我国植物学研究07结硕果

在即将过去的2007年里，我国植物学领域的科研工作者在植物遗传学、植物细胞生物学、天然产物、植物分类学、作物育种等各个研究方向上获得了多项令人瞩目的新发现、新成果、新工艺。

　　

生物通综合报道：在即将过去的2007年里，我国植物学领域的科研工作者在植物遗传学、植物细胞生物学、植物生理、天然产物、植物分类学、作物育种等各个研究方向上获得了多项令人瞩目的新发现、新成果、新工艺。

 

植物细胞基础研究成果

 

厦大最新《Science》文章：植物细胞自由钙离子周期性振荡成因

 

厦门大学一课题组对困扰科学界多年的植物细胞自由钙离子周期性振荡的成因作出了最新的解释，在植物应对环境刺激研究领域取得了突破性的进展。3月9日美国出版的第315期《科学》杂志上发表以教育部****、厦门大学特聘教授裴真明博士为通讯作者，生命科学学院教授郑海雷博士为共同第一作者的研究报告“拟南芥胞质钙离子周期性振荡与钙受体--三磷酸肌醇途径相偶联”。这是厦大第三篇发表在《科学》杂志的论文。（华人学者顶级文章回顾）

 

在美国出版的《科学》杂志是世界科学界公认的顶级权威学术刊物，这次《科学》杂志用四个版面的篇幅以研究论文（Research Report）的形式发表了厦大课题组的这项研究成果。

 

我植物细胞生物学热点研究获进展

 

第九届中国细胞生物学会年会于11月5日闭幕，来自全国各地的细胞生物学专家、学者交流、探讨了细胞生物学各个领域的研究成果、热点和难点。

 

其中，来自厦门大学生命科学院的田惠桥教授主持了植物（分子）细胞生物学分会场的学术报告会。田教授在会上首先做了有关高等植物双受精研究的报告。

 

双受精是高等植物世代娇体的转换点，也是孕育新一代孢子体的起点，因而对植物发育至关重要。双受精是一个复杂而精巧的过程。花粉管到达子房，通过退化助细胞进入胚囊，释放出两个精细胞。原来在花粉管中相互联结的两个精细胞在退化助细胞中相互分开，一个与卵细胞融合，另一个与中央细胞融合，完成双受精。在双受精过程中发生了一系列的雌、雄配子的相互作用事件，确保了一个花粉管中的两个精细胞分别识别卵细胞和中央细胞并与其融合。

田教授指出，由于受精过程发生在子房中的胚珠内，目前研究人员对这些受精事件了解的还不完全。这些受精生物学事件的研究是目前高等植物游行生殖研究的前沿领域。随着研究方法的改进和研究思路的创新，目前取得了一些新结果。

 

南京农大长江特聘教授《植物生理》公布水稻基因新发现

 

在植物科学著名的学术刊物《植物生理》（Plant Physiology） （影响因子为6.114）上最近发表了以南京农业大学为第一署名单位、万建民教授为通讯作者的有关引起水稻黄绿叶突变性状机理方面的重要成果(Plant Physiology, Published on May 25, 2007, as DOI:10.1104/pp.107.100321 )。

该研究成果是在973、863以及国家自然科学基金等基金的支持下，由万建民教授指导的博士生吴自明等人在南京农业大学水稻所和中国农科院作物科学研究所共同完成。

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中科院植物RNAi研究登上《自然》子刊

 

来自中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所的研究人员在植物抗虫与生物技术领域的研究工作取得突破性进展。发明了一种植物介导的RNA干扰技术，可以有效、特异地抑制昆虫基因的表达，从而抑制害虫的生长。这一研究成果公布在国际著名杂志《自然·生物技术》，它被《自然》杂志列为本期突出亮点论文之一。《自然》杂志评价该论文是“第一次成功报道利用植物自生表达昆虫基因的双链RNA来抑制植食性昆虫防御基因的论文”，“通过该技术改良的植物比利用杀虫剂不分青红皂白地将所有昆虫杀死更符合社会发展的需要。” 领导这一研究的是中国科学院院士陈晓亚，第一作者为他的博士研究生毛颖波。

 

