遗传与发育所在拟南芥生长素合成与调控机理研究中取得进展

<正>中科院遗传与发育生物学所李家洋课题组长期从事植物非依赖于色氨酸生长素合成途径的研究。该课题组前期研究表明,吲哚甘油磷酸(IGP)是色氨酸合成与非依赖于色氨酸生长素合成途径的分支点,拟南芥吲哚合酶(Indole Synthase,INS)是色氨酸合成α亚基(TSA)的同源蛋白,可能具有催化IGP合成吲哚的功能(Ouyang et al.,Plant J,24:327,2000)。为进一步研究INS的生物学功能,研究人员获得了INS功能缺失突变体ins-1和ins-2,并将ins-1与TSA功能降低突变体trp3-1进行了遗传分析,发现ins-1的胚胎发育异常,trp3-1的胚胎发育与野生型相似,而ins-1 trp3-1双突变体表现出完全的胚胎致死。INS蛋白在胚胎发育过程中具有时空特异性的表达模式,胚珠生长素含量测定以及对胚胎中生     

使用NE555装制三角波、方波发生器

电路如图，BG1、BG2和电阻R1、R3构成恒流源，用于对电容器实现线性充电；BG3、BG4和电阻R2、R3构成恒流源，用于对电容器C实现线性放电。     

GUS基因和NPTⅡ基因表达的相关性及其在转基因棉花检测研究中的应用

利用农杆菌介导转化法,将含有35s启动子驱动NPTⅡ基因和Gus基因以及棉纤维特异表达启动子E6驱动目的基因FB的植物表达载体转入到常规棉花R15中．重点分析了Gus基因和NPTⅡ基因在愈伤诱导阶段．T0代及T1代转基因棉花中的表达情况综合两个基因的表达来进行转基因棉花的阳性鉴定．可以为转基因棉花后代的纯合选育提供双重保障7个转基因株系选育到T3代共获得株行51个．卡那霉素检测多数株行阳性率在90％以上．其中21个株行阳性率达100％.     

拟南芥GH3基因家族启动子序列分析

GH3 基因家族是植物生长素早期响应基因家族之一.拟南芥 10个GH3 基因启动子序列分析表明:GH3 基因的转录起始位点一般在起始密码子上游65~145bp之内,TATA box大多分布在(-24)~(-40)bp区域.MDB和MatInspector分析显示,AtGH3 s基因的上游调控区域普遍存在组织和器官特异性表达元件、激素响应元件以及环境响应元件,表明GH3 基因的表达受到多因素调控;同时,基因芯片数据显示AuxREs对生长素的响应非常重要,但也可能存在其他的生长素响应元件.     

高效抗虫转基因水稻的研究与开发

植物转基因技术为培育高效抗虫水稻新品种开辟了新的途径。豇豆胰蛋白酶抑制剂 (CpTI)基因是一种广谱抗虫基因 ,该成果采用最新研究策略 ,对该基因进行体外修饰 ,使其转译产物最终定位于细胞的内质网中 ,以增加外源抗虫物质的稳定性。实验证明 ,转修饰cpti基因的植物无论是抗虫蛋白含量还是抗虫能力均比转野生型cpti基因植物有显著的提高。已获大量转基因水稻株系 ,包括著名水稻恢复系明恢 81和明恢 86,并用其配制了杂交组合。转基因抗虫杂交水稻已获国家有关部门批准进行中间试验和环境释放 ,大田试验结果表明 ,转基因杂交水稻具有优良的抗虫特性和广阔的应用前景。     

高盐低温胁迫下水稻转录因子基因表达谱分析

为探索水稻响应高盐低温逆境胁迫的分子调控机制,采用Affymetrix水稻表达谱芯片,分析研究了高盐低温胁迫下水稻转录因子基因的表达谱.检测到491个差异表达的水稻转录因子基因,属于56个转录因子家族.其中17个转录因子基因,高盐低温处理后表达均显著上调,4个转录因子基因,高盐低温下表达均显著下调,9个转录因子基因经高盐、低温处理后表达水平向相反方向变化.进一步采用实时荧光定量PCR,验证了6个转录因子基因在高盐低温胁迫条件下的差异表达变化,其结果和芯片杂交结果基本一致.     

