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一种天然共生细菌通过酸化伊蚊肠道抑制蚊媒病毒感染传播

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科学通报 2024年第21期69卷 3070-3072页

作者：高涵胡文倩王四宝新基石科学实验室中国科学院昆虫发育与进化生物学重点实验室中国科学院分子植物科学卓越创新中心中国科学院植物生理生态研究所上海200032

登革热、寨卡热、基孔肯雅热、西尼罗热和黄热病等蚊媒病毒传染病,每年导致全球数亿人感染,对全球公共卫生构成了严峻威胁^([1]).登革热和寨卡热是两种最具代表性的蚊媒病毒传染病,登革热是传播最广的虫媒病毒,在全球100多个国家感染流... 详细信息

登革热、寨卡热、基孔肯雅热、西尼罗热和黄热病等蚊媒病毒传染病,每年导致全球数亿人感染,对全球公共卫生构成了严峻威胁^([1]).登革热和寨卡热是两种最具代表性的蚊媒病毒传染病,登革热是传播最广的虫媒病毒,在全球100多个国家感染流行,每年引发约4亿人感染^([2]).据世界卫生组织(WHO)统计显示,在过去20年中,登革热的全球发病率显著上升,已经成为全球严重的公共卫生负担.2000~2019年,世界卫生组织记录了全球报告病例的10倍激增.自2023年初以来,全球范围内登革热病例激增,已蔓延到以前未受登革热影响的地区.

关键词：基孔肯雅热感染传播蚊媒病毒全球公共卫生登革热虫媒病毒共生细菌报告病例

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植物重金属镉积累调控机制及其应用研究进展

植物生理学报 2024年第2期60卷 185-210页

作者：彭佳师王娅婷王梦琦卢玲丽汪鹏李柱李赛陈思颖孟栓顾天宇徐文忠晁振飞黄煜琪金崇伟晁代印陈彩艳吴龙华滕应赵方杰龚继明湖南科技大学生命科学与健康学院重金属污染土壤生态修复与安全利用湖南省高校重点实验室湖南湘潭411201 中国科学院分子植物科学卓越创新中心植物分子遗传国家重点实验室上海200032 浙江大学环境与资源学院教育部环境修复与生态健康重点实验室杭州310058 南京农业大学资源与环境科学学院作物遗传与种质创新国家重点实验室南京210095 中国科学院南京土壤研究所中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室南京210008 中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 湖南农业大学农学院长沙410128 中国科学院植物研究所北方资源植物重点实验室北京100093

镉(Cd)容易通过食物链对人体产生毒害,其引起的“痛痛病”是人类历史上重要的公共卫生事件。Cd是我国当前土壤中的主要无机污染物,“镉大米”等事件仍时有发生,严重威胁粮食安全和人体健康。植物作为初级生产者,是人体Cd暴露的的主要途... 详细信息

镉(Cd)容易通过食物链对人体产生毒害,其引起的“痛痛病”是人类历史上重要的公共卫生事件。Cd是我国当前土壤中的主要无机污染物,“镉大米”等事件仍时有发生,严重威胁粮食安全和人体健康。植物作为初级生产者,是人体Cd暴露的的主要途径。因此,阐释Cd向植物迁移、在植物体内的转运以及植物的Cd耐受机理,并依此指导低Cd作物的遗传改良和Cd污染环境的植物修复就具有重要的意义。本文综述了近10年来人们在植物Cd积累的调控机理、应对Cd污染的作物改良以及植物修复等方面的基础研究和应用成果,同时也探讨了该领域未来亟待解决的一些重要科学问题以及作物遗传改良设计的途径。

关键词：镉低镉作物育种植物修复重金属超积累修复型作物

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合成生物学赋能:从学科发展到产业转化

中国科学院院刊 2024年第5期39卷 851-861页

作者：熊燕马雪晴陈大明刘晓赵国屏中国科学院上海营养与健康研究所上海生命科学信息中心上海200031 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海营养与健康研究所生物医学大数据中心上海200031 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032