RNA沉默存在两种既有联系又有区别的途径: siRNA(small interference RNA)途径和miRNA(microRNA)途径。siRNA途径是由dsRNA(double-stranded RNA)引发的, dsRNA被一种RNaseⅢ家族的内切核酸酶(RNA- induced silencing complex, Dicer)切割成21~26 nt长的siRNA, 通过siRNA指导形成RISC蛋白复合物(RNA-induced silencing complex)降解与siRNA序列互补的mRNA而引发RNA沉默。而miRNA途径中miRNA是含量丰富的不编码小RNA(21~24个核苷酸), 由Dicer酶切割内源性表达的短发夹结构RNA(hairpin RNA, hpRNA)形成。miRNA同样可以与蛋白因子形成RISC蛋白复合物, 可以结合并切割特异的mRNA而引发RNA沉默。尽管引发沉默的来源不同, 但siRNA 和miRNA 都参与构成结构相似的RISC, 在作用方式上二者有很大的相似性。

 

中科院博士生新文章首次报道高等植物砷积累遗传控制

 

来自中科院生态环境研究中心，中国水稻研究所和嘉兴市农科院的研究人员对TN1和CJ06 (亲本)及其94个子系中的砷浓度进行研究，成功地揭示了水稻吸收砷是个由多基因控制的数量遗传性状，发现了位于第2，3，6和8条染色体上四个控制水稻幼苗和籽粒中砷浓度的数量遗传性状位点(QTL)，同时水稻幼苗地上部、根部及籽粒中的砷浓度差异显著，如籽粒中低浓度的株系有0.16 mg/kg，而高浓度的株系其砷浓度高达0.95 mg/kg，证明了水稻不同基因型间对砷吸收存在较大差异。这一研究成果公布在著名刊物《New Phytologist》杂志（影响因子：4.245，生物通注）上，这是国际上首次报道高等植物砷积累遗传控制的研究论文。

 

文章的作者包括中科院生态环境研究中心博士生张静和朱永官研究员。

 

中科院王智平博士首次证明植物可释放甲烷

 

11月28日，国际环境类权威杂志ENVIRONMENTAl  SCIENCE  and  TECHNOLOGY  (ES&T)  发表了中国科院植物研究所王智平博士等人的研究成果——内蒙古草原植物的甲烷释放，这是对植物可以释放温室气体——甲烷理论的首次证明。

中科院植物所王智平博士等人在内蒙古草原所作的研究发表在ES  &T  期刊上，首次证明了植物的确可以制造潜在的温室气体——甲烷。该研究小组同时发现，不同生活型的植物释放甲烷的能力是不同的，在内蒙古草原，释放甲烷的植物仅限于木本灌木。这一研究将对植物学界产生重要影响，对于理解全球变暖和温室气体排放增加的关系有重要意义。

 

植物杂交育种及其他

 

武汉大学博士生国际顶尖植物学杂志上发表论文

 

国际顶尖植物学权威杂志“The  Plant  Cell”日前发表了生命科学学院博士生陈荣智的研究论文，该项研究成果对于杂交水稻的三系育种具有重要作用。  

该论文题为《水稻尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因Ugp1对花粉发育过程中的胼胝质沉积是必需的，它的共抑制导致一种新型温敏核不育表型》，运用电喷雾串联质谱鉴定出水稻差异表达蛋白UGPase并克隆了其编码基因Ugp1，随后应用基因超量表达和RNA干扰技术通过水稻转基因对Ugp1基因的功能进行了详细研究，阐明了Ugp1基因在水稻生长发育中的重要功能。同时还发现Ugp1共抑制水稻表现为一种新型的温度敏感细胞核不育类型，并证明Ugp1基因的温度敏感型剪接是温敏核不育Ugp1共抑制水稻育性恢复的分子基础。

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博士生蔡志全最新成果载入《植物学纪事》

中国科学院西双版纳热带植物园和荷兰瓦赫宁根大学(Wageningen University)联合培养的博士研究生蔡志全和同事对羊蹄甲属5种具有不同需光特性的木质藤本和树木幼苗的生长策略进行了初步研究，并且其研究成果发表在新一期的《植物学纪事》（Annals of Botany，2007，100: 831-838）上。

在博士研究期间，蔡志全在木质藤本生物学特性、生长策略、对自然环境的适应性和与树木的竞争关系等方面开展了一些研究工作，已经发表中文核心刊物文章3篇，SCI论文4篇(另2篇在投)，累计影响因子在8.0以上，得到了同行评审专家的好评，于2007年3月获得荷兰瓦赫宁根大学博士学位。该研究得到了国家自然科学青年基金和瓦赫宁根大学博士基金的资助。

 

