科技

植物應(yīng)答干旱脅迫新路徑揭示

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王濤教授研究團(tuán)隊(duì)在植物應(yīng)答干旱脅迫的分子機(jī)制領(lǐng)域取得突破。相關(guān)論文于日前在線(xiàn)發(fā)表在國(guó)際植物學(xué)頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《植物細(xì)胞》上。

干旱脅迫嚴(yán)重影響植物生長(zhǎng)發(fā)育和作物產(chǎn)量。不過(guò)，植物也在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，形成了適應(yīng)或抵抗干旱脅迫的復(fù)雜調(diào)控機(jī)制。有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)干旱來(lái)臨，植物細(xì)胞能感知到干旱的信號(hào)，它會(huì)讓轉(zhuǎn)錄因子在細(xì)胞核中啟動(dòng)抗旱基因的表達(dá)，來(lái)抵抗干旱對(duì)自己的生存壓力。

課題組經(jīng)過(guò)多年研究，發(fā)現(xiàn)了一種新型的NAC轉(zhuǎn)錄因子。NAC轉(zhuǎn)錄因子為植物特有，它涉及多個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育和脅迫應(yīng)答過(guò)程，功能多樣。課題組發(fā)現(xiàn)的這一NAC轉(zhuǎn)錄因子，其本身結(jié)構(gòu)并不能讓它“定位”在細(xì)胞膜上。但是，在被一種軟脂酸（十六烷酸）修飾后，它能通過(guò)疏水作用力錨定在細(xì)胞膜上。

那么，這種轉(zhuǎn)錄因子是怎么去往細(xì)胞核“搞事情”的呢？關(guān)鍵之一在于一類(lèi)特殊的硫脂酶。干旱時(shí)這種硫脂酶的蛋白質(zhì)表達(dá)量會(huì)快速增加?！案珊档絹?lái)時(shí)，硫脂酶蛋白能將轉(zhuǎn)錄因子NAC和軟脂酸之間的硫酯鍵切開(kāi)，這樣一來(lái)，釋放了的轉(zhuǎn)錄因子就進(jìn)入了細(xì)胞核。之后，它啟動(dòng)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡的一種關(guān)鍵物質(zhì)表達(dá)，幫助植物抗旱?！?/p>

（科技日?qǐng)?bào)）

我國(guó)150多萬(wàn)眼農(nóng)田機(jī)井實(shí)現(xiàn)“一鍵式”灌溉

國(guó)家電網(wǎng)公司近日宣布，2016年至2017年投資建設(shè)的“井井通電”工程竣工，提前半年完成了國(guó)家下達(dá)任務(wù)。這意味著15個(gè)省區(qū)的150.73萬(wàn)眼農(nóng)田機(jī)井，從過(guò)去的遠(yuǎn)程接電或柴油機(jī)抽水，變成了“一鍵式”自動(dòng)灌溉。其中，山西、安徽、湖北、河南、陜西、寧夏和新疆等7省區(qū)率先實(shí)現(xiàn)平原地區(qū)機(jī)井通電全覆蓋。

（農(nóng)民日?qǐng)?bào)）

首次揭示植物蛋白質(zhì)的巴豆?；揎?/h2>

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所煙草病蟲(chóng)害防控科研團(tuán)隊(duì)在煙草蛋白質(zhì)翻譯后修飾研究方面取得新進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)煙草蛋白質(zhì)巴豆?；瘏⑴c細(xì)胞碳代謝等多種生物學(xué)進(jìn)程。

組蛋白賴(lài)氨酸巴豆?；揎棧℉istone lysine crotonylation, Kcr）是最近被發(fā)現(xiàn)的從酵母到人類(lèi)廣泛存在一種保守性的翻譯后修飾類(lèi)型（Posttranslational modification, PTM），廣泛參與基因啟動(dòng)與激活，調(diào)控眾多生理過(guò)程。