鄂东南农户水稻生产技术效率空间格局及影响因素研究

运用超越对数生产函数随机前沿模型对鄂东南地区775户农户水稻生产技术效率进行测度,并基于空间自相关模型分析其空间格局,进而运用空间滞后模型(SLM)和空间误差模型(SEM)对农户水稻生产技术效率的影响因素进行计量分析。研究发现,(1)岗地平原区的农户水稻生产技术效率普遍高于低山丘陵区,是农户水稻生产技术效率的高-高集聚区域。(2)农户水稻生产技术效率在乡镇层面上存在着显著的正向空间溢出效应。(3)家庭人均收入、耕地质量对水稻生产技术效率有显著的正向作用;而耕地细碎化程度与农户相关特征变量对农户水稻生产技术效率有显著的负向作用,耕地经营规模与农户水稻生产技术效率则呈"倒U"型关系。因此,应从加强耕地细碎化治理与耕地适度规模经营有机结合等方面提高农户水稻生产技术效率。     

最新研究进展-生命科学专辑

在线虫自体吞噬过程中SEPA-1介导P颗粒团的特异识别和降解;轴突起始段胞质转运的选择性渗透;牛皮癣基因组相关性研究确定易感突变定位在1q21染色体LCE基因簇上;DEP1基因座自然突变提高水稻产量;F-box蛋白控制乙烯信号系统……     

公共科研投资、技术创新与水稻生产率增长——基于动态理论的实证分析/FONT

    摘要：本文运用协整理论,对我国1990-2006年的水稻公共科研投资与技术创新及其生产率增长之间的长短期动态关系进行了检验。结果表明,水稻公共科研投资与技术创新之间存在长期的单向Granger因果关系,而技术创新及公共科研投资与TFP增长之间关系不显著;从短期来看,公共科研投资是水稻品种技术创新的Granger原因,且应用试验经费投入是TFP增长的Granger原因,但技术创新与TFP增长仍不存在显著的Granger因果关系,表明水稻品种创新成果的增加对TFP增长没有显著影响;最后,本文进行了相关解释。       

生防菌剂用于甜瓜保鲜的研究

文章认为甜瓜采后用生防菌剂BG2、B908、CPF10溶液浸泡，与用低毒的化学杀菌剂BG1、好力克溶液浸泡同样可以增加瓜储藏期间的商品率。     

昆明植物所提出植物生长素起源新观点

<正>中科院昆明植物所黄锦岭和胡向阳课题组通过对植物生长素主要合成途径中色氨酸氨基转移酶(tryptophan aminotransferase)和黄素单加氧酶(flavin monooxygenase)两个关键基因家族进行分析,认为没有可靠证据支持生长素在藻类起源的观点。其合成途径是垂直和横向遗传的嵌合体,并起源于早期陆生植物。文章第一次清晰地证明了植物生长素主要合成途径是陆生植物,阐明了其进化机制。推断植物生长素最早可能参与植物与微生物相互作用,并满足植物自身发育调控的需要。相关研究成果     

传统稻鱼系统病虫草害控制

传统稻鱼系统是全球农业重要文化遗产的杰出典范和可持续农业的重要类型。本研究通过取样调查和田间试验相结合,研究了传统稻鱼系统的水稻生产过程农药的施用和病虫草害的发生。取样调查结果表明,与水稻单作相比,传统稻鱼系统的水稻产量不变,控制水稻病虫草害的农药施用量降低（3.13&#177;0.31）kg.hm-2,农药使用次数也显著减少3.4次,而且农药的施用量与养鱼密度呈负相关。田间试验表明,稻鱼系统的产量显著高于水稻单种施用农药和水稻单作施用用农药的处理,病虫草害的发生显著降低。     

