摘要：作物育种的目标是找到产量和抗性的最佳平衡点,其中涉及“鱼和熊掌”二者兼得的选择策略。哪些逆境负调控位点影响产量性状,以及如何调控等是突破育种瓶颈的重要科学问题。近百年来,高产玉米(Zeamays)育种使玉米单产不断提高,同时现代玉米品种对干旱的敏感性也呈现出增强趋势,故而存在高产稳产的潜在风险。可对于这一现象背后确切的遗传机制却知之甚少,从而限制了既高产又高抗玉米新品种的培育。玉米的非生物胁迫抗性与产量性状均为多基因控制的复杂数量性状,涉及全基因组范围内大量基因的表达与调控。玉米基因组内存在大量的小RNA(sRNA),其对基因表达起精细调控作用,但人们对sRNA调控作物环境胁迫应答与产量性状机制的理解仍然有限。近日,华中农业大学代明球课题组与李林和李峰两个课题组合作,基于对338份玉米关联群体在不同环境下的sRNA表达组分析,鉴定到大量干旱应答的sRNA,以及调控这些sRNA表达的遗传位点(eQTL);并克隆了8号染色体上1个干旱特异性eQTL热点DRESH8。生物信息学分析显示,DRESH8是1个由转座子组成的长度约为21.4 kb的反向重复序列(TE-IR)。DRESH8通过产生小干扰RNA(siRNA)介导抗旱基因的转录后沉默,并间接抑制产量负调控因子的表达,在负调控干旱应答的同时正调控产量性状。进一步研究发现,DRESH8在玉米驯化和改良过程中受到了人工选择。据此,他们认为DRESH8可能是玉米平衡抗旱性和产量的关键遗传位点。该研究在全基因组水平上揭示了作物调控产量和环境胁迫抗性平衡的关键遗传机制,同时也鉴定到大量IR位点,为未来“高抗、高产”玉米设计育种提供了有价值的操控靶点。

摘要：麦类作物是人类主要的食物来源,其遗传改良对于保障世界粮食生产具有重要作用。获得麦类作物的基因组和功能基因组信息是作物遗传育种学家解析种质资源高产及抗逆机理,并准确选择目标性状、实现分子设计育种目标的有效途径。目前,二穗短柄草(Brachypodium distachyum)是早熟禾亚科中唯一完成全基因组测序的植物。以二穗短柄草为模式植物,利用比较基因组学方法获得早熟禾亚科中基因组庞大而复杂的麦类作物的相关信息,必将加速麦类作物的遗传改良进程。本文重点介绍近十年来短柄草在麦类作物比较基因组学方面的研究进展。

摘要：随着全球气候变暖加剧,农作物面临更加严峻的高温威胁。高温胁迫影响作物生长发育各个阶段,其中花粉发育过程对高温胁迫最为敏感,因此花粉高温应答机制成为当前植物学研究热点。研究表明,花粉可以通过质膜上的钙离子通道、内质网中的未折叠蛋白反应、活性氧积累以及H2A.Z等机制感知高温胁迫,并通过调控热激蛋白表达、糖代谢、激素水平及活性氧清除能力适应高温胁迫。该文从高温对花粉发育的影响、花粉高温胁迫应答机制以及花粉高温胁迫研究的实验设计等方面进行综述,旨在为相关研究提供借鉴。

摘要：针对气相色谱质谱联用(GC-MS)数据处理过程复杂且计算量大、处理时间过长而严重拖延实验进度的问题,以多样本保留时间对齐为例,设计了基于分布式平台Sector/Sphere的GC-MS数据处理并行框架,实现了多样本并行对齐算法。首先分布式计算所有样本的相似度矩阵;然后依据层次聚类原理将原样本集划分为小样本集,分布式对齐各小样本集内部的样本;最后以各小样本集的平均样本作为对齐依据合并各样本集的对齐结果。实验结果表明:多样本并行对齐算法的错误率为2.9%,由4台PC组成的集群处理大量样本时,最高加速比达到3.29;能够在保证较高正确率的前提下提升计算速度,解决处理时间过长的问题。

摘要：根据同源序列设计筒并引物，通过RT—PCR及RACE的方法从盐生植物番杏中克隆出Na^+／H^+逆向运输蛋白基因。序列分析表明，该cDNA全长2199bp，开放读码框为1665bp，可编码一个554个氨基酸的多肽，与其他植物中已经克隆的Na^+／H^+逆向转运蛋白具有很高的同源性。系统发育分析表明该蛋白(TtNHX1)与液泡型的Na^+／H^+逆向转运蛋白的亲缘较近，与质膜型的Na^+／H^+逆向转运蛋白亲缘关系较远。TtNHX1的表达具有组织特异性，在番杏的根、茎和叶中均有表达，而花中没有表达。经NaCl诱导后根、茎和叶中的表达量增加，而花中仍没有表达。

摘要：中华人民共和国建国70周年,特别是改革开放40年以来,中国科技工作者在植物研究领域取得了举世瞩目的成绩.这篇综述简要地总结了中国植物学家以模式植物拟南芥,以及水稻、玉米、小麦和棉花等农作物为研究材料,在植物应答非生物逆境胁迫,包括干旱、高温、低温、盐碱、重金属、铝毒害和光胁迫等领域的基础研究和应用成果;同时也提出了植物非生物逆境研究领域亟待解决的重大问题、作物稳产分子设计的重大需求和创制耐受多种逆境环境的绿色新种质的可能性.