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高山草甸傳粉網(wǎng)絡(luò)研究進展

中國科學院昆明植物研究所王紅研究員研究團隊與合作者，選擇香格里拉12個大狼毒泛濫草甸樣地，在多個年季間開展了傳粉網(wǎng)絡(luò)研究及伴生植物繁殖適合度評估。相關(guān)成果發(fā)表于Journal of Ecology。研究發(fā)現(xiàn)，大狼毒對其伴生植物的開花多度、訪花昆蟲多樣性和繁殖適合度均有負面影響。大狼毒多度的增加使得傳粉網(wǎng)絡(luò)中物種互作的均勻度降低，這種物種互作強度的異質(zhì)性打破了傳粉網(wǎng)絡(luò)原有平衡，群落應對干擾的能力顯著降低。文章解析了該地區(qū)退化草甸生態(tài)系統(tǒng)中植物-傳粉昆蟲的互作關(guān)系和傳粉功能；對幫助退化草甸生態(tài)系統(tǒng)加速復原的過程，維持物種多樣性、群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)功能具有理論意義和應用價值。

滇西北大狼毒泛濫高山、亞高山草甸研究樣地（圖片來源于中國科學院昆明植物研究所網(wǎng)站）

大狼毒相對多度草甸中的傳粉網(wǎng)絡(luò)比較（圖片來源于中國科學院昆明植物研究所網(wǎng)站）

蛋白表觀修飾調(diào)控植物花期分子機制研究

中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所飼草育種與栽培創(chuàng)新團隊王珍研究員等揭示了蛋白表觀修飾調(diào)控植物花期的分子機制，為調(diào)控植物花期提供了科學依據(jù)。相關(guān)成果發(fā)表于The Plant Journal。研究人員以擬南芥為研究對象，發(fā)現(xiàn)抑制MLK4表達的擬南芥無論在長日照或短日照條件下開花都會延遲，而MLK4超表達的植株會提前開花。進一步分析發(fā)現(xiàn)，MLK4通過特異地磷酸化組蛋白H3高度保守的第三位蘇氨酸（H3T3），從轉(zhuǎn)錄水平上抑制了開花負調(diào)控因子，進而促進擬南芥開花。該研究揭示了蛋白表觀修飾調(diào)控植物花期的分子機制，為精準調(diào)控植物花期等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)利用提供了重要理論基礎(chǔ)。

多花黑麥草耐鹽機理研究進展

中國科學院武漢植物園草坪草與牧草分子育種學科組陳良研究員等人分別從生理生化水平和代謝水平，對多花黑麥草耐鹽機理進行解析。相關(guān)成果發(fā)表于Physiologia Plantarum。與鹽敏感種質(zhì)相比，耐鹽種質(zhì)具有更高的葉片相對含水量和更好的牧草品質(zhì)。鹽脅迫下，耐鹽種質(zhì)活性氧誘導的細胞損傷較輕，且具有更高的光合效率。與敏感種質(zhì)相比，耐鹽種質(zhì)受到的鹽毒害更輕，鹽敏感種質(zhì)吸收鈉離子更多且向地上部分轉(zhuǎn)運能力更強。從代謝水平比較分析“Abundant”的耐鹽機理，共鑒定到包括氨基酸、有機酸、脂肪酸和糖類在內(nèi)的41種初級代謝產(chǎn)物。與耐鹽種質(zhì)相比，鹽敏感種質(zhì)“Angus”代謝產(chǎn)物對鹽脅迫更敏感。

大數(shù)據(jù)建模新方法

北京林業(yè)大學林木分子設(shè)計育種高精尖創(chuàng)新中心鄔榮領(lǐng)研究團隊提出了分析大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計理論與計算方法。相關(guān)成果發(fā)表于Physics Reports。林木育種工作尤其需要收集大數(shù)據(jù)，并對之進行分析、整合與提煉。例如在林木遺傳學領(lǐng)域，全基因組關(guān)聯(lián)分析往往有幾十萬，甚至幾百萬個基因位點，對這些位點同時進行分析，有助于人們完整地、準確地、系統(tǒng)地解析林木生長、抗逆性的遺傳控制機理。論文作者首次把博弈論引入大數(shù)據(jù)分析，提出多組非線性洛特卡-沃爾泰勒（Lotka-Volterra）捕食方程，通過組裝多種數(shù)學與統(tǒng)計算法，構(gòu)建了多層次（multilayer）、宏觀與微觀相交錯（macro-and microscopic intertwining）、時間與空間相糾纏（spatiotemporal entanglement）的立體因果網(wǎng)絡(luò)。