幽门螺杆菌CagA蛋白与CTB融合基因的克隆及其植物表达载体的构建

目的　构建能在水稻胚乳中特异表达的幽门螺杆菌细胞毒素相关蛋白(CagA)和霍乱毒素B亚单位(CTB)的植物表达载体.方法　采用高保真PCR技术分别从质粒pGEM CTB和幽门螺杆菌基因组DNA中扩增出CTB和cagA基因,然后用PCR方法直接融合CTB基因和cagA基因.又用PCR法改造了水稻Wx启动子,在其3′端融合加入Ω序列和Kozak序列.通过一系列亚克隆最终将两个融合基因和NOS终止子插入根癌农杆菌双元载体pCAMBI A1300的表达框架内.结果　PCR验证和测序分析证明,CTB和cagA融合基因以正确的方向插入到载体pCAMBI A1300中,并位于水稻Wx启动子后.结论　成功构建CTB和cagA融合基因的植物表达载体,为幽门螺杆菌口服疫苗的研究奠定基础.     

Zn/Cd超富集植物天蓝遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)中TcCaM2基因的克隆及在酵母中的重金属耐受性分析

从重金属超富集植物天蓝遏蓝菜(T. caerulescens)Cd胁迫的cDNA文库中，通过基因表达的差异筛选得到的阳性克隆之一，核苷酸序列分析表明与拟南芥CaM2的相似性高达92%，故命名为TcCaM2(T. caerulescens CaM2, GenBank No. EF053035)。其核苷酸序列与迄今已知的钙调蛋白基因同源率在83%以上，其氨基酸序列同源性高达95%以上，与大多数高等植物的CaM，如印度芥菜、拟南芥、水稻等同源性则更高。将TcCaM2基因置于酵母表达启动子之下，构建酵母表达载体，并将其转入重金属敏感型酵母突变菌株，酵母重金属耐受实验表明，TcCaM2在酵母中的过量表达提高了酵母对Co2+或Ni2+的耐受性，增加了对Cd2+的敏感性，对Zn2+胁迫抗性稍有增加但差异不显著；说明TcCaM2通过其对重金属离子的结合作用及在信号转导系统中的功能，在植物细胞对重金属的富集、耐性中发挥了重要的调节作用。     

我国学者在难治性癫痫的病理机制与药物靶标研究领域取得重要进展

正在国家自然科学基金项目(项目资助号:81501131,81471325,31430048,81625008)等资助下,中国医学科学院基础医学研究所许琪研究组在难治性癫痫的病理机制与药物靶标研究领域取得重要进展。该研究发现,难治性癫痫患者星形胶质细胞Hsp90β蛋白的异常表达是造成致癫灶谷氨酸过量累积的重要原因,Hsp90抑制剂17AAG具有显著的抗癫痫效果。相关研究成果于2017年2月1日发表在The Journal of     

杂交水稻氮高效育种方法创建及品种选育与节肥栽培规律

针对过量施用肥料导致水稻倒伏、肥料利用率低、能源浪费大、环境污染重等重大问题,在四川省育种攻关项目(2021YFYZ0005)、国家水稻产业技术体系(CARS-01)等项目资助下,团队历经20余年,深入系统研究了杂交水稻氮高效育种方法及品种选育与节肥栽培规律,取得重大突破.     