合成生物学通过引入工程科学“自下而上”认识生命体系的理念,在生命科学研究中采用“设计—构建—测试—学习”迭代的研究范式,并在基因组和系统生物学的基础上,构建工程化的新生命体系,为生命科学提供了“从创造到理解”的新途径,不... 详细信息

合成生物学通过引入工程科学“自下而上”认识生命体系的理念,在生命科学研究中采用“设计—构建—测试—学习”迭代的研究范式,并在基因组和系统生物学的基础上,构建工程化的新生命体系,为生命科学提供了“从创造到理解”的新途径,不仅颠覆了从整体到局部的“格物致知—还原论”的传统研究策略,还开启了理解生命本质的“建物致知”新文化。同时,合成生物学将生物技术由“模拟自然过程”和“遗传工程改造”上升至“定量理性设计”和“标准化构建测试”的高度,推动生物工程和代谢工程朝着对标生命过程的高效率、普适性的工程化“重编程”,甚至是“从头构建”的新高度,以实现“建物致用”的目标。文章梳理了合成生物学近年来在生命科学基础研究中“建物致知”方面的重要进展,列举了其在化工、医药、食品、环境等应用领域中“建物致用”的具体案例,展现了合成生物学对人类社会全面发展正在发挥的重大影响,强调了为确保合成生物学的健康、快速发展,构建会聚生态系统与治理体系的重要性。

关键词：合成生物学赋能会聚创新生态系统

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植物光信号转导研究领域近十年重要研究进展

植物生理学报 2024年第3期60卷 399-429页

作者：林荣呈刘宏涛李继刚孔凡江刘斌王海洋杨洪全钟上威朱丹萌淮俊玲李洪刘双荣王璠王文秀茅志磊邓兴旺中国科学院植物研究所光生物学重点实验室北京100093 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032 中国农业大学生物学院植物抗逆高效全国重点实验室北京100193 广州大学生命科学学院分子遗传与进化创新研究中心广东省植物适应性与分子设计重点实验室广州510006 中国农业科学院作物科学研究所作物基因与分子设计中心作物基因资源与育种全国重点实验室北京100081 华南农业大学生命科学学院亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广州510642 上海师范大学生命科学学院上海市植物分子科学重点实验室上海200234 北京大学生命科学学院蛋白质与植物基因研究国家重点实验室北京100871 北京大学现代农业研究院潍坊现代农业山东省实验室小麦育种全国重点实验室山东潍坊261325 北京大学现代农学院小麦育种全国重点实验室北京100871

光是影响植物生长和发育的一种环境信号,在植物的整个生命周期中发挥关键的调控功能。光信号转导的研究已有一百多年的历史,一直都是植物生物学研究领域的一个热点。本文从光敏色素、隐花素、紫外B受体等3种信号转导途径、光信号转导的... 详细信息

光是影响植物生长和发育的一种环境信号,在植物的整个生命周期中发挥关键的调控功能。光信号转导的研究已有一百多年的历史,一直都是植物生物学研究领域的一个热点。本文从光敏色素、隐花素、紫外B受体等3种信号转导途径、光信号转导的共性调控机制、光信号与内源激素信号和其他环境信号的互作、以及作物光形态建成等方面,对植物光信号转导研究领域近十年来的重要进展进行了概述。

关键词：光受体光信号转导信号互作

基于全基因组关联分析筛选山桐子性别分子标记

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植物学报 2024年第3期59卷 414-421页

作者：左毅刘红兵杨志刚李彬向浩鑫朱纯真王雷中国科学院植物研究所植物分子生理学重点实验室国家植物园中国农业科学院农业基因组研究所岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心农业农村部农业基因数据分析重点实验室内蒙古自治区农牧业科学院蔬菜花卉研究所中国科学院大学国家盐碱地综合利用技术创新中心

山桐子(Idesia polycarpa)是我国特有且极具开发潜力的油料树种,果实含油率高且油品好。在苗期通过分子生物学手段对山桐子进行性别鉴定,可有效降低种苗培养成本。在前期组装的染色体级别高质量山桐子基因组基础上,进一步对山桐子雌雄... 详细信息