泛素化途徑參與豆科植物側(cè)生器官大小和葉片運動的調(diào)控

中國科學院西雙版納熱帶植物園陳江華團隊從豆科模式植物蒺藜苜蓿的突變體庫中，分離到側(cè)生器官變小的突變體——mini organ1（MIO1），系統(tǒng)進化分析發(fā)現(xiàn)MIO1為SAP在蒺藜苜蓿中的同源基因，轉(zhuǎn)基因?qū)嶒炞C明MIO1能夠恢復擬南芥SAP突變體的表型。相關(guān)成果發(fā)表于Journal of Experimental Botany。在蒺藜苜蓿中過表達MIO1基因則導致葉片、花、果莢和種子等側(cè)生器官明顯增大。細胞學研究發(fā)現(xiàn)MIO1基因主要通過促進初始細胞分裂來正向調(diào)控側(cè)生器官大小。蛋白實驗證明MIO1可通過與MtASK等結(jié)合形成SCF-E3泛素連接酶復合物并降解下游的BS1，進而影響細胞周期調(diào)控因子的表達，最終正向調(diào)控側(cè)生器官大小。

MIO1突變體表型（圖片來源于中國科學院西雙版納熱帶植物園網(wǎng)站）

MIO1調(diào)控葉枕發(fā)育和葉片運動（圖片來源于中國科學院西雙版納熱帶植物園網(wǎng)站）

“桃李滿天下”的桃基因組學基礎(chǔ)

中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所王力榮團隊領(lǐng)銜完成的多個環(huán)境因子對桃基因組影響的遺傳分析，給“桃李滿天下”賦予了遺傳學含義，有助于幫助育種家建立應對氣候變化品種適應性改良的新模式。相關(guān)成果發(fā)表于Genome Research。該研究利用263份桃種質(zhì)資源的基因組數(shù)據(jù)，構(gòu)建了桃地方品種和野生近緣種的“SNP+InDel+SV”多類型變異組圖譜。發(fā)現(xiàn)桃地方品種和野生近緣種可以分為7個生態(tài)型，與地理分布具有高度一致性；環(huán)境是驅(qū)動遺傳分布的主要動力。進一步開展了全基因組受選擇分析和環(huán)境關(guān)聯(lián)分析（GWEAS），系統(tǒng)揭示了桃適應不同環(huán)境條件的基因組模式。

植物維持錳穩(wěn)態(tài)的重要機制

西北農(nóng)林科技大學王存教授研究團隊開展了植物在高錳脅迫環(huán)境下的適應機理和低錳條件下錳營養(yǎng)效率的研究。相關(guān)成果發(fā)表于Molecular Plant。錳是植物生長發(fā)育的必需微量元素，酸性土壤和漬水土壤會對植物造成毒害作用。土壤pH值是影響錳有效性的最關(guān)鍵因素，pH值降低，錳的有效性逐漸升高。目前，全球有30%的土壤為酸性土壤，錳毒害已經(jīng)成為限制作物產(chǎn)量品質(zhì)的因素之一。該研究明確了高錳脅迫會引起植物細胞內(nèi)鈣信號，解決了長期以來困擾科學家的疑問，解析了Ca2+-CPK4/5/6/11-MTP8信號通路調(diào)控植物錳穩(wěn)態(tài)的分子機制，為培育有益重金屬超富集作物和有毒重金屬低積累品種提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。

鹽芥適應高鹽低磷生境的分子機制

中國科學院植物研究所李銀心研究組比較了鹽芥和擬南芥磷轉(zhuǎn)運體（Phosphate Transporter，PHT）基因家族在基因拷貝數(shù)、基因結(jié)構(gòu)、啟動子元件以及表達模式方面的異同，并對相應的基因和啟動子進行了功能研究。相關(guān)成果發(fā)表于Plant、Cell &Environment。土壤鹽漬化通常和土壤貧瘠相伴，嚴重影響植物的生長。鹽生植物在貧瘠的鹽漬生境下仍能良好生長，說明其可能具有獨特的養(yǎng)分吸收利用機制。已有研究表明鹽芥除耐鹽外，對低磷脅迫也有較強的耐受性。該研究表明，EsPHT1;3基因復制及鹽脅迫下多個PHT基因的誘導表達是鹽芥適應高鹽低磷生境的重要機制，這為研發(fā)和培育耐鹽、耐低磷作物品種提供了研究基礎(chǔ)。