差异筛选与基因克隆

1995年，科学家首次发表研究报告，证实受发育过程特异性诱导表达的启动子指导细菌异戊烯转移酶基因，导致转基因植物发育后期细胞分裂素含量显著提高，从而延缓植物叶片的衰老过程。1999年，又有人发表论文证实用上述启动子指导同源域转录调控因子基因Knotted1表达，也能明显延缓烟草叶片的衰老。与此同时，有学者撰文称在番茄中过量表达拟南芥己糖酸化酶基因，导致转基因植物衰老进程加快。此后，不少作者相续报道了不同基因或不同成份对植物生长发育的调控作用。     

基于时序遥感的柬埔寨水稻种植时空格局监测

柬埔寨可耕地资源丰富,温度适宜,水稻生产极具潜力。及时监测水稻种植时空格局对于区域水稻生产管理、灾害风险评估和粮食政策制定具有重要意义。传统的水稻遥感监测研究大多只提供年际尺度的水稻空间分布,缺乏年内尺度水稻种植与收获信息。本文首先利用一年内所有可获取的MODIS影像,构建基于像元的MODIS NDVI年时间序列曲线;然后,选取最大值、最小值、均值和标准差逐像元计算时序统计参数特征,采用FastDTW算法计算像元时序曲线与水稻参考时序曲线的相似性特征,将时序统计特征与时序曲线相似度特征相结合,利用随机森林分类器,通过机器学习进行监督分类,提取水稻熟制信息;最后,结合时序曲线提取水稻物候特征,生成水稻收获时间信息,并对水稻耕作类型进行识别。研究表明：①柬埔寨水稻种植主要集中在洞里萨湖周围的低地平原和南部的湄公河下游。尽管柬埔寨全年热量条件适宜,但水资源获取限制对柬埔寨水稻种植时空格局具有显著影响。②水稻熟制以单季稻为主,约占全年水稻种植面积的80%,且分布区域稳定;双季稻面积约占20%,年际种植空间分布变化较大。雨季稻是柬埔寨水稻的主要种植类型,种植面积约占全年水稻面积的70%左右,年际变化不大;旱季稻和前雨季稻面积约占30%,年际空间分布差异显著。③对2011年和2016年水稻种植模式分析可知,灌溉条件和洪水对柬埔寨水稻种植时空具有重要影响。本文通过对柬埔寨年内水稻种植时空格局的高精度监测,识别其主要影响因素,为制定因地制宜和有弹性的水稻种植制度、保障柬埔寨粮食安全提供借鉴。     

地衣芽孢杆菌微生物菌肥在水稻上的肥效研究

为验证地衣芽孢杆菌微生物菌肥对农作物的肥效,对水稻喷施地衣芽孢杆菌微生物菌肥进行田间效应试验,水稻喷施地衣芽孢杆菌微生物菌肥与基质比：增产率为7.29%;单因子差异生物统计检验达极显著水平;平均为亩纯增收56.6元。     

1980—2018年中国水稻生产变化的时空格局

水稻对于国家粮食安全具有重要意义。中国作为世界上最大的水稻生产和消费国,改革开放以来水稻生产格局发生了巨大变化,但是其生产变化完整过程的时空格局尚不清楚,特别是对于阶段性特征及区域差异的认识有待提高。本文基于省级面板数据分析中国1980—2018年水稻生产的时空变化,剖析播种面积和单产对总产量的贡献。研究表明：①1980年以来水稻总产量年际变化呈现3个阶段：波动上升时期（1980—1997年）,除广东省显著下降外,大部分省份显著增加;显著下降时期（1998—2003年）,南方地区下降较快;快速上升时期（2004—2018年）,东北和长江中下游省份显著增加,东南沿海三省（浙江、福建和广东）和四川盆地显著下降。②近40年中国水稻总产量显著增加,由13.99×10³万t增加至21.21×10³万t,增加了51.61%,空间上呈现“南北齐增”格局;单产与总产量变化相似,在全国范围内持续增加;播种面积则不同,呈现出“北增南减”的态势。③全国水稻总产量变化总体上以单产贡献为主（64.29%）,播种面积贡献为辅（28.57%）,1998年以来水稻总产量逐渐由单产主导转为播种面积主导,随着单产可能或者已达到增长瓶颈,政策调控对于稳定和提高水稻种植面积和总产量尤为重要。本文结果可为政府部门粮食安全政策的制定、宏观农业规划和结构调整提供科学支持。