山桐子(Idesia polycarpa)是我国特有且极具开发潜力的油料树种,果实含油率高且油品好。在苗期通过分子生物学手段对山桐子进行性别鉴定,可有效降低种苗培养成本。在前期组装的染色体级别高质量山桐子基因组基础上,进一步对山桐子雌雄群体进行全基因组重测序,根据雌雄株系的特异性片段,确定山桐子属于ZW/ZZ性别决定类型;并根据3.365×107个SNPs,结合性别表型进行全基因组关联分析,找到控制性别的19号染色体,并将性别决定区段定位到35Mb附近;针对显著性位点,开发了性别共显性CAPS分子标记。该方法可在幼苗期快速、高效鉴定山桐子的性别,极大地降低了山桐子育苗环节的生产成本,也可在山桐子种质鉴定及分子标记辅助育种等方面为产业提供技术支撑。

关键词：山桐子性别决定分子标记

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近10年光合作用领域若干重要研究进展

植物生理学报 2024年第2期60卷 211-247页

作者：杨文强林荣呈端木德强李磊卢从明欧阳敏王文达孙韬田利金王柏臣朱新广中国科学院植物研究所光生物学重点实验室北京100093 华中农业大学生命科学技术学院农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070 南开大学生命科学学院天津300071 山东农业大学生命科学学院小麦育种全国重点实验室山东泰安271018 华中农业大学生命科学技术学院作物遗传改良全国重点实验室武汉430070 天津大学生物安全战略研究中心天津300072 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032

光合作用是地球上几乎所有生命的能量和物质基础,其应用与农业、能源和环境的可持续发展密切相关。本文主要概述了近10年来光合作用研究在光合膜蛋白结构与光反应机理、光合碳代谢、叶绿体生物发生与发育、光合作用蛋白质量控制、光合... 详细信息

光合作用是地球上几乎所有生命的能量和物质基础,其应用与农业、能源和环境的可持续发展密切相关。本文主要概述了近10年来光合作用研究在光合膜蛋白结构与光反应机理、光合碳代谢、叶绿体生物发生与发育、光合作用蛋白质量控制、光合色素合成与叶绿体反向信号、光保护与环境适应、光合作用与农业、光合作用与合成生物学和光合产氢与人工光合作用等方向的前沿进展,探讨了未来发展趋势。

关键词：光合作用叶绿体光保护蛋白质量控制碳代谢光反应合成生物学

代谢组和转录组分析籼稻福香占干旱胁迫的分子响应

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作物学报 2024年

作者：王颖姮崔丽丽蔡秋华林强吴方喜陈飞鹤谢鸿光朱永生陈丽萍谢华安张建福福建省农业科学院水稻研究所农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省水稻分子育种重点实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/杂交水稻国家重点实验室华南研究基地/水稻国家工程研究中心

干旱是影响农业生产最重要的原因之一。本研究以优质香稻福香占为材料，对其苗期干旱响应的生理指标、激素代谢物及基因表达调控网络进行分析。干旱处理后，福香占干旱存活率、抗氧化酶活性高于恢复系明恢63、明恢86和干旱敏感的丽江新... 详细信息

干旱是影响农业生产最重要的原因之一。本研究以优质香稻福香占为材料，对其苗期干旱响应的生理指标、激素代谢物及基因表达调控网络进行分析。干旱处理后，福香占干旱存活率、抗氧化酶活性高于恢复系明恢63、明恢86和干旱敏感的丽江新团黑谷，但电导率较低且过氧化物累积较少。IAA、ICA、ABA、cZ和SA等5种激素的代谢物含量上升，tZ、DHZ、GA1、JA等11种激素的代谢物含量下降。6118个差异表达基因(DGEs)中有2615个上调、3503个下调，涉及了光合作用、能量代谢、转录调控、氧化还原、离子结合等生物学过程和氨基酸、糖、脂肪酸、激素等合成代谢及植物激素信号转导等相关途径。激素代谢组和转录组学分析同时鉴别出植物激素信号转导、玉米素生物合成、类胡萝卜素生物合成和色氨酸代谢4个KEGG代谢通路，并构建了差异表达基因调控网络。转录因子、抗氧化酶基因、渗透调节等相关的28个干旱应答关键基因在福香占干旱处理后的表达量均上调。福香占受干旱胁迫后，激素水平发生了变化；抗逆应答的基因表达量均上调，包括转录因子、抗氧化系统基因、渗透调节及其他耐旱基因；抗氧化酶活性相关生理指标发生改变。研究结果有助于进一步挖掘抗旱基因，服务水稻抗旱育种。