鳥類遷徙路線形成原因和長距離遷徙關(guān)鍵基因

中國科學院動物研究所詹祥江研究團隊整合多年衛(wèi)星追蹤數(shù)據(jù)和種群基因組信息，建立了一套北極游隼遷徙系統(tǒng)，揭秘了其遷徙路線的主要形成原因和長距離遷徙關(guān)鍵基因。相關(guān)成果發(fā)表于Nature。據(jù)估計，全球現(xiàn)存1萬多種鳥類當中大約1/5是遷徙鳥類，鳥類的遷徙路線幾乎遍布全球。該文章全面結(jié)合遙感衛(wèi)星追蹤、基因組學、神經(jīng)生物學等多種新型研究手段，通過多學科的整合分析，從行為、進化、遺傳、生態(tài)及全球氣候變化等多個維度，闡明了北極鳥類遷徙路線的過去形成歷史、當前維持機制，以及未來變化趨勢，并發(fā)現(xiàn)了鳥類長距離遷徙的關(guān)鍵基因，展現(xiàn)了學科交叉型的創(chuàng)新性研究在遷徙鳥類保護中的重要作用。

北極游隼遷徙系統(tǒng)（圖片來源于中國科學院動物研究所網(wǎng)站）

北極游隼遷徙路線變遷和長距離遷徙遺傳基礎(chǔ)（圖片來源于中國科學院動物研究所網(wǎng)站）

蝦基因組內(nèi)簡單重復序列爆發(fā)式擴張機制

中國科學院海洋研究所李富花課題組針對簡單重復序列（SSR）在對蝦基因組內(nèi)呈爆發(fā)式擴張的現(xiàn)象，提出SSR在基因組內(nèi)急速擴張的新機制，揭示了SSR在對蝦基因組的可塑性和適應性進化過程中的關(guān)鍵作用。相關(guān)成果發(fā)表于Communications Biology。研究人員通過對中國明對蝦的全基因組測序和組裝，基于Hi-C測序，構(gòu)建了凡納濱對蝦和中國明對蝦染色體水平的基因組圖譜。研究發(fā)現(xiàn)對蝦SSR的爆發(fā)式擴張主要與轉(zhuǎn)座元件的攜帶有關(guān)，并進一步鑒定出近期活躍的轉(zhuǎn)座元件。進一步研究發(fā)現(xiàn)SSR在對蝦基因組可塑性和環(huán)境適應中具有重要作用，高密度的SSR分布引起對蝦染色體內(nèi)大規(guī)模基因組重排。

褪黑激素誘導的細胞命運異質(zhì)性

華南農(nóng)業(yè)大學動物科學學院、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護與利用國家重點實驗室、嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學與技術(shù)廣東省實驗室聶慶華、張細權(quán)教授團隊揭示G0S2-細胞亞群對減少家雞脂肪沉積發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。相關(guān)成果發(fā)表于Journal of Pineal Research。我國肉雞產(chǎn)業(yè)面臨腹脂沉積過多的難題。該研究通過單細胞測序、細胞及活體水平的功能驗證試驗，發(fā)現(xiàn)褪黑素可以誘導家雞前體脂肪細胞分化為14個亞群，其中G0S2基因陰性群（G0S2-）一方面可以提高FABP4表達，抑制脂肪生成關(guān)鍵基因PPARγ的表達，減少脂肪的沉積；另一方面，可以提高脂肪分解關(guān)鍵基因ATGL的表達，促進了脂肪分解代謝。

青藏高原四種羚羊應對全球變化的空間分布和潛在遷移路徑

中國科學院西北高原生物研究所動物進化適應與瀕危物種保護學科組張同作研究團隊研究了青藏高原大型食草動物對全球氣候變化的響應機制。相關(guān)成果發(fā)表于Ecological Indicators。隨著全球氣候變暖，四種羚羊適宜生境面積均呈現(xiàn)減少趨勢，而藏羚羊適宜生境面積減少幅度高于其他羚羊。遷移路徑分析表明，為應對全球變暖，四種羚羊未來分布區(qū)將向高緯度地區(qū)轉(zhuǎn)移。普氏原羚作為一種占據(jù)狹窄棲息地且全球性的瀕危物種，未來生存可能會面臨更加嚴峻的挑戰(zhàn)。研究結(jié)果中物種適宜棲息地可作為重要的保護區(qū)域，模擬的遷徙路徑也為物種應對氣候變化下最優(yōu)遷徙廊道設(shè)計提供了數(shù)據(jù)支撐。

