成果, 包括植物基因组研究、植物天然免疫抗性及其应答环境的信号转导机制以及植物去甲基化作用和DNA双链断裂修复机制研究等, 受到国内外的高度评价。该文对2012年中国本土植物生命科学若干领域取得的重要研究进展进行概括性评述, 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, 并展现我国科学家所取得的杰出成就。     

RNA 解旋酶调控rRNA内稳态: 水稻耐热 新机制、分子育种新资源

高温热害是影响水稻(Oryza sativa)产量形成的重要限制因子。DEAD-box RNA解旋酶在核糖体RNA前体加工及植物抗逆中扮演着重要角色。最近, 中国科学家在DEAD-box RNA解旋酶调控水稻耐热性分子机理研究方面取得了突破性进展。