中科院植物萃取技术获大突破

 

中科院长春应用化学研究所研发成功一种具有我国自主知识产权、出油率大于90%并可一步获得高品质玉米胚芽油的新工艺，该技术日前在长春通过鉴定。专家认为，该工艺技术在降低酸价、提高萃取率、改善油品质等方面取得了突破性进展，达到国内领先水平。

 

   中科院长春应化所与长春工业大学、长春大成玉米开发有限公司协作，于2006年开展了长春市高技术成果产业化计划项目“超临界萃取制备玉米胚芽油新工艺”的研发。经过一年的艰苦拼搏、协力攻关，他们先后优化了萃取温度、压力、二氧化碳流速、萃取时间、玉米胚芽粒度和前处理等影响萃取效率的工艺参数，突破了在萃取的同时完成脱酸、脱臭、脱胶、脱色的精制过程等技术关键，成功研发出具有我国自主知识产权、出油率大于90%、酸价低于0.5的超临界萃取一步获得精制玉米胚芽油的新工艺。

 

 

中国农科院植物生物反应器研究获重大成果

 

由中国农业科学院生物技术研究所范云六院士领导的课题组，从我国国情和可持续性发展角度出发，通过长达7年的攻关，在利用玉米种子生物反应器生产高活性植酸酶研究上取得突破性进展，开发了一项节能、环保、低成本生产植酸酶的高新技术：利用玉米种子生物反应器生产的第二代植酸酶产品。

植酸酶是性质优良的饲料添加剂，可以把玉米等饲料原料中大量存在的植酸磷分解成无机磷，提高单胃动物对饲料磷的利用率和动物的生产性能，降低动物粪便中磷的排泄量。欧盟各成员国、加拿大以及美国等发达工业国家为此从上世纪九十年代就制定了养殖业强制使用植酸酶的政策，东南亚日本、韩国近期也将出台法律，把它作为一种“绿色磷”用以取代传统的无机磷酸盐，在环境保护中发挥了巨大作用。

 

扬州大学首个植物疫苗诞生

 

经过3年的科技攻关，扬大科研人员研制出一种专门对付水稻条纹叶枯病的生物疫苗——“生物导弹”，防治效果十分理想。这一填补国内空白的植物疫苗有望下半年投入生产。  

　　据了解，水稻条纹叶枯病是江苏地区水稻的“头号杀手”，近几年呈高发态势。据专家介绍，水稻条纹叶枯病主要由灰飞虱传播，目前主要的防治方法是喷洒农药，但效果一直不理想。农民不得不多次用农药防治，既增加了生产成本，也造成了污染。据有关方面估计，目前江苏农民每年由水稻条纹叶枯病造成的直接和间接损失在100亿元以上。

 

 

昆明植物所近期连获两项新成果

 

中国科学院昆明植物研究所的研究人员分别在鼠尾草属植物化学成分研究和地衣真菌研究方面获得了重要进展。

 

昆明植物研究所许刚博士在对鼠尾草属植物的化学成分研究中又取得了新的进展，连续两篇文章发表在国际著名杂志《Organic  Letters》上。这两篇文章分别介绍了从甘西鼠尾草中发现的两个源于正常松香烷二萜的新骨架化合物。其中przewalskin  A是一个高度氧化的骨架中含有23个碳原子的萜类化合物，其A，B环与常规松香烷二萜骨架一致，而其C环是一个新奇的7员环；przewalskin  B则具有一个十分新奇的6/6/5/5环体系的二萜骨架。迄今为止，许刚关于鼠尾草属植物化学成分的研究成果已经在相关SCI杂志上发表论文6篇，累计影响因子达15。目前，该研究已经获得了云南省自然科学基金等经费的资助，专家将对云南省分布广泛、资源丰富的鼠尾草属植物展开更深入和系统的研究。

首次成功分离了地衣型子囊菌

 

中国科学院昆明植物研究所首次成功分离培养了地衣型子囊菌，拥有了地衣型真菌的活体标本。“可以说，我们正在步入该项研究领域的国际前沿。”昆明植物研究所标本馆主持地衣型真菌分离培养工作的王立松研究员认为。

据介绍，地衣型真菌过去只在发达国家的标本馆（或资源库）被分离保藏。这次地衣型真菌标本的分离成功，结束了昆明植物研究所标本馆作为中国西南地区最大的地衣专业标本收藏地一直以来仅收藏干标本的历史。（生物通雪花）