科研團(tuán)隊(duì)利用高質(zhì)量的巴豆酰化修飾泛抗體，將煙草細(xì)胞內(nèi)發(fā)生巴豆酰化的蛋白質(zhì)組進(jìn)行富集，通過(guò)液相二級(jí)質(zhì)譜（LC-MS/MS）共鑒定到637個(gè)發(fā)生巴豆酰化的蛋白質(zhì)。研究表明，這些蛋白參與細(xì)胞的碳代謝、光合作用、蛋白質(zhì)合成、折疊與降解以及染色體的組裝等多種生物學(xué)進(jìn)程，暗示煙草巴豆?；姿峄?、乙?；⒎核鼗?、琥珀酰化等其他翻譯后修飾一樣，在煙草的生長(zhǎng)發(fā)育、合成代謝、病害發(fā)生等眾多生理過(guò)程均起到關(guān)鍵的調(diào)控作用，也是煙草細(xì)胞生物調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)發(fā)揮生物學(xué)功能的重要方式。本研究成果為后期深入解析環(huán)境因子在植物病毒致害機(jī)理中的調(diào)控作用，特別是為開(kāi)展抗病基因溫度敏感性和病毒癥狀多樣性等方面研究拓展了思路，同時(shí)也為研究植物自身免疫激活提供了技術(shù)儲(chǔ)備。

（中國(guó)農(nóng)科院網(wǎng)）

農(nóng)作物鎘污染研究取得新進(jìn)展

農(nóng)作物鎘（Cd）污染是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外關(guān)注的主要問(wèn)題之一，定量化各環(huán)境因子對(duì)農(nóng)作物Cd累積的影響程度對(duì)區(qū)域Cd污染風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控至關(guān)重要。目前實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的影響因子解析和調(diào)控手段難以指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用。

中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳衛(wèi)平研究組從“土壤-土壤溶液-作物吸收”概念出發(fā)，通過(guò)對(duì)蔬菜和水稻Cd富集水平的長(zhǎng)期觀測(cè)，揭示了Cd固液分配系數(shù)（Kd）和農(nóng)作物Cd富集因子（PUF）變化特征及其主要影響因子，并結(jié)合大田試驗(yàn)和模型模擬進(jìn)行驗(yàn)證和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。研究發(fā)現(xiàn)改善土壤酸化和恢復(fù)土壤微量元素平衡可顯著降低區(qū)域農(nóng)作物Cd超標(biāo)概率。該研究為我國(guó)農(nóng)作物Cd污染現(xiàn)狀改善和風(fēng)險(xiǎn)管理提供了科學(xué)方法和理論依據(jù)。

（農(nóng)民日?qǐng)?bào)）

中國(guó)農(nóng)科院研究推出綠色高效防治韭蛆新技術(shù)

新型防治韭蛆技術(shù)——“日曬高溫覆膜法”由中國(guó)農(nóng)科院蔬菜所副所長(zhǎng)張友軍研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)，主要針對(duì)韭蛆不耐高溫的特點(diǎn)，在地面鋪上透明保溫的無(wú)滴膜，讓陽(yáng)光直射到膜上，提高膜下土壤溫度，當(dāng)韭蛆幼蟲(chóng)所在的土壤溫度超過(guò)40℃，且持續(xù)3小時(shí)以上，則可將其徹底殺死。每畝防治成本僅為化學(xué)防治成本（2000元/畝/年）的百分之一，薄膜洗干凈后可反復(fù)利用多年。該技術(shù)自5月份實(shí)施以來(lái)，目前已在山東、河北、天津、安徽、甘肅、浙江等多省份示范，防治效果均達(dá)100%，效果極為顯著，也得到了示范農(nóng)戶(hù)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)技推廣人員的極高評(píng)價(jià)。

（中國(guó)農(nóng)科院網(wǎng)）

我國(guó)科學(xué)家顯著提高水稻基因組編輯效率

近日，中國(guó)水稻研究所王克劍課題組和中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋課題組合作開(kāi)展的研究結(jié)果在線(xiàn)發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志（Plant Biotechnology Journal）》上。該研究顯著提高了CRISPR-Cas9-VQR系統(tǒng)在水稻中的基因組編輯效率。