野生蚯蚓高質(zhì)量全基因組

中國農(nóng)業(yè)大學校資源與環(huán)境學院王興等人基于長讀段三代測序與Hi-C測序相結(jié)合的策略，對蚯蚓基因組進行了高質(zhì)量拼裝，形成了一個長達1.2Gb，包含42條準染色體序列的基因組，解析了蚯蚓與土壤及其腸道微生物緊密互作的分子機制。相關(guān)成果發(fā)表于Communications Biology。蚯蚓基因組拼裝序列的N50長度達到31Mb，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)共預測出29,256個蛋白質(zhì)編碼基因，且91.2%的后生動物單拷貝直系同源基因都在該基因組中存在完整匹配，證明該基因組具有較高的完整性。完整的基因組，為深入探究隱藏在蚯蚓物種獨特性背后的分子機制提供了先決條件。

蚯蚓基因組概覽（圖片來源于中國農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)站）

蚯蚓基因組與腸道微生物互作網(wǎng)絡(luò)（圖片來源于中國農(nóng)業(yè)大學網(wǎng)站）

山羊克隆與湖羊多胎研究進展

南京農(nóng)業(yè)大學動物科技學院王鋒教授團隊系統(tǒng)介紹了團隊在山羊胚胎克隆與湖羊多胎機理方面取得的重要研究進展。相關(guān)成果發(fā)表于Molecular Therapy-Nucleic Acids。該研究以山羊組蛋白去甲基化酶Kdm5b為靶基因，鑒定到一條參與調(diào)控山羊克隆胚胎重編程的新lncRNA lnc_3712，闡明了lnc_3712與Kdm5b的調(diào)控方式，揭示了lnc_3712調(diào)控山羊克隆胚胎重編程的表觀遺傳機制。研究團隊進一步在低繁FecB+湖羊卵巢中篩選并鑒定出一個新的轉(zhuǎn)錄本lncRNA-FDNCR，通過體外功能驗證和機制探索等系列試驗，闡明了lncRNA FDNCR介導DCN/TGF-β通路參與多胎湖羊卵泡發(fā)育的調(diào)控機制。

寬頭高鯪和脂高鯪的模式標本和地模標本研究

中國科學院昆明動物研究所陳小勇研究員與國內(nèi)外合作者完成了脂高鯪的分類修訂及寬頭華鯪物種有效性的恢復。相關(guān)成果發(fā)表于Zootaxa。高鯪屬Altigena Burton 1934是一類分布于中國和東南亞地區(qū)的底棲性大中型魚類。脂高鯪Altigena lippa（Fowler,1936）在1998年之前被稱為脂野鯪Labeo lippus，后來又重新劃分過屬分類。該研究恢復了寬頭華鯪的物種有效性并對其重新描述，確定其正確的分類地位應為寬頭高鯪Altigena laticeps，屬瀾滄江下游特有物種；同時對脂高鯪分布區(qū)進行重修訂，明確其主要分布于老撾、緬甸、泰國和越南的湄公河流域。至此，高鯪屬共記錄有效種13種。

棉蚜繭蜂能夠調(diào)控棉蚜共生菌的組成和豐度

中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所蟲害防控與生物安全創(chuàng)新團隊崔金杰等人開展了棉蚜-棉蚜繭蜂微生物組成和變化研究。相關(guān)成果發(fā)表于Pest Management Science。棉蚜是一種廣泛分布于世界各國的常見害蟲，會導致棉花葉片變黃、皺縮、生長緩慢，以至植株死亡。該研究分析了寄生蜂如何影響棉蚜微生物群落的變化及其相互關(guān)系。寄生蜂是華北棉田棉蚜的重要寄生性天敵，田間寄生率可達到80%。研究發(fā)現(xiàn)寄生蜂可能通過共享或改變寄主共生菌來適應和調(diào)節(jié)寄主環(huán)境。該研究對揭示共生菌-寄生蜂-寄主昆蟲的協(xié)同進化，制定棉蚜新型防控策略和開展生物防治具有重要意義。