关键词：福香占抗旱生理特性激素代谢组调控网络

炭化液对NaCl胁迫下高丹草种子萌发和幼苗生长的缓解效应

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植物资源与环境学报 2024年

作者：梁玉李金凤崔键李文平常雅军汪帆刘晓静姚东瑞江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心江苏沿海生态科技发展有限公司

为探讨炭化液对NaCl胁迫下高丹草(Sorghum bicolor×sudanense)种子萌发和幼苗生长的效应,以工程植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum Linn.)和苦草[Vallisneria natans(Lour.) Hara]的炭化液为研究材料,研究了NaCl胁迫下2种炭化液及稀释比例对高丹草种子萌发及幼苗生长和生理指标的影响。结果显示:在0～16 g·L-1NaCl范围内,高丹草种子的发芽率、发芽势和发芽指数随着NaCl质量浓度的提高呈下降趋势,在16 g·L-1NaCl条件下发芽率仅5.55%;种子萌发阶段的耐盐适应浓度、耐盐半致死浓度和耐盐极限浓度分别为3.95、8.03和15.07 g·L-1。在4 g·L-1NaCl条件下,添加金鱼藻炭化液和苦草炭化液(稀释比例1:15)对高丹草种子发芽势、发芽率和发芽指数的影响不显著,但总体上显著(P所述,较高质量浓度NaCl胁迫下,添加金鱼藻炭化液显著促进了高丹草的种子萌发,有效减少了高丹草幼苗受到的氧化损伤,进而缓解了NaCl对高丹草种子萌发和幼苗生长的胁迫作用。

关键词：高丹草炭化液 NaCl胁迫种子萌发幼苗生长

5-氨基乙酰丙酸在植物非生物胁迫与生长中的作用研究

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中国农业大学学报 2024年第10期29卷 97-107页

作者：张政达康珍刘涛胡晓辉西北农林科技大学园艺学院/农业农村部西北设施园艺工程重点实验室/陕西省设施农业工程技术研究中心陕西杨凌712100 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032 沈阳农业大学园艺学院沈阳110866

为了提供更有效的非生物胁迫抗性改良策略,本研究综述了5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)在生物体内的合成途径以及其在提高植物对非生物胁迫的耐受性和调节植物生长方面的作用机制。结果表明:1)ALA的生物合成主要通过C5路径... 详细信息

为了提供更有效的非生物胁迫抗性改良策略,本研究综述了5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)在生物体内的合成途径以及其在提高植物对非生物胁迫的耐受性和调节植物生长方面的作用机制。结果表明:1)ALA的生物合成主要通过C5路径和Shemin路径进行,二者在不同生物体中因适应其特有的生理和生态需求而有所侧重。2)作为卟啉类化合物的前体,ALA在植物光合作用和代谢过程中扮演关键角色。3)通过影响植物基因表达、代谢调控和信号转导等途径,ALA提升了植物的抗逆性。4)进一步的研究将集中于探索ALA的具体分子机制和信号传导路径,并开发新的途径以利用ALA提高作物品质和增加农业生产力。总的来说,ALA在农业生产和科学研究领域展示出巨大的研究潜力和应用前景,但要充分发挥其潜力和效用,还需深入研究其具体分子机制,并进一步确定ALA作为植物信号分子的角色及其具体受体的存在。本研究不仅为园艺植物提供更有效的非生物胁迫抗性改良策略,也为在全球气候变化和环境压力日益增大的背景下保障作物的稳定和可持续生产提供了理论基础。

关键词： 5-氨基乙酰丙酸非生物胁迫生长发育调控机制