CRISPR-Cas9系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于基因組編輯。但是該系統(tǒng)在進(jìn)行基因組編輯時(shí)，除需要特異識(shí)別靶序列之外，還需要特異識(shí)別一段NGG的鄰近核苷酸序列，這大大限制了該系統(tǒng)的編輯位點(diǎn)選擇范圍。在前期的研究中，課題組通過(guò)對(duì)Cas9蛋白進(jìn)行定點(diǎn)突變，獲得了Cas9蛋白的VQR變體，并在水稻基因組中成功實(shí)現(xiàn)對(duì)NGA鄰近序列的編輯，極大的擴(kuò)展了基因編輯位點(diǎn)的選擇范圍，然而CRISPR-Cas9-VQR系統(tǒng)與原CRISPR-Cas9系統(tǒng)相比較，其編輯效率依然偏低，這限制了該系統(tǒng)在水稻中的推廣應(yīng)用，為此，該研究通過(guò)優(yōu)化sgRNA的結(jié)構(gòu)以及使用水稻內(nèi)源性強(qiáng)啟動(dòng)子來(lái)驅(qū)動(dòng)VQR變體的表達(dá)，成功將CRISPR-Cas9-VQR系統(tǒng)的編輯效率提高到了原有系統(tǒng)的3～7倍。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程經(jīng)費(fèi)的資助。水稻所碩士研究生胡熙璕和中科院遺傳所助理研究員孟祥兵為該論文的共同第一作者，中科院遺傳所李家洋研究員和水稻所王克劍研究員為共同通訊作者。

（中國(guó)農(nóng)科院網(wǎng)）

河南省農(nóng)科院“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)綜合示范初見(jiàn)成效

西華是河南省農(nóng)科院開(kāi)展院縣合作共建的綜合示范縣之一，2015年以來(lái)，在河南省財(cái)政資金項(xiàng)目的支持下，院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所農(nóng)業(yè)信息化團(tuán)隊(duì)依托西華縣農(nóng)科所和種植合作社，在當(dāng)?shù)亟⒘酥腔坜r(nóng)業(yè)技術(shù)綜合展示和應(yīng)用基地，基地包括一個(gè)程控中心，一個(gè)智慧農(nóng)田成果展示區(qū)和一個(gè)設(shè)施農(nóng)業(yè)成果展示區(qū)，裝備了一套信息展示終端，17個(gè)攝像頭，一套“四情”（苗情、墑情、災(zāi)情、蟲(chóng)情）監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)站，11套云灌溉控制系統(tǒng)和1套質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)，自主開(kāi)發(fā)了農(nóng)技推廣云平臺(tái)等WEB和手機(jī)APP軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該基地農(nóng)作物“四情”的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及農(nóng)作物管理措施的精確化和農(nóng)業(yè)專(zhuān)家多終端診斷的隨身化，節(jié)本增效效果得以初步顯現(xiàn)，在西華縣樹(shù)立了信息化技術(shù)引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的示范樣板。

（河南省農(nóng)科院網(wǎng)）

遙感大數(shù)據(jù)為新疆農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展增添新動(dòng)力

近日，立足新疆及中亞五國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際需求，促進(jìn)本地及區(qū)域間農(nóng)業(yè)協(xié)同合作發(fā)展的新疆及中亞五國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上線(xiàn)運(yùn)營(yíng)，并將在今后不斷完善功能，新疆農(nóng)業(yè)的一張數(shù)據(jù)藍(lán)圖已具備雛形，將逐漸在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮引領(lǐng)帶動(dòng)作用。

近年來(lái)，將遙感技術(shù)與農(nóng)業(yè)各學(xué)科及技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展形成的農(nóng)業(yè)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)在國(guó)內(nèi)很多農(nóng)業(yè)大省陸續(xù)上線(xiàn)運(yùn)營(yíng)，利用遙感技術(shù)開(kāi)展土地利用現(xiàn)狀的調(diào)查與分析，農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)的監(jiān)測(cè)與分析，病蟲(chóng)害的預(yù)測(cè)以及農(nóng)作物的估產(chǎn)已逐步成為很多地區(qū)促進(jìn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)增效的標(biāo)志性技術(shù)。

據(jù)介紹，建設(shè)中的新疆及中亞五國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將瞄準(zhǔn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)空間信息技術(shù)的需求，結(jié)合自治區(qū)“三個(gè)千萬(wàn)畝”高產(chǎn)糧棉田建設(shè)，重點(diǎn)在新型測(cè)土配方與水肥藥一體化、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)、作物目標(biāo)識(shí)別與分類(lèi)、作物病蟲(chóng)害遙感監(jiān)測(cè)與無(wú)人機(jī)植保、作物長(zhǎng)勢(shì)與估產(chǎn)等方面開(kāi)展系統(tǒng)研發(fā)，不斷完善數(shù)據(jù)分析利用的能力。

（新疆日?qǐng)?bào)）