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科研揭示番茄紫色果實形成的分子機理

本刊訊（記者 王雯慧）近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所（以下簡稱蔬菜所）與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)開展合作研究，揭示了番茄紫色果實形成的分子遺傳基礎(chǔ)以及果實表皮中花青素生物合成的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為番茄高品質(zhì)分子設(shè)計育種奠定了基礎(chǔ)。

據(jù)悉，花青素是目前所發(fā)現(xiàn)的清除人體內(nèi)自由基最有效的天然抗氧化劑，具有抗衰老、抗輻射、抗過敏、增進視力、改善睡眠、預(yù)防癌癥、預(yù)防心腦血管疾病等功效。花青素廣泛存在于植物中。普通栽培番茄植株一般含有一定數(shù)量的花青素，然而果實通常不產(chǎn)生花青素。但是某些野生種番茄含有Aft、Abg或atv等遺傳位點，其果實與紫色茄子相似，因表皮能產(chǎn)生花青素而呈紫色。國外育種者通過傳統(tǒng)育種手段將上述遺傳位點轉(zhuǎn)育到普通栽培番茄中，已經(jīng)培育出高花青素的紫果番茄品種。然而，這些遺傳位點具體的分子遺傳機制尚不清楚。

據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所黃澤軍副研究員介紹，該所科研團隊從美國引進的高花青素紫果番茄品種Indigo Rose為試驗材料，利用分子遺傳學(xué)研究手段，將atv位點精細定位到番茄7號染色體上約5.0 kb的區(qū)間內(nèi)。本研究提出了一個番茄果實表皮中花青素生物合成的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型。

本研究得到中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和廣州科技計劃重點項目的資助。

西農(nóng)大科研團隊首創(chuàng)小麥赤霉病智能預(yù)報

赤霉病是小麥最主要的病害，不僅會引致小麥減產(chǎn)、種用價值降低，還會威脅人畜健康和生命安全。小麥赤霉病的預(yù)測預(yù)報是一個世界性難題，一直存在預(yù)測難度大、預(yù)報準確率低等問題。 西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護學(xué)院胡小平教授率領(lǐng)的科研團隊解決了這個世界難題。他們研制的小麥赤霉病預(yù)報器，不僅實現(xiàn)了預(yù)報自動化，而且準確率達到90%以上。12月24日，以中國工程院院士康振生、陳劍平為組長的10人專家組對該研究項目進行了考察評價，并一致認為，小麥赤霉病自動化預(yù)報技術(shù)及實時監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)處于國際領(lǐng)先水平。

小麥赤霉病自動監(jiān)測預(yù)報器以太陽能為動力，實現(xiàn)了無人值守。每年3月，農(nóng)技人員去田間調(diào)查赤霉病初始菌源量，隨后只需在手機或電腦上輸入小麥抽穗始期、品種類型等相關(guān)信息，就可以隨時隨地“掌握病情”。當監(jiān)測結(jié)果超過防治指標時，系統(tǒng)會自動將警報發(fā)到相關(guān)負責(zé)人手機上。

我國首次發(fā)現(xiàn)西方蜜蜂的原生種群

本刊訊（記者 王雯慧）近日，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所石巍研究團隊主導(dǎo)發(fā)現(xiàn)的“西域黑蜂”遺傳資源通過國家畜禽遺傳資源委員會鑒定。這是我國首個通過國家審定的蜜蜂遺傳資源。

西域黑蜂來源于天山東部地區(qū)，至今已有1700多年的歷史。其蜂蜜一直是當?shù)毓_克少數(shù)民族牧民重要的糖類、熱量來源，更是宗教祭祀活動中必不可少的祭品。蜂群具有采集力強、分蜂性弱、抗低溫和抗病蟲害能力強等特點，適合在全國大部分地區(qū)飼養(yǎng)和應(yīng)用，特別是長江以北等蜜粉資源分布集中、面積大、冬季長的區(qū)域。同時也可以作為優(yōu)良育種素材，培育適應(yīng)大規(guī)模農(nóng)作物授粉、綠色抗病、繁殖力快的蜜蜂新品種。

西域黑蜂由中國農(nóng)科院蜜蜂所、新疆維吾爾自治區(qū)蜂業(yè)技術(shù)管理總站發(fā)現(xiàn)。石巍研究團隊從2006年起，歷經(jīng)11年時間，經(jīng)過野外采集與初步鑒定、野外自然交尾、擴繁和基因組學(xué)分析等，最終明確了西域黑蜂是我國特有的蜜蜂遺傳資源。這是我國首次發(fā)現(xiàn)西方蜜蜂的原生種群，結(jié)束了我國沒有西方蜜蜂的歷史。西域黑蜂的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，將有效緩解我國西方蜜蜂依賴進口的現(xiàn)狀，加速培育適合我國生態(tài)環(huán)境的蜜蜂新品種進程。

新技術(shù)有望讓水稻實現(xiàn)高錳低鎘

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院近日宣布，中國水稻研究所種質(zhì)創(chuàng)新課題組研究發(fā)現(xiàn)了一個控制水稻籽粒錳積累的主效數(shù)量性狀位點（QTL），并由此創(chuàng)制了高錳低鎘水稻的優(yōu)良育種材料，使高錳低鎘水稻不再是育種家的夢想。相關(guān)研究成果新近在線發(fā)表于《科學(xué)報告》上。

該課題組首席專家錢前研究員介紹，錳作為一種重要的礦物質(zhì)微量元素，在人類日常飲食中往往攝入不足；而水稻籽粒的錳含量雖然可以通過生物強化作用增加，但有害重金屬鎘含量也同時上升。這成為水稻育種領(lǐng)域一大難題，迄今未見有高錳低鎘籽粒水稻種質(zhì)材料的報道。

課題組研究人員利用低錳秈稻品種93-11和高錳品種培矮64s為親本的重組自交系，結(jié)合高密度遺傳圖譜，在水稻第7號染色體短臂上檢測到一個代號為qGMN7.1的控制籽粒錳含量的主效數(shù)量性狀位點。qGMN7.1中包含一個調(diào)控錳鎘吸收的基因（OsNRAMP5），啟動基因表達的序列變異引起了轉(zhuǎn)錄水平的表達差異，導(dǎo)致籽粒錳濃度的變化。該研究表明，OsNRAMP5基因在調(diào)控水稻籽粒錳含量方面起了重要作用。以93-11為背景的qGMN7.1染色體片段代換系，其籽粒錳濃度顯著上升，鎘濃度顯著下降，根系的錳吸收能力增強。

該項研究得到國家自然科學(xué)基金的資助。中國水稻研究所劉朝雷博士研究生為文章第一作者，錢前研究員和高振宇研究員為共同通訊作者。