水稻雜種優勢遺傳機制

中科院上海生科院植物生理生態研究所國家基因研究中心韓斌院士研究組、黃學輝研究組聯合中國水稻研究所楊仕華研究組在水稻雜種優勢研究中獲突破，相關研究成果發表于《自然》。研究人員通過對1495份雜交稻品種材料的收集以及對17套代表性遺傳群體進行基因組分析和田間產量性狀考察，綜合利用基因組學、數量遺傳學及計算生物學領域的最新技術手段，全面、系統地鑒定出了控制水稻雜種優勢的主要基因位點。研究表明，水稻中雜種優勢的表現正是由這些基因位點所決定。在雜交配組中，這些基因位點產生了全新的基因型組合，在雜交一代中高效地實現了對水稻花期、株型、產量各要素的理想搭配。這項研究成果闡明了水稻雜種優勢的遺傳機制，對推動雜交稻和常規稻的精準分子設計育種實踐有重大意義。

水稻精細調控干旱應答新機制

華中農業大學教授熊立仲課題組揭示了水稻精細調控干旱應答的新機制，對闡明植物抗旱分子機理和促進植物抗旱遺傳改良具有重要意義，該成果發表于《植物細胞》。脫落酸（ABA）作為一種逆境響應激素，在植物與逆境抗爭中起到了舉足輕重的作用。兩個同源的轉錄調控因子（OsbZIP23和OsbZIP46）在促進ABA信號傳導和抗旱性方面的重要功能。進一步研究揭示水稻干旱應答的一個精巧的調控模式：在遭遇干旱脅迫時，水稻大量誘導并激活正調控因子OsbZIP46，促進干旱應答；在干旱脅迫末期以及恢復期，負調控因子MODD的表達量增加并雙重抑制OsbZIP46的活性和穩定性，從而減弱或消除干旱應答并將其控制在合理程度，以實現干旱應答與其他生理進程的平衡。

玉米品質和產量調控

中科院上海生科院植物生理生態研究所巫永睿研究組與美國羅格斯大學Joachim Messing教授研究組合作，研究發現玉米胚乳特異轉錄因子O2和PBF同時調控儲存蛋白和淀粉合成基因表達，為培育高產優質玉米提供了新思路，研究成果發表于《美國科學院院報》。實驗發現O2粒重下降的原因是淀粉合成受到影響。在雙突變PbfRNAi； O2中，粒重和淀粉合成下降更為顯著。在單突變和雙突變中主要是糖和蛋白代謝途徑的基因表達受到顯著影響。通過轉錄激活，EMSA和免疫共沉淀等實驗證明了淀粉合成復合體中兩個關鍵基因PPDKs和淀粉合成酶III（SSIII）直接受到O2和PBF調控，SSIIa和SBE1間接受到O2和PBF調控。

植物葉綠體基因組全轉錄行為

中科院昆明植物所高立志團隊通過對3種高等植物（水稻、玉米和擬南芥）及兩種藻類（衣藻、灰藻）的葉綠體轉錄組數據進行分析，發現整個葉綠體基因組都能發生轉錄，相關成果日前發表于《科學報告》。這些轉錄本經內切酶和外切酶的作用，剪切掉不行使功能的序列，最終形成具有確切功能的轉錄本。葉綠體基因組的這種轉錄起始位點和終止位點隨機組合的轉錄模式，產生了若干相互重疊、長短各異的初始轉錄本，從而形成了研究所觀察到的葉綠體基因組全轉錄現象。研究人員用同樣的方法對藍藻基因組進行了分析。結果表明，藍藻基因組也能全部轉錄。這說明光合真核生物葉綠體基因組全轉錄模式在植物進化的早期就已存在，并且可追溯到藍細菌。endprint